煤炭资源综合评价方法

煤炭资源评价的任务与基本特点~

煤炭资源评价是对影响开发开采效益及相关决策、与煤炭资源有关的内外部条件所做的全面评价。
一、煤炭资源评价的基本任务
煤炭资源评价属矿产资源评价的范畴。矿产资源评价是近20年发展起来的以地学、数学、经济学、技术学理论为基础的涉及基础地质、方法地质、经济地质门类的边缘学科。它以评估矿产的供开采可利用性及其潜在价值为主要内容，服务于国家或区域(地方)的社会发展规划，优选矿产开发建设项目。
煤炭资源评价不仅满足于对煤炭资源的预测，还必须在资源预测的同时进行煤炭资源的技术经济可行性的评价，以便正确评估我国的煤炭资源潜力。
煤炭资源综合评价的工作任务:
1)研究煤炭资源综合评价系统;
2)清理已发现但尚未开采的煤炭资源，确定评价单元，收集整理其全部评价指标特征值;
3)建立煤炭资源综合评价数据系统，按优劣程度对评价单元分类排序，分析煤炭资源形势，以便为今后煤炭资源普查与勘探及中长期规划和煤炭工业发展战略研究提供参考。
二、煤炭资源综合评价的指导原则
1)煤炭资源综合评价为介于矿床技术经济评价与资源形势分析之间的，以勘探区(井田)为单元的，对煤炭资源可利用性的优劣程度进行分类排序的定性定量评价。
2)力求符合煤田地质勘探实际，评价指标的原始数据从批准的地质报告中整理提取，地质报告没有包含的则依据区域资料进行类比或推断。
3)以现阶段煤炭工业和煤田地质勘探技术经济条件为基本尺度，以现行的技术政策、有关规范和技术标准为标准，确定指标特征取值、赋值标准及其分类界限。
4)分全国和省(区)两个层次进行评价。评价指标体系、指标特征取值、赋值以及方法模型全国统一，指标的重要度(权值)则根据各省(区)的资源特点和当地技术经济水平，通过专家意见调查分别综合制定，全国的指标权值按煤炭资源综合评价区分别制定。
5)以勘探区(井田)为基本评价单元，在地域上不重复，不留空白。以不同勘探程度分类，但评价的实体模型是一致的，按照统一的煤炭资源赋存区划综合汇总。
6)煤炭资源综合评价系统将是动态的，应随着国民经济的发展、科技进步和煤田地质勘探的深入，不断更新、充实。
三、煤炭资源评价的基本特点
煤炭资源综合评价是一个多因素、多层次、多目标的决策问题。煤炭资源开发的可利用性受自身的地质条件、开发技术条件及其外部条件等诸多因素的制约，需要选择合适、简捷的数学模型来分析处理这些繁杂的因素。层次分析法是解决此类问题的一个有力工具，为众多矿产资源综合评价工作者所采用。
改革开放、市场经济的发展对煤炭工业起到了重要的推动作用，同时也带来了很多的问题。首当其冲的是可供开采的后备资源不足;其次，在资源不足的同时，资源损失、浪费非常严重;第三，“三下”压煤量不断扩大。这就对煤炭资源进行综合评价提出了迫切要求。
对煤炭资源的评价是多角度、全方位的。人们除了从传统地质和开采技术条件这种“技术”的角度来评价其资源量(储量)及品质特征、开采技术条件之外，还从经济学的角度评价煤炭资源的经济价值、开采获益等。

矿产资源概略研究，是指用地质勘查阶段所获得的地质信息对资源的禀赋收益能力所进行的评价。即以内生经济性为主，外部经济性为辅的评价。评价的最主要成果是获得原地储量。下文阐述的问题有四:其一是开展概略研究阶段的经济评价办法的起因，其二是采用资源地质信息进行经济评价的可行性，其三是如何进行概略研究(即概略评价的方法)，其四是概略评价方法的可操作性。
1.开展概略研究阶段的经济评价办法的起因
煤田地质系统开展概略研究阶段的经济评价办法的起因是:1987年由国家计委、国家经委和全国储量委员会颁发试行了《矿产勘查各阶段矿床技术经济评价暂行规定》;接着地质矿产部下发了《矿产普查—详查阶段矿床技术经济评价实施细则》，规定自1988年1月1日起，矿产普查、详查和勘探(精查)三个阶段应当分别开展矿床技术经济评价工作，并规定矿产资源地质报告的第九章对资源进行技术经济评价。由于经济评价工作以往均是在获得相应地质成果的基础上由矿山设计部门进行评价，因此研究一套适合地质勘查阶段的经济评价办法成为十分迫切的任务。本书提出的概略研究办法，在1999年作者的专著《煤炭资源评价探析》中首次提出，又在2001年《中国煤炭资源有效供给能力态势分析》一文中加以补充和完善，是属于在地质勘查阶段进行经济评价的方法，它一方面与地质勘查工作内容不同，另一方面又与地质勘查工作相衔接，同时还可以由地质勘查单位完成。
2.采用资源地质信息进行经济评价的可行性
下面以煤炭资源为例，对使用地质勘查信息进行评价的可行性予以说明。煤炭工业部技术咨询委员会于1992年开展的“矿井综合评价及分类”研究中，应用层次分析法建立了评价指标体系，对各指标的相互关系及重要程度，通过理论分析和专家调查相结合而确定，进而得出“影响煤矿投入产出因素权重系数示意图”(图5-1)。从图中可知:①影响投入的因素中，地质因素的权重值是0.79;②影响产出的因素中，地勘阶段获得之信息的权重值是0.50;③在总的投入产出的影响因素中，地质勘查阶段获得之信息即地质因素的权重值占总值的0.70。因此，在地质勘查阶段进行技术经济评价，其可靠性可达70%。因此可以说，用地质勘查阶段所获得之煤炭资源信息，来评价其开采的经济性，其结果是可信的。

图5-1 影响煤矿投入产出因素权重系数示意图

3.概略评价的方法
概略研究工作的承担部门与可行性研究的承担单位有很大的不同，概略研究工作一般是由地质勘查单位来完成，而可行性研究一般是由设计部门或国家承认的具有相应资质的单位来完成。这个问题的重要性在于:一是地质勘查单位有能力并有资格开展资源经济评价，通过评价认识矿业权的价值，进而维护自己的权益;二是以地质勘查阶段获得的资料为基础，经概略研究可以快速获得矿产资源的原地储量，进而提高国家宏观调控的效率。因此制定概略研究的方法则成为问题的关键。煤炭地质部门从1995年开始对此问题进行研究。通过研究煤炭资源的经济运行规律，将煤炭资源地质信息中与开采效率相关的内容，经综合评判且按复杂程度将其分为一、二、三、四、五等。通过对现有数百个生产矿井等别与开采成本、等别与矿井生产能力、设计产能与投资以及煤质与价格等实际资料进行统计分析，建立定性和定量经济评价模型，进而制定了《煤炭资源地质勘查阶段技术经济评价方法(草案)》，即本书补录中所列之《煤炭资源概略评价办法》。
4.概略评价方法的可操作性
2001年煤炭地质总局在《中国煤炭资源有效供给能力态势分析》的研究报告中提出了《煤炭资源地质勘查阶段技术经济评价方法(草案)》。自2002年起，先后有云南省、黑龙江省、安徽省、河北省、重庆市、四川省、河南省、贵州省等省市，运用这种方法开展了全省(市)的和矿区的煤炭资源的有效供给评价，2006～2008年国土资源部委托中国煤炭地质总局开展的“首批煤炭国家规划矿区资源评价”课题研究工作，也使用此办法。实践证明这个办法简单易行、操作性强，评价结果可信度较高。

一、煤炭资源评价概述

我国早期的煤炭资源评价主要渗透于煤田地质勘探工作之中，如找煤、普查、详查、精查等勘探级别的划分以及煤层稳定性、地质构造类型、水文地质类型等的划分等，它们大多是定性的、经验性的。由于计划经济，一直没有开展真正意义上的煤炭资源评价工作。

我国的煤炭资源综合评价始于20世纪90年代初期。改革开放以来，煤炭工业生产及煤田地质勘探有了很大发展，以概略预测煤炭资源总量及定性评估其可靠程度的两次煤田预测成果显然不能适应煤炭工业战略发展研究和煤田地质勘查中、长期规划的需要。因此，第三次煤田预测一开始就提出预测与评价并重，要求在当前国内外矿产资源评价理论与方法的基础上，研制一套适合煤炭资源特点、满足煤炭资源勘查与煤炭工业发展规划需要的评价方法。在此期间，煤炭科学研究总院王熙曾、李恒堂完成了“煤炭资源技术经济评价方法———层次分析法在煤炭资源评价中的应用”课题;中国煤田地质总局完成了“鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价”课题(中国煤田地质总局，1996);地矿部北方煤炭测试中心赵隆业等完成了“鄂尔多斯早—中侏罗世煤炭资源开发建设条件综合评价”课题;中国地质大学吴冲龙研制了“煤炭资源的分类模糊综合评价系统(CRCVS)”;中国矿业大学地质系韩金炎与江苏煤炭地质局煤炭地质勘探研究所及长春煤炭科学研究所合作完成了“苏鲁豫皖四省交界煤炭资源综合评价方法研究”及“危急矿区(阜新矿区)煤炭资源综合信息统计预测”等课题。

基于地质评价及开采技术条件评价，煤炭经济学研究者在对煤炭资源经济评价方面取得了很多的成果。如王立信(1996)提出了以煤炭资源价值为核心的煤炭资源经济评价理论，并形成了相应的评价方法，刘海滨(1997)提出了以煤炭资源的勘探费用、开发投资、经营成本、外部成本和矿区煤炭价格为基础，评估煤炭资源资产价值的原理和方法。

现代煤炭资源评价的内容非常丰富，按照评价单元的性质，可以分为勘探阶段、建井阶段、开发阶段和闭坑阶段4类(汪云甲，1998);或开发型、勘探型、预测型3类(中国煤田地质总局，1996);按照评价内容，又可分为以下几种(汪云甲，1998):

1)单因素评价，如构造复杂程度评价、煤层厚度等赋存条件评价等;

2)煤炭资源综合评价，包括基于勘探类型的评价、基于开发优序的评价、基于开采工艺的评价、基于矿井地质条件的评价和基于矿井投入产出分析的综合评价等;

3)矿产资源条件与开发模式评价;

4)煤炭资源及其共伴生矿产可采性评价;

5)煤炭资源开发经济效益评价。

上述分类基本概括了煤炭资源评价领域的内容，对煤炭资源评价具有一定的指导意义。

二、煤炭资源综合评价

综合评价的实质是从评价对象主体中提取其本质属性，使之转换成可量化的价值尺度，用以度量被评价对象的状态或行为。如果把矿产资源综合评价看作一个系统，那么，构成此系统的基本要素将分别是评价对象、评价目标、评价模型(包括评价指标体系、评价数学方法)、评价群体和他们的偏好等。当评价对象(以勘探区、井田为单元的已发现尚未被占用的煤炭资源)和目标(开发建设可利用性的优劣程度)确定后，正确地选择评价方法模型和组织可靠的评价群体，综合他们的偏好，将是保证评价结果达到科学、实用、可信的关键。

用于综合评价工作的数学方法很多，有加权求和方法、模糊数学方法、灰色系统方法、层次分析方法等。这些方法各有特色，也都有其局限性，选择单一的方法作为煤炭资源综合评价系统的方法模型是不够全面的。

评价指标是评价对象本质属性的反映，也是评价行为过程的基础。煤炭资源的本质属性比较抽象，只能用有限的指标去本质地刻画其多属性领域的主要部分，作近似的表述。各评价指标在评价(表14-1)过程中所处的地位不同，即重要性不同，需要确定指标在评价过程中的权重，因此，合理选取设置评价指标和正确确定评价指标权重，将直接影响评价过程和评价的有效性。为力求全面、本质地反映评价对象的本质属性，在建立评价指标及其权重组成的评价指标体系时，应考虑体系的系统性、可操作性、通用性以及定性和定量相结合等原则，力争达到简明、实用、相对合理的效果。

三、评价方法概述

任何科学及方法的发展都经历了从定性到半定量、定量的发展过程。定量是必然的趋势，矿产资源评价亦是如此。无论是地质、开采技术条件还是经济评价，都是从早期的人为主观定性评价、专家经验定性评价，向客观指标定性半定量综合评价发展，最后发展到客观指标综合原理评价的最高水平。在这个发展过程中，评价方法从简单到复杂，从粗放到精细，评价的客观性、合理性及科学性不断提高。

表14-1 煤炭资源综合评价体系及特征分级标准

(据毛节华等，1999)

在构造一个科学、合理的评价系统时，组织可靠的评价群体、建立合理的指标体系、选择合理的方法模型，是主要的基础工作和关键。其中，指标体系和方法模型又是重中之重。

目前，建立指标体系和方法模型通常采用层次分析法、加权平均法、聚类分析法、神经网络、灰色理论、模糊综合评判法、模糊聚类分析、灰色聚类分析等方法。不同的方法有不同的功能、特点及适用范围。由于上述方法涉及大量的运算，电子计算机技术的运用则成为必然。现时可用的可视化编程语言非常丰富，如Visual Basic语言和Visual C ++等。

煤炭资源评价需要大量基础数据的支持，因此也离不开数据库工具。目前常用的可视化数据库软件是Visual FoxPro。该软件具有强大的项目及数据管理功能和便捷的应用程序开发能力，但其最大的缺陷是图形功能和空间数据功能极差，难以实现对大多具有空间特性的煤炭资源评价数据及表示评价成果的大量图件的科学管理。与之相比，地理信息系统(GIS)是进行煤炭资源评价数据处理的最佳选择。

GIS是信息时代的产物，它不仅能够存储、分析和表述现实世界中各种对象的属性信息，而且能够处理其空间定位特征，能将其空间和属性信息有机地结合起来，从空间和属性方面对现实对象进行查询、检索和分析，并将结果以各种直观的形式，形象而精确地表达出来。目前，GIS广泛应用于自然资源管理、城市和区域规划、地图测绘、市政设施管理、土地利用、环保、电力、通信、交通运输、石油及教育等领域(张大顺等，1994)。

作为一种先进的计算机应用程序，将GIS应用于煤炭资源综合评价之中，必然使得评价工作始于一个更高的起点，它不但使评价工作得以与国际接轨，而且使得评价的结果更加精确，结果表达更加直观，操作更加简便快捷。

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