关于我国煤系矿产资源综合勘查开发的思考

1 我国煤系矿产资源特点和综合勘查开发的重要性

1.1 煤系矿产资源特点和分类

我国煤炭资源丰富，含煤盆地众多，盆地中常发育多套煤系地层，厚度在几十米到几百米不等，不同含煤盆地和煤系地层中的矿产资源种类、展布和组合形式也是各有特色。参照近年来业内研究普遍的分类方案[2-4]，煤系矿产资源主要包括能源矿产、金属矿产和非金属矿产三大类煤系能源矿产主要包括两大类：一是煤系气，包括煤层气、页岩气、致密砂岩气、天然气水合物等;二是固体矿产，包括煤炭、油页岩、铀矿、油砂等;此外，少部分煤系地层中还富集了石油资源。煤系地层是煤系气良好的烃源岩和储集层，我国非常规天然气有30%以上赋存在煤系或与煤系相关。煤系固体矿产大多呈层状分布在煤系地层中，具有相对独立的成矿空间，其中煤炭以多套煤层或煤线形式分布，油页岩与煤层互层或发育在煤层上，铀矿大多赋存于煤层顶底板的砂岩，少量直接赋存在煤层中[5]。我国鄂尔多斯盆地、二连盆地、柴达木盆地等的煤系地层中都是煤炭、天然气、油砂、铀矿等能源矿产的重要富集层位[6]。煤系金属矿产包括铁、铝、铜、镓、锗、铌、锂等，其与煤炭多存在共伴生关系，且赋存主要分为两种形式：一种是以有机或无机结合的方式以矿物形式赋存于煤层及围岩之中;另一种是相对独立成矿赋存于含煤地层下部或者煤层之中[7]。同一种金属矿产在煤系中也可能以两种形式同时赋存，如煤中铝和煤下铝。乌兰图嘎煤—锗矿床、平朔矿区煤伴生超大型锂镓矿床等都是我国近年来发现的重要煤系稀有金属矿，另外，山西、河南、内蒙等地区的煤系铝土矿、褐铁矿等也均有一定的储量[8-9]。煤系非金属矿产，如高岭土、耐火粘土、硫铁矿、石膏、石墨、硅藻土等一般在煤系中在煤层的顶底板、夹矸中赋存，储量丰富[10-12]。资料显示，我国煤系高岭土探明储量占总储量的 50% 以上，硅藻土探明储量占总储量的71%，膨润土探明储占总储量的80%以上;煤系石墨不仅储量大, 而且品位高, 已探明的储量为1.36亿吨。煤系非金属矿产具有巨大的工业应用前景，大多被广泛用于建筑、化工、医药、高科技等领域[13]。

1.2 煤系矿产资源综合勘查开发的必要性和重要意义

我国现行的《矿产资源法》第二十四条规定“矿产资源普查在完成主要矿种普查任务的同时，应对工作区包括共生或者伴生矿产的成矿地质条件和矿床工业远景做出初步综合评价”;第三十条规定“在开采主要矿产的同时，对具有工业价值的共生和伴生矿产应当统一规划、综合开采、综合利用，防止浪费”。2010年发布的《矿产资源综合勘查评价规范》(GB/T 25283—2010)进一步规范了同一矿床或矿区内共伴生矿产的综合勘查综合评价。《全国矿产资源规划(2016—2020)》要求，在鼓励开采主要矿产的同时，对具有工业价值的共伴生、低品位矿产，进行综合开采、综合利用励煤炭与煤层气、铝土矿、油页岩、铀矿等共伴生资源综合利用。2018年原国土资源部出台的《矿业权出让制度改革方案》中，也涉及了保障矿业权合理布局、保障综合勘查、有序开采和综合利用的内容。从以上内容可以看出，煤系矿产资源的综合勘查开发既符合法律上的规定，也与当前的矿产资源规划要求相一致，适应当前矿业发展的时代规律。更深层次来看，煤系矿产资源的综合勘查开发还在资源、经济和生态三个方面体现出重要的意义。一是煤系矿产资源中的非常规油气、铀矿是国家重要的能源矿产，镓、锗、锂等是新兴的战略资源，勘查开发这些资源将极大地补充我国的能源资源储备，保障国家安全;二是煤系矿产资源的勘查开发可以成为煤矿企业的补充产业，在技术和管理允许的条件下，可以大量节省投资和充分利用矿产资源, 有利于提高经济效益和企业可持续发展;三是有利于实现矿业的绿色发展，保护生态环境，煤系矿产资源的综合开发有利于减少尾矿排放带来的压占污染土地、铀矿矿渣辐射以及地下水环境破坏等生态环境问题。

2 我国煤系矿产资源勘查开发存在的突出问题

2.1 煤系矿产资源共探共采理论和技术支持不足我国关于煤系矿产资源的理论和技术研究起步较晚，目前虽已在含煤盆地矿产协同勘查理论、煤系金属矿产评价方法等方面有所创新，但仍缺乏煤系矿产资源的综合勘查评价方法和技术标准，现有的《矿产资源综合勘查评价规范》(GB/T 25283-2010)还不能满足从煤田勘查拓展到煤系矿产资源勘查的要求，相关技术也难以支撑共探共采的实践需求。例如，近年来我国先后在鄂尔多斯盆地、阜新盆地和滇东黔西地区开展了煤系“三气”(煤层气、页岩气、致密气)共采实验，初步显示了煤系气共采的巨大潜力，但实际共采产量往往低于分层单采的总量甚至单层分采量，煤系气共勘共采技术难题的研究还缺乏实质性突破[14]。同样，煤炭开采工作面的回采率虽然逐步提高，但受技术制约，煤系地层中的特殊矿体(包括特厚矿体、薄矿体、夹层矿体)基本都未能开采。

2.2 煤系矿产资源综合勘查开发统筹协调难度大，管理机制不完善

煤系矿产资源种类丰富，勘查开发涉及到油气、煤炭、核能等多个产业，管理上也涵盖了各级自然资源主管部门、国有企业、私营企业等。在以往工作中，煤系不同矿产的勘查开发由不同单位来开展，相关资料掌握在各自手中，无法进行共享和系统梳理，难以系统地摸清资源家底和开展区域综合研究，很多地区还以不同矿产为目标进行了大量的重复勘探，造成了人力物力的浪费。在管理上，因煤系矿产资源在地下空间重叠分布，矿业权设置的不合理也引起了产业纠纷并威胁生产安全，其中最为典型的“煤炭—煤层气”曾一度严重限制了我国煤层气产业发展，尽管目前在国家和地方有关政策法规和企业的沟通协调下有所缓解，但如何最大程度地推动“先采气、后采煤”和“采煤采气一体化”进程仍是需要解决的关键问题[15];我国探明的大型砂岩型铀矿广泛分布在鄂尔多斯盆地、二连盆地、松辽盆地等的煤系地层中，与煤炭形成“上煤下铀”的空间组合格局，但铀矿勘查登记和开发在一定程度上受到了煤炭开采的制约;另外，我国60%以上的铝土矿资源赋存在煤系地层中[16]，随着浅层铝土矿资源的逐步枯竭，山西河南两省很多铝土矿开采企业均遇到了煤层压覆下铝土矿的开发利用问题。

2.3 采矿固体废弃物积存和产出量较大，资源化程度不高

从煤炭工业的角度而言，煤矸石属于煤炭开采过程中的固体废弃物，但从资源化的角度来看，煤矸石应视作各类煤系固体矿产的混合体，涉及高岭石、石灰石、黄铁矿、铝土矿等多种非金属和金属矿产，回收利用价值较高。

目前我国煤矸石的积存量与产出量都非常大，但资源化程度不高。数据显示日本、德国、澳大利亚等国的煤矸石利用率都在85%以上[17]，而我国2018矸石的综合利用率仅在67.3%左右[18]，与国外发达国家相比综合利用率偏低。事实上，我国大部分煤炭企业已将煤矸石作为采矿废弃物进行无害化处理，但在主观上还没有完全将其视作有价值的资源来对待，缺乏相应的资源管理机制和资金投入，再加上技术水平有限、市场可利用途径和产业发展不足、政策法规限制等问题的影响，煤矸石资源化程度不仅难以提高，而且增加了煤炭企业的负担。

3 思考与建议

3.1 加强煤系矿产资源共探共采理论研究，全力突破技术瓶颈

煤系矿产资源涉及煤炭、油气、金属、非金属等多类矿产资源，研究需要综合多学科、多领域和多产业的力量，国家有关部门可考虑围绕“煤系矿产资源”设置重大科研攻关项目，借助科技重大专项、自然科学基金等方式引导和鼓励“地、矿、油”等相关高校及研究机构转变思路，创新思维，共同开展科学理论和技术研究;此外，可考虑组织建设“煤系矿产资源综合勘查开采和保护利用”国家重点实验室，为煤系矿产资源的综合研究提供支撑。2016年中国煤炭地质总局与中国矿业大学、安徽理工大学联合共建了“煤系矿产资源重点实验室”，为此提供了很好的典范。煤系构成一个相对独立又具有成因联系与耦合关系的成矿系统，在认识成矿模式和设计开发方案时要突破矿种限制，建立不同大类矿产(如煤系气、煤系固体矿产)的空间组合模式，完善煤系矿产资源综合调查评价体系，确定相应的指标、流程和规范，为实际地质工作的开展提供理论依据，同时要依思想和理论创新实现技术创新，突破煤系矿产资源综合勘查技术、煤系气共采技术、煤系固体矿产综合开采技术以及煤矸石综合利用回收技术等[19]。

3.2 做好煤系矿产资源规划，建立企业资料共享机制和联合探采体系

以往的煤田地质勘查对象有着明显的主次关系，即视煤炭为主矿产，煤系其他矿产为副矿产，而事实上煤系矿产中的主次关系并非固定不变的。考虑到煤系矿产资源的地质特点，建议在国家空间规划体系下，以含煤盆地为单元进行煤系矿产资源规划，依据上述综合调查评价体系，摸清煤系矿产资源家底，结合现有技术可行性、矿产资源价值等因素明确开发利用时序。总体而言，煤系矿产资源的综合勘查开发需要遵照《全国矿产资源规划(2016—2020)》中的“空间划开、时序错开、急需先上、综合利用、合理避让”的原则进行，给予煤系铀矿、煤层气、页岩气等能源矿产和镓、锗、锂等战略性矿产优先保护和开发的权限。煤系矿产资源的综合勘查开发是牵一发而动全身的，存在各类潜在的矛盾和冲突，因此有必要由自然资源部牵头探索建立有效仲裁和调解机构，形成部门和企业间的常态化沟通协调模式，妥善解决有关问题。在以往的实践中，诸如“三交模式”“华潞模式”等都为解决油气和煤炭企业间“煤层气—煤炭”的矛盾冲突提供了宝贵经验;再如2018年中石油辽河油田利用“油铀兼探”技术发现松辽盆地__特大型可地浸砂岩型铀矿床，开中国石油系统综合找铀之先河。以上经验均表明，建立企业间的资料共享和联合探采体系是实现矿产资源综合勘查开发的最有效手段之一，这种合作双方优势互补，风险共担，利益共享，对各方都有利。国家需要在相关税费政策、矿业权设置等方面给予激励，推动不同企业对煤系矿产资源的综合勘查开发。

3.3 多措并举，引导和鼓励矿业权人综合勘查开发煤系矿产资源

鼓励矿业权人综合勘查开发权限范围内的矿产资源是老生常谈的问题，但其重要性不言而喻。2017年《国土资源部关于进一步规范矿产资源勘查审批登记管理的通知》和《国土资源部关于完善矿产资源开采审批登记管理有关事项的通知》中规定申请人与已设矿业权人为同一主体的，申请新立探矿权和采矿权范围可以与已设矿业权范围重叠，这为同一主体综合勘查开采矿产资源提供了路径。同一主体进行不同煤系矿产资源的勘查开发在我国不乏先例，如河南省曹跃矿业根据国家的相关政策, 对于煤铝联采证照办理进行了有益的探索, 并于2014年取得国内__煤铝联采采矿许可证[20]。山西省在2015年底印发的《煤炭资源矿业权出让转让管理办法》中规定，煤炭资源探/采矿权人在许可区块范围内具有勘查/开采煤炭资源及其共伴生资源的权利;非煤资源矿业权人为综合利用申请勘查、开采现有非煤资源勘查区块范围内、矿区范围内煤炭资源，经批准可取得煤炭资源矿业权。为尽可能地实现矿业权人综合勘查开采煤系矿产资源，建议以煤系矿产资源规划为指导，以市场配置资源为导向，依托“煤炭—煤层气”矿业权出让制度和管理的经验，将除铀矿以外的煤系矿产资源分为“煤系气”和“煤系固体矿产”两大类进行出让，“煤系气”矿业权允许矿业权人进行煤层气、页岩气、致密气的勘查开采，“煤系固体矿产”矿业权允许煤炭、煤系金属矿和非金属矿的勘查开采。总体上把握“先采煤系气，后采煤系固体矿产”的原则，矿业权审批时应注明勘查开采矿种，在一定限制条件下允许矿业权人随勘查开发的推进增设或减少矿种，另需出台相关政策补贴引导矿业权人勘查开发煤系经济价值不足但战略价值高的矿产，以保障国家的能源资源安全。

3.4 拓展煤矸石资源化路径，真正实现变废为宝

在煤系矿产资源综合勘查开发的背景下，煤炭和煤系矿产资源之间主次矿种的界定逐渐弱化，“煤矸石”这一由煤炭开采而生的概念，也应逐步拓展为煤系固体矿产开发时因技术手段或经济效益无法实现而产生的资源型固体废弃物。“煤矸石”的资源化路径应从三个方面开拓：一是矿山企业应给予煤矸石和开采矿产同样的战略重视，对煤矸石排放和资源化进行总体规划，形成煤矸石资产管理的模式，明确产权和资源效益归属，联合电力、建材、化工等煤矸石利用企业拓展产业链条，建立科学研发、技术引进、资金投入相结合的科学运营模式。二是有关部门应以2018年月15日工业和信息化部出台的《工业固体废物资源综合利用评价管理暂行办法》为准则，严格评估和监管矿山企业“煤矸石”综合利用情况，促进“煤矸石”资源综合利用产业的规范化、绿色化和规模化。三是国家需继续出台相关的税收、补贴等政策，提高企业的利润空间，充分调动非矿山企业的投资热情，进一步促进煤矸石资源利用“社会化”和“市场化”。

3.5 国家相关部门需统筹协调解决相关难题

煤系矿产资源综合勘查开发符合矿业发展的规律，但其推进不可避免地会涉及以往未曾有效解决的问题，也会面临若干技术和管理上的潜在挑战。例如，如何协调自然资源部和各省(区、市)自然资源厅对煤系不同类矿产矿业权的出让和审批权限;如何确定多矿种矿业权出让收益(尤其是探矿权出让阶段)的基准价;已设矿业权新增和减少矿种额出让收益如何调整;煤层气和页岩气开发均有0.3元/立方米的补贴，而致密气及常规天然气开发无补贴，煤系气共采时补贴怎样核算;相关法规和行业规范如何修改完善，等等。这些关键问题都需要国家相关部门共研究制定更为合理的管理办法及解决方案，加快推进煤系矿产资源综合勘查开发的进程。