青藏高原煤炭资源潜力综合评价研究

乔军伟，范 琪，宁树正

(1.中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏 徐州 221008； 2.中国煤炭地质总局煤航地质勘查院， 西安 710199； 3.中国煤炭地质总局，北京 100038)

0 引言

青藏高原煤炭资源状况一直是国家和社会关注的重点。1949年以来，全国先后开展了7次煤炭资源潜力评价[1]，其中最新一次煤炭资源潜力评价于2006年由国土资源部组织实施，开展了包括青藏高原在内的全国煤炭资源潜力的预测工作，其中青藏高原地区的煤炭资源预测包括了西藏自治区全区、青海南部及云南西部[2-4]。青藏高原地质构造较为复杂，所有发现的煤矿和煤点都地处造山带内，现存含煤地层基本呈不稳定的透镜状，煤层稳定性都较差且分布具有局限性[5]，造成青藏高原地区煤炭资源潜力预测的要素和指标都与全国其它地区差异较大。如何科学的评价青藏高原煤炭预测区的资源潜力，直接影响到对青藏高原地区煤炭资源的正确认识和合理规划，对改善青藏高原地区能源结构、保护环境、建设边疆、稳定边疆都具有重要的意义。

1 综合评价思路和方法

煤炭资源潜力综合评价是集地质学、数学、经济学、技术学和系统工程理论为一体的综合研究方法[6]，对影响煤炭资源潜力的资源条件、开采技术条件、开发条件、生态环境等进行半定量分析，建立评价系统和评价模型。煤炭资源潜力评价是在充分收集研究区煤炭地质、物探、遥感等资料，在摸清现有煤矿区(点)煤炭地质状况的基础上，充分利用现代矿产资源预测的理论方法，预测并评价新的含煤区[6]。核心任务在于对每个预测区的资源地质条件、开采技术条件、开发条件、生态环境进行综合分析，综合评价煤炭资源的可靠性和内外部条件，优选煤炭资源有利区，为下一步煤炭资源的勘查、管理和规划提供指导依据[6]。

当前用于综合评价的方法很多，包括列表分类法、综合指数法、模糊数学方法、灰色系统法、层次分析法[7]。层次分析法(The analytic hierarchy process)简称AHP，在20世纪70年代中期由美国运筹学家T.L.saaty正式提出[8]，是一种定性和定量相结合的系统化、层次化的分析方法，它在处理复杂的决策问题上具有较高的实用性和有效性。层次分析法是将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则等分解为不同的层次结构，然后求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递阶归并各评价准则对总目标的最终权重。层次分析法是一种系统的分析方法，具有简洁明了的优点，比较适合于具有分层交错评价指标且目标值又难于定量描述的决策问题。

对青藏高原煤炭资源潜力的综合评价，可以根据评价的目的、内容和评价参数等划分为四个评价层次。第一层为目标层，即煤炭资源潜力综合评价；第二层为条件层，是煤炭资源潜力评价的资源条件、开采技术条件、开发条件、开发效应等；第三层为指标层，是根据评价条件层划分的具体评价指标(图1)；第四层为评价参数层，是将评价指标进一步划分，明确不同级别评价指标的评价参数。

图1 青藏高原煤炭资源潜力综合评价指标层次图Figure 1 Comprehensive assessment indices hierarchy chart of Qinghai-Tibet Plateau coal resources

2 综合评价内容

青藏高原煤炭资源潜力综合评价的对象是全区依据多次煤炭资源调查成果所划分出的煤炭资源预测区。本次评价系统梳理了青藏高原主要煤矿区(点)的煤炭勘查成果[9-10]，分析了以往西藏自治区及青海省南部煤炭资源潜力评价的成果，重点对早石炭世、晚二叠世、晚三叠世、早中侏罗世、早白垩世、始新世的煤矿(点)及预测区开展野外地质调查，重新梳理并划定了61个煤炭资源预测区(图2)。预测区主要是根据构造线、含煤地层、自然地理界线、推测人为边界等来划分预测单元。由于青藏高原地区煤田地质工作程度低，构造以复杂-极复杂为主，本次按照煤层厚度为0.40m的下限，估算并统计了61个预测区垂深600m以浅的预测煤炭资源量129 284.61万t。

青藏高原煤炭资源潜力综合评价的重点在于评价其资源条件、开采技术条件、开发条件和开发效益等4个方面的条件。资源条件主要是评价各煤炭资源预测区有无进一步勘查及开发的价值，主要包括煤炭预测资源量、资源量级别、煤质、煤类及其他煤系矿产情况。开采技术条件是影响开发的重要因素，包括煤层稳定性、构造复杂程度、煤层厚度、水文特征、工程地质条件等。但因青藏高原各煤矿区有关的水文特征及工程地质条件勘查工作较少，故暂不考虑，因此预测区煤炭资源潜力的评价主要参照邻近煤矿点煤层的稳定性、构造的复杂性开展评价。开发条件主要评价资源禀赋特征之外的其他因素，主要包括经济条件、交通条件、自然条件等方面的评价。同时，由于青藏高原生态环境脆弱，自然保护区众多，还需要判别预测区是否位于自然保护区之中。开发效益包括煤系矿产资源开发的经济、社会效益、环境效益，主要结合周边地区煤炭资源的供需及其对自然环境的影响进行评价。

将资源条件、开采技术条件、开发条件和开发效益等条件量化为8个评价指标、20个评价参数，并采用百分制建立青藏高原煤炭资源潜力评价体系(表1)，综合评价值为各个评价参数分值(Ci)与参数权值(Qi)乘积的累加值，可用公式Z=∑Ci×Qi(i=1，2……20)表示。

1.军牧场；2 茶错西；3.乌丽；4.乌丽东；5.扎苏；6.扎苏南；7.开心岭北；8.开心岭；9. 格玛；10.麦多龙；11.扎青；12.吉耐；13.梭罗东茅；14.晓富贡巴；15.沟多玛；16.毛庄；17. 东卡普；18.昂赛；19.年治弄；20.齐夏卡；21.桑班涌；22.东坝；23.迈巴能；24.俄群嘎；25.查然宁；26.自家浦；27.拉龙贡；28.瓦日；29.鸟东；30.翁达岗；31.打奖；32.穷卡；33.协维纳；34.马查拉；35.仁青；35.妥坝；37.夺盖拉；38.觉龙；39.巴贡；40.津江；41.金多；42.加卡；43.曲登；44.土门格拉；45.无比乡；46.阿秀；47.杂德改；48.八达松；49.瓦达；50.叶巴；51.牛马沟；52.白朗；53.楚木龙；54.向阳；55.谢如；56.吉松；57.东嘎；58.茫乡；59.麻米；60.川巴；61.门士。图2 青藏高原煤炭资源潜力区分布图Figure 2 Qinghai-Tibet Plateau coal resource potential areas distribution

目标层条件层指标层参数层参数特征值等级划分A:0～30B:30～50C:50～70D:70～90E:90～100煤炭资源评价1.00资源条件0.50开采技术条件0.20资源量0.60煤质0.40煤层0.60构造0.40总资源量(万t)0.70<500500～1 0001 000～5 0005 000～10 000>10 000333+334资源量占比(%)0.30<1010～3030～5050～70>70煤类0.40HMPM,PS,CYWY, 1/2ZN,BN,RNSM, QM, QFJM, FM,1/3JM灰分(%)0.20>4025～4015～2510～15≤10硫分(%)0.10>42.5～4.01.5～2.51.0～1..5≤1.0发热量(MJ/kg)0.30<1818～22.522.5～27.027.0～31.0>31可采煤层厚度(m)0.35<0.50.5～1.31.3～1.81.8～3.53.5～6.0煤层稳定性0.35极不稳定不稳定较稳定B较稳定A稳定可采煤层层数0.301～33～55～77～9≥10复杂程度1.00极复杂复杂中等B中等A简单

续表

3 综合评价结果

青藏高原61个煤炭资源预测区地层构造的复杂程度一般为复杂-极复杂，可采煤层层数一般在1～7层，大多数煤层均属于不稳定煤层，可采煤层总厚一般在0.88～5.58m。仅自家浦、拉龙贡地区的早石炭世含煤地层中可采煤层层数可多达40余层，可采煤层总厚12.82～36.73m。从煤质特征来看，可采煤层中灰分含量变化较大，一般5.06%～46.54%，硫分一般在0.24%～1.58%，发热量一般在18.64～33.26MJ/kg；仅土门格拉、巴贡、津江、觉龙等地区晚三叠世煤层中硫分含量较高，一般在3%以上。从煤类来看，全区煤类以高变质程度的无烟煤为主，部分地区为肥煤、焦煤和瘦煤，低变质程度的长焰煤和褐煤分布较少。按照青藏高原煤炭资源潜力评价体系对各个预测区的资源条件、开采技术条件、开发条件和开发效益等的综合评价指标和参数进行打分和计算，可以得出青藏高原61个煤炭资源预测区综合评价的分值在25.7～64.1，平均为44.8分。

本次综合评价中，预测区的资源条件和开采技术条件所占权重为0.7，因此预测资源量、煤质特征、构造复杂程度及煤层稳定性在很大程度上决定着每个预测区的资源潜力。而目前煤炭资源预测仅停留在对现有煤矿区(点)周边含煤地层的预测，且现有的煤炭地质勘探广度和深度十分有限，因此综合评价结果也在一定程度上反映了当前青藏高原煤炭资源的赋存特征和资源现状，表现在综合评价结果上即为大多数预测区的煤炭资源潜力评价分值低于60(图3)。

综合评价分值图3 青藏高原煤炭资源预测区综合评价结果Figure 3 Qinghai-Tibet Plateau coal resource prediction areas comprehensive assessment result

随着西藏在“十二五”期间经济社会发展加速，对煤炭资源的需求日益加大，现有煤炭生产格局已远远不能满足消费需求。为了提高青藏高原地区能源矿产资源的自给能力，满足地区基础设施建设和经济发展对能源矿产的需求，本次综合评价的目标在于提出合适于下一步勘查和开发的煤炭资源区，为煤炭资源勘查、管理和规划提供依据。因此，本次将资源潜力综合评价的指标适当降低，将大于50定为资源潜力有利区，40～50定为资源潜力中等区，低于40定为资源潜力较差区。对照综合评价结果，可以划分出资源潜力有利区18个，中等区23个，较差区20个(表2)。

表2 青藏高原煤炭资源潜力区综合评价分级

从上述评价结果可知，青藏高原下一步煤炭资源调查工作应主要部署在唐古拉山和昌都-芒康地区。具体来说，在唐古拉山地区要重点对晚二叠世、晚三叠世含煤地层开展煤炭普查工作，主要部署在开心岭、开心岭北、乌丽、扎苏、茶错西、土门格拉等预测区；而在昌都地区则应主要对早石炭世、晚三叠世含煤地层开展煤炭普查工作，优先部署在茶错西、扎青、东坝、迈巴能、查然宁、毛庄、自家浦、拉龙贡、马查拉、巴贡等预测区。

4 结论

采用层次分析法对青藏高原的煤炭资源潜力开展评价，围绕煤炭资源潜力综合评价的目标，可选择资源条件、开采技术条件、开发条件、开发效应等作为评价条件，并进一步划分出指标层及评价参数。评价的重点在于评价预测资源量、煤质特征、构造复杂程度及煤层稳定性等指标。受青藏高原地质构造复杂、煤炭地质工作程度较低的影响，青藏高原煤炭资源潜力总体评分较低。

为了满足青藏高原煤炭资源勘查、管理和规划需求，本次评价适当降低了有利区综合评价分值，将大于50分定为资源潜力有利区，共可划分出资源潜力有利区18个，主要分布在唐古拉山-昌都-芒康一带的早石炭世、晚二叠世、晚三叠世含煤地层分布区。自家浦、拉龙贡、马查拉、开心岭、开心岭北、乌丽、扎苏、茶错西、东坝、迈巴能、巴贡、土门格拉等预测区可作为青藏高原下一步煤炭地质工作的有利区。