描繪煤炭工業高質量發展新圖景

　　煤炭的戰略地位短期不會改變

　　煤炭在維持國際能源格局、保障我國能源安全、支撐國民經濟健康發展、維護社會穩定、發展戰略性新興產業等領域具有重要地位和作用。《能源中長期發展規劃綱要（2004～2020年）》明確，中國將"堅持以煤炭為主體、電力為中心、油氣和新能源全面發展的能源戰略"，這是由我國"富煤、少氣、缺油"的資源條件所決定的。

　　戰略能源的涵義是能夠控制國家能源組成50%以上的能源，應具備如下幾個特點。一是控制性，指控制整個能源發展的走向，在能源構成上，戰略能源占50%以上的控制地位。二是彈縮性，指在戰略上具有調節產量增減的能力來適應國民經濟發展的變化需求。三是替補性，指相關能源出現問題時，戰略能源能夠迅速替補出現問題能源的缺口。四是經濟性，指戰略能源價格相對低廉、能夠被規模化使用。

　　具體而言，煤炭在能源構成上具有控制性地位。《中國礦產資源報告（2018）》數據顯示，2017年中國一次能源生產總量為35.9億噸標準煤，消費能源結構中煤炭占60.4%；預計到2030年，煤炭占比仍將高達55%左右。煤炭年產量由1949年的約3000萬噸增加到2017年的35.2億噸，在此期間煤炭產量有增有減。在石油、天然氣等能源出現問題時，煤炭還具有很好的替補性。從經濟性來看，煤電能源始終為廉價能源。以發電為例，我國煤電長期占發電總量的比率約為75%，2017年占比為67.1%。《中國電力行業年度發展報告2018》數據顯示，煤電單位造價僅為0.3萬元/千瓦至0.4萬元/千瓦，而水電為1.1萬元/千瓦、風電為0.7萬元/千瓦、核電為1.7萬元/千瓦，煤電價格始終低位運行。

　　因此，煤炭是我國目前的戰略能源，并且在未來一個時期內，煤炭作為我國戰略能源的地位不會改變。

　　《BP世界能源統計年鑒（2018）》數據顯示，至2017年底，中國煤炭已探明可采儲量1388.19億噸。但按照目前我國約35億噸的年產量估算，已有煤炭儲量僅供開采39年。此外，我國煤炭資源大多集中在深部，其中1000米以下深部資源的占比超過50%，因此深部資源勘探勢在必行，深部開采方法的研究，深部災害，諸如巖爆、沖擊地壓、煤與瓦斯突出、圍巖大變形控制的研究必須前行。

　　另外，目前我國普遍使用長壁開采121工法，礦井平均采出率不到50%。若按我國每年約35億噸（2017年）煤炭產量計算，則每年因留設礦井煤柱造成的煤炭損失至少35億噸。要想從根本上解決目前我國采煤體系中存在的"煤炭采出率、安全和開采成本"三大瓶頸和突出問題，社會應大力推廣110/N00工法，進而建成N00礦井和實驗N00礦井智能化。

　　科技創新引領煤炭綠色開發

　　安全、高效、綠色是煤炭科技創新的三大主題。改革開放40年來，煤炭綠色開發理念從無到有，到現在已深入人心，成為煤炭行業共同的追求。

　　正如習近平總書記在中央財經領導小組第六次會議上提到的，"煤炭開發帶來的主要問題是地下水的破壞和地表生態的損傷"。西部（山西、陜西、內蒙古、寧夏）已成為我國煤炭的主產區，煤炭儲量和產量均占全國的70%以上，但水資源僅占全國的3.9%，地表生態脆弱。西部煤炭綠色開發已成為事關我國煤炭可持續發展的重大戰略課題。

　　近年來，煤炭行業相關企業和科研院所圍繞煤炭綠色開發重大課題，開展了大量科技攻關和工程示范，形成了一批具有國際先進水平的技術成果，為我國煤炭可持續發展提供了有力的技術支撐。一是圍繞西部礦區煤炭開采開展了大量基礎研究，初步掌握了西部礦區煤炭開采地下水運移和地表生態的損傷規律。二是開發了一系列具有世界先進水平的煤炭水資源保護、礦井水高效處理利用、開采減損和地表生態修復技術。三是在西部主要煤礦區開展了一系列煤炭綠色開發的示范工程，并逐步在西部礦區推廣應用，礦區生態環境得到大大改善。

　　以國家能源集團為例，作為世界最大的煤炭企業，年產能達5.8億噸，80%的煤炭產自西部地區。20多年來，國家能源集團一直將煤炭綠色開發作為科技創新的核心領域之一，開展了大量的技術研發和工程實踐。該集團以世界唯一的2億噸級煤礦區--神東礦區為基地，開發了煤礦采空區儲水和凈化礦井水的煤礦地下水庫技術，建成35座地下水庫，儲水量最高達3100萬立方米，年供水超過7000萬立方米，提供了礦區95%的生產、生活和生態用水，并為礦區周邊電廠和煤化工企業供水，使礦區由耗水大戶變為供水基地。該技術為保護利用我國每年煤炭開采損失的60億立方米礦井水提供了有效的技術路徑，目前正在西部多個礦區應用推廣。該集團開發了煤炭開采地表生態減損技術，礦區植被覆蓋率由礦區開發前的3%至11%提升到目前的70%，使昔日的沙漠區變身綠洲。

　　面向未來，煤炭行業應繼續堅持"創新、協調、綠色、開放、共享"五大理念，依靠科技創新實現綠色發展。我國將啟動"科技創新2030--煤炭清潔高效利用"重大項目，水資源保護利用、地表生態和井下職業健康將是涉煤核心內容。一是通過煤炭開采水資源有效保護和大規模低成本處理，不斷提高礦井水利用率。二是通過開采減損和采后修復技術創新，不斷改善礦區生態環境。三是不斷改善井下作業環境，提升職業健康水平。可以預期，依靠科技創新，煤炭完全可以由"黑"變"綠"，為建設美麗中國做出更大貢獻。

　　未來的"煤亮子"將更加自豪

　　山西焦煤西山煤電集團是李克強總理親切點贊"煤亮子"的策源地。"煤亮子"是黨和國家領導人對煤炭工業發展的親切關懷和對煤炭職工的充分肯定，給西山煤電乃至全國煤炭工業戰線工作者以巨大鼓舞，煤炭職工倍感光榮與自豪。

　　改革開放40年來，煤炭企業相繼變招工為招生、變招生為招聘，持續優化職工隊伍知識、年齡結構。"傻、大、黑、粗"早已不是煤礦和煤炭職工的代名詞。

　　作為全國最大的煉焦煤生產基地，近年來，西山煤電秉持"為企業謀長遠，為職工謀福祉"的治企理念，大力提升職工隊伍素質。截至2017年底，西山煤電專業技術人員及技術工人達71686人，占職工總數的97.2%，培育出董林、李茂林、馬黎明、劉彥生等一大批知識型新一代勞模和工匠，成為新時代"煤亮子"的典型代表。

　　新時代"煤亮子"精神，集中體現為"吃苦耐勞的實干精神、精益求精的工匠精神、開疆拓土的創業精神、專注執著的攻堅精神、開放包容的合作精神"等，這是當前和今后深化能源革命所不可或缺的一種精神，是新時代煤炭職工打好能源革命攻堅戰最寶貴的精神財富和持久動力。

　　能源革命的核心是轉變經濟發展方式，"機械化換人，自動化減人"是煤礦安全發展、轉型升級的根本要求，更是能源革命的題中之義。目前，我國已經建成"有人巡視、無人值守"智能化開采工作面47個。未來的煤礦，機械化、智能化、無人化將是大勢所趨。一是大功率裝備將普遍使用，二是自動化遠程遙控將成為標配，三是大數據將成為煤礦生產管理的重要支撐。

　　煤炭企業要完成能源革命"減、優、綠"的任務，必須立足智慧礦井建設，加快智能化、信息化、大數據發展，瞄準高學歷、高技能、高素質人才，提高職工隊伍準入門檻，并建立新型學徒制，持續加強新技術、新業務培訓，培養"一專二精三會"的復合型人才，培養造就大批合格專業技術人才，變現有人員壓力為人才優勢。

　　能源革命必將給煤炭行業帶來生產方式、管理模式、用工形式、分配機制等方面革命性的變化。"煤亮子"只有與時俱進，主動適應智慧礦井建設要求，如饑似渴地學習新知識，了解新設備，掌握新技能，爭做學習型、知識型、創新型的員工，才能適應智能化作業、專業化管理、信息化服務的崗位需求，保證生產安全高效、經營提質增效、資源吃干榨凈、產品節能環保，擔當能源革命的歷史重任。

　　我們有理由相信，隨著能源革命的深入推進，煤礦的社會地位和形象將進一步提升，在煤礦工作將更加體面，煤炭職工將更加受人尊重，"煤亮子"將成為煤炭產業工人最自豪的"金字招牌"。

　　機器人化開采可達到綠色境界

　　國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》提出，智能工業機器人、智能服務機器人大規模應用，實現生產設備網絡化、生產現場無人化。國家發改委、國家能源局關于印發《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030）》的通知也提出,提升煤炭開發效率和智能化水平，重點煤礦區基本實現工作面無人化。未來的煤礦智能化、無人化靠什么支撐？要靠煤礦機器人技術。

　　機器人發展已經歷了四個階段：1930年至1950年萌芽期的可編程機器人，1960年至1970年成長期的示教再現機器人，1980年至2000年快速發展期的簡單反饋感知機器人，2000年至今智能化時期的自主感知學習決策機器人。這四個階段的機器人替代人工勞動所用的時間越來越短，同時生產效率也越來越高。

　　對于煤礦來說，采礦機器人化是機器擬人化生產，自動執行采礦作業的機器裝置。機器人化是智能礦山的核心架構，其核心就是計算的智能化、感知的智能化和認知的自動化。井下多機器人的協同作業，實現自主定位、自動感知、自適運行，過程數字化、設備物聯化、運行可視化。煤礦機器人的應用潛力空間很大，可替代井下高危崗位，實現無人作業、有人監控。

　　實現煤礦機器人化開采的關鍵是：地面監控中心通過礦井物聯網，聯接機器人化采礦設備，利用井下定位導航技術、虛擬采礦與仿真控制技術和生產工況動態監控技術，實現井下采掘生產過程的可視化、智能感知與大數據分析。

　　煤礦機器人可分為四類，主要為掘進機器人、采煤機器人、運輸機器人和安控機器人四大類。掘進機器人包括鉆孔、掘挖、錨樁、掘裝、噴漿機器人等，采煤機器人包括割煤、支架、裝載機器人等，運輸機器人包括機器人化提升機、機器人化輸送帶、無人駕駛運輸車、無人駕駛軌道車等，安控機器人包括探測、巡檢、清障、救援機器人等。

　　機器人化開采能明顯提高生產效率。比如，巷道掘進機器人中的鉆孔機器人，瑞典Boomer鉆孔機器人鉆進速度為每分鐘1.6米，是人工氣腿式鑿巖機的10倍。法國Montabert公司的鉆孔機器人的定位誤差為10毫米，鉆臂一次定位時間10秒。

　　未來，機器人化開采煤炭可達到一種綠色境界：整個采煤過程實現無人操作、遠程監控，達到"無人則安"，大幅度地降低開采成本；自主選擇性地開采煤炭，從源頭減少矸石產出量和運輸量；開采近零損害、近零排放，節能節材。

　　生態修復讓煤礦區更美

　　煤炭開采在對國民經濟發展發揮重要作用的同時，也對生態環境造成了影響。我國已將"生態文明"和"綠色發展"提升到國家戰略層面，"綠水青山就是金山銀山"的理念日益深入人心。因此，保障煤炭開采的同時又保護生態環境，已經成為煤礦企業發展的必由之路。

　　歷經30多年的發展，我國的煤礦區生態修復不僅在工程實踐上促進了礦區的環境保護和可持續發展，也在技術創新、學科建設等方面取得了顯著進步。隨著煤炭開發強度的提高和戰略西進，煤礦區生態修復工作將會面臨一系列新問題與挑戰，資源與環境的矛盾日益加劇。展望未來，煤礦區生態修復事業將在以下幾個方面進行深入研究探索。

　　一是資源開采與生態環境保護相協調的邊采邊復技術。在邊采邊復理念逐步深入人心的基礎上，實用的邊采邊復技術將不斷產生和付諸實踐。其重點是探討地下開采措施與地面修復措施相結合，實現地下煤炭資源的開采與地面生態環境的保護和修復同步進行。

　　二是高質量耕地復墾技術。保護耕地是我國的基本國策，為守住18億畝耕地紅線，對于煤炭-糧食復合主產區，應重點研發提高耕地恢復率的復墾技術、表土保護與構建技術、夾層式土壤剖面構造技術和復墾土地地力提升技術。此外，減少耕地破壞的開采沉陷控制技術、邊采邊復技術、無污染充填復墾技術也是研究重點，從而使耕地資源數量、質量和生態狀況都有改善，保障糧食安全。

　　三是系統的生態修復技術。從系統生態的角度，對礦區破壞的生態環境進行山水林田湖草系統治理和重建。對東部高潛水位采煤沉陷地，因地制宜地從流域視角多目標地綜合治理，增強土地利用的多樣性，加大景觀生態的研究和重建力度。西部生態脆弱礦區需加強脆弱生態條件下減少擾動的工程治理、快速植被恢復、仿自然地貌修復等技術的研究，同時結合該區域生態損毀存在自修復、自然修復的特點，加強人工與自然修復的綜合治理。

　　四是關閉礦山的生態修復技術。由于關閉礦山日益增多，關閉礦山的生態修復也將成為未來的研究熱點，其研究的重點將是廢棄地和地下空間的利用、污染治理、植被恢復、地貌重塑等。

　　五是礦區生態修復監管技術。我國礦區生態修復在技術上已經取得很大進步，但推廣應用還存在很多瓶頸，其關鍵是急需完善相關政策，加大政策的執行度，而監管技術與方法的完善將是至關重要的。為此，應該學習國外的經驗，結合中國國情，加強監管機制與方法的研究，保障先進修復技術的落地和推廣。

　　"近零排放"的煤炭清潔轉化可期

　　近年來，我國煤炭清潔高效利用技術取得積極進展。無論是燃煤發電、現代煤化工，還是燃煤工業鍋爐等集中利用、集中轉化方面，都可以達到與天然氣燃燒污染物排放相當的潔凈化水平，甚至更好。面對"富煤、缺油、少氣"的現實國情，理應走出一條中國特色的能源清潔化道路。

　　具體而言，在燃煤發電領域，通過實施節能升級和超低排放改造，已有60%以上的燃煤發電機組實現了與天然氣發電排放限值標準相當或更優的超低排放水平。

　　在現代煤化工新興領域，可以將煤炭集中高效清潔轉化為我國短缺的油品、天然氣和油氣化學原材料。煤制油、煤制氣等示范工程都已取得成功。就目前的技術水平而言，只要設計合理、配套齊全、措施到位、運行管理嚴格，完全可以實現"近零排放"。

　　在傳統煤化工領域，得益于現代煤化工大型高溫煤氣化技術和裝備的突破，大型高效的水煤漿氣化等技術都研發衍生出多種大型高效煤氣化爐型，傳統煤制合成氨（尿素）的固定床煤氣化污染問題得到了解決，實現了超低排放。煤制甲醇亦是如此。同時，尚有煤焦化（包括蘭炭熱解分質利用）和煤制電石兩個煤炭消費和轉化領域，正在探索清潔生產和超低排放，并已經尋找到一些可行的技術路線。

　　目前治理的重點領域是工業和民用散煤直接燃燒造成大氣污染問題。針對燃煤供熱供暖工業鍋爐，已研制開發出中小型高效煤粉工業鍋爐和漿體化煤漿循環流化床工業鍋爐，以及配套的一體化煙氣凈化新裝備，在不少地方實現了與燃氣工業鍋爐排放限值水平相當的"超低排放"目標。

　　實踐證明，煤炭完全可以實現清潔高效利用，只要不斷努力，在相關政策的強力推動下，各種煤炭清潔高效利用新技術、新工藝、新裝備一定會不斷涌現。

　　針對這兩年一些地方 "一刀切禁煤"帶來的問題，應科學調整相關政策，在大力發展清潔能源和可再生能源的同時，高度重視和大力支持我國煤炭清潔高效利用事業的發展。

　　一是建議環境保護部盡快調整《高污染燃料目錄（修訂稿）》為《需要嚴格控制污染的燃料目錄》。二是加大科技投入，組建"國家隊"，加大對燃煤清潔高效利用技術研發的支持和政策鼓勵扶持力度。三是加強環境整治，加大環保執法力度，嚴格執法、科學執法。四是嚴禁散煤尤其是劣質散煤進入民用市場。五是修訂提高工業鍋爐、窯爐大氣污染物排放標準。六是煤炭生產企業盡快從單一生產型向生產服務型轉變，推動煤炭清潔高效利用。

　　轉自：中國煤炭報

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