山西稀缺煉焦煤資源分布特征和勘查開發(fā)建議

宋元青，劉漢斌

(1.中化地質(zhì)礦山總局浙江地質(zhì)勘查院，杭州 310002; 2.山西省煤炭地質(zhì)局，太原 030006)

0 引言

煉焦煤是鋼鐵工業(yè)的基礎(chǔ)能源和主要原料，煉焦煤的高質(zhì)量、穩(wěn)定持續(xù)供應(yīng)是鋼鐵工業(yè)蓬勃發(fā)展的基礎(chǔ)。在世界硬煤資源中，煉焦煤所占比例不足10%[1]。我國煤炭資源豐富，但煉焦煤資源不足，僅占我國煤炭資源儲量的18.9%[2]。煉焦煤保有資源儲量中氣煤占47%，優(yōu)質(zhì)的焦煤和肥煤占比不到10%[3]。山西是中國的煤炭大省，煤類齊全，儲量巨大，是我國重要的焦煤生產(chǎn)和儲備基地，煉焦煤保有資源儲量占全國煉焦煤總量的53%[4]，截至2016年底山西煉焦煤產(chǎn)能占全國產(chǎn)能的40%，煉焦煤產(chǎn)量占全國的43%，焦炭產(chǎn)量占全國的41%，焦炭出口量占全國的76%。因此，理清山西煉焦用煤的資源分布特征和有效保證能力，從能源供應(yīng)的角度，科學(xué)統(tǒng)籌全省煉焦煤資源的開發(fā)利用，對于山西乃至全國焦化、鋼鐵行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。不同學(xué)者就山西煉焦煤資源的開發(fā)、利用及保護進(jìn)行了研究[5-7]。稀缺煉焦煤作為煉焦煤的主力煤種，儲量稀少但需求量巨大，是煉焦煤的主角與重中之重。但關(guān)于山西稀缺煉焦煤分布、利用及保護研究較少。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，分析了山西稀缺煉焦用煤的分布特征和開發(fā)利用情況。

1 稀缺煉焦煤

1.1 稀缺煉焦煤概念

根據(jù)《稀缺、特殊煤炭資源的劃分與利用》(GB/T 26128-2010)，稀缺煤炭資源指具有重要工業(yè)用途，需求量大但資源相對短缺的煤炭資源，其中稀缺煉焦用煤包括肥煤、焦煤、瘦煤。根據(jù)《特殊和稀缺煤類開發(fā)利用管理暫行規(guī)定》[8]，特殊和稀缺煤類是指具有特殊煤質(zhì)特征和特殊性而資源儲量相對較少的煤炭種類，包括肥煤、焦煤、瘦煤和無煙煤，并規(guī)定1/3 焦煤和氣肥煤分別歸入焦煤和肥煤之中。

1.2 我國稀缺煉焦煤

截至2015年底，我國煉焦煤保有資源儲量2 961億t，占全國煤炭資源儲量的18.9%[3]。稀缺煉焦煤總量1 569.57億t[9]，占全國煤炭資源儲量的9.8%，占煉焦煤保有資源量的53%。稀缺煉焦煤中，具有強黏結(jié)性的焦煤和肥煤757.2億t[9]，占全國煤炭資源儲量的4.8%，占稀缺煉焦煤保有資源量的26%(表1)。

表1 全國保有稀缺煉焦煤資源儲量占比

如表2 ，按煤類劃分，全國保有稀缺煉焦煤資源量中分煤類排名依次為焦煤>瘦煤>肥煤>氣煤>1/3焦煤，占比依次為34.2%、23.3%，15.7%，7.6%，7.2%。地域分布方面，我國華北地區(qū)稀缺煉焦煤總量占全國稀缺煉焦煤保有資源量的87%。東北、西北和華南地區(qū)分別占6%，4%和3%。其中山西省焦煤、瘦煤和肥煤以及1/3焦煤在全國稀缺煉焦煤中占比最高，分別為46.0%，58.3%、48.6%以及43.2%；河北省擁有全國最高的氣肥煤，資源儲量占全國的79.5%。

表2 全國保有稀缺煉焦煤資源儲量分布

2 山西稀缺煉焦煤

2.1 總量特征

山西省擁有稀缺煉焦煤保有資源量790 億 t，占全國稀缺煉焦煤總量的50.3%，占山西全省煉焦煤總量的50.6%，占山西煤炭資源總量的29.2%。優(yōu)質(zhì)焦煤和肥煤443.7億t，占比全國焦煤和肥煤的58.6%，占全省煤炭資源總量的16.4%(表3)。

表3 山西保有稀缺煉焦煤資源量占比

2.2 煤類分布

從圖1可以看出，全省不同煤類稀缺煉焦煤分別為焦煤>瘦煤>肥煤>1/3焦煤>氣肥煤；全省焦煤保有資源量最大，而氣肥煤不足；焦煤、瘦煤、肥煤除霍州礦區(qū)外，在另外四個礦區(qū)中均有分布；氣肥煤主要分布于霍州礦區(qū)。表4為不同煤類在礦區(qū)中的分布和占比，從中可以看出，山西省焦煤保有資源量273.0億t，占全省稀缺煉焦煤的34.6%，主要分布于離柳礦區(qū)、汾西礦區(qū)、霍州礦區(qū)、西山礦區(qū)和鄉(xiāng)寧礦區(qū)，合計占全省稀缺煉焦煤資源量的91.4%；瘦煤保有資源量216.0億t，占全省稀缺煉焦煤總量的27.3%，主要分布于鄉(xiāng)寧礦區(qū)、離柳礦區(qū)、西山礦區(qū)和汾西礦區(qū)，合計占全省稀缺煉焦煤資源量的68.3%；肥煤保有資源量140.0億t，占全省稀缺煉焦煤總量的17.7%，主要分布于霍州礦區(qū)、汾西礦區(qū)、離柳礦區(qū)和西山礦區(qū)，合計占全省稀缺煉焦煤資源量的97.9%；氣肥煤保有資源量14.0億t，占全省稀缺煉焦煤總量的1.8%，主要分布于霍州礦區(qū)，占全省稀缺煉焦煤資源量的85.7%；1/3焦煤保有資源量147.0億t，占全省稀缺煉焦煤總量的18.6%，主要分布于離柳礦區(qū)、霍州礦區(qū)、鄉(xiāng)寧礦區(qū)和西山礦區(qū)，合計占全省稀缺煉焦煤資源量的38%。

2.3 礦區(qū)分布

從圖2中可以看出，不同礦區(qū)稀缺煉焦煤的占比排序分別為離柳礦區(qū)>汾西礦區(qū)>霍州礦區(qū)>西山礦區(qū)>鄉(xiāng)寧礦區(qū)；總得來看，離柳礦區(qū)擁有全省最大的稀缺煉焦煤保有資源量和最大的焦煤保有量，霍州礦區(qū)擁有全省最大的肥煤保有量，鄉(xiāng)寧礦區(qū)擁有全省最大的瘦煤保有量；離柳礦區(qū)和霍州礦區(qū)稀缺煉焦煤種類較為豐富，西山礦區(qū)和汾西礦區(qū)擁有三種稀缺煉焦煤，鄉(xiāng)寧礦區(qū)稀缺煉焦煤較為單一，主要為瘦煤和焦煤。

結(jié)合表4，可以看出，離柳礦區(qū)保有稀缺煉焦煤資源儲量195.9億t，占全省稀缺煉焦煤總量的24.8%，其中焦煤保有量106.65億t，占全省焦煤保有資源總量的39%；1/3焦煤保有量34.23億t，占全省1/3焦煤保有量的23%；汾西礦區(qū)保有稀缺煉焦煤124.7億t，占全省稀缺煉焦煤總量的15.8%；霍州礦區(qū)保有稀缺煉焦煤104.6億t，占全省稀缺煉焦煤總量的13.2%，其中肥煤保有資源量66.28億t，占全省肥煤總量的47%；西山礦區(qū)保有稀缺煉焦煤100.8億t，占全省稀缺煉焦煤總量的12.8%；鄉(xiāng)寧礦區(qū)保有稀缺煉焦煤76.0億t， 占全省稀缺煉焦煤總量的9.6%， 其中瘦煤保有量全省第一，約48.54億t，占全省瘦煤保有量的22%。

圖1 山西稀缺煉焦煤類分布圖Figure 1 Shanxi rare and deficient coal for cokingcoal ranks distribution

圖2 山西省稀缺煉焦礦區(qū)分布圖Figure 2 Shanxi rare and deficient coal for coking miningareas distribution

表4 山西保有稀缺煉焦煤資源量及主要礦區(qū)占比[10]

3 存在問題與勘查開發(fā)建議

3.1 產(chǎn)量方面

作為全國最大的煉焦煤生產(chǎn)基地，山西省擁有全國最大的煉焦煤產(chǎn)能，每年達(dá)到4.9億t[3]。2015年，山西統(tǒng)計煉焦精煤產(chǎn)量1.99億t，占全國統(tǒng)計量的41.08%，2016年全省年產(chǎn)煉焦用煤4.41億t，占全國煉焦煤產(chǎn)量的40%，是排名第二的安徽省的3.7倍。按稀缺煉焦煤占比煉焦煤68%計算，山西2016年生產(chǎn)稀缺煉焦煤約2.5億t。長期的高強度開采，導(dǎo)致全省稀缺煉焦煤的急速枯竭，煉焦煤后備資源枯竭，因此迫切需要制定全省的稀缺煉焦煤資源保護規(guī)劃，科學(xué)地調(diào)控開發(fā)利用總量，控制稀缺煤種開采總量，劃分稀缺煉焦煤可采區(qū)、限采區(qū)和儲備區(qū)， 明確煉焦煤資源開發(fā)利用的空間布局和時序明確勘查、保護和儲備的范圍。

圖3 我國部分省市2016年稀缺煉焦煤保有資源量與煉焦煤產(chǎn)量Figure 3 Part of provinces (municipalities) 2016 rare and deficient coal for coking available resources and yield of the year

3.2 勘查方面

目前山西全省埋深1 200m以淺地段全部進(jìn)行了地質(zhì)勘查，但考慮到下組高硫煤、三下采煤以及受構(gòu)造、薄煤層、煤層埋深、奧灰?guī)r溶水帶壓開采等因素，全省設(shè)計可采煤炭資源約占全省煤炭資源總量1/3，約900億t[11]。按年產(chǎn)量10億t、回采率50%計算，山西全省煤炭僅再能生產(chǎn)45 a。山西煉焦煤資源勘探程度低，探明資源儲量少，經(jīng)濟可采儲量少，經(jīng)濟可采儲量僅占查明資源儲量的33%左右。今后應(yīng)加大煉焦煤資源勘探力度，進(jìn)一步加強煉焦煤資源地質(zhì)勘查工作，提高煉焦煤資源保障能力。

3.3 開發(fā)利用方面

針對山西煉焦煤資源回采率偏低，棄薄采厚、棄劣采優(yōu)現(xiàn)象嚴(yán)重，優(yōu)質(zhì)煉焦煤開采強度大，綜合利用率低的現(xiàn)象，今后應(yīng)大力加強煉焦煤礦區(qū)地質(zhì)精細(xì)勘查，為煤礦高效集約化開采提供地質(zhì)保障；采用先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行精細(xì)勘查，為高效集約化開采，提供地質(zhì)保障，減少開采損失量，最大程度地提高礦井回采率，避免煉焦煤資源的損失；針對山西稀缺優(yōu)質(zhì)煉焦煤較少，高硫煤儲量巨大的問題，今后應(yīng)加強高硫煉焦煤利用研究，充分利用高硫煤資源，大力發(fā)展具有山西資源特色的煉焦工藝，擴大煉焦可用煤源新技術(shù)的應(yīng)用范圍。

山西是我國重要的焦煤生產(chǎn)和儲備基地，擁有我國一半以上的保有查明煉焦煤資源，產(chǎn)能、產(chǎn)量、焦炭產(chǎn)量與出口均居全國首位。以肥煤、焦煤、瘦煤為代表的山西稀缺煉焦煤占據(jù)全國煉焦煤市場的半壁江山。但長期以來，受市場利益的驅(qū)動，山西稀缺煉焦煤的開發(fā)利用缺乏有效的勘查-開發(fā)-利用戰(zhàn)略規(guī)劃與頂層設(shè)計，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)稀缺煉焦煤的大量流失與破壞。今后山西應(yīng)從能源持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)的角度，科學(xué)統(tǒng)籌全省煉焦煤資源的開發(fā)利用，科學(xué)地調(diào)控與控制稀缺煤種開采總量；加大煉焦煤資源勘探力度，提高煉焦煤資源保障能力；加強煉焦煤礦區(qū)地質(zhì)精細(xì)勘查，為煤礦高效集約化開采提供地質(zhì)保障。發(fā)展具有山西資源特色的煉焦工藝，加強高硫煉焦煤利用研究，充分利用高硫煤資源，擴大煉焦可用煤源新技術(shù)的應(yīng)用范圍。

4 結(jié)論

(1)山西擁有稀缺煉焦煤保有資源量790 億 t，占全國稀缺煉焦煤總量的50.3%，占全省煉焦煤總量的50.6%，占全省煤炭資源總量的29.2%；稀缺煉焦煤資源中，優(yōu)質(zhì)焦煤和肥煤443.7億t，占全國焦煤和肥煤的58.6%，占全省煤炭資源總量16.4%。

(2)不同煤類保有資源量大小排序為焦煤>瘦煤>肥煤>1/3焦煤>氣肥煤；山西稀缺煉焦煤中焦煤保有資源量最大，而氣肥煤不足。山西焦煤保有資源儲量273.0億t，占全省稀缺煉焦煤的34.6%；瘦煤保有資源量216.0億t，占全省稀缺煉焦煤總量的27.3%；肥煤保有資源儲量140.0億t，占全省稀缺煉焦煤總量的1.8%；氣肥煤保有資源儲量14.0億t，占全省稀缺煉焦煤總量的1.8%；1/3焦煤保有資源儲量147.0億t，占全省稀缺煉焦煤總量的18.6%。

(3)不同礦區(qū)稀缺煉焦煤的占比排序分別為離柳礦區(qū)>汾西礦區(qū)>霍州礦區(qū)>西山礦區(qū)>鄉(xiāng)寧礦區(qū)；離柳礦區(qū)稀缺煉焦煤保有資源儲量195.9億t，占全省稀缺煉焦煤總量的24.8%；汾西礦區(qū)稀缺煉焦煤保有資源儲量124.7億t，占全省稀缺煉焦煤總量的15.8%；霍州礦區(qū)稀缺煉焦煤保有資源儲量104.6億t，占全省稀缺煉焦煤總量的13.2%；西山礦區(qū)稀缺煉焦煤保有資源儲量100.8億t，占全省稀缺煉焦煤總量的12.8%；鄉(xiāng)寧礦區(qū)稀缺煉焦煤保有資源儲量76.0億t，占全省稀缺煉焦煤總量的9.6%；離柳礦區(qū)擁有全省最大的稀缺煉焦煤保有資源儲量和最大的焦煤保有資源儲量，霍州礦區(qū)擁有全省最大的肥煤保有資源儲量，鄉(xiāng)寧礦區(qū)擁有全省最大的瘦煤保有資源儲量。