山西省煤炭資源可持續能力分析方法的探討

閻 宏

（山西省煤炭地質勘查研究院，山西 太原 030006）

中國的能源結構以煤炭為主，而且煤炭的消費要占到一次能源消費的70%以上，這是由我國的石油、天然氣資源不足而煤炭資源豐富的國情所決定的。盡管我國的可再生能源以前所未有的速度發展，但仍難以滿足國內能源消費增長的需求，最后還是要依靠煤炭。我國的能源消費結構不是短期就可以改變的，因此，煤炭資源的合理開發和有效利用就顯得更為重要。由此，我們引入煤炭資源可持續能力的概念，并對其分析方法展開研究。

1 煤炭資源可持續能力的基本含義

1.1 可持續發展的思想

半個多世紀前，“可持續發展”僅僅是生態學的一個基本概念，如今的可持續發展是可持續經濟、可持續生態和可持續社會3個方面的和諧統一，其中，生態持續是基礎，經濟持續是條件，社會持續是目的。經濟可持續發展的核心問題是自然資源的可持續利用，即自然資源的可持續利用成了經濟可持續發展的物質基礎，這是由自然資源的衡缺這一事實決定的。

1.2 煤炭資源可持續能力

煤炭資源有效供給能力可以概括為，開采時技術上是可行的，經濟上是合理的，符合國家煤炭工業政策和有關環境保護標準與環保政策，可供開采利用的煤炭資源儲量。而煤炭資源的保障程度則是針對社會經濟發展對煤炭能源的需求，保證煤炭產業可持續發展的煤炭資源有效供給能力的保障度。煤炭產業的可持續發展主要取決于煤炭資源的有效供給能力和保障程度，而煤炭資源的保障程度又取決于資源的勘查工作程度、地質可靠性以及技術、經濟可行性評價的研究程度[1]。

2 煤炭資源可持續能力要素分析

2.1 煤炭的供求關系

（1）煤炭資源的需求是剛性的。首先，從社會發展的角度對山西省的人口狀況進行分析，從《山西統計年鑒》中可以看到，全省總人口為3 374.55萬，并多年來保持緩慢增長的態勢。但隨著時代的進步，山西整體的城市化步伐也加快了。1987—2006年，20年的時間非農業人口增加了將近500萬，城市化率提高了10%。其次，隨著人均GDP的不斷提高，人均能源消耗量也提高了，對煤炭資源的需求也必將提高。第三，從產業結構的角度對20年來山西省三大產業的比重作了分析比較，發現第二產業的發展是最快的、比重也是最大的，占GDP份額的1/2還多。然而，第二產業是高耗能產業，這必將對煤炭行業提出更高的保障能力要求。山西省煤炭的生產和消費狀況在很大程度上受到第二產業發展的影響。

（2）煤炭生產現狀分析。山西省煤炭產量居全國前列，2006年生產原煤5.81億t，2006年原煤產量比20年前的2.31億t增長了1倍多，最近更是呈現較高的增長水平，這與需求的大幅增加是密不可分的。

科學地預測需求量是山西省制定煤炭相關產業可持續發展的基礎，不僅要滿足社會發展的要求，更要防止產能過剩而造成的資源浪費。

2.2 煤炭資源的有效供給能力

山西省賦存有6個煤田：大同、寧武、河東、太原西山、霍西、沁水煤田及若干規模較小的煤產地。

全省埋深淺于2 000 m的含煤面積52 127.53 km2，煤炭資源總量5 677.25億t。按照國土資源廳2006年固體礦產資源基礎統計庫資料，全省查明保有資源儲量2 660.68億t，并且分別按照儲量類型、煤種用途進行了分類統計。

煤炭資源的有效供給能力不僅要核實已查明的礦井占用的、尚未占用的資源儲量，還需要預測潛在的煤炭資源來說明可供勘查的前景。

2.3 煤炭資源的保障程度

為保證煤炭資源的持續穩定供給，必須綜合考慮礦井的服務年限，以此達到相對直觀的煤炭資源保障程度的值，以便為國家能源產業的發展規劃提出更具體的參考標準。礦井占用煤炭資源的保障度是按3個因素考慮的：①井型、規模類別；②綜合礦井占用可采儲量、礦井設計規模；③儲量備用系數。

尚未占用的煤炭資源及預測的潛在資源也是保障程度評價的重要環節，也需要對其進行分級、分等、分類評價，以便對今后的資源利用規劃提供參考依據。

2.4 煤炭開采的環境影響

山西曾被世界教科文組織評價為不適宜人類居住的地方，粗魯的煤炭資源開采加工與粗放的能源消費，使得山西在20世紀90年代成為全國污染最嚴重的省份，生態也變得極其脆弱。山西人也因此逐步意識到污染控制的重要性。

煤炭開采帶來生態破壞問題，包括地質災害問題、水土流失、土地沙化、破壞地下水均衡等等；煤炭開采的環境影響，主要是對水資源、土地資源和空氣質量這3個方面的影響。同時，這3個方面也成為煤炭開采的主要環境制約因素。要達到煤炭的環境友好型開采，就要通過對環境污染源的限制來達到指導地區性環境保護規劃及煤炭產業布局調整的目的。

2.5 開采礦區環境承載力

環境承載力的概念是指在維持人與自然環境之間和諧的前提下，環境所能夠承受的人類活動的閾值。

礦區環境承載力包含了生態彈性力的內容，即生態環境本身包容環境污染和生態破壞的能力大小。彈性力越大，生態越穩定，越不容易遭到破壞。還包含了資源環境承載力的內容，即礦區環境能承受的污染最大值，它是一個可以量化的指標，這些都反映了礦區對環境的支撐力。煤炭開采對礦區環境的壓力是礦區環境承載力的另一層含義。3個層面又可細分為諸多影響因素。

3 煤炭資源可持續的分析方法

要得到可靠的參考數據，必須明確分析思路，按照不同項目的要求，尋找適合的定性或定量的分析方法，是科學研究的基礎。

3.1 需求量預測的分析方法

灰色系統理論是一種研究少數據、貧信息不確定性問題的新方法，可以實現對系統運行行為、演化規律的正確描述和有效監控。灰色預測是用灰色模型GM（1，1）進行定量預測的。

山西煤炭需求量的預測工作正是演化規律的描述，僅有的部分近期數據也決定了使用該模型的符合性，考慮可以使用灰色模型對一、二、三產業以及城鄉居民對煤炭的需求強度等指標進行第一輪預測。然后使用專家群決策的方法對非結構性的復雜決策問題等因素進行第二次的綜合預測。由此得出最終的需求量預測結果。

3.2 煤炭資源供給能力的分析方法

全省煤炭資源的統計來源為，國土資源廳2006年固體礦產資源基礎統計庫及采礦登記和既有的勘查成果資料等。龐大的數據量及復雜的數據關系就需要ACCESS這樣的數據庫系統來幫助完成數據的整理工作，為方便數據的查詢計算，設置了以礦權人為主索引的一系列庫內數據關系網，把全省2006年度煤炭資源的利用情況按礦井占用、勘查未占用以及殘留3種情況綜合統計，得出準確的數量結果。

3.3 煤炭資源的保障程度的分析方法

這里僅闡述礦井的煤炭資源保障度，它的實際意義就是礦井的剩余均衡生產服務年限。

礦井占用煤炭資源保障度=保有煤炭可采儲量/礦井設計能力/儲量備用系數。

利用數據庫整理得到的礦井資源儲量數據，參照保障度分級標準確定礦井的保障程度及對應級別，可以利用數據庫進行分類查詢或匯總，從而得到礦區及全省煤礦保障度的結果及相應級別。

3.4 層次分析法研究環境承載力

環境承載力的評價是實現礦區環境可持續發展的前提，可紛繁復雜的影響因素如何得到評價結論呢？將環境承載力看做一個大系統，下級要素看做子系統，并對其進行分級排列，使用層次分析法得出各個因素在系統中的權重，通過查閱相關的分類標準并進行比值計算，就可得到所需的定性和定量結論。

4 結論

綜上所述，煤炭資源可持續能力概念的提出在當今是有重要意義的。本文簡單闡述了煤炭資源可持續發展能力的影響要素及其研究方法。通過大量的數據整理和計算，得出的煤炭資源可持續發展能力的相關數據成果有：

（1）通過灰色模型預測，2020年山西省總的煤炭需求量將達到 153 055.8 萬 t。

（2）截至2006年末，山西省采礦登記3 088處，井田面積合計11 187.48 km2，占用煤炭資源儲量合計954.58億t，占當年保有煤炭資源儲量2 660.68億t的35.8%。按煤的用途區分，煉焦用煙煤585.49億 t，非煉焦用煙煤 828.95億 t，貧煤 132.84億t，無煙煤 153.35億 t。

（3）全省采礦登記礦井保有可采儲量的保障度為42，總體屬中級[2]。

[1]田山崗，唐辛，王永康等.中國煤炭資源有效供給能力態勢分析[J].中國煤田地質，2001,13（Z1）:1-84

[2]山西省煤炭地質局.山西省煤炭資源有效保障能力分析[R].太原：山西省煤炭地質局，2009.