新时代加快推进新疆煤炭资源勘查高质量发展研究
摘 要:新疆煤炭资源丰富,煤炭资源/储量处在全国前列,为新疆主要优势矿产之一。本文详细叙述了新疆煤炭资源勘查程度及开发现状,提出了未来找矿的远景区,在此基础上,结合新疆 “十四五”发展规划纲要、矿产资源总体规划和自治区煤炭实施方案,提出煤炭环保综合利用及开采建议,以创新为驱动,促进新疆煤炭产业绿色可持续发展。
关键词:煤炭勘查、综合利用、高质量发展
引言
煤炭是我国的主体能源,事关国计民生和能源安全。《国家中长期能源发展战略规划纲要(2021—2035年)》《国家“十四五”现代能源体系规划》《国家“十四五”煤炭清洁开发与利用规划》明确统筹推进蒙西、蒙东、陕西、山西、新疆五大煤炭供应保障基地建设。新疆煤炭资源丰富、分布集中,大多是整装待开发煤田,储量大、埋藏浅、开采条件好、煤炭种类齐全,预测埋深2000米以浅煤炭资源储量2.19万亿吨,占全国预测总量的40%,居全国第一。累计查明煤炭资源量4506亿吨,占全国的39.3% ,是我国第14个现代化大型煤炭基地。吐哈、准噶尔、伊犁、库拜四大煤田已成为我国煤炭生产力西移的重要承接区和战略性储备区。但是新疆煤炭资源南北分布极不均衡,煤炭种类多以不粘煤和长焰煤为主,焦煤和配焦煤少。因此,加快新疆大型煤炭供应保障基地建设,解决南疆地域性缺煤、开展工业急需的焦煤和配焦煤找煤工作,是当前及今后一个时期主要任务,以确保新疆保障国家能源供应安全、“西电东送”和“疆煤外运”,加快实现富民兴疆和经济持续高质量发展,为建设大美新疆,实现社会稳定和长治久安总目标具有重大意义。
1 新疆煤炭资源分布概况
新疆煤炭资源分布较为集中,总体呈现“北富南贫”的分布特性,即北部地区较为丰富,南部地区相对较少。新疆煤田主要分布在准噶尔、吐哈、西天山和塔里木北缘,其中准东、准南、吐哈、伊犁和库拜煤田资源量大,开发条件较好,占全疆煤炭资源的95%。
1.1新疆赋煤构造及赋煤单元
新疆含煤盆地及煤产地分布于阿勒泰山和准噶尔界山、中部天山、南部昆仑山和准噶尔盆地、塔里木盆地三山两盆之中。主要聚煤盆地分布在准噶尔—北天山区、西南天山区和塔里木盆地北缘,而塔里木盆地南缘因聚煤期和聚煤期后构造活动复杂,破坏严重,煤炭资源分布较为零星。 根据早-中侏罗世聚煤规律与古地理环境、古构造的关系,划分为两大赋煤区,即准噶尔盆地赋煤区和塔里木盆地赋煤区,两大赋煤区进一步划分成13个赋煤带,并细分出60个煤田(煤产地、煤矿点)。
1.2新疆主要含煤地层
新疆聚煤作用从石炭到侏罗世均有发生,其早、晚石炭世、早二叠世、晚三叠世、早-中侏罗世聚煤的特点与我国主要聚煤期具有一致性,其中早-中侏罗世聚煤盆地广泛发育,是区内主要聚煤期。依据侏罗系含煤地层分布范围、赋煤构造控制、聚煤规律,将新疆主要分为两大含煤地层区,即准噶尔含煤地层区和塔里木含煤地层区。准噶尔含煤地层主要为侏罗系水西沟群,分为下统八道湾组、三工河组和中统西山窑组,广泛分布于准噶尔盆地、巴里坤-三塘湖盆地、伊宁盆地和吐哈盆地等。塔里木含煤地层主要为侏罗系克拉苏群和叶尔羌群,其中,克拉苏群含煤岩组为塔里奇克组、阳霞组、克孜勒努尔组,分布于塔里木盆地北缘;叶尔羌群含煤岩组为康苏组、杨叶组,分布于塔里木盆地西南缘和南缘。
1.3 新疆煤炭资源分布特征
新疆煤炭资源极其丰富,但分布极不均衡。主要分布在准噶尔盆地及周边的准东煤田、准南煤田、准北和什托洛盖煤田,吐鲁番-哈密盆地的吐哈煤田,伊犁盆地的伊宁煤田,塔里木盆地北缘的库拜煤田,其它地区分布较少,特别是塔里木盆地西南缘的和田地区、喀什地区和克孜勒苏柯尔克孜自治州煤炭资源更少,博尔塔拉蒙古自治州目前没有发现煤炭资源分布。截至目前,新疆煤炭查明资源储量4506亿吨,在全疆12个市(地区、自治州)均有查明资源量,但主要集中分布在昌吉、哈密、吐鲁番、伊犁、塔城5个市(地区、自治州),约占全区查明资源总量的96.6%,南疆四地州仅占1%,而和田、喀什和克州三地州查明资源量仅占总量的0.1%。
新疆煤炭资源的煤类齐全,但以低变质的长焰煤、不粘煤、弱粘煤为主,查明资源储量达到4255亿吨,占全部查明资源/储量的94%;中变质和中高变质的气煤、气肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤等炼配焦煤较少,其资源/储量151.6亿吨,仅占查明资源储量的3.5%;而高变质的贫煤、无烟煤更少,仅为70.4亿吨,占总资源量的1.5%。
2 新疆煤炭资源勘查及开发现状
2.1勘查程度
新疆煤炭勘查工作始于20世纪30~40年代,少数学者进行概略性踏勘调查工作。新中国的成立带来了煤矿地质勘查的春天。20世纪50~70年代开始全疆煤矿找矿普查,主要集中在准南煤田的乌鲁木齐市周围和吐-哈煤田等交通条件较好的矿区进行详查和勘探,形成了乌鲁木齐、艾维尔、三道岭三大重点矿区,并对缺煤地区加强了勘查。20世纪80年代按国家要求,开展战略性煤田远景调查,重点对准噶尔盆地和吐哈盆地进行工作,发现了一大批重要煤矿区,取得重大找矿突破。20世纪90年代,开展了专题研究和三次全疆煤炭资源远景调查汇总,基本摸清了新疆各聚煤盆地的煤炭资源家底。
“十五”和“十一五”时期,随着改革开放和国家西部大开发的发展战略,新疆煤矿勘查进入快速、高效、规模化的勘查时期,特别是2008年原国土资源部与新疆维吾尔自治区人民政府签定了全面合作协议,共同加快开展新疆公益性地质调查和重要矿产勘查。成立了“358专项”(2008~2015年),围绕国家 “建设准东、伊犁、吐哈、库拜四大煤电、煤化工、煤焦化基地和乌鲁木齐-三道岭等13个重点矿区,打造千万吨矿井和亿吨级大型矿区规划”进行了大规模的勘查评价,发现和评价了一批大型-超大型规模的煤田,取得了史无前例的煤炭勘查重大突破,形成准东、吐哈-三塘湖、伊犁、库拜、和丰-克拉玛依5大煤炭资源基地,为新疆煤电煤化工基地建设及“西煤东运”优势资源转化战略实施提供了资源保障。
2007年,中国地质调查局部署了全国25个主要矿种的资源潜力评价项目,由新疆地矿局牵头,新疆煤田地质局承担、新疆地矿局第九地质大队协作,于2009提交了《新疆维吾尔自治区煤炭资源潜力评价成果报告》,该成果首次以全数字化手段,摸清了新疆煤炭资源家底,为国家和自治区国民经济规划提供了依据。
截止目前,新疆煤矿勘查区中工作程度达到勘探的有205个,详查119个,普查115个,预查17个,其中详查以上占71.05%。最大勘查控制垂深1300 m。
2.2开发现状
受地域和地方经济影响,新疆煤炭资源的开发利用长期处于矿山规模和总体规模小、矿山生产水平低、资源开采浪费大的不利局面。为使粗放型经济发展方式得到根本性转变,新疆维吾尔自治区人民政府通过收购、兼并、融资参股等多种方式,引导和鼓励年产30万吨及以下规模的小煤矿进行改造升级,力争实现新疆主要产煤企业规模达到年产120万吨以上,其中准东、吐哈、伊犁三大煤炭基地的规模将突破600万吨,同时鼓励建设1000万吨级和亿吨级的大型、特大型煤炭企业,全力推进煤炭产业转型升级。截至2018年底,新疆共有生产煤矿81 座 ,合计产能15806万t/a。其中,小型煤矿7处 ,产能合计108 万t/a,占煤矿产能总数的0.68%;中型煤矿41处,产能合计3003万t/a,占煤矿产能总数的19.00% ; 大型煤矿33处 ,产能合计12695万t/a,占煤矿产能总数的80.32%,总体上当前新疆煤矿以大型煤矿山为主。
3 加快大型煤炭供应保障基地建设的重要意义
3.1加快新疆大型煤炭供应保障基地建设是服务国家发展大局的重要举措
习近平总书记在中央工作会议上强调“要正确认识和把握初级产品供给保障”;在中央政治局第三十六次集体学习时指出“要夯实国内能源生产基础,保障煤炭供应安全”。历次中央新疆工作座谈会均提出支持新疆建设国家“三基地一通道”,赋予新疆保障国家能源供应安全的重要使命。“十三五”期间“疆电外送”累计外送电量3064亿千瓦时,“疆煤外运”6939万吨。特别是2021年新疆能源输出大幅增长,外送电量1223亿千瓦时,外送煤炭4387万吨,为保障国家能源安全做出了重要贡献。
3.2加快新疆大型煤炭供应保障基地建设是充分释放煤炭先进优质产能的有效途径
习近平总书记在十三届人大参加内蒙古代表团审议时指出“富煤贫油少气是我国的基本国情,以煤为主的能源结构短期内难以根本改变。既要有一个绿色清洁的环境,也要保证我们的生产生活正常进行”。因此,“十四五”及今后很长一段时期,我国以煤为主的能源结构不会发生根本改变。新疆煤炭资源禀赋具有埋藏浅、开采条件简单、生产成本低等优势,以往由于新疆远离煤炭消费中心市场,煤炭运输成本高,限制了新疆煤炭产业发展。近年来,随着“疆电外送”第一、第二通道建成,出疆铁路、公路等基础设施不断完善,新疆煤炭参与中东部地区市场消费程度不断增加,加快新疆大型煤炭供应保障基地建设,可进一步释放我区煤炭资源优势产能,增强全国煤炭安全供给保障能力。
3.3加快新疆大型煤炭供应保障基地建设是推进全区经济高质量发展的现实需要
第三次中央新疆工作座谈会提出“要推动工业强基增效和转型升级,培育壮大新疆特色优势产业,带动当地群众增收致富”,经济社会发展离不开能源特别是煤炭资源的保障。哈密、准东是新疆大型煤炭工业保障基地的重要组成部分,更是国家规划建设的煤电基地、煤制油气战略基地。加快准东、吐哈、伊犁等地为重点的煤炭资源开发对推动资源高效利用、技术人才向优势区域聚焦,,形成规模化、集群化、现代化产业基地,不断将资源优势转化为经济优势,带动地方经济社会高质量发展具有重要作用。
4新疆煤炭勘查高质量发展的路径
虽然清洁能源替代步伐加快,煤炭需求将进一步减少,但中国仍将是世界第一煤炭产量和消费量国,煤炭资源开发利用仍将处于主导地位。新疆煤炭资源/储量处在全国第一位,煤炭开发将以煤电、煤化工、原煤外运为主,兼以部分民用煤。
4.1加强煤层气勘查开发技术及矿井瓦斯抽采科技攻关
瓦斯是煤矿发生安全事故的主要因素之一,因此加强煤层气勘查开发及矿井瓦斯抽采是煤矿安全生产的重要保障。
新疆煤层气资源赋存条件复杂,开发技术要求高,区域适配性差,已开发区域仍存在工程成功率低、开发成本高、单井产量低等问题。高应力、构造煤、低渗透性煤层气资源占比高,在基础理论和技术工艺方面尚未取得根本性突破,简单复制常规油气技术及国外技术均难以实现高效开发。煤与瓦斯突出等动力灾害致灾机理、煤与瓦斯共采基础理论研究需要进一步加强。低浓度瓦斯经济利用和采动区地面抽采等技术有待进一步提高。松软低透气性煤层瓦斯高效抽采关键技术装备亟待突破。从全国井工煤矿开采经验来看,随着开采深度增加,地应力、瓦斯含量和压力增大,煤层透气性降低,瓦斯抽采难度进一步加大。煤矿瓦斯抽采规模小、集中度低、浓度变化大,多数小煤矿未建立瓦斯利用设施,大中型矿井没有做到矿区联网集中利用。建议加强煤层气勘查开发技术及矿井瓦斯抽采的科技攻关,提高新疆煤层气勘查开发技术及矿井瓦斯抽采的研究水平,加大对煤层气及矿井瓦斯的利用率,煤矿瓦斯抽采利用量0.1亿立方米,保障煤矿的安全生产。
4.2加强对煤的清洁利用的科技攻关
作为世界上最大的煤炭生产和消费国,目前煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重分别为72%和64%左右,我国能源相对富煤缺油少气(天然气),水电、风电、核电、天然气等清洁能源消费量占能源消费总量的17.9%。煤炭占我国化石能源资源的90%以上,将煤炭作为保障能源安全的基石,是稳定、经济、自主保障程度最高的能源。然而,随着环保的要求的不断提高,对煤炭的清洁高效利用势在必行,因此加强对煤开采、加工转化、燃烧等方面减少污染和提高利用效率的技术攻关,能够较好地解决环保问题和节能问题,发展和推广这一新技术,将成为我国促进以煤为主的能源系统向资源节约和环境无害的可持续模式转变的关键战略措施之一,它是改变我国目前能源结构的主要措施。
4.3合理进行煤炭资源开发
按照资源禀赋、运输、水资源等条件和环境承载能力,科学合理确定煤炭开发规模和开发强度,在大型整装煤田和资源富集地区优先建设大型和特大型现代化煤矿,在水资源充足、煤炭资源富集地区适度发展煤化工,限制在煤炭调入地区和水资源匮乏地区发展煤化工。禁止在环境容量不足地区发展煤化工,鼓励建设坑口电站,优先发展煤电一体化、循环经济和资源综合利用项目。建议对准东煤田、和什托洛盖煤田白杨河矿区、吐哈煤田进行大力开发。吐哈煤田开发以“疆煤东运”为主,适度发展煤电及电力外送;准东煤田开发以发展煤电、煤化工为主,参与“疆煤东运”; 和什托洛盖煤田白杨河矿区以发展煤电、煤化工为主。伊犁煤田开发以发展煤化工、煤电为主,实施就地转化;库拜煤田开发以供应南疆四地州用煤为主,适度发展煤电、煤焦化;准北、准南等其它煤田以满足疆内传统市场需求为主,按照经济合理原则,供应当地及邻近区域经济社会发展用煤需要。
4.4加强缺煤地区的地质工作
围绕南疆三地州缺煤区大力开展地质找煤工作,并将近期勘查区选择到勘查开发利用前景的区域。建议在若羌、乌恰、阿克陶、莎车、杜瓦、布雅等6个布署区开展地质勘查工作,为南疆的经济发展寻找煤炭资源。
5 结 语
(1)进一步加强加大勘查力度和南疆缺煤地区找煤工作。通过近年在勘查,查明资源量增幅较大,但可供开采的储量和高类别的资源量占比仍处在一个较低的水平。南疆和田、喀什和克州三地州煤炭资源极缺且勘查程度较低,与目前国家将新疆列为亿吨级煤炭资源开发基地的地位以及新疆作为国家重要的能源基地的战略定位不匹配。因此,建议进一步加大勘查力度和南疆缺煤地区找煤工作,提高可采储量和高类别资源量在查明资源量中的所占比例,为煤炭资源开发提供资源保障。建议按照“主攻南疆,深化北疆和东疆,兼顾北疆”的总体思路,围绕重点成矿区带开展煤矿地质勘查,做好矿产资源开发利用储备。
(2)加强高变质煤聚煤规律研究和有利区的勘查评价。新疆煤炭资源的煤类齐全,但中高变质炼配焦煤相对较少,而高变质的贫煤、无烟煤甚少。煤变质程度整体上由北向南主要煤田煤变质程度有所增强,各聚煤盆地边缘山前坳陷带较盆中煤变质程度明显增高,断陷性质的山间聚煤盆地煤变质程度由低-中-高变质均有分布。因此在山前坳陷带及山间断陷盆地,具有炼配焦煤找矿前景。
(3)加大小规模矿井整合力度,强化资源有效利用。当前,新疆大中型以上矿井产能(约占53.7%)占据主导的格局已初步形成,煤炭资源开发总体形势趋向向好,但仍然存在大量小规模矿井,不利于资源的有效利用,对环境的影响破坏严重,安全生产隐患大。为合理有效利用煤炭资源,需要进一步淘汰落后产能,加快小规模生产企业整合力度,推动新疆煤炭工业健康稳步发展。
(本网站所发布的论文为2023年西部地经网学术年会征集到的论文原稿,以供交流分享,论文的真实性和合法性由作者自行负责。)