内容简介
能源资源是攸关国计民生和国家安全的“国之大者”。我国煤炭资源丰富,其共伴生能源资源种类多、分布广泛、储量丰富、利用价值高。加强煤炭与共伴生能源资源的综合勘查评价和一体化绿色开发利用,对支撑战略性新兴产业发展,保障国家能源资源安全具有重大意义。《煤炭与共伴生能源资源一体化绿色开发战略研究》以煤炭与共伴生能源资源高效绿色开发的现实需求为依托,详细界定煤炭共伴生能源资源核心概念与分类体系,系统剖析一体化开发的战略背景、资源特征与赋存规律、开发现状和存在的问题及政策机制;总结国内外煤炭与共伴生能源资源协同开发实践经验,构建一体化开发技术经济评价模型及指标体系,开展典型开发场景技术经济性分析;明确一体化绿色开发总体战略目标与阶段目标,规划五大战略路径,阐述协同勘查、开发、绿色低碳三大技术体系;提出矿权制度优化、共探共采机制、激励兼容机制、科技创新投入、复合型人才培养等政策保障措施。
目录
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前言
**章 煤炭与共伴生能源资源一体化绿色开发的战略意义 1
**节 国家重大战略需求 1
一、中央政策顶层设计 1
二、部委及地方政策响应 2
第二节 能源资源供需现状 4
一、能源资源消费特征 4
二、能源资源绿色开发现状 4
三、能源资源自给能力评估 5
第三节 能源资源未来需求趋势 7
一、煤炭一定时期仍为主体能源 7
二、油气需求仍有增长 9
三、战略性矿产资源成为新需求增长极 10
第二章 煤炭共伴生能源资源概况 13
**节 概念与分类 13
一、科学定义 13
二、分类体系 13
第二节 能源资源特征 15
一、资源丰度与分布 15
二、经济价值潜力 17
第三节 赋存分布状况 19
一、总体分布情况 19
二、典型矿产分布特征 28
第三章 煤炭与共伴生能源资源开发现状与存在问题 44
**节 开发利用现状 44
一、煤-能源矿产开发 44
二、煤-金属矿产开发 46
三、煤-非金属矿产开发利用 48
四、煤-水矿产开发利用 49
第二节 存在的问题 50
一、政策体系和体制机制尚不健全完善 51
二、关键技术及核心装备亟待攻关研发 51
三、规模化开发的经济性仍需提升 52
四、环境保护与生态修复挑战严峻 52
五、专业人才队伍建设滞后 53
第四章 典型案例分析 54
**节 国外煤炭与共伴生能源资源协同开发 54
一、煤基资源回收稀土 54
二、煤炭与特种金属隔离开采 56
三、铀污染原位修复 56
第二节 煤炭与能源矿产协同开发 58
一、成庄矿煤炭与煤层气协同开发 58
二、塔然高勒矿煤-铀协同开发 63
三、大保当井田富油煤开发 68
四、新街台格庙矿区煤与天然气协同开发 70
第三节 煤炭与金属矿产协同开发 76
一、准格尔矿区煤-铝-镓-锂协同开发 76
二、吕梁兴县煤-铝-铁-镓协同开发 81
第四节 煤炭与非金属矿产协同开发 84
一、鲁塘矿区煤炭与石墨一体化开发 84
二、查干诺尔矿区煤炭与石墨一体化开发 87
第五节 煤炭与水协同开发 90
一、神东矿区矿井水开发利用 90
二、榆神矿区煤-水-热共采及高矿化度矿井水处理技术 97
第五章 煤炭与共伴生能源资源一体化绿色开发技术经济性评价 107
**节 煤炭与共伴生能源资源一体化绿色开发模式 110
一、煤炭与共伴生能源资源同时开采:煤与瓦斯协同开采 110
二、煤炭与共伴生能源资源前后开采:先抽采瓦斯,再进行煤炭开采 111
三、煤炭与共伴生能源资源产业链开发:粉煤灰中提取铝、镓、锂资源 112
第二节 煤炭与共伴生能源资源一体化开发经济评价体系 113
一、项目经济评价指标体系 113
二、考虑时间价值的煤炭与共伴生能源资源开发项目动态评价模型建模思路 116
第三节 煤炭与煤层气一体化绿色开发经济评价 118
一、煤炭与煤层气一体化绿色开发模式识别 119
二、煤炭与煤层气一体化绿色开发技术经济评价关键参数 120
三、煤炭与煤层气一体化绿色开发技术经济评价实例分析 123
四、煤炭与煤层气共采效果评价 126
第四节 煤-铝-镓-锂一体化绿色开发经济评价 126
一、煤-铝-镓-锂一体化绿色开发经济评价关键参数 126
二、煤-铝-镓-锂一体化绿色开发技术经济评价实例分析 129
三、煤-铝-镓-锂一体化绿色开发效果评价 130
第五节 煤-铝土矿-其他矿产一体化绿色开发经济评价 131
一、煤-铝土矿-其他矿产一体化绿色开发经济评价关键参数 132
二、煤-铝土矿-其他矿产一体化绿色开发技术经济评价实例分析 133
三、煤-铝土矿-其他矿产一体化绿色开发效果评价 134
第六章 煤炭与共伴生能源资源一体化绿色开发战略 135
**节 战略蓝图 135
第二节 战略目标 136
一、总体目标 136
二、阶段目标 137
第三节 战略路径 138
一、资源综合勘查:筑牢一体化绿色开发的地质基础 138
二、矿区系统规划:构建科学高效的开发布局 139
三、绿色协同开发:践行生态优先的开发理念 139
四、建设运营协同:提升产业链整体效能 140
五、探索合作新机制:激发一体化绿色开发内生动力 140
第七章 煤炭与共伴生能源资源一体化绿色开发技术体系 141
**节 协同勘查技术 141
一、煤系能源资源共伴生富集规律 141
二、资源综合评价技术 142
三、环境承载力评价技术 145
四、煤炭与共伴生能源资源数字化勘查技术 146
五、煤炭与共伴生能源资源协同勘查技术 149
第二节 协同开发技术 153
一、共性科学问题 153
二、分区错时原理 154
三、协同开发模式 156
四、协同开发方式 159
五、水位调控技术 162
六、协同开发矿产类型及工艺与设备的兼容技术 165
七、安全相关技术 166
八、环境影响协同控制技术 167
九、生物协同开发技术 169
十、煤炭原位生物制氢技术 171
十一、深部煤与煤层气物理流态化共采技术 173
十二、化学协同采矿技术 174
第三节 绿色低碳技术 176
一、生态低损勘查技术 176
二、生态保护开采技术 179
三、多源固废处置与利用技术 182
四、矿区水资源保护及生态环境修复技术 183
五、沉陷区治理及利用技术 186
六、废弃矿井资源协同开发与利用技术 187
七、矿井全生命周期生态环境天-地-井监测及预报技术 188
八、二氧化碳封存技术 190
九、煤矿区CO2驱替煤层气技术 194
第八章 政策保障 197
**节 矿权制度优化 197
第二节 共探共采机制 197
第三节 激励兼容机制 198
第四节 科技创新投入 198
第五节 复合型人才培养 199
参考文献 200
试读
**章 煤炭与共伴生能源资源一体化绿色开发的战略意义
矿产资源是国民经济和社会发展的重要物质基础,事关国计民生和国家安全。推进能源资源一体化绿色开发是践行资源节约集约利用国家战略、培育绿色低碳发展新动能和保障国家能源资源安全的重要举措。我国是全球*大的矿产资源生产国、消费国和进口国,虽然我国矿产资源种类丰富,但各类矿产资源储量规模和结构不均衡,多个关键矿种对外依存度较高。未来一定时期内,煤炭仍将是我国的主体能源,油气需求也仍有增长,战略性新兴产业的蓬勃发展推动战略性关键矿产成为新的需求增长极。我国煤炭资源丰富,在形成过程中富集大量共伴生矿产资源,具有种类多、分布广泛、储量丰富、利用价值高等特点。加强煤炭与共伴生能源资源的综合勘查评价和一体化开发是提高资源综合利用水平的重要举措,对支撑战略性新兴产业发展、保障国家能源资源安全供给具有重大意义。
**节 国家重大战略需求
一、中央政策顶层设计
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出“推进能源资源一体化开发利用”“提高矿产资源开发保护水平,发展绿色矿业,建设绿色矿山”。此后,党中央、国务院多次在重大会议和重要文件中从多个角度对能源资源一体化绿色开发利用做出重要指示。
党的二十大报告中指出“实施全面节约战略,推进各类资源节约集约利用”。习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上强调“要把节约能源资源放在*位,实行全面节约战略”。《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》提出“健全生态环境治理体系,推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展”。《中共中央 国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》提出“牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念 协同推进降碳、减污、扩绿、增长,维护国家生态安全,抓好生态文明制度建设,以高品质生态环境支撑高质量发展,加快形成以实现人与自然和谐共生现代化为导向的美丽中国建设新格局,筑牢中华民族伟大复兴的生态根基”。《中共中央 国务院关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》提出“加强资源节约集约高效利用。完善资源总量管理和全面节约制度,加强水、粮食、土地、矿产等各类资源的全过程管理和全链条节约”“加强矿产资源勘查、保护和合理开发,提高开采效率,加强低品位资源利用”。一系列顶层政策从能源资源节约集约利用、绿色低碳发展的角度对能源资源一体化绿色开发利用提出新的要求。
能源资源安全是国家安全的重要基石,我国资源禀赋与能源需求持续增长的矛盾决定了必须通过一体化开发破解供给瓶颈。2021年10月,习近平总书记在考察调研胜利油田时强调“要发展实体经济,能源的饭碗必须端在自己手里”。2023年7月,习近平总书记在江苏考察时指出“能源保障和安全事关国计民生,是须臾不可忽视的‘国之大者’”。2025年7月,习近平总书记在山西考察时强调“要在扛牢国家电煤保供责任前提下,推动煤炭产业由低端向高端、煤炭产品由初级燃料向高价值产品攀升,同时着眼于高水平打造我国重要能源原材料基地,配套发展风电、光伏发电、氢能等能源,构建新型能源体系”。习近平总书记关于能源资源安全的重要论述深刻阐释了推进能源资源一体化开发利用、保障能源资源安全稳定供应对经济社会平稳健康发展的重要意义。
二、部委及地方政策响应
各部委和地方政府紧密衔接国家顶层设计,陆续出台专项实施方案、下位规划和指导意见等,细化实施路径、探索差异化场景创新等,形成了“中央统筹、部委协同、地方落地”的能源资源一体化绿色开发多层次政策体系布局。
2021年,自然资源部会同有关部门,围绕加强重要能源矿产资源国内勘探开发和增储上产,全面启动新一轮找矿突破战略行动,重点提出亟须开展难选冶、共伴生矿产综合利用技术攻关,在共伴生、难选冶矿产综合利用新技术方面寻求突破,切实提升矿产资源节约与开发综合利用水平,盘活、释放、新增一批矿产资源。随后,自然资源部陆续印发《在新一轮找矿突破战略行动中做好部分战略性矿产共伴生、低品位资源再评价工作方案》《在新一轮找矿突破战略行动中做好部分战略性矿产共伴生、低品位资源再评价技术要求》等,并在2024年1月启动部分战略性矿产共伴生及低品位资源再评价工作,加快摸清资源家底、促进增储上产、提高矿产资源供应保障能力和资源节约集约开发利用水平。2024年4月,自然资源部等七部门联合印发《关于进一步加强绿色矿山建设的通知》,提出到2028年底,绿色矿山建设工作机制更加完善,持证在产的90%大型矿山、80%中型矿山要达到绿色矿山标准要求。2024年9月,国家发展和改革委员会等部门印发《关于加强煤炭清洁高效利用的意见》,提出“加强煤与煤层气、战略性金属矿产等共伴生资源综合勘查”“加强煤与共伴生资源协同开发”。2024年7月,自然资源部印发了《矿产资源开发利用方案编制指南》,明确综合考虑矿床的规模和品位、矿产资源开发的可行性,采矿技术条件和成本等,在开采主要矿种的同时,对具有工业价值的共生和伴生矿产进行综合开采、合理利用。
山西、安徽、辽宁、河南及内蒙古等地也出台文件,推动煤炭开采利用方式变革,构建煤炭与共伴生矿产资源一体化开发新格局,提升优势矿产资源综合利用水平,加快矿山绿色低碳发展。2022年1月,山西省自然资源厅印发《山西省全面推进绿色矿山建设指导意见》,提出“到2025年底前,全省部、省级发证矿山达标率95%以上”“基本建成管理规范、节约高效、环境优美、矿地和谐的绿色矿业发展新格局”。2022年3月,安徽省发展和改革委员会、安徽省能源局印发《安徽省煤炭工业发展“十四五”规划》,提出加强低品位、共伴生矿产资源的综合利用。2022年8月,内蒙古自治区人民政府印发《内蒙古自治区矿产资源总体规划(2021—2025年)》,提出强化对具有工业价值的共伴生矿产的利用,在技术可行、经济合理的条件下,必须综合回收。2023年3月,辽宁省自然资源厅发布实施《辽宁省绿色矿山建设专项规划(2021—2025年)》,科学设定了6项预期性目标:到2025年底前,要实现全省新建矿山投产1年后100%进入项目库;有效生产矿山绿色矿山建成率达到75%;绿色矿山建成数量要达到420个;出台全省绿色矿山管理办法;在省内要树立20个绿色矿山典范企业;制定省级菱镁矿绿色矿山建设规范。2023年3月,山西省人民政府办公厅印发《关于煤系地层矿产资源综合开发的意见》,制定了“全面推进综合勘查”“合力推进共伴生矿产出让”“统筹推进综合开采”“积极推进综合利用”等政策措施,特别提出“煤炭勘查项目要统筹共伴生矿产资源勘查,提交煤和共伴生矿产资源综合勘查实施方案,并按照相应矿种勘查规范实施勘查”。2023年9月,河南省自然资源厅印发《关于进一步完善矿产资源勘查开采登记管理的通知》,“鼓励现有采矿权人开展综合勘查和综合利用工作”“允许现有矿山(砂石土类矿产除外)在矿区范围内以及垂直投影的上下部,按照相关原则开展综合勘查工作,对共伴生矿产资源应当综合回收利用,涉及需要进行出让收益处置的,按照有关规定办理”。2024年12月,陕西省自然资源厅等七部门联合印发《关于持续推进绿色矿山建设的通知》,提出“到2026年底,新建、改扩建、生产矿山全部开展绿色矿山建设,绿色矿山建设格局基本形成,持证在产的50%大中型矿山要达到绿色矿山标准要求。到2028年底,绿色矿山建设工作机制更加完善,持证在产的90%大型矿山、80%中型矿山要达到绿色矿山标准要求”。2025年1月,山西省人民政府印发《山西省加快经济社会发展全面绿色转型行动方案》,提出“提高绿色煤炭供给能力”“到2028年底,持证在产的90%大型矿山、80%中型矿山达到绿色矿山标准”。2025年3月,山东省自然资源厅等八部门联合印发《山东省绿色矿山建设管理办法》,明确进一步规范绿色矿山的建设与申报、评估与核查、监督与管理等工作,加快推动山东省矿业绿色、高质量发展。
第二节 能源资源供需现状
一、能源资源消费特征
我国是世界上*大的矿产资源消费国,全球统计的40种矿产资源中,我国有30多种矿产消费量居世界**,其中,战略性关键矿产消费总量居世界**位,锂、钴、稀土消费量分别占全球总消费量的65.9%、42.8%和57.0%[1,2]。
我国经济从高速增长阶段逐步转向高质量发展阶段,矿产资源消费结构正在从传统大宗矿产向新能源关键矿产转变。消费结构转型是当前我国矿产资源消费*显著的变化,呈现“传统大宗稳规模、新能源矿产提占比”的鲜明特征。煤炭、铁矿石等传统大宗矿产的消费总量已趋于稳定或进入下降通道。而服务于新能源、新一代信息技术、高端装备制造等战略性新兴产业的战略性关键矿产需求呈现爆发式增长。锂、钴、镍作为动力电池的核心原料,其消费量随着新能源汽车产业的蓬勃发展而急速攀升;稀土因其*特的磁、光、电性能,在永磁电机、**装备、精密仪器等领域不可或缺;此外,用于半导体芯片的高纯石英、铟、镓等矿产的战略地位也日益突出。我国矿产资源消费的重心正从“黑色”重化工业向“绿色”高科技产业加速转变。
伴随着我国基础设施建设水平不断提升、城市化率持续提高、百姓住房持续改善和社会财富快速积累,我国重要大宗矿产资源消费增速已经开始放缓,战略性新兴产业的蓬勃发展对战略性关键矿产正在形成巨大需求。长期来看,除煤炭、铁矿等少数矿产消费将在“十五五”期间进入峰值平台区外,铜、铝等大部分矿产消费仍将增长,锂、钴、镍等发展清洁能源所需的战略性矿产需求仍将快速增长。
二、能源资源绿色开发现状
近年来,随着绿色发展理念在矿业行业日益深入人心,我国矿业领域迎来前所未有的变革。矿山绿色开发在转变资源利用方式、提高资源利用效率、协调资源开发与生态保护关系、推进企业履行社会责任等方面取得明显成效,推动矿业迈向高质量发展新台阶。
从2017年国土资源部等六部门联合印发《关于加快建设绿色矿山的实施意见》开始,到2024年自然资源部等七部门联合印发《关于进一步加强绿色矿山建设的通知》,7年间,绿色矿山建设的相关政策在不断调整中日臻完善。在政策引导下,经过多年实践探索,我国绿色矿山制度体系不断健全,标准体系初步建成,示范引领作用显著。绿色矿山建设推动绿色逐步成为矿山高质量发展的鲜明底色,稳步提升了矿产资源开发利用质量和效益。资源消耗低、环境污染少的绿色矿业发展新局面正在形成。根据全国绿色矿山名录管理信息系统公布的***绿色矿山名录(截至2025年3月底)及《自然资源部关于将辽宁*钢硼铁有限责任公司翁泉沟硼铁矿移出***绿色矿山名录的公告》(2025年第26号)、《自然资源部关于将辽宁铁法煤业(集团)有限责任公司晓明矿移出***绿色矿山名录的公告》(2025年第29号)等相关资料,截至2025年8月,全国已建成***绿色矿山超过1000家,省级绿色矿山超过3100家。绿色矿山数量较2020年翻番,矿山吨矿综合能耗平均下降18%,矿井水重复利用率超过90%,在煤炭与金属矿石产量稳中有降的情况下,产业增加值反而同比增长7.5%。
煤炭是我国的主体能源,“双碳”目标下,我国煤炭行业绿色低碳转型持续推进,建成***绿色矿山282座,取得了显著成效。煤矿开采工艺和装备水平明显提升。露天矿工艺设计持续优化,标准规范不断完善,开采工艺正由单斗-卡车间断工艺向半连续、连续工艺转变,且逐渐向综合开采工艺方向发展。在井工矿开采上,充填开采、煤与瓦斯共采、无煤柱开采等煤炭绿色开采技术得到推广,煤炭资源回收率显著增加。矿区生态修复治理效果显著,通过在矿区生态重建理论方面的探索与实践创新,涌现出一批绿色矿山建设样板。呼伦贝尔大草原深处的伊敏露天矿通过腐殖土回收、地下水恢复、放坡覆土、恢复植被物种等治理手段,实现“开矿不见矿、矿在美中藏”;黄土高坡上的平朔矿区坚持同步规划、同步实施、同步发展,形成了“剥离、开采、回填、复垦”一体化绿色矿山建设模式;青藏高原海拔高处的木里矿区通过构建




















