段中會(huì),賀 丹,楊宏科
(1.陜西省煤田地質(zhì)集團(tuán)有限公司,陜西西安 710021;2.自然資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安 710021;3.陜西省一八六煤田地質(zhì)有限公司,陜西西安 710075)
神府煤田是世界八大煤田之一[1],二十一世紀(jì)國(guó)家煤炭開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的重點(diǎn)區(qū)域。神府煤炭具有特低灰、特低硫、特低磷、高發(fā)熱量、高揮發(fā)分、高化學(xué)活性(“三低三高”)的特點(diǎn),有“天然環(huán)保煤”的稱號(hào)。在不同語(yǔ)境下,“神府煤田”含義有三:其一,最初的神府煤田指陜北侏羅紀(jì)煤田北部以神木為中心,延伸到府谷、榆林縣境內(nèi),總面積7 890km2的區(qū)域,范圍由陜西省煤田地質(zhì)勘探公司一八五隊(duì)1982年12 月8 日提交的《陜北侏羅紀(jì)煤田榆、神、府勘探區(qū)普查找煤地質(zhì)報(bào)告》界定[2-4];其二,廣義的神府煤田,指陜北侏羅紀(jì)煤田,俗稱為神府煤田。分布于陜西省北部神木、府谷、榆林、橫山、靖邊等縣市;其三,狹義的神府煤田,用來(lái)代指神府礦區(qū)[5-8]。東西寬50km,南北長(zhǎng)20~60km,面積約2 400km2。本文的神府煤田取前兩個(gè)含義。
清道光《榆林府志》《神木縣志》等均記載,榆林神木產(chǎn)炭,然詳情未載。清光緒年間,《神木鄉(xiāng)土志》卷三《物產(chǎn)》:“煤炭,神木最多”“煨炭,炭質(zhì)輕松無(wú)煙(焰),每燃一塊,可終日不滅,詢御寒之良品,縉紳之家多用之?!睋?jù)《榆林府志》道光二十一年本、《府谷縣志》乾隆四十八年本、胡榮銓民國(guó)24 年(1935 年)著《中國(guó)煤礦》一書(shū)等記載,清代乾隆至宣統(tǒng)年間,先后有府谷縣煤窯5 處、神木縣煤窯5 處(沙溝鄉(xiāng)峁、大砭窯、炭窯溝、樹(shù)溝炭窯、窯子洼炭窯)開(kāi)采;民國(guó)時(shí)期,榆林縣石炭窯(廠)6 處、神木縣煤礦6處、橫山縣煤礦7處[9-12]。
1914—1915 年美國(guó)技師馬棟臣、王國(guó)棟來(lái)華,到陜北調(diào)查石油等礦產(chǎn)后,發(fā)表不少論著,其中《中國(guó)陜北盆地地質(zhì)》《陜北盆地之地層系統(tǒng)》兩篇論文,初步建立起陜北晚古生代至中生代地層系統(tǒng);被譽(yù)為“中國(guó)煤田事業(yè)的奠基人”的前輩王竹泉院士等地質(zhì)工作者為日后神府東勝煤田的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了奠基。正是王竹泉等前輩的拓荒,為此后地質(zhì)工作順利開(kāi)展乃至煤田大發(fā)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1917—1923年,王竹泉經(jīng)多次實(shí)地調(diào)查后,編著并出版《中國(guó)地質(zhì)圖》太原榆林幅說(shuō)明書(shū),對(duì)內(nèi)蒙古準(zhǔn)噶(格)爾旗以南,陜西鄜(富)縣以北、東止黃河,西迄陜西安定縣(今子長(zhǎng)縣)間產(chǎn)煤區(qū),就地層、構(gòu)造、地文、經(jīng)濟(jì)地質(zhì)等進(jìn)行了論述。認(rèn)為黃河以西“東西寬約100km,南北長(zhǎng)約375km”范圍內(nèi)為侏羅紀(jì)煤系,煤層厚0.67~4m,向西緩傾,傾角1°~4°,屬煙煤。煤層厚度以神木為界,其北平均厚度3m,其南平均厚度1m,計(jì)算深度1 000m,產(chǎn)煤區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量為904.5億t。
20世紀(jì)20~40年代,潘鐘祥、王竹泉重建了陜北地層系統(tǒng),張廣石(張世忠)記載了陜北煤區(qū)儲(chǔ)量660 億t。1923—1933 年,潘鐘祥、王竹泉等地質(zhì)學(xué)家,前后數(shù)次到陜北調(diào)查油田、油頁(yè)巖等地質(zhì),著有《陜北油田地質(zhì)》《陜北古期中生代植物化石》等論文,更正馬棟臣等所著《陜北盆地之地層系統(tǒng)》中的錯(cuò)誤;重建了陜北地層系統(tǒng),至今仍基本被地質(zhì)界沿用;1931—1942 年,地質(zhì)工作者張廣石(張世忠)先后編寫(xiě)有《陜西礦產(chǎn)一覽表》《陜西之煤業(yè)》《陜西煤炭業(yè)過(guò)去現(xiàn)在將來(lái)》等著作,記載了陜西煤炭資源等,在全省73 個(gè)縣中,51 個(gè)縣123 處有煤炭,全省煤炭總儲(chǔ)量為719.5億t,列全國(guó)第二位。這時(shí)候,地質(zhì)工作者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到:在陜北、關(guān)中、陜南等三個(gè)煤區(qū)中以陜北煤區(qū)最多,在地質(zhì)時(shí)代上,以侏羅紀(jì)最富。此記載,反映了陜西煤炭資源分布的基本狀態(tài)。同時(shí)評(píng)論和記載陜北煤區(qū):“東以黃河為界,西迄甘境,南至梁山橋山,北抵內(nèi)蒙古綏遠(yuǎn),包括府谷、榆林、定邊、綏德、安定、保安、延川、延長(zhǎng)、甘泉、宜川等縣。儲(chǔ)量660 億t,占全省儲(chǔ)量的91.7%。煤田地質(zhì)時(shí)代,大部屬侏羅紀(jì)。煤質(zhì)極佳,厚度亦大,層數(shù)亦多,是陜西煤炭?jī)?chǔ)量最大之煤田。惟山脈縱,河流交錯(cuò),交通頗感困難,難以開(kāi)發(fā)”。
20世紀(jì)50年代,煤炭地質(zhì)工作者開(kāi)始對(duì)陜北煤田的調(diào)查。石油地質(zhì)工作者在勘探石油時(shí),對(duì)鄂爾多斯地臺(tái)之煤田亦做了調(diào)查研究。1952年10月,田在藝、楊禮米編著有《陜北煤田》,提出陜北煤系地層主要分布于上石炭統(tǒng)太原組,上三疊統(tǒng)瓦窯堡組,下侏羅統(tǒng)延安組,第四系[13];1954 年,石油工業(yè)部陜北地質(zhì)大隊(duì)101隊(duì)張文昭等人,提交有《陜北盆地北部鄂爾多斯地臺(tái)地質(zhì)報(bào)告》[14];1956 年,石油工業(yè)部西安地質(zhì)調(diào)查處劉紹龍編著有《鄂爾多斯地臺(tái)煤田》研究報(bào)告[15];1956 年,陜西省工業(yè)廳經(jīng)濟(jì)資源調(diào)查勘測(cè)隊(duì),在區(qū)內(nèi)以尋找泥炭為主,附帶了解其他礦產(chǎn),通過(guò)一個(gè)月的調(diào)查,編有《府谷神木與橫山靖邊沿線地質(zhì)礦產(chǎn)初步了解報(bào)告》[16];1958 年7 月,鄭州煤田地質(zhì)學(xué)校師生120 余人組成陜北普查隊(duì),赴榆林、神木、佳縣、橫山、米脂諸縣境內(nèi)進(jìn)行了為期兩月的踏勘,繪制了1∶10 萬(wàn)地質(zhì)圖2 500km2,編有《陜西省北部榆林神木區(qū)域侏羅紀(jì)煤田踏勘報(bào)告》[17-19]。
1958 年,煤炭地質(zhì)系統(tǒng)開(kāi)展煤田預(yù)測(cè)工作,此后進(jìn)行局部地質(zhì)勘查工作。1958 年7 月,陜西省煤炭工業(yè)局開(kāi)展了全省第一次煤田預(yù)測(cè)工作,編制完成了1∶50萬(wàn)的全省煤田預(yù)測(cè)圖及煤質(zhì)分布圖,編有《陜西省地質(zhì)及煤田預(yù)測(cè)圖簡(jiǎn)說(shuō)》。該次煤田預(yù)測(cè),陜西省含煤面積約6.54 萬(wàn)km2,預(yù)測(cè)埋深1 600m 以淺的煤炭(含石煤)資源總量4 091 億t(含26 億t 的探明儲(chǔ)量)。該次預(yù)測(cè)將陜西北部劃分為四個(gè)煤田(渭北煤田、黃河西岸煤田、瓦窯堡煤田、陜北盆地煤田),預(yù)測(cè)侏羅系延安組含煤面積45 900km2,北部煤層多而厚,西南部煤層薄而層數(shù)少,西南部煤系地層不連續(xù)沉積,煤層不穩(wěn)定,煤種為氣煤、長(zhǎng)焰煤、弱黏結(jié)煤等,預(yù)測(cè)總儲(chǔ)量2 388億t[20]。1958年9月,西北煤田地質(zhì)局成立榆林煤田勘探隊(duì)(后為186隊(duì)),對(duì)陜北煤田進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查與勘探。同年10—12 月,在榆林城南金剛寺一帶施工鉆孔7 個(gè),進(jìn)尺474m,編寫(xiě)《金剛寺井田簡(jiǎn)易地質(zhì)報(bào)告》,提交儲(chǔ)量232 萬(wàn)t;1958 年11 月,陜西省煤炭工業(yè)局派工作組到陜北,配合榆林煤田地質(zhì)勘探隊(duì),調(diào)查神木、府谷兩縣煤礦點(diǎn)數(shù)十處,年底編寫(xiě)《陜北府谷神木兩煤田概要說(shuō)明》,估算侏羅紀(jì)煤儲(chǔ)量384 億t,石炭紀(jì)煤儲(chǔ)量51 億t;1959 年,陜西省煤炭局地質(zhì)勘探公司186 隊(duì)在榆林縣西南開(kāi)展普查工作,工作面積662.45km2,編有《陜北侏羅紀(jì)煤田橫山礦區(qū)波羅韓岔間普查勘探報(bào)告》,提交儲(chǔ)量C1+C2 級(jí)13.98 億t[21];1960 年,陜西省煤炭局地質(zhì)勘探公司186 隊(duì)郭士仁等人在榆林縣城及周邊地區(qū)開(kāi)展普查工作,面積309.41km2,編有《陜北侏羅紀(jì)煤田榆林礦區(qū)歸德堡至古城灘間普查勘探報(bào)告》,提交儲(chǔ)量7 432 萬(wàn)t[22];1961 年5 月,陜西省煤炭工業(yè)管理局煤田地質(zhì)勘探局186 隊(duì)在榆林市、靖邊縣、綏德縣境開(kāi)展普查工作,工作面積約1 167km2,提交了《陜北侏羅紀(jì)煤田韓岔吳家園子楊橋畔間地質(zhì)資料》,估算C1 級(jí)+C2級(jí)資源儲(chǔ)量共計(jì)17 348萬(wàn)t[23];1963年11月,西北煤田地質(zhì)局194勘探隊(duì),在神木高家堡以北、府谷麻鎮(zhèn)以南、爾林兔鎮(zhèn)以東、黃河以西,面積約6 000km2進(jìn)行踏勘,提交了《陜北神木府谷地區(qū)煤田地質(zhì)初步踏勘報(bào)告》,估算了石炭二疊紀(jì)煤儲(chǔ)量為29.44 億t;侏羅紀(jì)煤儲(chǔ)量為24.96 億t;指出本區(qū)為一良好的煤炭工業(yè)基地[24]。
1974—1981年,陜西省煤田地質(zhì)勘探公司進(jìn)行了第二次煤田預(yù)測(cè)工作。集中了陜西省20多位長(zhǎng)期從事煤田地質(zhì)工作的專家、學(xué)者,專門成立陜西省煤田預(yù)測(cè)小組,在1974年底開(kāi)展煤田預(yù)測(cè)工作,對(duì)中華人民共和國(guó)成立35年以來(lái),陜西省以各種手段所取得的各類煤田地質(zhì)勘查和研究成果進(jìn)行了全面地收集、整理和分析、研究,歷時(shí)4年多時(shí)間,完成了第二次煤田預(yù)測(cè)工作,其成果內(nèi)容豐富,資料翔實(shí),是陜西省第一篇比較系統(tǒng)的煤田地質(zhì)成果。本次預(yù)測(cè)工作在綜合分析大量地質(zhì)資料基礎(chǔ)上,以地質(zhì)力學(xué)理論為基礎(chǔ),研究探討了構(gòu)造控煤、成煤古地理、含煤性變化趨勢(shì)、煤種分布及煤變質(zhì)作用類型等地質(zhì)規(guī)律,為戰(zhàn)略找煤提供了較多的科學(xué)依據(jù)。此次煤田預(yù)測(cè),全省煤田總含煤面積5.84萬(wàn)km2,埋深2 000m以淺的煤炭(含石煤)資源總量2 926.7億t,其中探明資源的含煤面積5 831km2,探明資源儲(chǔ)量268.3億t。按含煤地層分布和成煤時(shí)代以及煤層賦存情況,將渭河以北地區(qū)劃分為五大煤田(渭北石炭二疊紀(jì)煤田、黃隴侏羅紀(jì)煤田、陜北侏羅紀(jì)煤田、陜北三疊紀(jì)煤田、陜北石炭二疊紀(jì)煤田),各煤田名稱一直沿用至今。
1976 年,陜西省一八五煤田地質(zhì)勘探隊(duì)受命派一分隊(duì)前往橫山縣,先后開(kāi)展波羅井田和樊家河井田精查工作,分別提交《陜北侏羅紀(jì)煤田橫山縣樊家河井田精查地質(zhì)勘探報(bào)告》,估算A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量3 989萬(wàn)t;《陜北侏羅紀(jì)煤田橫山縣波羅井田精查地質(zhì)勘探報(bào)告》,估算A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量7 552.30 萬(wàn)t。之后開(kāi)展鮑渠井田精查,編有《陜北侏羅紀(jì)煤田橫山縣勘探地質(zhì)資料》,因鉆探工程施工未完成,僅作為中間報(bào)告資料[25-27]。
與此同時(shí),20 世紀(jì)70 年代中后期,陜西省地質(zhì)局及煤田地質(zhì)勘探隊(duì)進(jìn)行了小規(guī)模的局部煤炭地質(zhì)找礦工作。1978 年12 月,陜西省地質(zhì)局第14 地質(zhì)隊(duì)方春華等人據(jù)陜西地質(zhì)局指示,在橫山縣以西至定邊縣一帶進(jìn)行找礦,并對(duì)塔灣煤礦進(jìn)行普查鉆探,提交了《陜西省榆林地區(qū)橫山-定邊普查及橫山塔灣煤礦地質(zhì)報(bào)告》,獲得C+D級(jí)儲(chǔ)量3 579.5萬(wàn)t[28]。
1980年9月,陜西省一八六煤田地質(zhì)勘探隊(duì)在榆林、神木、府谷境內(nèi)開(kāi)展1∶10萬(wàn)地質(zhì)填圖,對(duì)侏羅紀(jì)煤田的煤炭資源做出遠(yuǎn)景評(píng)價(jià),面積約9 000km2,提交了《陜北侏羅紀(jì)煤田神木、府谷地區(qū)地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》;1981—1982 年,陜西省一八五煤田地質(zhì)隊(duì),在榆林、神木、府谷境內(nèi)開(kāi)展大面積的普查找煤工作,工作面積約9 000km2,1982 年12 月,一八五隊(duì)編制完成了《陜北侏羅紀(jì)煤田榆神府勘探區(qū)普查找煤地質(zhì)報(bào)告》。在含煤面積7 894.45km2內(nèi)獲批準(zhǔn)的D 級(jí)儲(chǔ)量781.76億t[29]。經(jīng)過(guò)普查勘探證實(shí),榆神府地區(qū)不僅儲(chǔ)量大,而且煤質(zhì)為特低灰、特低硫、特低磷—低磷、中高發(fā)熱量的長(zhǎng)焰煤、不黏煤和弱黏煤。同時(shí),煤層埋藏淺,開(kāi)采技術(shù)條件簡(jiǎn)單?!墩颐簣?bào)告》指出:“在陜北侏羅紀(jì)煤田,以神木北部的店塔為中心,延伸到府谷、榆林縣境內(nèi),總面積7 890km2,儲(chǔ)量877.28億t,是陜北、蒙南侏羅紀(jì)、石炭二疊紀(jì)煤田的核心部分?!边@份報(bào)告在國(guó)內(nèi)外引起強(qiáng)烈反響,為國(guó)家下決心調(diào)集力量盡快勘探和開(kāi)發(fā)陜北煤田提供了科學(xué)依據(jù)。《人民日?qǐng)?bào)》在1982 年12 月28 日頭版刊發(fā)《榆林地區(qū)發(fā)現(xiàn)一個(gè)大煤田》。神府煤田的發(fā)現(xiàn),引起黨和國(guó)家最高決策層的關(guān)注。1983—1986年期間多位黨和國(guó)家重要領(lǐng)導(dǎo)人到煤田視察。
神府煤田發(fā)現(xiàn)后,原煤炭部立即把神府煤田的勘探列為重中之重。大約五年時(shí)間里,陜西省煤田地質(zhì)勘探公司組織所屬勘探力量相繼進(jìn)入榆神府地區(qū)開(kāi)展大規(guī)模的詳細(xì)勘探工作,陜西省地礦局地質(zhì)八隊(duì)和物探隊(duì),在陜蒙邊界處還有煤炭部地質(zhì)117 隊(duì)、151 隊(duì)、地礦部105 勘探隊(duì)、104 水文隊(duì)也相繼入場(chǎng)工作。
1983 年開(kāi)始,一八五隊(duì)等單位實(shí)施神木北部礦區(qū)普查、詳查地質(zhì)勘探。1986 年以后,陜西煤田勘探的重兵都集中于神府煤田,一三一隊(duì)、一三九隊(duì)、一九四隊(duì)、物測(cè)隊(duì)、水文隊(duì)等隊(duì)相繼進(jìn)入榆神府勘探區(qū)參加會(huì)戰(zhàn)。主力集中于神府、新民、大保當(dāng)、橫山等地。經(jīng)過(guò)地質(zhì)工作者三十年余年的艱苦努力,神府煤田資源勘查工作基本完成。
神府礦區(qū)的地質(zhì)勘查有兩個(gè)集中時(shí)期。第一階段是1986—1995 年。一三九隊(duì)于1986 年提交了活雞兔大型露天精查報(bào)告,一八五隊(duì)1987 年提交《神木北部礦區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告》,到1995 年,神府礦區(qū)相繼完成了大柳塔、朱蓋塔、楊伙盤(pán)、神樹(shù)塔、孫家岔、張家溝、檸條塔、肯鐵令、海灣、大海則、燕伙盤(pán)、石圪臺(tái)、檸條塔露天、何家塔、活雞兔、前石畔、何家塔井田(擴(kuò)大)和大柳塔井田(擴(kuò)大)等18 個(gè)大型井田的精查勘探工作;第二階段是2003—2013年,又陸續(xù)完成了袁家梁、郭家灣、青龍寺三個(gè)勘查區(qū)詳查項(xiàng)目,紅柳林、李家溝、田家寨、青龍寺、袁家梁、郭家灣等六個(gè)井田勘探項(xiàng)目。并加入煤礦地質(zhì)勘查工作,先后進(jìn)行了礦區(qū)內(nèi)張家峁井田補(bǔ)充勘探、板定梁塔煤礦(整合區(qū))勘探等若干煤礦生產(chǎn)資源勘探項(xiàng)目。
新民區(qū)地質(zhì)工作以一三一隊(duì)及一八五隊(duì)為主,1986—1993 年,先后完成了郭家灣井田詳終及新民區(qū)找煤、普查、詳查地質(zhì)報(bào)告;2008—2009 年,又進(jìn)行了少量煤炭(整合區(qū))勘探地質(zhì)工作。
榆神礦區(qū)地質(zhì)勘查工作以一八五隊(duì)為主,1986年開(kāi)始進(jìn)行普查工作。1993—1998 年,先后完成榆(林)北神(木)西大保當(dāng)區(qū)普查、先期開(kāi)發(fā)區(qū)詳查及大保當(dāng)井田精查勘探;新世紀(jì)迎來(lái)榆神礦區(qū)地質(zhì)工作的高潮時(shí)期,至2018年,以一八五隊(duì)為主,陸續(xù)完成了錦界I 期、錦界、曹家灘、涼水井、金雞灘、梁家村、大保當(dāng)(補(bǔ)充)、小保當(dāng)、大砭窯、小保當(dāng)一號(hào)、二號(hào)井田、小壕兔一號(hào)、二號(hào)井田、郭家灘井田等14個(gè)勘探項(xiàng)目,同時(shí)還進(jìn)行了小壕兔、爾林灘、中雞、中雞南、孟家灣西等勘查區(qū)普查,朱家塔、小壕兔、小保當(dāng)優(yōu)質(zhì)環(huán)保煤的詳查等勘查項(xiàng)目。
榆橫礦區(qū)地質(zhì)勘查工作主要由原地礦系統(tǒng)單位進(jìn)行。陜煤地質(zhì)進(jìn)入榆橫礦區(qū)開(kāi)展地質(zhì)工作較晚,2009 年以后,以一八五隊(duì)為主先后進(jìn)行了大海則預(yù)查、海流灘詳查、木瓜山—萬(wàn)家溝詳查(中間)、袁大灘勘探、十六臺(tái)普查、響水普查等6個(gè)勘查項(xiàng)目并提交了報(bào)告。另外,2015—2018 年,在陜北侏羅紀(jì)煤田的深部,一八五隊(duì)進(jìn)行了檸條梁勘查區(qū)煤炭預(yù)查勘查項(xiàng)目并提交了報(bào)告。
截至2018 年底,神府煤田探獲煤炭資源儲(chǔ)量2 066 億t。其中達(dá)到勘探階段的煤炭資源儲(chǔ)量709億t、達(dá)到詳查階段的煤炭資源儲(chǔ)量243 億t,達(dá)到普查階段的煤炭資源量572 億t,預(yù)查階段的煤炭資源量542 億t??碧?、詳查、普查、預(yù)查資源儲(chǔ)量分別占該煤田累計(jì)探獲資源儲(chǔ)量的34.32%、11.77%、27.70%、26.21%。查明資源儲(chǔ)量1 335 億t,保有資源儲(chǔ)量1 286億t,尚有518億t潛在煤炭資源。
“神府煤田”的發(fā)現(xiàn),為國(guó)家能源戰(zhàn)略西移和西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),成為新中國(guó)地質(zhì)找礦史上的重要里程碑。隨著神府煤田勘探步伐的不斷加快和勘探程度的提高,豐富的煤炭資源,為建設(shè)大型能源基地和發(fā)展陜北經(jīng)濟(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位長(zhǎng)期穩(wěn)定。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)煤炭的需求不斷增長(zhǎng)。二十世紀(jì)八九十年代,我國(guó)東部煤炭基地逐步進(jìn)入資源枯竭期,急需要尋找煤炭生產(chǎn)接續(xù)區(qū)。神府煤田的勘查開(kāi)發(fā),為國(guó)家能源戰(zhàn)略西移奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[30]。進(jìn)入二十一世紀(jì),煤炭資源豐富且相對(duì)集中的神府煤田具備了接替煤炭戰(zhàn)略西移的能力。因此,我國(guó)煤炭開(kāi)發(fā)總體布局堅(jiān)持壓縮東部、限制中東部、優(yōu)化西部,明確提出煤炭開(kāi)發(fā)要向內(nèi)蒙古、陜西、新疆三個(gè)省區(qū)轉(zhuǎn)移。依托優(yōu)質(zhì)煤炭資源優(yōu)勢(shì),陜西原煤產(chǎn)量不斷增加。神府煤田設(shè)有神東、陜北兩個(gè)國(guó)家規(guī)劃大型煤炭基地,神府、榆神、榆橫三個(gè)國(guó)家規(guī)劃礦區(qū)。2019 年陜西煤炭產(chǎn)量達(dá)到6.34 億t(是2000 年的31.7 倍),穩(wěn)居全國(guó)第三位,產(chǎn)量占全國(guó)比例提高到17%。十三五時(shí)期,全國(guó)煤炭生產(chǎn)重心持續(xù)向晉陜蒙新等資源稟賦好、競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)的地區(qū)集中。2019 年,晉陜蒙新四省(區(qū))原煤產(chǎn)量占全國(guó)的76.8%,比2000 年提高40.9%;其中,陜西產(chǎn)量占晉陜蒙新四?。▍^(qū))的比例為22%,相比2000年提高15.8%。其中,主要的產(chǎn)量來(lái)自神府煤田各礦區(qū)。作為國(guó)家西煤東運(yùn)的腹地,西電東送的樞紐,神府煤田成為中國(guó)二十一世紀(jì)最主要的能源接續(xù)地之一。
“神府煤田”的地質(zhì)工作成果奠定了陜西省作為全國(guó)煤炭工業(yè)大省的根基,為陜西煤炭工業(yè)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。1949 年陜西全省煤炭產(chǎn)量只有96 萬(wàn)t[31],到1982 年全省原煤產(chǎn)量2 018 萬(wàn)t。煤田發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)以后,陜西全省原煤產(chǎn)量增長(zhǎng)明顯加快,1990 年達(dá)到3 327 萬(wàn)t,1991 年開(kāi)始產(chǎn)量迅速擴(kuò)大,1995年4 248萬(wàn)t,2003年11 612萬(wàn)t,2008年突破2億t,2010年末達(dá)到36 116萬(wàn)t,2015年突破5億t,2018年陜西煤炭產(chǎn)量62 324 萬(wàn)t。2018 年每天生產(chǎn)原170.75萬(wàn)t,相當(dāng)于中華人民共和國(guó)成立初全年產(chǎn)量的近兩倍。1986 年來(lái)33 年間全省煤炭產(chǎn)量增長(zhǎng)了23 倍。煤炭資源的探明和開(kāi)采,有力地推動(dòng)了陜西經(jīng)濟(jì)“專列”快速向前。2011 年,陜西躋身全國(guó)“萬(wàn)億GDP 俱樂(lè)部”行列,全省國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值達(dá)到12 391.3億元[32]。2018年達(dá)到24 438億元。以煤炭為主的能源產(chǎn)業(yè)(2018 年,原煤產(chǎn)量占能源生產(chǎn)總量的79.40%)成為陜西省的支柱產(chǎn)業(yè)[33]。神府煤田的開(kāi)發(fā)使榆林崛起成為聞名全球的能源之都。
2018 年,榆林市生產(chǎn)總值達(dá)到3 438 億元,人均GDP 為16 442 美元,經(jīng)濟(jì)總量躍居西部地級(jí)市第三位,陜西省內(nèi)第二位[34]。神木市、府谷縣、榆陽(yáng)區(qū)分列全國(guó)綜合實(shí)力百?gòu)?qiáng)縣榜單的第48 位、70 位和第99位(表1)。
表1 神府煤田開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀(截至2018年)Table 1 Current development status of Shenfu Coalfield(as of 2018)
二十世紀(jì)九十年代初,一八五煤田地質(zhì)勘探隊(duì)進(jìn)行了瓷窯灣礦潰沙災(zāi)害調(diào)查、大柳塔煤礦1-2 煤層二盤(pán)區(qū)開(kāi)采技術(shù)條件勘察及大柳塔煤礦建井地質(zhì)報(bào)告編制,實(shí)施了大柳塔礦201 工作面疏降水工程。二十一世紀(jì)以來(lái),多家地勘單位在神府煤田全面開(kāi)展煤礦地質(zhì)技術(shù)服務(wù),包括煤礦補(bǔ)充勘探、隱蔽致災(zāi)因素普查等,如活雞兔礦井一盤(pán)區(qū)、楊伙盤(pán)煤礦、張家峁煤礦補(bǔ)充勘探煤層火燒邊界控制,韓家灣煤礦、隆德煤礦、楊伙盤(pán)、小保當(dāng)?shù)鹊V井補(bǔ)充勘查;開(kāi)采技術(shù)地質(zhì)條件專項(xiàng)勘查如韓家灣煤礦、南梁煤礦、小保當(dāng)?shù)让旱V超前探放水和張家峁煤礦頂板水害防治;圍繞煤礦生產(chǎn)工作需要,開(kāi)展礦井地質(zhì)研究,如金雞灘、張家峁煤礦等覆巖“三帶”“兩帶”勘查及研究、覆巖滲透性研究、地面徑流條件下開(kāi)采防治水技術(shù)研究,礦井水文地質(zhì)類型劃分、地質(zhì)類型劃分、礦井生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告修編、煤礦(整合區(qū))資源儲(chǔ)量核實(shí)等。
1996年,陜煤地質(zhì)參與了中國(guó)煤田地質(zhì)總局組織開(kāi)展了“我國(guó)西部侏羅紀(jì)煤田(榆神府礦區(qū))保水采煤及地質(zhì)環(huán)境綜合研究”(煤炭工業(yè)部“九五”重點(diǎn)科研項(xiàng)目)首次提出保水采煤概念。主持研究了“煤田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題研究”,首次關(guān)注礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題,為在西部生態(tài)脆弱礦區(qū)科學(xué)采煤保護(hù)生態(tài)提供了新的思路和方法。之后,持續(xù)進(jìn)行礦區(qū)保水采煤及可持續(xù)發(fā)展研究。2005年以來(lái),王雙明等研究了煤層、隔水層、含水層和地表生態(tài)系統(tǒng)的空間組合特征,形成了生態(tài)脆弱區(qū)實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的理念和技術(shù):即以煤水空間組合特征研究為基礎(chǔ)、以采動(dòng)地質(zhì)條件變化分區(qū)為途徑、以采煤方法規(guī)劃為手段、以防止隔水巖組破壞為目標(biāo)、以保護(hù)生態(tài)水位為核心的采煤保水技術(shù)體系,將生態(tài)脆弱礦區(qū)環(huán)境保護(hù)引領(lǐng)到了生態(tài)水位保護(hù)新階段。
經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展,神府煤田形成了我國(guó)最重要的煤炭生產(chǎn)基地。千萬(wàn)噸級(jí)以上的特大型現(xiàn)代化礦井13對(duì),集中建成了全國(guó)一半以上的千萬(wàn)噸級(jí)煤礦群和鏈條齊全的煤化工基地,逐步建成了獨(dú)步國(guó)內(nèi)、領(lǐng)先國(guó)際的現(xiàn)代煤炭生產(chǎn)和清潔高效利用技術(shù)體系。綠色礦山建設(shè)是煤炭工業(yè)的根本方向,而堅(jiān)強(qiáng)的地質(zhì)技術(shù)保障是實(shí)現(xiàn)煤礦安全綠色開(kāi)發(fā)的前提。綠色礦山建設(shè)對(duì)地質(zhì)保障技術(shù)提出更加迫切的需求?!笆奈濉逼陂g,重點(diǎn)加強(qiáng)煤炭綠色開(kāi)采地質(zhì)保障技術(shù)研究,建立井上下一體化的煤礦工作面地質(zhì)條件精細(xì)探測(cè)的綜合技術(shù)體系,精確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)煤礦以小構(gòu)造、礦井充水、煤層頂板失穩(wěn)、深部沖擊地壓、煤層自燃等為主的各類隱蔽致災(zāi)因素。
神府煤田地處半干旱帶,地表植被稀少、地下水資源匱乏,生態(tài)環(huán)境脆弱。隨著黃河流域高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)上升為國(guó)家戰(zhàn)略,地處黃河中游的神府煤田開(kāi)發(fā)面臨著日益突出的環(huán)境約束。實(shí)踐表明,神府煤田“煤層埋藏淺”的地質(zhì)條件是把“雙刃劍”。在未來(lái)的煤田開(kāi)發(fā)過(guò)程中,必須以區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)效益的優(yōu)化和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展為導(dǎo)向,以實(shí)現(xiàn)保水采煤為目標(biāo),統(tǒng)籌礦區(qū)規(guī)劃和開(kāi)發(fā)進(jìn)程中的重大戰(zhàn)略布局??梢灶A(yù)見(jiàn),如果現(xiàn)在再不采取實(shí)質(zhì)性的戰(zhàn)略層面行動(dòng),未來(lái)榆神礦區(qū)的生態(tài)惡化將加劇顯現(xiàn),禿尾河也會(huì)重蹈窟野河斷流的覆轍,區(qū)域性的生態(tài)危機(jī)在所難免。地質(zhì)工作要重點(diǎn)圍繞采動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)與控制、采動(dòng)塌陷區(qū)治理與利用、保水開(kāi)采、礦井水綜合利用及深度凈化處理、生態(tài)環(huán)境治理等方面開(kāi)展研發(fā)與攻關(guān)。包括生態(tài)脆弱區(qū)高強(qiáng)度開(kāi)采環(huán)境承載力評(píng)價(jià)技術(shù),礦井水綜合利用與水環(huán)境保護(hù)技術(shù),礦區(qū)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)、采動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)與控制、高強(qiáng)度大規(guī)模開(kāi)采下淺埋煤層開(kāi)采覆巖移動(dòng)與控制等技術(shù),煤炭開(kāi)采與城鎮(zhèn)化建設(shè)協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)技術(shù),煤炭高強(qiáng)度開(kāi)采沉陷與生態(tài)演變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)及修復(fù)治理技術(shù),礦區(qū)地貌、土壤、植被、水體重構(gòu)和景觀再造技術(shù),老礦區(qū)關(guān)閉礦井和采煤沉陷區(qū)綜合治理與利用技術(shù)。
神府煤田煤炭是國(guó)內(nèi)外少有的優(yōu)質(zhì)煤基油氣資源。長(zhǎng)期以來(lái),煤炭?jī)H僅作為動(dòng)力燃料利用,而對(duì)于其作為化工原料、特別是富油煤作為油氣資源的認(rèn)識(shí)和重視程度不夠。事實(shí)上,采用低溫干餾技術(shù),可以將侏羅紀(jì)低煤階煤炭資源轉(zhuǎn)化成煤焦油、煤氣和半焦,能在一定程度上彌補(bǔ)缺油、少氣和焦煤稀少的資源稟賦不足。若在煤炭熱解技術(shù)和規(guī)?;l(fā)展上取得突破,實(shí)現(xiàn)富油煤從燃料向“燃料+原料”的轉(zhuǎn)化,神府煤田就孕育著一個(gè)大油田。其中,集成地質(zhì)勘查新技術(shù)的優(yōu)勢(shì),研發(fā)富油煤的地下原位熱解技術(shù)是探索煤炭綠色開(kāi)采綠色利用的革命性顛覆技術(shù),尤為引人注目。要系統(tǒng)開(kāi)展富油煤原位熱解用熱介質(zhì)和加熱方式研究,篩選出適合富油煤原位熱解的合理加熱方式和加熱介質(zhì),開(kāi)展富油煤原位熱解先導(dǎo)示范試驗(yàn),形成富油煤原位熱解液化和氣化一體化技術(shù)。
建設(shè)智慧煤礦,將小保當(dāng)煤礦地質(zhì)保障系統(tǒng)建設(shè)成為內(nèi)容全面、功能先進(jìn)、實(shí)用性高的國(guó)內(nèi)領(lǐng)先信息化系統(tǒng)示范工程。在此基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)基于云服務(wù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧煤礦地質(zhì)保障信息系統(tǒng)。推進(jìn)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造,完善數(shù)字煤礦生產(chǎn)協(xié)同共享管理平臺(tái)。從地測(cè)管理、防治水管理、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控、三維可視化和綜合展示六個(gè)方面建設(shè)地質(zhì)保障信息系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)煤炭地質(zhì)云2.0 平臺(tái),建設(shè)煤炭地質(zhì)服務(wù)信息系統(tǒng)、煤炭地質(zhì)信息及大數(shù)據(jù)分析共享平臺(tái)及煤炭地質(zhì)云信息資源共享交易平臺(tái)。
二十世紀(jì)八十年代初中國(guó)發(fā)現(xiàn)神府煤田,這是中華人民共和國(guó)成立以來(lái)我國(guó)煤炭工業(yè)最重大的資源發(fā)現(xiàn),為二十一世紀(jì)國(guó)家煤炭工業(yè)戰(zhàn)略西移奠定了基礎(chǔ)。在新的歷史條件下,地質(zhì)工作應(yīng)著力為煤田綠色開(kāi)發(fā)和礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù),提供堅(jiān)強(qiáng)支撐和保障。