山西省綠色煤炭資源評(píng)價(jià)與分布特征研究

宋文龍

(山西省煤炭地質(zhì)勘查研究院，山西 太原 030031)

0 引 言

煤炭是我國(guó)的主體能源，是國(guó)家能源安全的基石。煤炭作為主體能源是由我國(guó)化石能源條件決定的，我國(guó)煤炭資源約占化石能源的95%[1]。2020年我國(guó)原煤產(chǎn)量38.4億t，能源消費(fèi)總量49.8億t標(biāo)準(zhǔn)煤，其中煤炭消費(fèi)占比56.8%，煤炭產(chǎn)量及消費(fèi)量均居世界第一位，煤炭在我國(guó)能源供應(yīng)的基礎(chǔ)性地位沒有改變。然而，煤炭作為傳統(tǒng)能源，其開發(fā)利用所帶來(lái)的一系列環(huán)境與社會(huì)問題逐漸突顯，未來(lái)發(fā)展面臨著“能源革命”的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。隨著社會(huì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，煤炭綠色、高效利用已成為當(dāng)前煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主題。黨的“十九大”報(bào)告提出，我國(guó)要“推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”。

如何實(shí)現(xiàn)煤炭綠色、清潔利用將成為煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問題。王雙明等[2]提出實(shí)現(xiàn)煤炭安全綠色開采、清潔高效利用是推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的要求，是煤炭資源向綠色能源轉(zhuǎn)變的根本出路，“綠色煤炭”是煤炭綠色開發(fā)的基礎(chǔ)。王金華等[3]提出了“以綠色煤炭資源為基礎(chǔ)、以精準(zhǔn)開采為支撐、以總量控制為導(dǎo)向”的煤炭資源科學(xué)開發(fā)布局的原則。張博等[4]在構(gòu)建煤炭資源強(qiáng)國(guó)概念與內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，從綠色煤炭資源、工程技術(shù)、人才教育等要素層面界定了煤炭資源強(qiáng)國(guó)的主體特征，提出我國(guó)實(shí)現(xiàn)煤炭資源強(qiáng)國(guó)需要從強(qiáng)化綠色煤炭資源基礎(chǔ)、工程科技創(chuàng)新能力、企業(yè)發(fā)展與市場(chǎng)環(huán)境建設(shè)等方面系統(tǒng)提升我國(guó)煤炭工業(yè)的全球競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)中國(guó)工程院重點(diǎn)咨詢研究項(xiàng)目“我國(guó)煤炭資源高效回收及節(jié)能戰(zhàn)略研究”預(yù)測(cè)，我國(guó)煤炭資源量約5.97萬(wàn)億t，探明煤炭?jī)?chǔ)量1.3萬(wàn)億t，而綠色煤炭資源量只有5 048.95億t，占比不足一成。因此，加強(qiáng)對(duì)綠色煤炭資源的勘查評(píng)價(jià)與研究，摸清資源家底，科學(xué)、有序、精準(zhǔn)開發(fā)利用綠色煤炭資源將是銜接煤炭清潔、高效利用不可或缺的一環(huán)，也將有助于山西省煤炭行業(yè)實(shí)現(xiàn)“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念。

2018年袁亮院士首次提出了綠色煤炭資源的概念[5]，并基于綠色煤炭資源量和綠色煤炭資源指數(shù)的內(nèi)涵，提出了綠色煤炭資源評(píng)價(jià)體系，主要包括煤炭的資源安全度、資源賦存度、生態(tài)恢復(fù)度和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)度四個(gè)方面。之后，諸多學(xué)者從不同角度構(gòu)建了一系列綠色煤炭資源評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)體系對(duì)我國(guó)綠色煤炭資源現(xiàn)狀進(jìn)行分析評(píng)價(jià)[4-7]。然而，我國(guó)五大賦煤區(qū)煤炭資源稟賦特征、勘查開發(fā)情況、環(huán)境屬性及開發(fā)戰(zhàn)略布局等方面存在較大差異，導(dǎo)致評(píng)價(jià)因子及權(quán)重的選取缺乏代表性和針對(duì)性。本文依據(jù)山西省煤炭資源稟賦特征，秉承“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的理念，依照山西省煤炭資源稟賦特征及區(qū)域煤質(zhì)特性，圍繞晉北、晉中和晉東三大煤炭基地開發(fā)布局，構(gòu)建了綠色煤炭資源評(píng)價(jià)體系，在整理歷年山西省煤炭勘查成果的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地評(píng)價(jià)了山西省綠色煤炭資源量的分布特征，估算了綠色煤炭資源量，提出了山西省煤炭資源的勘查開發(fā)布局建議。

1 綠色煤炭資源內(nèi)涵

綠色煤炭資源概念的提出，是學(xué)術(shù)界對(duì)我國(guó)煤炭資源稟賦特征及開發(fā)利用現(xiàn)狀研究的一次躍升[8]，本文所述綠色煤炭資源內(nèi)涵參考了以往學(xué)者的研究成果，并結(jié)合山西省自身煤炭資源特征闡述了綠色煤炭資源的內(nèi)涵，并基于此建立了符合山西省煤炭稟賦特色的綠色煤炭資源評(píng)價(jià)體系。

綠色煤炭資源是指賦存條件適宜、主要工藝指標(biāo)優(yōu)異、開采技術(shù)條件簡(jiǎn)單、生態(tài)環(huán)境友好、可實(shí)現(xiàn)安全高效開采的煤炭資源。賦存條件適宜為地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，資源豐富、煤層厚度適宜，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及智能化開采；主要工藝指標(biāo)優(yōu)異是指依據(jù)山西省煤類分布特征及煤的工業(yè)用途差異性進(jìn)行差異化評(píng)價(jià)，如動(dòng)力用煤增加發(fā)熱量評(píng)價(jià)、煉焦用煤增加黏結(jié)性評(píng)價(jià)；開采技術(shù)條件簡(jiǎn)單主要指瓦斯、地下水等礦井災(zāi)害可控，能夠?qū)崿F(xiàn)安全開采；生態(tài)環(huán)境友好一是要符合山西省國(guó)土空間規(guī)劃要求，與各類國(guó)家自然保護(hù)區(qū)、省級(jí)自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)功能區(qū)不相沖突，二是指具有一定的水資源承載力，開發(fā)過程水資源可得到有效保護(hù)。

需要指出的是，綠色煤炭資源是動(dòng)態(tài)的概念，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，非綠色煤炭資源也可能變?yōu)榫G色煤炭資源，如瓦斯危害隨著煤層氣行業(yè)的快速發(fā)展將變害為寶，大大降低了礦井瓦斯事故風(fēng)險(xiǎn)。

2 綠色煤炭資源評(píng)價(jià)體系

2.1 綠色煤炭資源評(píng)價(jià)框架

綠色煤炭資源應(yīng)基于煤的工業(yè)用途差異性進(jìn)行分類評(píng)價(jià)。山西省煤類齊全，從低變質(zhì)的長(zhǎng)焰煤到高變質(zhì)的無(wú)煙煤均有分布，煤的用途以動(dòng)力用煤、煉焦用煤和化工用煤為主，2004年國(guó)家將山西省的晉北煤炭基地、晉中煤炭基地、晉東煤炭基地納入國(guó)家大型煤炭基地建設(shè)名單，其中，晉北煤炭基地為億噸級(jí)動(dòng)力用煤產(chǎn)地，晉中煤炭基地為億噸級(jí)煉焦用煤產(chǎn)地，晉東煤炭基地主要為無(wú)煙煤(化工用煤)產(chǎn)地。

綠色煤炭資源具有優(yōu)質(zhì)性、生態(tài)性、安全高效性等多重屬性。本文依據(jù)山西省三大煤炭基地的煤類分布特征及煤的工業(yè)用途差異性，以煤質(zhì)及煤的工藝性能、煤層賦存地質(zhì)條件、開采技術(shù)條及生態(tài)條件等四個(gè)維度構(gòu)建了綠色煤炭資源的評(píng)價(jià)框架。綠色煤炭資源評(píng)價(jià)框架見圖1。

圖1 山西省綠色煤炭資源評(píng)價(jià)體系

2.2 綠色煤炭資源評(píng)價(jià)指標(biāo)

本文選取了煤層賦存條件、煤質(zhì)及煤的工藝性能、開采技術(shù)條件、生態(tài)條件4個(gè)一級(jí)指標(biāo)及15項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)對(duì)山西省綠色煤炭資源分布情況進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。

1)煤質(zhì)及煤的工藝性能。煤類決定了煤的利用方向，而煤的利用方向?qū)γ嘿|(zhì)及煤的工藝性能要求也有所不同。山西省煤的用途主要為動(dòng)力用煤、煉焦用煤和化工用煤。煤質(zhì)及煤的工藝性能是煤炭資源利用的先決條件，其評(píng)價(jià)應(yīng)結(jié)合煤的利用方向及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。煤質(zhì)及煤的工藝性能評(píng)價(jià)所包含的二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)是基于煤的工業(yè)用途差異性進(jìn)行優(yōu)選，動(dòng)力用煤的二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)為發(fā)熱量、灰分及硫分；煉焦用煤的二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)為黏結(jié)指數(shù)、灰分及硫分；化工用煤的二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)為灰分及硫分。其中，動(dòng)力用煤二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)具體評(píng)價(jià)參數(shù)區(qū)間參照了《發(fā)電煤粉鍋爐用煤技術(shù)條件》(GB/T 7562—2010)；煉焦用煤二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)具體評(píng)價(jià)參數(shù)區(qū)間參照了《煉焦用煤技術(shù)條件》(GB/T 397—2009)；化工用煤二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)具體評(píng)價(jià)參數(shù)區(qū)間參照了《煤化工用煤技術(shù)導(dǎo)則》(GB/T 23251—2009)及《煤炭質(zhì)量分級(jí)》(GB/T 15224—2018)等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。煤質(zhì)及煤的工藝性能二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)見表1。

表1 煤質(zhì)及煤的工藝性能二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)

2) 煤層賦存條件。煤層賦存條件決定了煤炭資源的開采效率、經(jīng)濟(jì)性及安全性。煤層賦存條件評(píng)價(jià)因子主要包括煤層埋藏深度、煤層厚度、煤層傾角及煤層穩(wěn)定性4項(xiàng)指標(biāo)。其中，煤層埋深、煤層厚度及煤層傾角為定量評(píng)價(jià)指標(biāo)，煤層穩(wěn)定性為描述性評(píng)價(jià)指標(biāo)，煤層穩(wěn)定性以煤炭勘查區(qū)為基本評(píng)價(jià)單元。依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T 0215—2002)及《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》，并結(jié)合以往研究成果及現(xiàn)階段開采技術(shù)水平，綠色煤炭資源應(yīng)符合的煤層賦存條件為煤層埋深小于1 000 m(稀缺煉焦煤及化工用煤埋深放寬至1 200 m以淺)、煤層傾角為近水平或緩傾斜(<25°)、煤層厚度屬中厚煤層及以上(>1.3 m)、煤層穩(wěn)定性屬較穩(wěn)定或穩(wěn)定的煤炭資源。

3) 開采技術(shù)條件。開采技術(shù)條件為煤炭資源開采的制約性條件，開采技術(shù)條件越簡(jiǎn)單，煤炭開采的安全性越高、開采成本越低，煤炭資源的綠色程度就越高。山西省開采技術(shù)條件整體屬簡(jiǎn)單，局部因地質(zhì)構(gòu)造或地下水等因素制約導(dǎo)致開采技術(shù)條件偏復(fù)雜。依據(jù)山西省煤炭資源稟賦特征及煤炭資源開采面臨的主要問題，山西省綠色煤炭資源評(píng)價(jià)范疇內(nèi)開采技術(shù)條件評(píng)價(jià)因子主要選取了構(gòu)造復(fù)雜程度、水文地質(zhì)條件、地溫條件、瓦斯地質(zhì)條件4項(xiàng)指標(biāo)。由于山西省所屬的華北地區(qū)工程地質(zhì)條件相對(duì)較好[6]，未將其列入評(píng)價(jià)指標(biāo)。上述4項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)中構(gòu)造復(fù)雜程度、水文地質(zhì)條件為描述性評(píng)價(jià)指標(biāo)，地溫條件為定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。其中，因山西省煤層氣資源開發(fā)利用的不斷推進(jìn)，瓦斯地質(zhì)條件將得到治理或改善，因此該項(xiàng)指標(biāo)僅做現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。綜上，綠色煤炭資源應(yīng)符合的開采技術(shù)條件為構(gòu)造復(fù)雜程度為中等或以下、水文地質(zhì)條件為中等或以下、無(wú)地溫?zé)岷?原始巖溫低于31 ℃)。

4) 生態(tài)條件。生態(tài)條件評(píng)價(jià)主要包括生態(tài)紅線及水資源承載力評(píng)價(jià)。在煤炭資源的開發(fā)利用過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家和山西省的主體功能區(qū)規(guī)劃和生態(tài)功能區(qū)劃，禁止開發(fā)區(qū)、環(huán)境敏感區(qū)及生態(tài)紅線等區(qū)域則不屬于綠色煤炭范疇，即綠色煤炭資源應(yīng)為符合《山西省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃》及《山西省國(guó)土空間規(guī)劃(2020—2035年)》等相關(guān)規(guī)定，且水資源承載力在中等及以上。

3 山西省煤炭資源稟賦特征

3.1 山西省煤炭資源勘查現(xiàn)狀

山西省是我國(guó)煤炭資源大省，截至2018年底，山西省累計(jì)查明煤炭資源量2 992.52億t，保有資源量2 712.3億t，占全國(guó)煤炭保有資源量的16.28%，居全國(guó)第三位[9]。據(jù)以往煤炭勘查資料統(tǒng)計(jì)，截至2019年底，山西省含煤面積總計(jì)6.2萬(wàn)km2，其中，1 200 m以淺含煤面積3.2萬(wàn)km2。累計(jì)實(shí)施煤炭勘查項(xiàng)目580余項(xiàng)，累積勘查面積約4.0萬(wàn)km2，約占總含煤面積的64.5%。尚未利用的煤炭資源量中，已達(dá)勘探程度資源量占16%、已達(dá)詳查程度資源量占30%、達(dá)到普查程度資源量占54%，1 200 m以淺區(qū)域已基本完成煤炭普查工作，1 000 m以淺區(qū)域基本完成詳查工作。

3.2 山西省煤炭資源稟賦特征

山西省屬華北賦煤區(qū)，共分布有6大煤田和10個(gè)面積較小的煤產(chǎn)地，6大煤田分別是大同煤田、河?xùn)|煤田、太原西山煤田、寧武煤田、霍西煤田和沁水煤田。主要發(fā)育晚古生代石炭-二疊紀(jì)煤和中生代侏羅紀(jì)煤。其中，石炭-二疊紀(jì)煤分布范圍最廣，煤炭資源量最豐富，占山西省煤炭總資源量的97.1%；侏羅紀(jì)煤僅占2.8%，且侏羅紀(jì)煤經(jīng)多年的高強(qiáng)度開采資源已基本枯竭，故本文不作評(píng)價(jià)。

山西省各大煤田主要含煤地層為石炭-二疊系的太原組和山西組，主要可采煤層2～7層，多屬中厚或厚煤層，煤炭資源量豐富，其中，山西組主要可采煤層資源豐度平均可達(dá)500萬(wàn)t/km2，太原組主要可采煤層資源豐度平均可達(dá)1 100萬(wàn)t/km2，且地質(zhì)構(gòu)造總體簡(jiǎn)單，適宜建設(shè)大型智能化礦井。

山西省煤類分布齊全，從低變質(zhì)的長(zhǎng)焰煤到高變質(zhì)的貧煤、無(wú)煙煤均有分布(圖1)。依照煤類分布及煤質(zhì)特征，山西省著力建設(shè)有晉北、晉中、晉東三個(gè)大型億噸級(jí)煤炭基地。其中，晉北煤炭基地包括大同煤田、寧武煤田及河?xùn)|煤田興縣以北地區(qū)，埋深在1 000 m以淺區(qū)域主要以低變質(zhì)煤類為主，主要為動(dòng)力用煤生產(chǎn)基地；晉中煤炭基地包括太原西山煤田、霍西煤田、河?xùn)|煤田中南部及沁水煤田西部，1 200 m埋深以淺區(qū)域煤類以焦煤、肥煤、瘦煤為主，主要為煉焦用煤生產(chǎn)基地；晉東煤炭基地分布于沁水煤田東部，煤類以無(wú)煙煤、貧煤為主，主要為化工用煤生產(chǎn)基地。

圖2 山西省三大煤炭基地煤類分布圖

山西省各煤田的煤層埋藏深度存在較大差異。晉北煤炭基地以河?xùn)|煤田北部、寧武煤田北部、大同煤田及寧武煤田盆緣地帶煤層埋深相對(duì)較淺，埋深一般在100～400 m之間，最大埋深800 m，寧武煤田中南部埋深較大，一般均已超過1 500 m。晉中煤炭基地以霍西煤田及太原西山煤田煤層埋深相對(duì)較淺，埋深一般在200～500 m之間，河?xùn)|煤田西部埋深較大一般在1 000～2 000 m之間。晉東煤炭基地在沁水向斜軸部埋深較大，一般在1 500 m以上，沁水盆地東緣地帶埋深一般相對(duì)較淺，一般在300～500 m之間。

4 山西省綠色煤炭資源評(píng)價(jià)

根據(jù)綠色煤炭資源評(píng)價(jià)體系，以煤炭勘查區(qū)為基本評(píng)價(jià)單元，對(duì)山西省以往煤炭勘查成果進(jìn)行了匯總分析，采用多評(píng)價(jià)因子繪圖疊合分析法，對(duì)山西省三大煤炭基地綠色煤炭資源進(jìn)行了精細(xì)化評(píng)價(jià)。經(jīng)估算山西省綠色煤炭保有資源量為791.1億t，其中，晉北煤炭基地147.6億t、晉中煤炭基地303.4億t、晉東煤炭基地340.1億t，各煤炭基地評(píng)價(jià)結(jié)果如下所述。

4.1 晉北煤炭基地

晉北煤炭基地累計(jì)查明煤炭資源量875.4億t，埋深1 000 m以淺煤類以低變質(zhì)程度的長(zhǎng)焰煤及氣煤為主，其次為不黏煤、弱黏煤和1/3焦煤，煤的利用方向以動(dòng)力用煤為主，煉焦煤少量。基地北部大同煤田煤的發(fā)熱量普遍偏低，均值在22.3 MJ/kg左右，多為中發(fā)熱量煤，煤質(zhì)較差；基地南部寧武煤田及河?xùn)|煤田北部煤的發(fā)熱量較高，均值在28.72 MJ/kg左右，多屬特高發(fā)熱量煤，且煤質(zhì)優(yōu)良，硫分(St,d)大多小于1%，多為特低-低硫煤。晉北煤炭基地太原組及山西省組煤的灰分(Ad)普遍偏高，大多已超20%。煤層埋深總體較淺，一般在300～500 m之間，但寧武煤田的軒崗礦區(qū)、嵐縣礦區(qū)及河?xùn)|煤田河保偏礦區(qū)西部埋深較大，埋深已超過1 000 m。構(gòu)造復(fù)雜程度差異較大，大同煤田東北部、寧武煤田中南部構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等-復(fù)雜，尤其是大同煤田東北部受巖漿巖、陷落柱等不良地質(zhì)因素影響較為嚴(yán)重；河?xùn)|煤田北部及寧武煤田北部構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單。水文地質(zhì)條件總體屬簡(jiǎn)單-中等，局部受底板奧灰水影響變?yōu)閺?fù)雜。煤層埋深1 000 m以淺區(qū)域瓦斯含量普遍偏低，大多在2 m3/t以下。基本無(wú)地溫?zé)岷?，僅在大同煤炭東北部同忻勘探區(qū)等存在地溫?zé)岷^(qū)。生態(tài)條件及水資源承載力中等。

綜上，晉北煤炭基地綠色煤炭資源分布較少，主要賦存于朔南礦區(qū)和軒崗礦區(qū)的太原組。經(jīng)估算，晉北煤炭基地保有綠色煤炭資源總量約147.6億t，尚未被礦井占用的綠色煤炭資源量?jī)H94.1億t，約占晉北煤炭基地總資源量的一成，其中太原組煤79.3億t，山西組煤僅14.8億t，以動(dòng)力用煤為主。

4.2 晉中煤炭基地

晉中煤炭基地是我國(guó)優(yōu)質(zhì)煉焦煤的主產(chǎn)地，累計(jì)查明煤炭資源量1 132.7億t，埋深1 200 m以淺煤類以氣肥煤、肥煤、焦煤、瘦煤為主，其次為氣煤、弱黏煤、貧瘦煤及無(wú)煙煤，煤的利用方向以煉焦用煤為主，其次為動(dòng)力煤。黏結(jié)指數(shù)大于50的煉焦煤主要分布于河?xùn)|煤田的離柳礦區(qū)、石隰礦區(qū)、鄉(xiāng)寧礦區(qū)，太原西山煤田中南部，霍州煤田的汾西礦區(qū)和霍州礦區(qū)。其他非煉焦用煤則依照動(dòng)力煤及化工用煤標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)?；厣轿鹘M煤層硫分(St,d)大多在0.5%～1%之間，多為特低-低硫煤；太原組硫分(St,d)偏高，大部分地區(qū)已超過2%，多為高硫煤。太原組及山西組煤的灰分(Ad)多小于20%，但太原西山煤田灰分相對(duì)較高，大部分區(qū)域超過20%。煤層埋深差異較大，霍州煤田的汾西礦區(qū)、霍州礦區(qū)中北部及河?xùn)|煤田的離柳礦區(qū)煤層埋深相對(duì)較淺，一般在200～600 m之間，河?xùn)|煤田的石隰礦區(qū)、鄉(xiāng)寧礦區(qū)及太原西山煤田中南部埋深大都在1 000 m以上。晉中煤炭基地總體構(gòu)造屬簡(jiǎn)單，局部屬中等-復(fù)雜。水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單-中等，局部受底板奧灰水影響變?yōu)閺?fù)雜；瓦斯含量在霍州煤田含量較低，河?xùn)|煤田及太原西山煤田瓦斯含量偏高，大多在6 m3/t以上；基本無(wú)地溫?zé)岷Γ簧鷳B(tài)條件及水資源承載力中等。

綜上，晉中煤炭基地綠色煤炭資源分布主要受限于煤層埋深及硫分，主要賦存于離柳礦區(qū)、石隰礦區(qū)、霍東礦區(qū)、汾西礦區(qū)及霍州礦區(qū)的山西組(圖3和圖4)。經(jīng)估算，晉中煤炭基地保有綠色煤炭資源總量約303.4億t，包括優(yōu)質(zhì)煉焦煤155.6億t和優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤47.8億t，尚未被礦井占用的綠色煤炭資源量?jī)H203.2億t，其中，太原組煤64.6億t，山西組煤138.6億t。

圖3 三大煤炭基地山西組綠色煤炭資源分布圖

圖4 三大煤炭基地太原組綠色煤炭資源分布圖

4.3 晉東煤炭基地

晉東煤炭基地累計(jì)查明煤炭資源量984.0億t，煤類以無(wú)煙煤為主，其次為貧瘦煤及貧煤，煤的利用方向以化工用煤為主，民用及動(dòng)力用煤次之。晉東煤炭基地?zé)o煙塊煤以往被稱為“最優(yōu)化工用煤”，其煤質(zhì)特性具有“五高四低”的特征[10]，非常適用于固定床氣化技術(shù)。然而，隨著新型煤氣化技術(shù)的發(fā)展，UGI爐應(yīng)用政策受限[11]，無(wú)煙塊煤應(yīng)用方向也在進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，目前仍以氣化用煤為主。因此，晉東煤炭基地暫不對(duì)煤的工藝性質(zhì)指標(biāo)設(shè)限，以煤質(zhì)評(píng)價(jià)為主。晉東煤炭基地山西組煤的煤質(zhì)優(yōu)良，硫分(St,d)大多小于1%，多為低硫煤，灰分(Ad)一般小于20%；太原組煤硫分普遍偏高，一般在2%～3%之間，局部甚至超過3%，灰分在潞安礦區(qū)和武夏礦區(qū)較高，一般在20%～30%之間，其他礦區(qū)太原組灰分一般小于20%。受沁水復(fù)式向斜影響，基地中西部埋深較大，煤層埋深大于1 200 m。構(gòu)造復(fù)雜程度總體屬簡(jiǎn)單，局部為中等。水文地質(zhì)條件總體屬簡(jiǎn)單-中等，局部受底板奧灰水影響變?yōu)閺?fù)雜；煤層瓦斯含量較高，大都在8 m3/t以上；基本無(wú)地溫?zé)岷?；生態(tài)條件及水資源承載力較好。

綜上，晉東煤炭基地綠色煤炭資源主要受限于煤層埋深及硫分，主要賦存于晉城礦區(qū)、潞安礦區(qū)、陽(yáng)泉礦區(qū)及武夏礦區(qū)的山西組(圖3)。經(jīng)估算，晉東煤炭基地保有綠色煤炭資源總量約340.1億t，尚未被礦井占用的綠色煤炭資源量239.2億t，其中，太原組煤8.3億t，山西組煤230.9億t。

5 結(jié)論與建議

煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源，其產(chǎn)量及消費(fèi)量均居世界前列。然而，煤炭行業(yè)的發(fā)展面臨著“能源革命”的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。為適應(yīng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，綠色煤炭資源理念應(yīng)運(yùn)而生。本文在以往學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)山西省煤炭資源稟賦特征及煤質(zhì)特性，構(gòu)建了綠色煤炭資源評(píng)價(jià)體系，結(jié)合山西省煤炭開發(fā)利用布局，研選了各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，基于以往煤炭勘查成果，評(píng)價(jià)了山西省綠色煤炭資源分布特征，估算了綠色煤炭資源量，并明確了三大煤炭基地綠色動(dòng)力煤、綠色煉焦煤及綠色化工煤資源家底，為山西省煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展提供了地質(zhì)依據(jù)。經(jīng)估算，山西省保有綠色煤炭資源量約791.1億t，尚未被煤礦占用的綠色煤炭資源量約590.5億t，占保有煤炭資源量不足兩成，綠色煤炭資源量并不富裕?；诰G色煤炭資源量及分布特征，提出如下勘查開發(fā)建議。

1) 煤炭勘查。 山西省三大煤炭基地埋深1 200 m以淺區(qū)域已基本完成了普詳查工作，勘查布局較為合理，但已達(dá)勘探程度資源量占比仍然較小，今后煤炭勘查工作應(yīng)優(yōu)先布置在綠色煤炭資源區(qū)塊，提高綠色煤炭資源勘查精度與儲(chǔ)量規(guī)模。山西省淺部煤炭資源豐富，以往落后的開采方式導(dǎo)致淺部煤炭資源浪費(fèi)嚴(yán)重，其中所賦存的綠色煤炭資源也慘遭廢棄，應(yīng)加強(qiáng)淺部廢棄綠色煤炭資源賦存特征的調(diào)查評(píng)價(jià)工作，評(píng)估廢棄綠色煤炭資源再利用的可行性。

2) 開發(fā)利用。山西省煤炭開采重心應(yīng)向綠色煤炭資源傾斜，加快三大煤基地提質(zhì)。晉中煤炭基地的西山礦區(qū)、離柳礦區(qū)、鄉(xiāng)寧礦區(qū)和霍州礦區(qū)的低灰、低硫、強(qiáng)黏結(jié)性、可選性較好的焦煤、肥煤、瘦煤等優(yōu)質(zhì)煉焦用煤以及晉東煤炭基地晉城礦區(qū)低灰、低硫、高發(fā)熱量的無(wú)煙煤在我國(guó)乃至國(guó)際市場(chǎng)均享有盛譽(yù)，應(yīng)實(shí)施保護(hù)性開采，提高回采率。同時(shí)，加強(qiáng)煤炭資源分布與水資源、生態(tài)環(huán)境的關(guān)系研究。加強(qiáng)煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理及煤礦節(jié)水、保水開采技術(shù)的研究。