钱鸣高，许家林
(中国矿业大学能源与安全工程学院，江苏徐州221008)
摘要:在我国一次能源结构中，煤炭将长期是我国的主要能源，煤炭工业能否健康发展是事关我国能源安全和经济可持续发展的重大问题.目前，尽管我国的煤炭产量和消费已占世界的1/3,但整个煤炭行业距离经济有竞争力、充分考虑安全与环境保护的健康发展还有很多问题没有根本解决.论文对煤炭工业发展在经济、安全和环境等方面存在的主要问题进行了探讨和深入分析，提出了煤炭资源开发中要遵循经济原则、安全原则和环保原则的理念，并就实现这一理念，提出了相关的技术对策与政策建议.
关键词:煤炭工业;经济原则;安全原则;环保原则
中图分类号:TD 2; TD 8文献标识码:A
由于我国的资源赋存情况，近期我国以煤为主的能源格局不会有多大变化.据有关专家预测到2050年煤炭在我国能源中的比重仍将达到50 %.
多年来煤炭保证了国民经济的高速发展，2005年煤炭产量达到20 .9亿t，煤炭产量与消费已占世界1/3.但是，在煤炭企业为国家作出贡献的同时，应该说煤炭企业距离健康发展还有相当差距.2005年国务院颁发了《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》，提出了煤炭工业存在的问题和改进意见，主要涉及煤矿的经济、安全、环境保护和建设大型煤炭基地及淘汰落后生产力问题.应该承认煤炭工业为国家能源作出的贡献，同时，也应该对上述几个方面的问题作出反思.
煤炭企业进入市场经济前的基础状况为:过去煤炭企业只是生产煤炭，为社会供应原煤，不考虑如何利用煤炭来获取最大利益.以1979年计，统配煤矿出煤3 .58亿t，产值81 .3亿元，原煤生产人员130 .9万人，原煤全员效率仅为0 .965 t/工.煤炭行业是高危行业，1980年死亡率高达8 .17人/Mt.而且，原来的煤炭城市除了生产煤炭没有其他经济优势，相当一些因煤炭开发而出名的城市，因为长久的开发造成地面沉陷，研石堆积如山，地下水系破坏.近期又由于已进入资源枯竭更难以转变为经济优势.事实上，全国118个资源城市中没有一个转变为经济城市.而随着经济的发展，企业不仅面临着人员、安全的压力，还进一步面临社会舆论对环境保护的压力.
显然煤炭工业必须转变理念，以经济、安全、环保三大原则，促进煤炭工业得到健康发展.
1煤炭生产的经济状况
1.1煤炭生产的经济现状
1.1.1煤炭生产现状
2004年全国国有及国有控股煤炭企业3 000处，小煤矿2 .3万处.煤炭产量19 .56亿t，原国有重点、地方国有与乡镇煤矿产量的比例为47.0%,15 .1%和37 .9%，死亡率为3 .1人/Mt(国有重点煤矿为1人/Mt).
目前我国虽然有技术精良、安全完全有保障、年生产规模每1万t(甚至10万t)用1个人的现代化企业，但普遍存在着技术落后、人员素质低下、安全得不到保障、年生产规模每1万t用50人的企业.
由于经济持续快速增长，煤炭供不应求，价格回升.企业经济情况有一定好转，其中得益最多的是资源回收率、安全与环境得不到保障的乡镇煤矿.但整个煤炭行业距离经济有竞争力、充分考虑安全与环境保护的健康发展还有很多问题没有根本解决.
事实上若以一定科学发展标准要求，煤炭行业是在超能力生产.
1.1.2煤炭职工产值与收入状况
2004年全国煤炭职工600多万一个中等水平的国有矿业集团年产2 000万t，用人达8万，人均年产值仅5万元.如果按照先进水平仅仅要2 000 -20 000人，人均年产值就可达到20-200万元，如神华集团等.2001年统计，煤炭行业收入在全国49个行业中排名倒数第二，职工平均月收入为901元.2002年国有重点煤矿在岗职工平均年收入11 442元，而全国年均收入为17 124元.近期由于煤矿经济好转，但人均年工资仅为2万元，远低于全国各行业的平均水平.据统计，全国煤炭系统的大中专毕业生，去煤炭企业工作的不足5%.吨煤劳动成本美国为3 .8美元，南非为2 .9美元，由于我国大部分煤矿用人过多，按2002年效率与年均收入计，我国吨煤劳动成本也高达4 .2美元，占成本的30.而神东大柳塔煤矿由于高度机械化，吨煤劳动成本仅为2 .5元，占成本的3%.
2004年我国工业国营企业人均年产值约为23万元，采矿业为13 .8万元，有色与黑色为15万元，石油天然气为45 .7万元，而煤炭采选仅为8 .7万元，在采矿业甚至整个工业中是最低的.
上述情况也导致煤炭行业技术人才很难引进，而且大量外流.
1.1.3煤炭产品的市场特点
1)煤炭产品的价值并不是由它的原产品来体现，而是由整个产业链来体现，如山西大同国有重点煤矿的出矿价为160-170元/t，经运输到秦皇岛港价373 .9元/t，流通费用高达204.7元/t，经过就地发电吨煤可以创造1 000-1 500元价值，事实上它为国家创造的GDP则更高.
2)煤炭是一种特殊商品，同样一块煤其价格并不能体现开采时的科技含量.由于赋存条件(地质构造、煤层厚薄等)和地理位置不一样，开采的科技含量与运输成本会有很大差别，但生产成本又不仅仅与技术的先进与否有关，还与安全与环保的投入有关.再加上煤矿随资源开发过程而兴衰，对开发时间已经比较长的原有国有煤矿，人员负担过重，能维持现状就不错，而乡镇与地方小煤矿则以牺牲资源、环境和安全为代价取得低成本(如40元// t)，而在同样条件下的国有重点煤矿成本可达到150元/t，不公平竞争因而形成.
1.1.4煤炭城市与煤矿人员问题
我国大部分国有重点煤矿地处经济不发达地区，因此把煤矿视为解决就业的去处，加上历史的原因，导致用人过多.1998年，我国生产12亿t煤，从业人员约有660万人(县营以上为425万人)，即每200 t煤为1人.国有重点煤矿生产5亿t煤也需要94万人.相比之下，美国生产9亿t煤为10万从业人员，约为1万t煤1个人.早期形成的煤炭城市，大部分处于欠发达地区，科技进步与机械化带来的富余人员很难下岗，给煤炭企业带来沉重的包袱.而这些很多是计划经济遗留下来的问题，在市场经济条件下得不到解决.
1.2提高煤炭生产经济性的两难选择
尽管面临种种困难，提高煤炭生产经济性是煤炭企业提升竞争力的必然选择.提高煤炭生产经济性，需要逐步破解政策、机制、规划、管理、价格、技术等诸多难题，才能使企业、社会、环境进入和谐
发展的轨道.
1.2.1减人提效
提高机械化与自动化程度，提高技术水平，走减人提效之路.目前新建矿井都在按这种模式进行，其中以神东矿区最为典型，因此可以实现低成本生产.但对原有大多数煤炭企业来说，由于原来用人过多，而所在地都是经济欠发达地区，因此由于科技进步而造成的富余人员很难得到再就业的机会.这事实上成为原有国有煤炭企业的难题.
1.2 .2煤炭生产总量与产能
煤炭生产的产能由原来的国有重点、地方国有和乡镇煤矿组成.虽然2004年产量达到近20亿t，若以国际安全标准，产能不足10亿t.若再考虑人才配置、资源回收、机械化和环境要求则煤矿产能可能更低.当前有人提到煤炭产能可能失控是在不考虑上述因素而言的.由于煤矿在浅部进入壁垒比较低，地方上常常将其视为致富的手段，乡镇与地方小煤矿的产量超过了国有重点煤矿，因此煤炭生产总量很难控制.在市场经济条件下，使原有的企业，尤其是资源即将枯竭的企业处境十分不利.煤炭在供不应求情况下，矛盾不突出，一旦供大于求，企业自身没有任何协调能力，又将陷于困境.
因此从体制与开采规划上控制煤炭总量，使供求平衡适当，以保持应有的价格是煤炭企业稳定发展的前提.最近全国将建设13个大型煤炭基地以保证我国的煤炭需求，从而至2015年使大型煤炭基地内的小煤矿全部退出，有利于控制无序竞争.
1.2 .3产业链
开采煤炭本身赢利很少，只能依靠延长产业链所办的企业来补偿，这种情况在计划经济时代可以靠政府来调节，但在市场经济条件下若政府不在延长产业链上给以支持，则只会造成挖煤的越挖越穷，而下游产业利用煤炭富裕起来，造成社会分配的不公平.而且煤炭开采业将越来越萧条，这必然直接影响国民经济的发展.除非政府制定政策使煤炭企业与主要的用煤企业捆绑一起进行发展.
1.2 .4管理模式
我国煤矿开采难易程度、开采对环境的影响程度矿井安全保障的程度有很大差异，不能用同一模式加以管理.
解决办法是区分资源条件和环境影响，区别对待，以资源资产化的方式实现公平竞争.对开采成本本来就很高的原有企业，除了通过高产高效以形成经济优势外，政府应该从煤炭对全国或地区产出GDP的作用，以及开采条件分别管理，甚至给预补贴(如英国和德国).更应该让其形成产业链以维持其行业的经济地位.
1.2.5资源优势向经济优势的转换
一直到现在在我国没有一个煤炭城市以及类似的资源大省成功地转变为经济城市与经济强省.在资源枯竭时，变成了经济极为困难的城市.如:东北的一系列过去为国家作出重大贡献的煤炭名城，而后如华北的大同、阳泉等.山西是煤炭大省，2005年产煤5亿t,80%外销.他们的人均GDP ,1970年113美元为全国第8位，1980年180美元为第12位，1990年320美元为第16位，2000年621美元为第20位，到2001年为660美元，在全国31个省市中落到第21位.在全国空气质量差的城市中山西占了好几个.解决办法是政府应充分认识到资源型企业的发展规律，即是“勘探-前期开采-扩大生产-鼎盛-衰退-枯竭”过程.因此在发展鼎盛时期政府应提取必要的资金，来完善作为城市应具有的功能，大力培育和发展接替性产业，使其产业向多元化发展.另外，目前对传统产业进行新型工业化(节水节能、减污降耗、高效安全)改造，并进行总量控制;依靠科技进步，促进资源合理利用与综合开发，延长产业链和实行多元化经营;选择有利地点建立生态工业园区，实现循环经济;大力发展第三产业和新兴产业，推进产业结构多元化发展.
2煤炭生产对环境的影响
矿产资源开发利用明显具有正负价值的两面性.资源开发为国家提供了需要的资源，同时矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，而一旦开发建设，强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了独特的矿区生态环境问题，如造成农田以及建筑物破坏，村庄迁徙，研石堆积如山，水土流失以及由于地下水分布的改变而导致的土地沙漠化.显然从科学发展观出发，在开发煤炭同时必须注意环境保护.
2 .1煤矿生产对环境的破坏形式
1)对土地资源的破坏和占用.煤炭开采对土地资源的破坏损害，井工开采以地表塌陷和研石山压占为主，而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主.
2)对水资源的破坏和污染.煤炭开采过程中，进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干，破坏了地下水资源.同时开采还可能污染地下水资源.
3)对大气环境的污染.主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿研石山的自燃所形成的废气.
我国煤炭储量是以西部为主，而该地区是干旱与半干旱地区，生态十分脆弱.因此如何进行资源与环境协调开采是科学发展观对采矿人员提出的要求.山西省1949－1998年共生产原煤56亿t，地面塌陷破坏面积超过6 .7万h m²，其中40%是耕地;矸石山占地2 000 h m².到1998年累计煤炭地下采空面积达1 300 km²(占全省面积的1%).据
测算山西省采煤破坏地下水达4.2亿m³ / a，造成1 678个村庄，81万人口，10万牲口饮水困难，使本来缺水的山西环境受到进一步破坏.另外每生产1t煤炭环境损失9元，生产1 t焦炭环境损失21元.仅此3项造成的环境代价转移近20 a就达500亿元.其他还有废水、烟尘等对全省的影响，而相当部分治理费用(事实上并未治理)并未计入成本.
2.2资源与环境协调的绿色开采模式
从广义资源的角度讲，除煤炭外在矿区范围内的地下水，煤层内所涵的瓦斯，土地以至于煤研石以及在煤层附近的其他矿床都应该是经营这个矿区的开发对象(视为资源)而加以利用.我国绝大多数煤矿生产是在生产成本不完全，环境治理相关费用支付不全(如矿产资源费以及植被恢复，地面塌陷与水损失污染治理等)的情况下进行的.基于对绿色GDP的考虑，必须正视资源环境成本，有的地区已经提出要求对资源与环境损失进行补偿.因此要实现资源与环境协调的绿色开采，其技术途径有[1]:
1)实施保水开采技术进行水资源保护;
2)实施充填与条带开采技术(塌陷区治理-土地复垦)保护地表建筑物;
3)实施少出矸石技术(煤层巷道支护，矸石井下充填)，或者研石地面利用(制砖，作复垦材料等);
4)全面实施瓦斯抽放—实现煤与瓦斯共采技术;
5)地下气化技术.
其中，资源与环境协调的绿色开采的重点是:东部地区建筑物下采煤，开采对土地的保护;中西部干旱与半干旱地区保水采煤与土地保护;高瓦斯矿井抽采瓦斯及其利用技术;矿井矸石利用技术.事实上由于各个矿区不一样，因而应形成各自的绿色开采模式.
2 .3岩层运动的关键层理论的应用
开采的环境问题都由于采动所引起，因此与开采后造成的岩层运动有关(岩体不破坏上述问题都不会发生).岩层运动的关键层理论可以帮助认识开采后岩层节理裂隙场以及离层的发育状态及位置、地表沉陷、瓦斯与地下水在裂隙岩体内的渗流规律等[3-5].由于开采后岩层运动形成了新的裂隙场，利用它可以寻找瓦斯的积聚带，可以获得水的流向及积聚处.
2 .3.1在煤与瓦斯共采中的应用
1)实施了大面积抽放淮北芦岭矿8煤采空区卸压瓦斯方案，解决了8煤顶分层回采面瓦斯超限问题，抽出了大量可用瓦斯.
2)揭示了阳泉15煤综放面岩层移动对邻近层瓦斯涌出的影响规律，提出并实施了阳泉矿区15煤综放面上邻近层卸压瓦斯高抽巷布置优化方案及初采期瓦斯超限治理方案.
3)在淮北桃园矿开展了地面钻井抽放上覆远距离煤层卸压瓦斯的工业性试验.结果表明，上覆远距离煤层卸压瓦斯可通过“O"形圈大面积抽放出来.
4)淮南矿区在潘一矿和潘三矿顶板岩层进行“环”形圈抽放瓦斯纯量达19－20 M³/ min，抽放率达48%以上，并利用瓦斯进行发电.
2 .3.2在保护水资源方面的应用
1)防止溃水是从安全考虑，原来研究的开采形成的“三带”及其计算公式都是从安全开采总结的经验算法，它不适用于保水开采;保水开采必须研究开采后岩层运动对水文地质变化的影响.
2)在我国西北地区必须研究所开采的岩层是否有隔水带，开采对地下水的破坏形成的漏斗以及在降雨水后的恢复过程，也就是开采对隔水带的破坏与重新恢复的条件.开采对岩层裂隙以及地形的改变，由此对地表水以及地下水迁流的影响，甚至要研究再造隔水带的可能.
3)依此理论有助于明晰地下水是全部流失还是保存在更深的岩层内形成地下水库而后再利用.
3煤炭生产的高产高效
3.1国有重点煤矿的高产高效
全国极少数矿井已建成世界一流的高产高效矿井，为煤炭工业作出了榜样.
1)神东矿区所属矿井，其中大柳塔矿2004年两井两面生产原煤2 151万t，全矿共481人，全员工效136 .12 t/工，回采工效700 .65 t/工.2005年4月，全矿区创出月产原煤2 209 .85万t的新记录，其中4月23日创出日产原煤8 .69万t的新记录.年产1 000万t，定员100人的神东哈拉沟煤矿已投入试生产.矿井控制系统实现自动化，没有岗位工，全部实现巡回检查一名调度就能控制井下运输、通风供电等各大生产系统.
2)山西将建成1 500万t/ a矿井3对，其中大同塔山矿定员600人.
3)潞安王庄煤矿4326放顶煤工作面，最高月产量达35 .3万t.潞安矿业集团2003年产量1 700万t，原煤生产工效13 .484 t/工.
4)充州东滩煤矿将年产原煤800万t，一井一放顶煤工作面，年产600万t，回采工效300 t/工，原煤生产工效18-20 t/工.
薄煤层开采取得了一定的进展.辽宁铁法煤业集团开发的薄煤层高产高效自动化工作面，采用刨煤机获得成功.使用了国产的液压支架，德国DB T公司生产的刨煤机和电液控制系统，在煤厚1 .5 m时平均日产3 712 t，最高达6 480 t，生产能力可达120 -150万t/ a.枣庄田陈煤矿用国产综采设备开采1 .1 m的煤层，最高日产达3 504 t，基本达到了年产百万吨的能力.新汉对薄煤层进行了钻采法试验，取得一定成效.
显然，由于煤矿条件有很大差别，因此要使矿山开采健康发展，必须要有矿山机械制造业作为坚强的基础.而目前是远不能满足的.
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