河南煤炭資源勘查開發(fā)進(jìn)展與布局研究

武少鵬，霍 超

（1.潞安化工集團(tuán)安全管理部，山西長治 046204；2.中國煤炭地質(zhì)總局勘查研究總院，北京 100039）

0 引言

在“雙碳”目標(biāo)的背景下，煤炭作為我國的主體能源和重要的工業(yè)原料，其消費(fèi)占比在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)仍占主導(dǎo)作用［1-3］，立足資源稟賦，把握我國新時(shí)期能源需求和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的新變化，充分發(fā)揮煤炭的兜底保障作用，進(jìn)而推動(dòng)煤炭綠色低碳轉(zhuǎn)型、提高煤炭供應(yīng)韌性、全面提升產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性，有助于國家能源安全和高質(zhì)量發(fā)展。河南省“煤炭相對(duì)豐富、常規(guī)油氣資源儲(chǔ)量少”的能源資源總體特征，決定了以相對(duì)富裕的煤炭為主是保障全省能源安全的現(xiàn)實(shí)選擇，煤炭在能源安全基礎(chǔ)性保障和一次能源消費(fèi)地位短時(shí)間內(nèi)難以改變［4-5］。河南省煤炭資源相對(duì)豐富，根據(jù)清潔、高效、安全、可持續(xù)的發(fā)展理念，加強(qiáng)和完善煤炭資源勘查開發(fā)進(jìn)行規(guī)劃與布局，對(duì)于構(gòu)建安全高效的煤炭供給體系，推動(dòng)煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重大意義。

河南累計(jì)查明煤炭資源儲(chǔ)量438.56億t，是國家規(guī)劃的十四個(gè)大型煤炭基地之一，目前開發(fā)利用煤炭主要分布平頂山、鄭州、焦作、鶴壁、永夏、義馬六大國家規(guī)劃煤礦區(qū)。隨著“雙碳”目標(biāo)的提出和煤炭行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的推進(jìn)，新時(shí)期對(duì)煤炭資源勘查開發(fā)布局方向進(jìn)行優(yōu)化顯得尤為必要，有助于促進(jìn)煤炭資源與其它能源資源優(yōu)勢互補(bǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展［6］。在論述河南煤炭資源分布概況的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前全省煤炭勘查與開發(fā)現(xiàn)狀，對(duì)后期煤炭資源勘查開發(fā)進(jìn)行規(guī)劃與布局，有利于統(tǒng)籌和建設(shè)大型河南煤炭資源基地，提升能源資源供應(yīng)能力。

1 河南煤炭資源分布特征

1.1 河南賦煤構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/h3>

河南處于華北盆地南部，大地構(gòu)造跨越華北板塊和秦嶺—大別山2 個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元，處于華北板塊南緣和秦嶺—大別山北緣。從聚煤區(qū)來看，主要屬于華北聚煤區(qū)，根據(jù)含煤時(shí)期、區(qū)域構(gòu)造和成煤區(qū)域性綜合分析，河南煤炭資源主要賦存在三大構(gòu)造帶，分別為北部太行構(gòu)造帶、中部嵩箕構(gòu)造帶和南部崤熊構(gòu)造帶，每個(gè)賦煤構(gòu)造帶又分為2 個(gè)賦煤構(gòu)造亞帶［7］（表1）。

表1 河南賦煤構(gòu)造單元?jiǎng)澐諸able 1 Division of coal-bearing structural units in Henan

1.2 河南主要含煤地層

河南含煤地層發(fā)育比較齊全，從上元古代到新生代均有不同程度的聚煤作用發(fā)生，成煤期主要有7 個(gè)，分別為寒武紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、新近紀(jì)和第四紀(jì)，但主要成煤期以石炭紀(jì)—二疊紀(jì)為主，煤炭資源量占總量的90%以上，自下而上分為上石炭統(tǒng)本溪組、太原組、下二疊統(tǒng)山西組、下二疊統(tǒng)下石盒子組和上二疊統(tǒng)上石盒子組，其中主采含煤地層主要為山西組，其它含煤地層所含煤層為局部可采或不可采［8］。

河南山西組煤層含煤1～6 層，少數(shù)地區(qū)呈現(xiàn)分叉狀，一般稱二煤組，二1煤主要分布在豫北和豫中含煤區(qū)，是全省主采煤層，煤層平均厚度為4.10 m，煤層結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為簡單—較簡單。二2煤主要分布在平頂山、永夏等礦區(qū)，為普遍可采煤層，煤層平均厚度為1.30 m，煤層結(jié)構(gòu)簡單。

1.3 河南煤層煤質(zhì)

河南煤炭資源種類比較齊全，從泥炭、褐煤、長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤、無煙煤均有賦存，并有少量的天然焦［9］。煤種主要以無煙煤資源儲(chǔ)量最多，其次為貧煤和焦煤，其中品質(zhì)優(yōu)良的無煙煤資源儲(chǔ)量約占全省煤炭資源總量的1/3。無煙煤主要分布在焦作礦區(qū)、永夏礦區(qū)；貧瘦煤主要分布在義馬礦區(qū)、鄭州礦區(qū)；貧煤主要分布在安鶴礦區(qū)、焦作礦區(qū)。

1.4 河南煤炭資源分布概況

河南是國家規(guī)劃的14個(gè)大型煤炭基地之一，主要由鶴壁、焦作、義馬、鄭州、平頂山、永夏6 個(gè)礦區(qū)組成，煤炭資源相對(duì)豐富，據(jù)《河南省煤炭行業(yè)安全發(fā)展“十四五”專項(xiàng)規(guī)劃》發(fā)布，截至2020年底，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量438.56億t，保有資源儲(chǔ)量389.07億t。河南煤炭資源總體分布情況特征如下：

1）主采煤層煤質(zhì)較好。河南含煤地層分布較多，成煤時(shí)代不同導(dǎo)致各煤層煤質(zhì)特征差異較大。全省主采煤層下二疊統(tǒng)山西組二1煤平均厚度為4.10 m，煤質(zhì)總體為低—中灰、低—特低揮發(fā)分、特低硫、中高發(fā)熱量煤，煤質(zhì)較好，僅豫西西部局部地帶硫分含量較高。

2）煤炭后備資源儲(chǔ)量不足。河南煤炭可開發(fā)后備資源不足，基礎(chǔ)儲(chǔ)量下降較快，部分省屬大型煤炭企業(yè)礦井生產(chǎn)接替出現(xiàn)緊張局面。平頂山、鄭州、焦作、鶴壁、義馬五個(gè)礦區(qū)均是20世紀(jì)五六十年代建成的老礦區(qū)，經(jīng)過幾十年開發(fā)，可開發(fā)資源急劇減少，其中焦作于2008年已被國務(wù)院列為資源枯竭城市，同時(shí)深部資源勘探力度不夠，后備資源儲(chǔ)量嚴(yán)重不足。

3）煤炭資源地理分布不均。河南煤炭資源分布呈“北多南少，西多東少”的格局，大部分分布在豫西和豫北地區(qū)，按京廣線以西劃分，豫西地區(qū)有14 個(gè)煤田，資源量約占全省的90%以上；按平頂山—周口以北劃分，豫北地區(qū)有14 個(gè)煤田，資源量約占全省的99%左右。

2 河南煤炭資源勘查開發(fā)進(jìn)展

2.1 煤炭資源勘查現(xiàn)狀

根據(jù)《河南省煤炭行業(yè)安全發(fā)展“十四五”專項(xiàng)規(guī)劃》發(fā)布和最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截止到2020年底，河南保有資源儲(chǔ)量389.07億t，達(dá)到預(yù)查、普查、詳查和勘探程度的煤炭資源量分別為11.37 億t、69.23 億t、138.54 億t 和169.93 億t，各自占比為2.92%、17.79%、35.61%和43.68%，說明現(xiàn)階段河南煤炭資源勘查布局較合理，但詳查和普查階段的資源量所占比重仍然達(dá)到50%以上，新時(shí)期需要進(jìn)一步加大勘查力度，使該部分資源量盡快達(dá)到勘探程度，為煤炭基地建設(shè)提供資源保障，同時(shí)要圍繞煤炭資源有利區(qū)，以新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)為契機(jī)，加大勘查投入，以期新增煤炭資源量穩(wěn)步增長。

2.2 煤炭資源開發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)狀

河南煤炭產(chǎn)量常年位居全國前十，隨著近年來受宏觀經(jīng)濟(jì)、煤炭行業(yè)形勢、淘汰落后產(chǎn)能等影響，河南省煤炭產(chǎn)量持續(xù)下降［10］（圖1），2021 年煤炭產(chǎn)量為9 336 萬t，為近年來首次低于1 億t，2022 年煤炭產(chǎn)量為9 773 萬t，同比增長4.6%。按地域劃分，目前煤炭開發(fā)分布在鄭州市、洛陽市、平頂山市、許昌市、安陽市、鶴壁市、新鄉(xiāng)市、焦作市、三門峽市、商丘市、信陽市、駐馬店市、濟(jì)源示范區(qū)等13個(gè)產(chǎn)煤地市，其中平頂山市產(chǎn)量最多。按企業(yè)劃分，主要以河南能源集團(tuán)、平煤神馬集團(tuán)、鄭煤集團(tuán)、神火集團(tuán)等省屬骨干煤礦企業(yè)為主，占比90%以上。

圖1 近十年河南原煤產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)（數(shù)據(jù)來源國家統(tǒng)計(jì)局）Figure 1 Statistics of raw coal production in Henan in recent ten years（data source：National Bureau of Statistics）

河南大部分煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，開采成本較高，部分礦井面臨資源枯竭問題［11］，近年來，河南省加大了化解過剩產(chǎn)能和關(guān)閉落后煤礦的力度，使得煤礦數(shù)量和產(chǎn)能持續(xù)下降，截止到2019 年12 月底，河南省共有各類煤礦231處，公告產(chǎn)能15 704萬t/a，其中生產(chǎn)礦井185 處，產(chǎn)能14 162 萬t/a，建設(shè)礦井46處，產(chǎn)能1 500萬t/a。按礦井大小劃分，大、中、小型煤礦數(shù)量分別為43 處、69 處、119 處（圖2），產(chǎn)能分別合計(jì)8 883萬t/a、4 241萬t/a、2 580萬t/a（圖3），說明河南當(dāng)前煤炭產(chǎn)能布局比較優(yōu)化，主要以大中型煤礦為主，而煤礦數(shù)量方面，小型煤礦仍占全省煤礦總數(shù)的一半。

圖3 河南煤礦類型產(chǎn)能分布圖（萬t/a）Figure 3 Distribution of coal mine production capacity in Henan（104 t/a）

河南生產(chǎn)礦井按地域劃分，主要分布在鄭州市、平頂山市、商丘市、許昌市、三門峽市、洛陽市、鶴壁市、新鄉(xiāng)市、焦作市、安陽市、濟(jì)源市、駐馬店市12個(gè)產(chǎn)煤地市（表2），其中鄭州市生產(chǎn)礦井?dāng)?shù)量和產(chǎn)能均為第一，生產(chǎn)礦井約占全省50%，產(chǎn)能約占全省的27%。

表2 河南生產(chǎn)礦井地域分布情況Table 2 Regional distribution of production mines in Henan

3 河南煤炭資源勘查開發(fā)布局思考

《河南省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃（2021—2025 年）》提出，統(tǒng)籌煤炭資源保障與保護(hù)、高質(zhì)量發(fā)展和資源安全，以推進(jìn)煤炭資源合理利用與保護(hù)為主線，著力優(yōu)化煤炭資源勘查開發(fā)布局，提高煤炭資源利用效率，一方面，提高煤炭資源量控制程度，保持資源優(yōu)勢，同時(shí)力爭實(shí)現(xiàn)煤層氣勘查開采新突破；另一方面，加強(qiáng)河南大型煤炭基地規(guī)劃建設(shè)布局，提高區(qū)域煤炭資源供應(yīng)保障能力。

河南煤炭資源勘查開發(fā)布局基本原則：①堅(jiān)持優(yōu)化布局，保障供給。加強(qiáng)煤炭資源調(diào)查和勘查，科學(xué)布局煤炭開發(fā)利用與保護(hù)，切實(shí)提高煤炭資源的安全供給能力［12］；②堅(jiān)持生態(tài)保護(hù)，綠色勘查開發(fā)。要統(tǒng)籌煤炭資源勘查開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展，踐行綠色勘查與開發(fā)理念，最大限度減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)煤炭資源勘查開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)共贏［13］；③堅(jiān)持節(jié)約集約，高效利用。根據(jù)河南省能源消費(fèi)需求和煤炭資源賦存條件，推進(jìn)煤炭從總量性去產(chǎn)能向結(jié)構(gòu)性優(yōu)產(chǎn)能轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步優(yōu)化煤炭開發(fā)布局和產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，提高資源配置效率，提升煤炭資源效能和能源安全水平［14］。

3.1 煤炭資源勘查布局研究

《河南省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃（2021—2025 年）》提出，統(tǒng)籌黃河流域生態(tài)功能定位、資源和生態(tài)環(huán)境承載力，2021—2025 年煤炭新增資源量5 億t，重點(diǎn)建設(shè)7 個(gè)列入全國規(guī)劃的能源資源基地，其中包括河南煤炭基地，保障煤炭的有效供應(yīng)。

1）提高主要礦區(qū)資源勘查程度。一是以骨干煤炭企業(yè)為主體，提高鶴壁、焦作、義馬、鄭州、平頂山、永夏6個(gè)礦區(qū)勘探資源占比，以滿足后續(xù)礦井建設(shè)需要，加快夏店、新河等井田煤炭資源達(dá)到勘探程度；二是加快薄壁、石林、五頭等預(yù)測區(qū)資源勘查，尋找新的后備資源；三是推動(dòng)老礦區(qū)深部與外圍增儲(chǔ)升級(jí)，加快平頂山礦區(qū)深部、義馬煤田深部和永夏煤田深部資源勘查，為資源枯竭礦區(qū)產(chǎn)能轉(zhuǎn)移和礦井接續(xù)提供基礎(chǔ)。

2）大力推進(jìn)煤層氣資源勘查。河南省煤層氣資源儲(chǔ)量豐富，埋深2 000 m 以淺資源總量達(dá)到10 501.19 億m3，平均資源豐度為1.91 億m3/km2［15-16］，對(duì)煤層氣開發(fā)既可以保障煤礦安全生產(chǎn)，又可以增加清潔能源供應(yīng)和減少溫室氣體排放，具有多重效益［17］。《河南省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃（2021—2025 年）》提出：加強(qiáng)清潔能源礦產(chǎn)勘查開采，力爭實(shí)現(xiàn)煤層氣、頁巖氣、地?zé)岬惹鍧嵞茉吹V產(chǎn)勘查開采新突破。一方面，加快推進(jìn)焦作煤田、平頂山煤田、安鶴煤田含氣區(qū)帶煤層氣資源調(diào)查與評(píng)價(jià)，盡快提交探明儲(chǔ)量，實(shí)現(xiàn)規(guī)模開發(fā)利用；另一方面，開展全省主要煤礦采空區(qū)、采動(dòng)區(qū)和非采動(dòng)區(qū)瓦斯（煤層氣）資源化利用調(diào)查與評(píng)價(jià)，圈定1～2個(gè)煤層氣勘查目標(biāo)區(qū)。

3.2 煤炭資源開發(fā)布局研究

2022 年度全國原煤產(chǎn)量完成45.0 億t（據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局最新發(fā)布數(shù)據(jù)），同比增加3.7 億t，增長9.0%，煤炭生產(chǎn)中心呈現(xiàn)加快向晉陜蒙新地區(qū)集中，向優(yōu)勢企業(yè)集中。2022 年度河南原煤產(chǎn)量9 772.8 萬t，同比增長4.2%。按照《煤炭工業(yè)“十四五”高質(zhì)量發(fā)展指導(dǎo)意見》中提出“優(yōu)化煤炭資源開發(fā)布局”要求，河南大型煤炭基地煤炭產(chǎn)量需穩(wěn)定在1.2 億t/a［18］，這就要求河南大型煤炭基地根據(jù)生產(chǎn)建設(shè)實(shí)際，重點(diǎn)圍繞鶴壁、焦作、義馬、鄭州、平頂山、永夏6 個(gè)礦區(qū)，科學(xué)評(píng)價(jià)礦區(qū)內(nèi)煤炭資源潛力、綠色發(fā)展、區(qū)域供需、產(chǎn)業(yè)升級(jí)等多方面因素，對(duì)6個(gè)礦區(qū)煤炭產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃與布局，進(jìn)一步提高能源保障能力。

1）加強(qiáng)河南煤炭基地礦區(qū)規(guī)劃建設(shè)。加大河南煤炭基地6 個(gè)礦區(qū)的規(guī)劃建設(shè)，關(guān)閉一批資源枯竭、資源利用率低、安全生產(chǎn)條件差的煤礦，減量置換建設(shè)一批接續(xù)礦井。鄭州煤炭礦區(qū)保有煤炭資源儲(chǔ)量73.6億t，以降低產(chǎn)能、調(diào)整結(jié)構(gòu)、清潔利用為核心，重點(diǎn)發(fā)展煤層氣利用。平頂山煤炭礦區(qū)保有煤炭資源儲(chǔ)量94.4億t，以穩(wěn)定產(chǎn)能、調(diào)整結(jié)構(gòu)、清潔利用為核心，重點(diǎn)開展煤炭轉(zhuǎn)化利用。焦作煤炭礦區(qū)保有煤炭資源儲(chǔ)量36.3 億t，以降低煤炭產(chǎn)能、大力發(fā)展煤層氣利用為核心。永夏煤炭礦區(qū)保有煤炭資源儲(chǔ)量27.35 億t，以穩(wěn)定產(chǎn)能為核心。義馬煤炭礦區(qū)保有煤炭資源儲(chǔ)量4.94 億t，以穩(wěn)定產(chǎn)能、調(diào)整結(jié)構(gòu)、清潔利用為核心。鶴壁煤炭礦區(qū)保有煤炭資源儲(chǔ)量31.49億t，以穩(wěn)定煤炭產(chǎn)能、推進(jìn)煤層氣開發(fā)利用、焦煤轉(zhuǎn)化等。

2）加快推進(jìn)新礦井建設(shè)。穩(wěn)定豫西和豫北老礦區(qū)生產(chǎn)能力，擴(kuò)大豫中和豫東礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模，加快推進(jìn)建設(shè)夏店、梁北二井等先進(jìn)產(chǎn)能礦井續(xù)建項(xiàng)目；合理有序推進(jìn)永煤城郊礦、首山一礦、永夏礦區(qū)李大莊煤礦、西村煤礦等綠色礦山建設(shè)，支持優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能釋放，使煤炭后備資源盡快形成接續(xù)產(chǎn)能，鞏固河南作為全國煤炭基地的地位，為河南煤炭資源穩(wěn)定供應(yīng)提供保障。

3）加快煤層氣的開發(fā)利用。河南煤層氣資源豐富且開發(fā)利用時(shí)間較早，煤層氣儲(chǔ)量約占全國已探明儲(chǔ)量的10%，但地質(zhì)條件復(fù)雜程度不一，影響了煤層氣的大規(guī)模開發(fā)利用，今后應(yīng)基于煤層氣地質(zhì)特征，在開發(fā)過程中突出重點(diǎn)，有序開發(fā)，重點(diǎn)加強(qiáng)焦作煤田、安陽煤田、鶴壁煤田、平頂山煤田等有利區(qū)合理規(guī)劃煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時(shí)加大開發(fā)技術(shù)攻關(guān)，以期在煤層氣生產(chǎn)規(guī)模上取得突破［19-20］。

4 結(jié)論

1）河南煤炭資源相對(duì)豐富，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量438.56 億t，保有資源儲(chǔ)量389.07 億t，煤炭資源勘查布局較合理，以詳查和勘探程度為主，但詳查和普查階段的資源量所占比重仍較大，二者合計(jì)占比達(dá)到了53.4%，新時(shí)期需要加大勘查力度，以期盡快達(dá)到勘探程度，同時(shí)加強(qiáng)新增煤炭資源量勘查，摸清煤炭資源潛力，加大深部煤炭資源勘查力度。

2）河南當(dāng)前煤炭產(chǎn)能布局比較優(yōu)化，產(chǎn)能主要以大中型煤礦為主，占總產(chǎn)能比重約57%；而煤礦數(shù)量方面小型煤礦居多，約占煤礦總數(shù)的50%，因此，需進(jìn)一步優(yōu)化煤炭資源開發(fā)布局，提升煤炭資源效能，增強(qiáng)安全供給能力，滿足剛性合理需求。

3）根據(jù)河南煤炭資源賦存特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要，結(jié)合區(qū)域資源稟賦、勘查開發(fā)現(xiàn)狀和環(huán)境承載能力，近期煤炭勘查開發(fā)布局主要圍繞河南大型煤炭基地內(nèi)的6 個(gè)礦區(qū)進(jìn)行，勘查方面加快勘查進(jìn)度，增加煤炭資源量，提高礦區(qū)整體勘查程度，為煤炭開發(fā)提供資源保障，開發(fā)方面加強(qiáng)河南煤炭基地礦區(qū)規(guī)劃建設(shè)，加快推進(jìn)新礦井建設(shè)，盡快形成科學(xué)產(chǎn)能，同時(shí)基于河南豐富的煤層氣資源儲(chǔ)量，加大煤層氣資源勘查開發(fā)力度，盡早實(shí)現(xiàn)煤層氣開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化。