中国煤炭资源的分布和煤矿开采的地质条件

一、中国煤炭资源分布不均衡的特征

自中华人民共和国成立以来，在煤炭工业主管部门的主持下，我国进行过三次大规模全国性的煤炭资源预测。中国煤田地质总局于1992～1997年对中国的煤炭资源进行了第三次预测和评价，其结果显示：中国埋深2000米以浅（南方各省、自治区及东北三省为1000～1500米）的煤炭资源总量为55697.49亿吨（不包括台湾地区）。其中已发现煤炭资源（相当于过去称的探明储量）保有量（截至1992年末）为10176.45亿吨，预测资源量为45521.04亿吨。这一结果是对5121个勘探区（井田）、2554个预测区分别进行计算而得出的。

截至1992年末，在已发现煤炭储量/资源量中，已查证储量为6769.85亿吨，占已发现储量/资源量的66.5%；其中精/详查储量为4433.71亿吨，占65.5%；普查资源量为2336.14亿吨，占34.5%。已查证储量的52%在华北，24%在西北，华东、西南各占约8%，其余分布在中南、东北、华南。[1]

我国煤炭资源分布极不平衡，其特征是：第一，分布广泛。煤是我国目前重要矿产资源中分布最广、数量最多的一种矿产。在全国31个省级行政区域中，除上海市外均有煤炭储量；在63%的县级行政区域里都分布有煤炭资源。目前，2.2万多处煤矿分布在全国27个省（区、市）的1250多个产煤县。第二，北多南少，西丰东贫。据第二次全国煤田预测，太行山—雪峰山一线以西地区的资源占全国的89%，而东部沿海鲁、皖、苏、浙、闽、赣6省仅占4.4%；秦岭—大别山以北的煤炭资源占全国的93.6%，而该线以南的两湖、两广、云、贵、川、浙、闽、赣、海南11省（区）仅占6.4%，且其中的91%又集中于云、贵、川3省。第三，储量集中。在垂深2000米以浅的5万亿吨预测储量中，新疆、山西、内蒙古3省（区）占69.4%。这些储量主要集中在鄂尔多斯、沁水、宁武、大同、西山、霍西、准格尔、霍林河、胜利、宝日希勒等大型盆地，一般储量丰度在2000万～3000万吨/平方公里，个别地段可达8000万吨/平方公里。[2]

由于煤炭资源的“北多南少，西丰东贫”正好与我国地区经济发达程度呈“逆向分布”，一方面，造成“北煤南运”、“西煤东调”的格局长期存在；另一方面，也刺激了资源贫乏地区或不具备资源开采条件的地区尽可能“开采”。由于煤炭资源“分布广泛”，在20世纪80年代“有水快流”政策的号召下，几乎所有有煤炭资源的地区都被动员起来搞煤炭开采。截至2004年，全国有各类煤矿矿井25236处，平均每处矿井仅7.75万吨，国有重点、国有地方和乡镇三大类煤矿的平均年产规模分别为129万吨、15万吨和3.15万吨；全国煤矿95%以上为小煤矿，全国约40%的矿年产不足3万吨。这种“村村点火、户户冒烟”式煤炭开采格局，必然对安全生产产生负面影响。但是，我国煤炭资源“储量集中”特征又为我国今后建设“高产高效”矿井提供了可能，为从根本上搞好煤矿安全生产提供了可能。

二、中国煤矿开采地质条件复杂，灾害威胁严重

据调查，我国煤矿地质构造复杂，开采难度大，因此，与世界其他国家相比，一些诱致煤矿发生生产事故的瓦斯、水、火、煤尘、顶板等灾害也就更加突出。[3]

（一）地质构造复杂

中国煤炭资源埋藏较深，煤炭开采以井工为主，煤炭产量的90%以上来自于井工矿井。中国煤炭资源的赋存状况复杂、煤层遭地质破坏严重。煤田中褶皱、断层多，煤层顶底板岩性从坚硬难冒落到极其破碎、软弱极易冒落都有，煤层厚度从极薄到特厚，倾角从近水平到直立并翻转均有。据有关部门的调查，中国大中型煤矿中，地质构造复杂、极复杂的煤矿占33.09%，属于简单的只占23.09%；大中型煤矿中水文地质条件复杂、极复杂的煤矿占25.04%，属于简单的占39.49%。

（二）瓦斯灾害威胁严重

中国所有井工矿都是瓦斯矿井。国有重点煤矿中，高瓦斯矿井占21.0%；煤与瓦斯突出矿井占21.3%；低瓦斯矿井占57.7%。地方国有煤矿和乡镇煤矿中，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井占15%。随着开采深度的增加与瓦斯涌出量的增大，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的比例还会增加。②据专家分析，采深每增加10米，温度就升高1度，而且煤层压力增大，煤与瓦斯突出的危险性增高。

在国有重点煤矿中，有61处大中型煤矿的煤层瓦斯压力在2.0MPa以上，其中41处在3.0MPa以上，最高达到13.6MPa；有47.2%的大中型煤矿煤层瓦斯含量在10m3/t以上，其中24处煤矿煤层瓦斯含量在30m3/t以上。有193处大中型煤矿的相对瓦斯涌出量为10m3/t以上，占总数的38.39%，其中9处在20m3/t以上，最高的达192.36m3/t。这些矿井单纯靠通风解决不了瓦斯安全问题。

（三）顶板灾害

我国煤矿顶板条件差异较大。多数大中型煤矿顶板属于Ⅱ类（局部不平）、Ⅲ类（裂隙比较发育），Ⅰ类（平整）顶板约占11%，Ⅳ类、Ⅴ类（破碎、松软）顶板约占5%。我国顶板事故的发生起数最多，死亡人数也居首位。尽管每次事故发生造成死亡人数不多，但总死亡人数多。在20世纪90年代以前，我国顶板事故死亡人数占全部死亡人数的比例一直在40%以上。2001～2004年，顶板事故造成的死亡人数逐年下降，但仍占事故总死亡人数的38.7%。其中，乡镇煤矿顶板事故尤为突出，乡镇煤矿顶板事故起数和死亡人数均占到所有顶板事故的70%以上。

（四）冲击地压影响越来越大

中国是世界上除德国、波兰以外煤矿冲击地压危害最严重的国家之一。大中型煤矿中具有冲击地压危险的煤矿47处，占5.16%。中国1999年有17处大中型煤矿发生了1377次冲击地压，最大强度达到里氏4级。随着开采深度的增加，现有冲击地压矿井的冲击频率和强度在不断增加，还有少数无明显冲击地压的矿井也将逐渐显现出来。

（五）自然发火危险严重

我国具有自然发火危险的煤矿所占比例大、覆盖面广。在大中型煤矿中，自然发火危险程度严重或较严重（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级）的煤矿占72.9%。在国有重点煤矿中，具有自然发火危险的矿井占47.3%。在小煤矿中，具有自然发火危险的矿井占85.3%。由于煤层自燃，我国每年损失的煤炭资源在2亿吨左右。

（六）煤尘具有爆炸危险性

我国煤矿具有煤尘爆炸危险的矿井普遍存在。在全国煤矿中，具有煤尘爆炸危险的矿井占煤矿总数的60%以上，煤尘爆炸指数在45%以上的煤矿占16.3%。其中，在大中型煤矿中，93.18%的煤矿具有煤尘爆炸危险，其中高达70.38%的煤矿的煤尘具有强爆炸性；在小煤矿中，91.35%煤矿的煤尘具有爆炸危险，其中57.41%具有强爆炸性。

（七）部分煤矿涌水量大

我国煤矿水文地质条件较复杂。在国有重点煤矿中，水文地质条件属于复杂或极复杂的矿井占27%，属于简单的矿井占34%。地方国有煤矿和乡镇煤矿中，水文地质条件属于复杂或极复杂的矿井占8.5%。我国煤矿水害普遍存在，大中型煤矿有500多个工作面受水害威胁。在近2万处小煤矿中，有透水危险的矿井900多处，占总数的4.6%。有36处大中型煤矿的正常涌水量超过1000m3/h，最高达4408m3/h。

（八）热害威胁越来越突出

热害已成为我国矿井的新灾害。1999年，有70处大中型煤矿的采掘工作面最高气温超过26℃，其中26处超过30℃，最高达37℃；基本建设矿井中最高达41℃，有两处露天矿最高达40℃。现有十多个矿井的采深已超过1000m，最深的已超过1300m，高温热害的威胁将会越来越严重。