山西稀缺炼焦煤资源分布特征和勘查开发建议

宋元青，刘汉斌

(1.中化地质矿山总局浙江地质勘查院，杭州 310002; 2.山西省煤炭地质局，太原 030006)

0 引言

炼焦煤是钢铁工业的基础能源和主要原料，炼焦煤的高质量、稳定持续供应是钢铁工业蓬勃发展的基础。在世界硬煤资源中，炼焦煤所占比例不足10%[1]。我国煤炭资源丰富，但炼焦煤资源不足，仅占我国煤炭资源储量的18.9%[2]。炼焦煤保有资源储量中气煤占47%，优质的焦煤和肥煤占比不到10%[3]。山西是中国的煤炭大省，煤类齐全，储量巨大，是我国重要的焦煤生产和储备基地，炼焦煤保有资源储量占全国炼焦煤总量的53%[4]，截至2016年底山西炼焦煤产能占全国产能的40%，炼焦煤产量占全国的43%，焦炭产量占全国的41%，焦炭出口量占全国的76%。因此，理清山西炼焦用煤的资源分布特征和有效保证能力，从能源供应的角度，科学统筹全省炼焦煤资源的开发利用，对于山西乃至全国焦化、钢铁行业的持续稳定发展具有重要的现实意义。不同学者就山西炼焦煤资源的开发、利用及保护进行了研究[5-7]。稀缺炼焦煤作为炼焦煤的主力煤种，储量稀少但需求量巨大，是炼焦煤的主角与重中之重。但关于山西稀缺炼焦煤分布、利用及保护研究较少。本文在前人研究的基础上，分析了山西稀缺炼焦用煤的分布特征和开发利用情况。

1 稀缺炼焦煤

1.1 稀缺炼焦煤概念

根据《稀缺、特殊煤炭资源的划分与利用》(GB/T 26128-2010)，稀缺煤炭资源指具有重要工业用途，需求量大但资源相对短缺的煤炭资源，其中稀缺炼焦用煤包括肥煤、焦煤、瘦煤。根据《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》[8]，特殊和稀缺煤类是指具有特殊煤质特征和特殊性而资源储量相对较少的煤炭种类，包括肥煤、焦煤、瘦煤和无烟煤，并规定1/3 焦煤和气肥煤分别归入焦煤和肥煤之中。

1.2 我国稀缺炼焦煤

截至2015年底，我国炼焦煤保有资源储量2 961亿t，占全国煤炭资源储量的18.9%[3]。稀缺炼焦煤总量1 569.57亿t[9]，占全国煤炭资源储量的9.8%，占炼焦煤保有资源量的53%。稀缺炼焦煤中，具有强黏结性的焦煤和肥煤757.2亿t[9]，占全国煤炭资源储量的4.8%，占稀缺炼焦煤保有资源量的26%(表1)。

表1 全国保有稀缺炼焦煤资源储量占比

如表2 ，按煤类划分，全国保有稀缺炼焦煤资源量中分煤类排名依次为焦煤>瘦煤>肥煤>气煤>1/3焦煤，占比依次为34.2%、23.3%，15.7%，7.6%，7.2%。地域分布方面，我国华北地区稀缺炼焦煤总量占全国稀缺炼焦煤保有资源量的87%。东北、西北和华南地区分别占6%，4%和3%。其中山西省焦煤、瘦煤和肥煤以及1/3焦煤在全国稀缺炼焦煤中占比最高，分别为46.0%，58.3%、48.6%以及43.2%；河北省拥有全国最高的气肥煤，资源储量占全国的79.5%。

表2 全国保有稀缺炼焦煤资源储量分布

2 山西稀缺炼焦煤

2.1 总量特征

山西省拥有稀缺炼焦煤保有资源量790 亿 t，占全国稀缺炼焦煤总量的50.3%，占山西全省炼焦煤总量的50.6%，占山西煤炭资源总量的29.2%。优质焦煤和肥煤443.7亿t，占比全国焦煤和肥煤的58.6%，占全省煤炭资源总量的16.4%(表3)。

表3 山西保有稀缺炼焦煤资源量占比

2.2 煤类分布

从图1可以看出，全省不同煤类稀缺炼焦煤分别为焦煤>瘦煤>肥煤>1/3焦煤>气肥煤；全省焦煤保有资源量最大，而气肥煤不足；焦煤、瘦煤、肥煤除霍州矿区外，在另外四个矿区中均有分布；气肥煤主要分布于霍州矿区。表4为不同煤类在矿区中的分布和占比，从中可以看出，山西省焦煤保有资源量273.0亿t，占全省稀缺炼焦煤的34.6%，主要分布于离柳矿区、汾西矿区、霍州矿区、西山矿区和乡宁矿区，合计占全省稀缺炼焦煤资源量的91.4%；瘦煤保有资源量216.0亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的27.3%，主要分布于乡宁矿区、离柳矿区、西山矿区和汾西矿区，合计占全省稀缺炼焦煤资源量的68.3%；肥煤保有资源量140.0亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的17.7%，主要分布于霍州矿区、汾西矿区、离柳矿区和西山矿区，合计占全省稀缺炼焦煤资源量的97.9%；气肥煤保有资源量14.0亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的1.8%，主要分布于霍州矿区，占全省稀缺炼焦煤资源量的85.7%；1/3焦煤保有资源量147.0亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的18.6%，主要分布于离柳矿区、霍州矿区、乡宁矿区和西山矿区，合计占全省稀缺炼焦煤资源量的38%。

2.3 矿区分布

从图2中可以看出，不同矿区稀缺炼焦煤的占比排序分别为离柳矿区>汾西矿区>霍州矿区>西山矿区>乡宁矿区；总得来看，离柳矿区拥有全省最大的稀缺炼焦煤保有资源量和最大的焦煤保有量，霍州矿区拥有全省最大的肥煤保有量，乡宁矿区拥有全省最大的瘦煤保有量；离柳矿区和霍州矿区稀缺炼焦煤种类较为丰富，西山矿区和汾西矿区拥有三种稀缺炼焦煤，乡宁矿区稀缺炼焦煤较为单一，主要为瘦煤和焦煤。

结合表4，可以看出，离柳矿区保有稀缺炼焦煤资源储量195.9亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的24.8%，其中焦煤保有量106.65亿t，占全省焦煤保有资源总量的39%；1/3焦煤保有量34.23亿t，占全省1/3焦煤保有量的23%；汾西矿区保有稀缺炼焦煤124.7亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的15.8%；霍州矿区保有稀缺炼焦煤104.6亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的13.2%，其中肥煤保有资源量66.28亿t，占全省肥煤总量的47%；西山矿区保有稀缺炼焦煤100.8亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的12.8%；乡宁矿区保有稀缺炼焦煤76.0亿t， 占全省稀缺炼焦煤总量的9.6%， 其中瘦煤保有量全省第一，约48.54亿t，占全省瘦煤保有量的22%。

图1 山西稀缺炼焦煤类分布图Figure 1 Shanxi rare and deficient coal for cokingcoal ranks distribution

图2 山西省稀缺炼焦矿区分布图Figure 2 Shanxi rare and deficient coal for coking miningareas distribution

表4 山西保有稀缺炼焦煤资源量及主要矿区占比[10]

3 存在问题与勘查开发建议

3.1 产量方面

作为全国最大的炼焦煤生产基地，山西省拥有全国最大的炼焦煤产能，每年达到4.9亿t[3]。2015年，山西统计炼焦精煤产量1.99亿t，占全国统计量的41.08%，2016年全省年产炼焦用煤4.41亿t，占全国炼焦煤产量的40%，是排名第二的安徽省的3.7倍。按稀缺炼焦煤占比炼焦煤68%计算，山西2016年生产稀缺炼焦煤约2.5亿t。长期的高强度开采，导致全省稀缺炼焦煤的急速枯竭，炼焦煤后备资源枯竭，因此迫切需要制定全省的稀缺炼焦煤资源保护规划，科学地调控开发利用总量，控制稀缺煤种开采总量，划分稀缺炼焦煤可采区、限采区和储备区， 明确炼焦煤资源开发利用的空间布局和时序明确勘查、保护和储备的范围。

图3 我国部分省市2016年稀缺炼焦煤保有资源量与炼焦煤产量Figure 3 Part of provinces (municipalities) 2016 rare and deficient coal for coking available resources and yield of the year

3.2 勘查方面

目前山西全省埋深1 200m以浅地段全部进行了地质勘查，但考虑到下组高硫煤、三下采煤以及受构造、薄煤层、煤层埋深、奥灰岩溶水带压开采等因素，全省设计可采煤炭资源约占全省煤炭资源总量1/3，约900亿t[11]。按年产量10亿t、回采率50%计算，山西全省煤炭仅再能生产45 a。山西炼焦煤资源勘探程度低，探明资源储量少，经济可采储量少，经济可采储量仅占查明资源储量的33%左右。今后应加大炼焦煤资源勘探力度，进一步加强炼焦煤资源地质勘查工作，提高炼焦煤资源保障能力。

3.3 开发利用方面

针对山西炼焦煤资源回采率偏低，弃薄采厚、弃劣采优现象严重，优质炼焦煤开采强度大，综合利用率低的现象，今后应大力加强炼焦煤矿区地质精细勘查，为煤矿高效集约化开采提供地质保障；采用先进技术，进行精细勘查，为高效集约化开采，提供地质保障，减少开采损失量，最大程度地提高矿井回采率，避免炼焦煤资源的损失；针对山西稀缺优质炼焦煤较少，高硫煤储量巨大的问题，今后应加强高硫炼焦煤利用研究，充分利用高硫煤资源，大力发展具有山西资源特色的炼焦工艺，扩大炼焦可用煤源新技术的应用范围。

山西是我国重要的焦煤生产和储备基地，拥有我国一半以上的保有查明炼焦煤资源，产能、产量、焦炭产量与出口均居全国首位。以肥煤、焦煤、瘦煤为代表的山西稀缺炼焦煤占据全国炼焦煤市场的半壁江山。但长期以来，受市场利益的驱动，山西稀缺炼焦煤的开发利用缺乏有效的勘查-开发-利用战略规划与顶层设计，导致优质稀缺炼焦煤的大量流失与破坏。今后山西应从能源持续稳定供应的角度，科学统筹全省炼焦煤资源的开发利用，科学地调控与控制稀缺煤种开采总量；加大炼焦煤资源勘探力度，提高炼焦煤资源保障能力；加强炼焦煤矿区地质精细勘查，为煤矿高效集约化开采提供地质保障。发展具有山西资源特色的炼焦工艺，加强高硫炼焦煤利用研究，充分利用高硫煤资源，扩大炼焦可用煤源新技术的应用范围。

4 结论

(1)山西拥有稀缺炼焦煤保有资源量790 亿 t，占全国稀缺炼焦煤总量的50.3%，占全省炼焦煤总量的50.6%，占全省煤炭资源总量的29.2%；稀缺炼焦煤资源中，优质焦煤和肥煤443.7亿t，占全国焦煤和肥煤的58.6%，占全省煤炭资源总量16.4%。

(2)不同煤类保有资源量大小排序为焦煤>瘦煤>肥煤>1/3焦煤>气肥煤；山西稀缺炼焦煤中焦煤保有资源量最大，而气肥煤不足。山西焦煤保有资源储量273.0亿t，占全省稀缺炼焦煤的34.6%；瘦煤保有资源量216.0亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的27.3%；肥煤保有资源储量140.0亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的1.8%；气肥煤保有资源储量14.0亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的1.8%；1/3焦煤保有资源储量147.0亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的18.6%。

(3)不同矿区稀缺炼焦煤的占比排序分别为离柳矿区>汾西矿区>霍州矿区>西山矿区>乡宁矿区；离柳矿区稀缺炼焦煤保有资源储量195.9亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的24.8%；汾西矿区稀缺炼焦煤保有资源储量124.7亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的15.8%；霍州矿区稀缺炼焦煤保有资源储量104.6亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的13.2%；西山矿区稀缺炼焦煤保有资源储量100.8亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的12.8%；乡宁矿区稀缺炼焦煤保有资源储量76.0亿t，占全省稀缺炼焦煤总量的9.6%；离柳矿区拥有全省最大的稀缺炼焦煤保有资源储量和最大的焦煤保有资源储量，霍州矿区拥有全省最大的肥煤保有资源储量，乡宁矿区拥有全省最大的瘦煤保有资源储量。