描绘煤炭工业高质量发展新图景

　　煤炭的战略地位短期不会改变

　　煤炭在维持国际能源格局、保障我国能源安全、支撑国民经济健康发展、维护社会稳定、发展战略性新兴产业等领域具有重要地位和作用。《能源中长期发展规划纲要（2004～2020年）》明确，中国将"坚持以煤炭为主体、电力为中心、油气和新能源全面发展的能源战略"，这是由我国"富煤、少气、缺油"的资源条件所决定的。

　　战略能源的涵义是能够控制国家能源组成50%以上的能源，应具备如下几个特点。一是控制性，指控制整个能源发展的走向，在能源构成上，战略能源占50%以上的控制地位。二是弹缩性，指在战略上具有调节产量增减的能力来适应国民经济发展的变化需求。三是替补性，指相关能源出现问题时，战略能源能够迅速替补出现问题能源的缺口。四是经济性，指战略能源价格相对低廉、能够被规模化使用。

　　具体而言，煤炭在能源构成上具有控制性地位。《中国矿产资源报告（2018）》数据显示，2017年中国一次能源生产总量为35.9亿吨标准煤，消费能源结构中煤炭占60.4%；预计到2030年，煤炭占比仍将高达55%左右。煤炭年产量由1949年的约3000万吨增加到2017年的35.2亿吨，在此期间煤炭产量有增有减。在石油、天然气等能源出现问题时，煤炭还具有很好的替补性。从经济性来看，煤电能源始终为廉价能源。以发电为例，我国煤电长期占发电总量的比率约为75%，2017年占比为67.1%。《中国电力行业年度发展报告2018》数据显示，煤电单位造价仅为0.3万元/千瓦至0.4万元/千瓦，而水电为1.1万元/千瓦、风电为0.7万元/千瓦、核电为1.7万元/千瓦，煤电价格始终低位运行。

　　因此，煤炭是我国目前的战略能源，并且在未来一个时期内，煤炭作为我国战略能源的地位不会改变。

　　《BP世界能源统计年鉴（2018）》数据显示，至2017年底，中国煤炭已探明可采储量1388.19亿吨。但按照目前我国约35亿吨的年产量估算，已有煤炭储量仅供开采39年。此外，我国煤炭资源大多集中在深部，其中1000米以下深部资源的占比超过50%，因此深部资源勘探势在必行，深部开采方法的研究，深部灾害，诸如岩爆、冲击地压、煤与瓦斯突出、围岩大变形控制的研究必须前行。

　　另外，目前我国普遍使用长壁开采121工法，矿井平均采出率不到50%。若按我国每年约35亿吨（2017年）煤炭产量计算，则每年因留设矿井煤柱造成的煤炭损失至少35亿吨。要想从根本上解决目前我国采煤体系中存在的"煤炭采出率、安全和开采成本"三大瓶颈和突出问题，社会应大力推广110/N00工法，进而建成N00矿井和实验N00矿井智能化。

　　科技创新引领煤炭绿色开发

　　安全、高效、绿色是煤炭科技创新的三大主题。改革开放40年来，煤炭绿色开发理念从无到有，到现在已深入人心，成为煤炭行业共同的追求。

　　正如习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上提到的，"煤炭开发带来的主要问题是地下水的破坏和地表生态的损伤"。西部（山西、陕西、内蒙古、宁夏）已成为我国煤炭的主产区，煤炭储量和产量均占全国的70%以上，但水资源仅占全国的3.9%，地表生态脆弱。西部煤炭绿色开发已成为事关我国煤炭可持续发展的重大战略课题。

　　近年来，煤炭行业相关企业和科研院所围绕煤炭绿色开发重大课题，开展了大量科技攻关和工程示范，形成了一批具有国际先进水平的技术成果，为我国煤炭可持续发展提供了有力的技术支撑。一是围绕西部矿区煤炭开采开展了大量基础研究，初步掌握了西部矿区煤炭开采地下水运移和地表生态的损伤规律。二是开发了一系列具有世界先进水平的煤炭水资源保护、矿井水高效处理利用、开采减损和地表生态修复技术。三是在西部主要煤矿区开展了一系列煤炭绿色开发的示范工程，并逐步在西部矿区推广应用，矿区生态环境得到大大改善。

　　以国家能源集团为例，作为世界最大的煤炭企业，年产能达5.8亿吨，80%的煤炭产自西部地区。20多年来，国家能源集团一直将煤炭绿色开发作为科技创新的核心领域之一，开展了大量的技术研发和工程实践。该集团以世界唯一的2亿吨级煤矿区--神东矿区为基地，开发了煤矿采空区储水和净化矿井水的煤矿地下水库技术，建成35座地下水库，储水量最高达3100万立方米，年供水超过7000万立方米，提供了矿区95%的生产、生活和生态用水，并为矿区周边电厂和煤化工企业供水，使矿区由耗水大户变为供水基地。该技术为保护利用我国每年煤炭开采损失的60亿立方米矿井水提供了有效的技术路径，目前正在西部多个矿区应用推广。该集团开发了煤炭开采地表生态减损技术，矿区植被覆盖率由矿区开发前的3%至11%提升到目前的70%，使昔日的沙漠区变身绿洲。

　　面向未来，煤炭行业应继续坚持"创新、协调、绿色、开放、共享"五大理念，依靠科技创新实现绿色发展。我国将启动"科技创新2030--煤炭清洁高效利用"重大项目，水资源保护利用、地表生态和井下职业健康将是涉煤核心内容。一是通过煤炭开采水资源有效保护和大规模低成本处理，不断提高矿井水利用率。二是通过开采减损和采后修复技术创新，不断改善矿区生态环境。三是不断改善井下作业环境，提升职业健康水平。可以预期，依靠科技创新，煤炭完全可以由"黑"变"绿"，为建设美丽中国做出更大贡献。

　　未来的"煤亮子"将更加自豪

　　山西焦煤西山煤电集团是李克强总理亲切点赞"煤亮子"的策源地。"煤亮子"是党和国家领导人对煤炭工业发展的亲切关怀和对煤炭职工的充分肯定，给西山煤电乃至全国煤炭工业战线工作者以巨大鼓舞，煤炭职工倍感光荣与自豪。

　　改革开放40年来，煤炭企业相继变招工为招生、变招生为招聘，持续优化职工队伍知识、年龄结构。"傻、大、黑、粗"早已不是煤矿和煤炭职工的代名词。

　　作为全国最大的炼焦煤生产基地，近年来，西山煤电秉持"为企业谋长远，为职工谋福祉"的治企理念，大力提升职工队伍素质。截至2017年底，西山煤电专业技术人员及技术工人达71686人，占职工总数的97.2%，培育出董林、李茂林、马黎明、刘彦生等一大批知识型新一代劳模和工匠，成为新时代"煤亮子"的典型代表。

　　新时代"煤亮子"精神，集中体现为"吃苦耐劳的实干精神、精益求精的工匠精神、开疆拓土的创业精神、专注执著的攻坚精神、开放包容的合作精神"等，这是当前和今后深化能源革命所不可或缺的一种精神，是新时代煤炭职工打好能源革命攻坚战最宝贵的精神财富和持久动力。

　　能源革命的核心是转变经济发展方式，"机械化换人，自动化减人"是煤矿安全发展、转型升级的根本要求，更是能源革命的题中之义。目前，我国已经建成"有人巡视、无人值守"智能化开采工作面47个。未来的煤矿，机械化、智能化、无人化将是大势所趋。一是大功率装备将普遍使用，二是自动化远程遥控将成为标配，三是大数据将成为煤矿生产管理的重要支撑。

　　煤炭企业要完成能源革命"减、优、绿"的任务，必须立足智慧矿井建设，加快智能化、信息化、大数据发展，瞄准高学历、高技能、高素质人才，提高职工队伍准入门槛，并建立新型学徒制，持续加强新技术、新业务培训，培养"一专二精三会"的复合型人才，培养造就大批合格专业技术人才，变现有人员压力为人才优势。

　　能源革命必将给煤炭行业带来生产方式、管理模式、用工形式、分配机制等方面革命性的变化。"煤亮子"只有与时俱进，主动适应智慧矿井建设要求，如饥似渴地学习新知识，了解新设备，掌握新技能，争做学习型、知识型、创新型的员工，才能适应智能化作业、专业化管理、信息化服务的岗位需求，保证生产安全高效、经营提质增效、资源吃干榨净、产品节能环保，担当能源革命的历史重任。

　　我们有理由相信，随着能源革命的深入推进，煤矿的社会地位和形象将进一步提升，在煤矿工作将更加体面，煤炭职工将更加受人尊重，"煤亮子"将成为煤炭产业工人最自豪的"金字招牌"。

　　机器人化开采可达到绿色境界

　　国务院印发的《新一代人工智能发展规划》提出，智能工业机器人、智能服务机器人大规模应用，实现生产设备网络化、生产现场无人化。国家发改委、国家能源局关于印发《能源技术革命创新行动计划（2016-2030）》的通知也提出,提升煤炭开发效率和智能化水平，重点煤矿区基本实现工作面无人化。未来的煤矿智能化、无人化靠什么支撑？要靠煤矿机器人技术。

　　机器人发展已经历了四个阶段：1930年至1950年萌芽期的可编程机器人，1960年至1970年成长期的示教再现机器人，1980年至2000年快速发展期的简单反馈感知机器人，2000年至今智能化时期的自主感知学习决策机器人。这四个阶段的机器人替代人工劳动所用的时间越来越短，同时生产效率也越来越高。

　　对于煤矿来说，采矿机器人化是机器拟人化生产，自动执行采矿作业的机器装置。机器人化是智能矿山的核心架构，其核心就是计算的智能化、感知的智能化和认知的自动化。井下多机器人的协同作业，实现自主定位、自动感知、自适运行，过程数字化、设备物联化、运行可视化。煤矿机器人的应用潜力空间很大，可替代井下高危岗位，实现无人作业、有人监控。

　　实现煤矿机器人化开采的关键是：地面监控中心通过矿井物联网，联接机器人化采矿设备，利用井下定位导航技术、虚拟采矿与仿真控制技术和生产工况动态监控技术，实现井下采掘生产过程的可视化、智能感知与大数据分析。

　　煤矿机器人可分为四类，主要为掘进机器人、采煤机器人、运输机器人和安控机器人四大类。掘进机器人包括钻孔、掘挖、锚桩、掘装、喷浆机器人等，采煤机器人包括割煤、支架、装载机器人等，运输机器人包括机器人化提升机、机器人化输送带、无人驾驶运输车、无人驾驶轨道车等，安控机器人包括探测、巡检、清障、救援机器人等。

　　机器人化开采能明显提高生产效率。比如，巷道掘进机器人中的钻孔机器人，瑞典Boomer钻孔机器人钻进速度为每分钟1.6米，是人工气腿式凿岩机的10倍。法国Montabert公司的钻孔机器人的定位误差为10毫米，钻臂一次定位时间10秒。

　　未来，机器人化开采煤炭可达到一种绿色境界：整个采煤过程实现无人操作、远程监控，达到"无人则安"，大幅度地降低开采成本；自主选择性地开采煤炭，从源头减少矸石产出量和运输量；开采近零损害、近零排放，节能节材。

　　生态修复让煤矿区更美

　　煤炭开采在对国民经济发展发挥重要作用的同时，也对生态环境造成了影响。我国已将"生态文明"和"绿色发展"提升到国家战略层面，"绿水青山就是金山银山"的理念日益深入人心。因此，保障煤炭开采的同时又保护生态环境，已经成为煤矿企业发展的必由之路。

　　历经30多年的发展，我国的煤矿区生态修复不仅在工程实践上促进了矿区的环境保护和可持续发展，也在技术创新、学科建设等方面取得了显著进步。随着煤炭开发强度的提高和战略西进，煤矿区生态修复工作将会面临一系列新问题与挑战，资源与环境的矛盾日益加剧。展望未来，煤矿区生态修复事业将在以下几个方面进行深入研究探索。

　　一是资源开采与生态环境保护相协调的边采边复技术。在边采边复理念逐步深入人心的基础上，实用的边采边复技术将不断产生和付诸实践。其重点是探讨地下开采措施与地面修复措施相结合，实现地下煤炭资源的开采与地面生态环境的保护和修复同步进行。

　　二是高质量耕地复垦技术。保护耕地是我国的基本国策，为守住18亿亩耕地红线，对于煤炭-粮食复合主产区，应重点研发提高耕地恢复率的复垦技术、表土保护与构建技术、夹层式土壤剖面构造技术和复垦土地地力提升技术。此外，减少耕地破坏的开采沉陷控制技术、边采边复技术、无污染充填复垦技术也是研究重点，从而使耕地资源数量、质量和生态状况都有改善，保障粮食安全。

　　三是系统的生态修复技术。从系统生态的角度，对矿区破坏的生态环境进行山水林田湖草系统治理和重建。对东部高潜水位采煤沉陷地，因地制宜地从流域视角多目标地综合治理，增强土地利用的多样性，加大景观生态的研究和重建力度。西部生态脆弱矿区需加强脆弱生态条件下减少扰动的工程治理、快速植被恢复、仿自然地貌修复等技术的研究，同时结合该区域生态损毁存在自修复、自然修复的特点，加强人工与自然修复的综合治理。

　　四是关闭矿山的生态修复技术。由于关闭矿山日益增多，关闭矿山的生态修复也将成为未来的研究热点，其研究的重点将是废弃地和地下空间的利用、污染治理、植被恢复、地貌重塑等。

　　五是矿区生态修复监管技术。我国矿区生态修复在技术上已经取得很大进步，但推广应用还存在很多瓶颈，其关键是急需完善相关政策，加大政策的执行度，而监管技术与方法的完善将是至关重要的。为此，应该学习国外的经验，结合中国国情，加强监管机制与方法的研究，保障先进修复技术的落地和推广。

　　"近零排放"的煤炭清洁转化可期

　　近年来，我国煤炭清洁高效利用技术取得积极进展。无论是燃煤发电、现代煤化工，还是燃煤工业锅炉等集中利用、集中转化方面，都可以达到与天然气燃烧污染物排放相当的洁净化水平，甚至更好。面对"富煤、缺油、少气"的现实国情，理应走出一条中国特色的能源清洁化道路。

　　具体而言，在燃煤发电领域，通过实施节能升级和超低排放改造，已有60%以上的燃煤发电机组实现了与天然气发电排放限值标准相当或更优的超低排放水平。

　　在现代煤化工新兴领域，可以将煤炭集中高效清洁转化为我国短缺的油品、天然气和油气化学原材料。煤制油、煤制气等示范工程都已取得成功。就目前的技术水平而言，只要设计合理、配套齐全、措施到位、运行管理严格，完全可以实现"近零排放"。

　　在传统煤化工领域，得益于现代煤化工大型高温煤气化技术和装备的突破，大型高效的水煤浆气化等技术都研发衍生出多种大型高效煤气化炉型，传统煤制合成氨（尿素）的固定床煤气化污染问题得到了解决，实现了超低排放。煤制甲醇亦是如此。同时，尚有煤焦化（包括兰炭热解分质利用）和煤制电石两个煤炭消费和转化领域，正在探索清洁生产和超低排放，并已经寻找到一些可行的技术路线。

　　目前治理的重点领域是工业和民用散煤直接燃烧造成大气污染问题。针对燃煤供热供暖工业锅炉，已研制开发出中小型高效煤粉工业锅炉和浆体化煤浆循环流化床工业锅炉，以及配套的一体化烟气净化新装备，在不少地方实现了与燃气工业锅炉排放限值水平相当的"超低排放"目标。

　　实践证明，煤炭完全可以实现清洁高效利用，只要不断努力，在相关政策的强力推动下，各种煤炭清洁高效利用新技术、新工艺、新装备一定会不断涌现。

　　针对这两年一些地方 "一刀切禁煤"带来的问题，应科学调整相关政策，在大力发展清洁能源和可再生能源的同时，高度重视和大力支持我国煤炭清洁高效利用事业的发展。

　　一是建议环境保护部尽快调整《高污染燃料目录（修订稿）》为《需要严格控制污染的燃料目录》。二是加大科技投入，组建"国家队"，加大对燃煤清洁高效利用技术研发的支持和政策鼓励扶持力度。三是加强环境整治，加大环保执法力度，严格执法、科学执法。四是严禁散煤尤其是劣质散煤进入民用市场。五是修订提高工业锅炉、窑炉大气污染物排放标准。六是煤炭生产企业尽快从单一生产型向生产服务型转变，推动煤炭清洁高效利用。

　　转自：中国煤炭报

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