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我国煤炭工业与环境保护

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2017/5/25     浏览次数:    

  我国以煤炭为主的能源结构使得国民经济的发展面临较大的环境压力。煤炭环境问题是能源工业环境的主要方面,涉及到煤炭的勘探、开采、加工、运输、使用的全过程。解决我国的煤炭开发利用产生的破坏生态、浪费资源和污染环境问题,已成为实现可持续发展战略的重要课题,成为我国环境治理的重点内容之一,引起了国际、国内的广泛关注。造成煤炭工业环境的压力,既同煤矿自身的发展路子、资金投人、开采方式、技术装备、管理水平、法制观念有关,又同我国经济结构、管理体制、产业布局、增长方式、消费强度、科技水平和利用效率等各种因素有关。这种压力近期不会有明显降低。因此,根据我国煤炭开发利用造成的环境问题特点,在着重解决煤炭行业自身环境保护问题的同时,为社会提供大量清洁煤炭,满足社会经济发展的需要,更主要的是提出解决煤炭利用带来的环境问题的建议,是我们煤炭行业环境保护工作者义不容辞的责任。

  我国煤炭工业与社会经济发展研究我国煤炭工业与环境保护之间的相互促进、相互制约关系,必须深刻了解中国煤炭工业与能源工业、煤炭工业与国民经济之间的内在关系、所处地位和带来的利弊,从而,提出一个满足环境保护和经济发展要求,符合技术发展水平和经济承受能力的可持续发展的方案及政策建议。
  我国能源资源的特点我国能源资源的结构特点,决定了以煤炭生产、消费为主的一次能源结构。这种能源资源、生产、消费结构在今后相当长的时期内不会有较大的改变,并具有不可替代性。
  能源资源的现状能源是人类社会进步和发展的重要物质基础,而资源是人类可以利用的自然界的物质。我国的能源资源品种多、分布广、储量大,具有广阔的开发利用前景。据不完全统计,我国预测一次能源资源总量为4.0万余亿吨标准煤,其中:石油资源M为94Gt,可开发利用的水能资源为0.378GkW,天然气总资源量为38000Gm3,煤层气总资源量为30000Gm3,煤炭资源量为5 570Gt,我国拥有比较丰富而多样的能源资源,但同世界各国相比,有几t不足之点:-一是人均占有量少。我国人均资源占有量为世界平均水平的50%左右,其中:石油为世界人均数的11 %,天然气为世界人均数的4%,水资源为世界人均数的25二是分布上不平衡。我国能源资源总量的76%集中在华北、西北和西南,煤炭68%集中在西北和华北,水能资源68 %集中于西南地区,后备油气资源集中在西北地区,而主要耗能工业分布在缺能的东南沿海地区。
  三是利用效率较低。经济发达国家的能源利用率在50%以上,而我国一直维持30%左右,其中煤炭资源的利用效率只有7 1.1.2煤炭资源的特征我国是世界上发现、开采、利用煤炭最早的国家。中国开发利用煤炭的历史已有6000多年,可以追溯到新石器时期晚期。
  我国煤炭储量具有量大、质高、面广的特点,在一次能源储量中,占有绝对优势,基本特征为:资源丰富,可靠性较差。据统计,截止1998年底,全国保有煤炭资源量已达1007Gt,占我国已探明能源总储量的90%以上,占世界总储量的3.4 %,仅次于前苏联和美国,居世界第三位。据预测,在地下埋深2 000m以内的远景量4万多亿吨。我国已探明资源量中,可供利用的精储量只占30 %,且外部条件差的资源量占70%以上,适合于开露天矿的资源量只占总储量的7点多面广,分布不平衡。在全国2 126个县(市、区)中,已有1349个县(市、区)利用当地煤炭资源开办煤矿,占全国总县数的64%,平均每个产煤县1Gt,最高的县达100Gt,最低也有几千万吨,而且,自然形成不同块段,适合于分别建立大、中、小型煤矿。但是,煤炭资源分布极不平衡,90%集中在秦岭-大别山以北地区,其中:晋、陕、蒙地区占探明资源量的65%以上。
  品种齐全,优质煤较少。我国煤炭资源量中,从泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤到石煤、天然焦,品种齐全,既可以做燃料,又可以做原料,还可以做工艺品。据统计,现有探明储量中,烟煤占75%、无烟煤占12%、褐煤占13%,动力煤储量74.72%,炼焦煤储量占25.28%.我国煤种齐全、品质较好,在世界产煤国家中属于以中低硫、中低灰为主的国家。去年,全国煤炭资源全硫平均含量为0.9 %,其中:动力煤全硫平均含量为1.15%,平均灰分为17%,炼焦煤全硫平均含量为1.04%.但是,我国优质的炼焦煤和无烟煤资源量严重不足,如炼焦煤资源量中作为炼焦配煤的占50%,主焦煤和肥煤资源量更为短缺。
  中国煤炭资源的基本特征,决定了煤炭仍将是我国的主要能源和重要战略物资,是国民经济和社会发展的重要保证;决定了北煤南运、西煤东调的格局势必长期存在,也决定了我国对稀缺煤种要实行保护性开采和合理利用。
  煤炭在国民经济发展中的地位我国是世界最大煤炭生产国和消费国。1998年,我国煤炭产量达到1.233Gt,占世界总生产量的27%,消费总量为1.364Gt,占世界总消费量的30%左右。因而,煤炭在我国社会经济发展中占有极重要的地位,主要表现为:煤炭是我国的主要能源。我国是世界上少数能源以煤炭为主的国家。建国以来,我国煤炭生产和消费量始终保持占一次能源总量的70%以上,最高的1991年达76.1%.煤矿环境保护第二产业用煤量占煤炭消费总量的86 %,其中:发电和供热能耗中,煤炭已占81%以上。
  煤炭是化学工业的重要原料。1998年,我国化工行业用煤量达78Mt,占化工能源消费量的77.0%,氮肥原料65 %来自煤和焦炭,而美国不到1.0%煤炭是主要的民用燃料。据不完全统计,我国城镇和民用煤约为0.3Gt,占煤炭消费量的24%,而美国仅占1.0 %左右。
  煤炭成为重要的出口商品。我国煤炭出口量逐年增加,1999年已达到38.47Mt,预计到2005年达到60Mt以上,创汇17~18亿美元。
  煤矿为乡镇提供大量就业机会。长期以来,我国煤矿是劳动密集型企业,尤其是产量占60%以上的地方煤矿及相关行业,是吸纳乡镇大量剩余劳动力的主要途径。据不完全统计,我国煤炭行业及相关产业的从业人员达2500万人左右,其中:从事煤矿建设、生产、运输、销售等的人员约700万人。
  1.2我国经济发展对煤炭工业的影响我国以煤炭为主的能源供给结构决定了社会经济发展必须依靠煤炭,煤炭已成为各类工业的重要燃料、化工原料、人民生活的重要物资和出口创汇的重要商品,成为工业、农业的“粮食”。而国民经济的快速发展、粗放经营和政策不配套又对煤炭工业产生负面作用,带来沉重的环境压力,这种压力集中表现为严重的煤烟型污染和矿区的生态破坏。
  一是经济高速发展。在经济短缺时期,各行各业都提出了高速发展的目标,要求增加煤炭需求量。国家按社会经济增长速度与能源生产消费之间的关系,对煤炭工业提出了一番保两番的战略目标,即:原煤产量从1980年的0.62Gt,到2000年达到1.2Gt;后来,国家计委按市场需要和煤炭部门制订的规划目标,提出达到1.45Gt,年平均增长30~41.5Mt.这必然使煤炭行业在发展现代化的同时,不得不采取广布新点、土法开采、粗放经营的办法,快速增加产量,以缓解供需矛盾。到1989年,煤炭产量突破1Gt,1996年原煤产量高达1.371Gt,煤炭生产和消费量均居世界第一位。在我国一次能源生产、消费结构中,煤炭所占比例提高了6个百分点,分别占到了二是缺乏预见性。煤炭严重短缺时期,由于国家缺钱要煤,农民脱贫致富,因而,国家采取了大、中、小型煤矿,国家、集体、个人一起上的方针,采用劳动密集型的生产经营和直销原煤的方式。这种发展路子,当时看来花钱少,见效快。现在总结,出现了用人多、效率低、资源消耗高、竞争力差、欠账大,更重要是今后治理起来,花钱更多,损失更大。
  三是重型经济结构。对煤炭需求量大、消耗高。以电力、冶金、化工和建材四大行业为例,由于设备、工艺和管理都不先进,随着生产量的增加,用煤量也日益增长。1980年,四个行业共消费煤炭为245.6Mt,占全国总煤炭消费量的40.3%.到1998年,四个行业用煤量增至0.86Gt,为1980年的3.5倍,占全国总用煤量的72%,这种增长趋势,今后相当长时期不会有较大的改变,尤其是燃煤电厂用煤量,增幅不会降低。
  四是布局不合理。我国煤炭资源分布和主要耗煤工业布局不合理,造成长期“北煤南运、西煤东运”的格局。据不完全统计,我国每年从华北、西北和西南调往华东、中南的煤炭高达0.25~0.28Gt.这种不合理的产销布局,不仅煤炭长距离(600km)运输,煤炭运输量占全国铁路货运输量的47 %,海运货物总量的15%,增加了销售成本,给交通运输加重了负担。这种不合理的工业布局,随着我国东部、南部煤炭资源的逐步枯竭和限制高硫、高灰煤炭的开采,长距离运煤的格局,近期内不会有较大的改善。
  五是煤炭直接燃烧。不仅生产用煤,生活用煤也是如此,尤其是广大农村和小城镇都直烧原煤。据统计,全国消耗的煤炭总量中,直接用于电厂锅炉、工业锅炉、工业窑炉和民用灶具等燃烧煤炭约占85 %,因而煤炭总体效率为7%左右,仅为工业发达国家的50 %.其中:开采效率为32%,中间环节效率为70%,终端利用效率为41%.在我国的大气中,有74%的S02、85%的C02、60%的N02和70%的TSP都来于煤炭直接燃烧,构成了严重煤烟型污染。
  总结分析国民经济快速发展对煤炭环境保护产生负面影响的同时,更应该回顾总结煤炭工业自身提出的发展方针和政策措施存在的突出问题,主要表现为盲目发展、重复建设和粗放经营,因而重产量轻质量、重生产轻加工、重开发轻保护,出现了目前生产总量过剩,结构性矛盾突出,产品结构单一,市场竞争力弱,煤矿整体素质差和技术面貌落后的局面。
  上述分析表明,一方面,煤炭资源的优势、国民经济对煤炭的需求,短期内煤炭的主导地位不会改变;另一方面,煤炭的开采、加工、运输和使用所造成的资源过高消耗和生态环境的恶化,已成为国民经济快速发展的制约因素,甚至对经济、能源及环境协调发展构成了较大威胁,更加剧了煤炭开发利用与保护生态环境之间的矛盾。
  煤炭开发与环境保护环境就是自然资源的状态,而煤炭资源的开发,实质上是对地球表面的人为干扰,必然对社会环境和生态环境产生不同程度的影响一方面,煤炭大规模的开发,可以为社会经济发展和人民生活提供大量的能源,促进当地经济发展和广大农民脱贫致富,对人类起到了造福的作用;另一方面,煤炭高强度的开发,又破坏地表结构和生态,形成大量的矿碴、坑口和断面,导致大量的水土流失和沙漠化,并诱发各种地质灾害,形成煤炭自燃区,对生态产生破坏性作用。
  长期以来,我国煤炭开发采取了“大、中、小型煤矿并举,国家、集体、个人一起上”的方针,对促进煤炭工业的快速发展起了积极作用。但是,这种粗放经营的经济增长方式,对生态环境产生了重大的负面作用,主要表现在:2.1煤炭开发对自然环境的影响对土地资源的占用与破坏煤炭开采方式分为井工开采和露天开采两大类,它们对土地破坏的程度、途径和形式各不相同,一般来说,井工开采对土地的破坏以开采沉陷和矸石压占为主,而露天开采则以采场挖掘和外排土场压占土地为主。
  井工开采对土地的破坏。井工开采对土地的破坏包括两个方面:A.开采沉陷土地的破坏。我国煤炭95 %以上的产量来自井工矿井。煤炭开采对土地的破坏主要表现形式为地表沉陷。我国煤矿每采万吨煤,地表下沉平均为0.2hm到1998年末,我国由于井工开采引起的地表塌陷面积约0.4 Mhm2,其中:造成减产或绝产的土地约。1413Mhm2,占46.15%.由于开采沉陷造成我国东部平原矿区土地大面积积水受淹或盐渍化,不仅使区内耕地面积急剧减少,而且加剧了人口与土地、煤炭与农业的矛盾;西部矿区的塌陷加速了水土流失和土地荒漠化。采煤塌陷还会引起山地、丘陵发生泥石流,山体塌陷滑移,严重破坏矿区的土地资源和生态环境;同时,地表塌陷对地面的建筑物、构筑物造成不同程度的破坏,特别在村庄稠密的平原地区,土地塌陷使村庄破坏并引起人口迁移,一般生产10Mt煤炭要迁移约2000人。
  矸石堆积压占土地煤矸石是煤炭开采和加工过程中产生的固体废弃物。井工开采对矿区土地资源破坏的另一方面是排放大量的煤矸石,压占矿区土地。据统计,全国国有煤矿现有矸石山500余座,堆积量约为3Gt,占地300~400而且,每年还要新产生1.2亿多吨的矸石量。矸石堆积不仅压占土地,还会因长期堆放而自燃污染大气环境。此外,矸石淋溶水将污染周围的土壤和地下水体。
  露天开采对土地的破坏。主要有两个方面:采掘场挖损土地。露天采煤是把煤层上覆的表土和岩层剥离后进行的,因此,采掘场挖损对土地的破坏是较为严重的。据统计,我国露天矿正常生产每开采万吨煤要挖损土地平均约0.08 hm2.截至1999年底,全国露天采场挖损土地总面积为11800hm2.今后,预计每年新增加挖损面积排土场压占土地。目前,我国大部分露天矿采用外排土场方式开采据统计,外排土场压占的土地为挖损土地量的1.5 ~2,0倍。露天矿正常生产时,每采万吨煤排土场压占土地,平均为0.16hm2.截至1997年底,全国露天矿排土场压占土地对水资源的流失与污染我国是水资源较少的国家,人均占有水量400m3,仅为世界人均的四分之一,且水资源的分布极不平衡。我国的水资源81%集中分布在耕地面积仅占全国36%的长江流域及其以南地区。淮河以北的广大地区,耕地面积占全国64%,而水资源仅占19%.就煤炭行业而言,北方地区的煤炭资源占全国总储量的75%,而北方地区的水资源只占全国总水量的19%,这就形成了富煤地区正是贫水地区的格局。据调查,全国96个国有重点矿区中,有71%的矿区缺水,其中40%的矿区严重缺水。目前,一方面煤炭矿区缺水,且随着开采延伸,地下水位下降,缺水更为严重;另一方面,伴随煤炭生产的同时,又排出大量的矿井水。据统计,全国煤矿每年外排矿井水2.2Gt以上。这些矿井水净化利用的不足20%,大量未经处理的矿井水直接外排,不仅浪费了宝贵的水资源,而且,对矿区周围环境产生污染。
  煤炭矿区的废污水主要包括矿井水、洗煤水、生活污水、矸石淋溶水等。据统计,我国煤矿每年产生的各种废污水约占全国总废污水量的25 %.1996年,全国煤矿废污水排放量为2.61Gm3,其中:矿井水2.2Gm3、工业废水0.32Gm3、洗煤水40Mm3、生活污水和其它废水50Mm3.到2000年,全国煤矿的废污水排放量达到2.75Gm3,其中:矿井水2.3Gm3、工业废水0.35Gm3、洗煤废水50Mm3、其它废水45Mm3.大量未经处理的、含有煤粉和岩粉的矿井水外排,已对周围矿区环境产生不同程度的影响。我国的矿井水水质一般可以分为含悬浮物的一般矿井水、洁净矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含特殊污染物的矿井水等几类。
  煤炭开发对生态环境的影响目前,我国煤炭开发对矿区及周围地区的生态环境的影响是较为严重的。煤炭开采造成土地退化、生态植被破坏主要表现在三个方面。
  井工开采的影响井工开采造成的地表塌陷、水位下降,使土地出现水渍化、盐渍化、裂缝和地表倾斜。水渍化导致土壤中空气缺乏,影响植物和农作物的生长;盐渍化主要分布在我国东部平原地区,影响植被、农作物的生长。
  裂缝的产生,使耕地漏水、漏肥,影响农田耕作、土壤保墒和农田灌溉,造成农作物减产;地表倾斜使水平耕地变为坡地,增加了水土流失,对农作物的生长带来十分不利的影响。
  露天挖损的影响露天矿开采时,必须把煤层上面的覆盖层剥离并搬运走,因此,地表植被和土层被完全破坏。在煤炭被采出后,采掘场地形成了地面坑洼、岩石裸露的景观,或成为水坑,对地面植被的破坏是最直接的和毁灭性的。
  废弃物压占的影响露天开采产生的大量土石,井工开采掘出大量矸石等废弃物,堆放压埋了原来具有一定生产力的耕地,代之以废弃物堆积的裸露土地,贫瘠而干旱,破坏了地表植被,并造成周围的植物受害、枯死、植株矮化等现象。
  2.3煤炭开发对大气环境的影响煤层烷气对大气环境的影响甲烷是成煤作用过程中生成的一部分烃类气体,开采煤层时被释放出来,甲烷又是一种重要的温室气体,其温室效应为二氧化碳的21倍。我国是世界上从矿井开采中排放甲烷较多的国家,年排放量为7~ 9Gtn3,约占世界甲烷排放总量的30%,集中抽放量为0.7Gm3.目前,我国仅回收了煤矿甲烷排出量的5%,其余的经矿井通风系统排放到大气中。这不仅浪费了大量的清洁能源,对矿区大气环境造成了严重危害,而且也影响了全球大气环境。
  煤矸石自燃对大气环境影响煤矸石中含有一定量的可燃物,在适宜的条件下会发生自燃。据统计,我国国有煤矿有矸石山1 500余座,其中:长期自燃矸石山389余座。截止1999年底,全国已有310座进行防火处理,尚有79座矸石山至今仍在继续燃烧,对矿区周边大气环境造成了污染,而且,煤矸石自燃排放大量的S02、C02、CO等有毒有害气体,严重威胁矿区居民的身体健康,有的造成中毒死亡。
  总之,煤炭开发对生态环境、生活环境和大气环境造成很大的危害,其主要原因是矿井布点过多过乱、技术装备、采煤工艺十分落后,经营方式、资金投入、人员素质、法制观念、环保意识较差等等。
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