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2024年6月26日发(作者:夷陵区燕子贩产业园)

第31卷第6期 

2011年12月 

矿 冶 工 程 

MINlNG AND METALLURGICAL ENGINEERING 

Vol_31№6 

December 201 1 

煤炭矿区静脉产业体系构建 

张咏梅,张士强,黄现凤 

(山东科技大学经济管理学院,山东青岛266510) 

摘要:在对煤炭矿区生产、生活、社会等活动中产生的静脉资源进行分析的基础上,构建了煤炭矿区静脉产业横向体系和纵向体 

系,该体系的构建拓宽了静脉产业的内容,为煤炭矿区发展静脉产业提供了理论基础,对于提高煤炭矿区资源综合利用程度、减少 

源头污染具有重要的指导意义。 

关键词:煤炭矿区;产业体系;静脉产业;动脉产业;循环经济 

中图分类号:F407 文献标识码:B 文章编号:0253—6099(2011)06—0124—05 

Construction of Vein Industry System in Coal Mining 

ZHANG Yong・mei,ZHANG Shi-qiang,HUANG Xian-feng 

(Department of Economics&Management,Shandong University of Science&Technology,Qingdao 2665 10,Shandong, 

China) 

Abstract:The horizontal system and vertical system of vein industry in coal mining was constructed on the basis of 

analysis of vein resources generated from the production,living and social activities in coal mining.The construction of 

the system broadened contents of vein industy and prrovided theoreticl basis for the development of vein industy irn coal 

mining,which is of important significance to improving comprehensive utilization of coal mine resources and reducing 

sources pollution. 

Key words:coal mining;industrial system;vein industry;artery industry;circular economy 

动脉产业与静脉产业是循环经济体系构成的基 

础。动脉产业是利用新投入资源进行生产、消费等活 

动的,随着动脉产业的发展,不可再生资源逐渐减少, 

而可再生资源再生速度慢于资源消耗的速度,这种情 

况下人们将更加珍惜新资源,进而主动或被动减少其 

在社会、生产、生活活动中的投入量。新资源投入量的 

展提供各种资源的重任。煤炭矿区主要负责对矿产品 

开采、加工和利用,以及向社会输出矿产品,与此同时 

还会产生各种废弃物。这些废弃物如同一把双刃剑, 

充分开发利用起来就会是宝贵的资源,不开发利用就 

是严重的污染源。因此,研究煤炭矿区静脉产业体系 

构建,对于提高煤炭矿区资源综合利用程度、减少源头 

污染具有重要意义。 

减少和限量等导致了依赖大量投入新资源进行生产的 

方式将被大量使用再生资源的生产方式所替代。静脉 

产业是再生资源产生的主要渠道,因此,在可以预见的 

将来,静脉产业将成为经济发展的朝阳产业。不同行 

业、不同区域由于产业结构及消费方式不同,导致生 

1 煤炭矿区静脉产业资源情况分析 

煤炭矿区静脉资源种类繁多,它包括矿区企业生 

产和消费过程中产生的,可再利用和资源化的各种废 

弃物和共伴生物质。结合煤炭矿区的具体特点,本文 

产、生活、社会活动等投入产出的资源不同,其静脉产 

业运行体系也不同,这就需要针对不同产业、地区构建 

从资源产生及利用的角度进行分析,将矿区静脉资源 

分为以下七大类:①污水资源,包括矿井水、工业污 

水、生活污水、塌陷区积水等;②废弃土地资源,包括 

采矿活动形成的塌陷区、尾矿和固体废弃物堆存所占 

土地、物料存放所占土地资源、地面工业广场所占土地 

相应的静脉产业体系。目前,国内外学者对电子、汽车 

等行业的静脉产业研究比较多,而对矿区,尤其是煤炭 

矿区静脉产业体系的研究还不多见。 

煤炭矿区是新资源的主要产区,肩负着为经济发 

①收稿日期:2011-06—14 

基金项目:山东省软科学项目“山东省煤炭矿区静脉产业发展模式研究”(2010RKGA1069) 

作者简介:张咏梅(1969一),女,山东莱阳人,副教授,博士,主要研究方向为资源转型与可持续发展、财务成本管理。 

第6期 张咏梅等:煤炭矿区静脉产业体系构建 

等;③附属能源资源,主要包括余热资源、地热资源、 

修、生活用品生产、金融等行业,与煤矿密切相关的是 

水泥、机械维修等,水泥生产主要产生余热,机械制造 

生物质资源、煤气资源等;④固体废弃物资源,主要包 

括煤矸石、煤泥、粉煤灰等资源;⑤废旧设备设施资 

与维修主要产生金属下脚料、废旧设施设备等可利用 

资源。 

1.5矿区城市产生的资源 

源,如煤机、水泵、压风机、皮带机、刮板运输机(镏子) 

支柱、推溜器等;⑥废旧物资资源,包括皮带、托辊、钢 

轨、电缆、木材等;⑦伴生共生矿物资源,包括油页岩、 

高岭土、硫铁矿、钒钛等伴生共生矿产资源。 

要构建煤炭矿区静脉产业体系,需首先对矿区资 

源投入产出情况进行分析。各个矿区由于空间位置和 

矿区城市主要产生建筑垃圾、生活垃圾,一些多元 

化发展程度比较高的城市的相关产业也产生可以再生 

利用的资源。矿区所处城镇既有城市静脉产业的特 

点,同时兼具煤炭矿区静脉产业的特点。目前这方面 

的研究尚不成熟,城镇产生的建筑和生活垃圾还很难 

生命周期不同,在同一活动中投入产出的资源种类、数 

量也会有所不同。同时,不同生产、生活环节投入产出 

的资源种类和数量也不相同,分析了解这些不同点,是 

矿区静脉产业体系构建的基础。 

1.1煤炭开采产生的资源 

煤炭开采活动中主要使用采煤机、掘进机、绞车、 

风机、运输机械、支护材料等设备设施,投入水泥、木 

材、石子、炸药、电缆、皮带、金属网等物资,动用煤炭地 

质储量,在劳动者的运作下,开采出煤炭资源。开采活 

动在产出原煤产品的同时,会产生煤矸石、伴生共生矿 

物、矿井水、瓦斯、报废设备设施、废旧皮带、木材、电缆 

等可再生利用的资源;同时,煤炭开采活动造成地表塌 

陷,形成塌陷区,产生荒芜土地资源。 

1.2煤炭加工产生的资源 

煤炭加工主要是指洗选、加工成各种可以供用户 

直接利用的产品,如精煤、水煤浆、型煤等,这个过程主 

要是使用加工设备设施,投入能源、药剂、水、易耗配件 

等,对原煤进行洗选加工,利用劳动力产出:情煤等产 

品。同时,产生煤矸石、煤泥、中煤、报废设备设施、报 

废备件、洗煤废水等产品与副产品。 

1.3煤炭使用产生的资源 

矿区内使用煤炭的地方主要有电厂、煤化工、取暖 

及生活用煤等,随着循环经济发展,矿区采用锅炉直接 

取暖、居民生活直接燃烧煤炭量正在下降,在可以预见 

的将来取暖及生活用煤能够降到不予考虑的范围。矿 

区发电分为利用煤炭发电与利用煤矸石、煤泥及劣质 

煤发电两种方式,发电投入煤炭、水煤浆、煤矸石、煤 

泥、水等资源,使用发电设施设备,动用劳动力产生电 

力资源,同时产生余热、粉煤灰、炉渣、烟尘、二[业废水、 

报废设施设备等产品与副产品;煤化工主要是使用化 

工设施设备,投人煤炭、水等资源,生产出化二[产品,同 

时产生煤焦油、煤气、废热、废旧设备设施等可再生 

资源。 

1.4辅助活动产生的资源 

围绕煤炭矿区服务的产业有建材、机械制造、维 

统计。 

1.6农业等其它活动产生的资源 

在生态矿区建设中发展农业等活动产生的各种固 

废物质主要有废旧农用设备设施、农作物的秸秆等。 

2煤炭矿区静脉产业横向体系构建 

通过上面分析可以看出,煤炭矿区产生的可再生 

利用的资源种类比较多,但数量达到可以直接在矿区 

发展静脉产业规模的资源品种并不多。为提高可再生 

资源利用的程度,化解资源供需紧张的矛盾,提高生态 

环境的质量,对于数量不足以发展静脉产业的资源,建 

议采取对内输送或从外引进的方法发展静脉产业。这 

里仅对数量充足的资源进行分析研究,并构建煤炭矿 

区静脉产业横向体系结构,如图1所示。 

煤炭矿区静脉产业横向体系 

● 

l生产活动l I生活{舌动 社会活动I 

‘ 

以网废利 以气体资¨以报废或闲 l

用为糖b

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 探开发利¨

烛1日物ll 啧捐【 以余热废 以闭坑矿井 I 【伴生共生 

-。。。。。。。。。。。。一 

用的为领核域i心¨l

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再造的为领棱域

罡施 资再生为I

心  l

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镖 悯 热层级利 以土地复 基础设施利 矿物综合利 

的 用的为领枷域b 盼 量为}核甄域心 的 用为{雯核域心 的 用为领核域心  

+ ● ‘ ● + l + + 

煤矸石l l E碳I 圈 电厂余热 广场 油页岩 

耢煤灰l

煤泥l 

 

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回 回 

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。矸石砖。 

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宿舍 厂房、。 

 

高蛉土 

囫 .厂余热. I稀 山占司 l膨漶土 

城市垃圾l

炉渣l

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团 圆 余

。焦化厂。

热 嚣I

 

 

道路、

供排电水、设

供水、

供施气 、

 

乏风氽热l 

 铝

l 

矾土I

 

 

I尾矿 

匮面 学校、体育 馆

中热能

健身房 - 

.. 

稀土 

图1 煤炭矿区静脉产业横向体系结构 

2.1 以固废利用为核心的领域 

煤炭矿区主要的固废资源是煤矸石、煤泥、粉煤 

灰、炉渣、矿区城市垃圾等。 

煤矸石主要产生于井巷掘进、煤炭洗选、露天开采 

矿冶工程 第31卷 

剥离中 ]。根据煤矸石的特点,其利用途径主要有煤矸 

石发电、煤矸石制砖、造水泥、制有机肥、陶粒、微晶玻璃 

2.4以废旧物资再生为核心的领域 

煤炭矿区废旧物资主要包括皮带、托辊、钢轨、电 

等,其次是铺路、治理塌陷区、井下置换煤炭资源等。 

煤泥含水率高(20%30%),主要用来制水煤浆、 

发电、制有机肥等。煤泥水煤浆技术是在高浓度水煤 

浆基础上发展起来的煤泥浆燃烧应用技术。煤泥浆一 

缆、木材等。在静脉产业组成体系中,矿用物资修复发 

展比较成熟,以后应重点开发废旧物资的新用途、新功 

能,尤其是进行物资之间的替代研究,以提高这些物资 

的再生利用率。 

般对质量没有严格要求,只要能满足实际燃烧需要即 

可。煤泥制浆时一般不预先磨矿,不加或稍加一些起 

稳定作用的添加剂,制浆系统简单,生产成本低,可以 

2.5 以水资源循环利用为核心的领域 

煤炭矿区水资源包括地表水、工业废水、生活污 

水、地下水等四部分,地表水与地下水属于新鲜水的范 

作为静脉产业发展的重要组成部分。 

粉煤灰的物理化学性质不同,其综合利用途径也 

不相同,主要用作水泥添加料、井下防火材料、井下置 

换煤炭、制造建筑材料等;粉煤灰高附加值的利用途径 

是用作造纸、橡胶生产等的添加剂,制作微晶玻璃、陶 

粒等;部分矿区用粉煤灰制化肥,改良土壤。 

炉渣是以煤为燃料的锅炉燃烧过程中产生的块状 

废渣。炉渣主要用来制备建筑材料、铺路等,也有部分 

矿区用炉渣置换井下煤炭。 

矿区城市有机垃圾主要用来发电、堆肥等,建筑垃 

圾可以用来铺路、治理塌陷区和井下充填。 

2.2 以气体资源开发利用为核心的领域 

矿区气体资源主要有二氧化碳、二氧化硫、氮化 

物、一氧化碳、甲烷等,能够直接利用的是甲烷、一氧化 

碳,一般用作燃料,主要用于发电、生活等领域。二氧 

化碳是正在研究利用的气体,其利用途径之一是用于 

养殖藻类物质、生产植物油、制作饲料等,二是用来生 

产碳酸类产品,如碳酸饮料、碳酸类易分解的地膜、装 

修材料等。二氧化硫主要用来生产硫酸,氨法脱硫生 

产硫酸铵,石灰石脱硫生成石膏用于建筑材料。 

2.3 以报废的设备设施再造为核心的领域 

煤炭矿区设施设备分为通用、专用、共用三大类, 

通用是指各个行业都能使用,如客车;专用是指只在一 

个行业使用;共用是指几个行业都能够使用。 

从矿区情况来看,通用设备设施使用量不多,并且 

相关行业已经有静脉产业发展,因此矿区不适合再发 

展;共用与专用设备设施有的矿区使用量较多,有的使 

用量较少,量多的可以发展静脉产业,数量少的则不适 

合发展,但可以与相关区域或领域联合发展。从使用 

量及规模上看,煤炭矿区宜于发展支护设施设备、绞 

车、电机等为主体的静脉产业,采煤机、掘进机、运输 

机、通风机、水泵、变电器等宜于采用多矿区联合方式 

发展。设施设备主要采用再造技术发展静脉产业,将 

设施设备拆解,合格部件直接使用,不合格的采用纳米 

技术等进行修复使用,不能够修复的作原料使用。 

畴,不在讨论范围内。 

工业废水主要包括矿井水、洗煤废水、电厂废水、 

煤化工厂废水等;生活污水主要包括居民生活、职工洗 

浴及办公、相关服务业产生的废水。发展中水利用静 

脉产业既能缓解对新鲜水使用的压力,又能减轻污水 

与废水外排对环境的破坏。煤炭矿区水资源开发利用 

的静脉产业主要根据水质情况和用水环节对水质的要 

求,采用水资源集成与层级利用、循环利用等方式构建 

矿区水资源综合利用体系 J。 

2.6 以余热废热层级利用为核心的领域 

煤炭矿区余热及废热主要有电厂产生的余热,水 

泥厂、矸石砖厂、焦化厂产生的废热,乏风中携带的废 

热,高温矿井水携带的热能等,部分矿区也有地热资 

源。这些余热与废热如果不加以开发利用,将对矿区 

产生热污染,因此应该依据这些热源温度、数量、使用 

便利性等构建煤炭矿区热源静脉产业体系,主要用于 

采暖与制冷、职工澡堂加热、烘干、养殖与种植、工业发 

酵、井口防冻等领域,利用层级、梯度、循环等利用原 

理,进行规划使用。目前支持技术是溴化锂、地源热泵 

等技术。 

2.7 以土地复垦为核心的领域 

这里的土地主要指土地塌陷造成的荒芜土地、已 

经形成的矸石山占用的土地、废弃基础设施、厂房、广 

场等占用的土地资源。土地资源的再利用本身不属于 

静脉产业的范围,但目前又没有其它领域可以列入,而 

煤炭矿区大量存在这种现象,因此,本文将其纳入静脉 

产业体系。不同矿区由于煤层厚度不同、开采方式不 

同、生产规模等不同,造成荒芜土地资源量也不同,在 

发展时应根据具体情况有选择性的发展。目前主要是 

土地治理、复垦与开发利用,主要分为工业、住宅、农 

业、景观等使用。 

塌陷区土地资源已经遭到严重破坏,主要的任务 

就是对其进行综合治理,防止进一步恶化。 

矸石山用地的复垦有以下方法:对于存在污染、不 

宜复垦作为农牧业生产用地的矿山废弃地,可以根据 

其污染程度开发其他用途如作为工业用地、垃圾存放 

第6期 张咏梅等:煤炭矿区静脉产业体系构建 

地等;对于可开发为农牧业用地的矿山废弃地,应对其 

进行全面的监测与评估。此外,还可以利用表面覆土 

种植技术进行矸石山人工造景。利用矸石山造景,引 

水上山,既解决了矸石自燃产生的环境污染问题,又为 

矿区创造了一个良好的工作、生活环境。 

废弃基础设施、厂房、广场等占地可以根据其地理 

位置改造再利用或开发成住宅区、商业区等。 

2.8 以闭坑矿井基础设施利用为核心的领域 

煤矿资源枯竭后闭坑的矿井基础设施主要包括道 

路、供水、供电、供气、排水等设施,同时也存在大量的 

职工宿舍、办公楼、食堂、厂房及其它服务性的建筑物, 

还有广场、学校、体育馆、健身房等设施及其它资源。 

这些资源,尤其是土地资源是能够反复使用的,因此应 

该建立基于基础设施利用为核心的静脉产业领域。目 

前这方面的应用领域主要有建设煤炭博物馆和工业旅 

游地、开发商业区与居民区、开发工业用地、农业养殖 

与种植用地等,井下硐室与设施主要用来搞养殖、种 

植,作为水仓或二氧化碳存放地等,同时也可以作为城 

市建筑垃圾的处理场所,充分发挥这些基础设施设备 

一 煤炭矿区静脉产业纵向体系 一 

的功能。 

2.9 以伴生共生矿物综合利用为核心的领域 

伴生共生矿物利用应该属于动脉产业研究的领 

域,但由于多数煤炭企业没有进行分采分离,分类加 

工,将其与煤矸石一样作为固废处理,因此本文将其作 

为矿区静脉资源来看待。煤矿伴生共生矿物主要有油 

页岩、高岭土、膨润土、铝矾土、硫铁矿、稀土等资源,对 

这类资源主要采取分采分运、分类加工措施进行处理, 

但要根据储存数量来决定。如煤系高岭土的利用主要 

分为两个方面:一是煤系高岭土经粗选后作为建筑材 

料、铸造型砂,经过改性处理后可作为橡胶、塑料的填 

充料;二是煤系高岭土还可以用来提炼金属铝、合成 

4A沸石、生产聚合氯化铝和白炭黑及铜板纸涂料。煤 

系硫铁矿的利用主要是用来制取硫磺和工业硫酸,而 

油页岩可炼制页岩油等。 

3煤炭矿区静脉产业纵向体系结构分析 

前面根据静脉资源的产生渠道及利用途径,构建了 

煤炭矿区静脉产业的横向体系。由于静脉产业的资源 

分散在各个领域,不同的资源开发利用的环节也不同, 

并且在现有技术条件下,不可能对固废进行完全彻底的 

开发利用,因此,需要从纵向或产业链的角度,对矿区静 

脉产业体系构成进行分析,即构建静脉产业纵向体 

系 J。煤炭矿区静脉产业纵向体系结构如图2所示。 

3.1资源回收 

资源回收是静脉产业的起点,就是通过直接或间 

图2煤炭矿区静脉产业纵向体系结构 

接等方法,利用逆向物流的原理,将分散在企业、社会 

等的可再生、再利用的资源回收起来。一般规模或数 

量较大的资源由资源提供单位直接卖给相关静脉产业 

企业或再生资源回收单位,数量较少则由再生资源回 

收的商贩回收。资源回收需要根据资源性质、数量等 

建立资源回收网络。煤炭矿区资源回收分成两部分: 

是规模、数量较多的资源,符合建立静脉产业规模要 

求,由企业直接回收利用,这方面的资源主要有煤矸 

石、粉煤灰、污水与废水、余热与废热、土地、基础设施、 

伴生共生矿物等;二是数量比较少,达不到建立静脉产 

业规模的资源,可以通过回收网点回收、矿区集中开发 

利用或交易到其它地区利用,这些资源主要包括生产 

设施设备、废旧物资、电子设施设备与用品、生活用 

品等。 

3.2资源分类处理 

规模较大且品种单一的资源,能够直接输送给相 

关静脉产业使用,而通过网点回收回来的资源品种多, 

数量少,成分复杂,需要进行分类处理后才能供有关产 

业使用。如金属、玻璃、塑料、橡胶等,这些资源数量较 

少,一般经过分类处理即可对外销售。 

3.3资源再造 

资源再造由拆解、分类、维修维护、再造、安装使用 

等环节组成,简单的设施设备可以直接进行维修维护 

或再造,复杂的设施设备通过拆解、分类,对合格部件 

进行维修维护后可以直接使用,不合格的部件采用纳 

米等相关技术进行再造,不能再造的部件和材料则进 

入再生环节,部分设施设备经过再造就能够直接利用。 

煤炭矿区能够达到规模的再造资源主要是单体支柱、 

矿冶工程 第31卷 

皮带、矿车、小绞车、小电机、局部变压器、小电器、刮板 

运输机、跳汰机等,这些资源再造工艺比较简单,一个 

矿区就能够建立再造体系;采煤机、水泵、掘进机、通风 

机、大型变压器等由于规模数量不够,需要对外合作进 

行再造,也可以通过输出资源或是将外面资源引进来 

的方式,建立相关再造基地。 

3.4资源再生 

资源再生是对不能直接再造利用的资源通过一定 

生产环节或流程,将其加工成原料的过程。煤炭矿区 

可以再生的资源主要有废旧金属、橡胶、塑料、废旧纸 

张、有机生活垃圾、种植养殖的废弃物等。资源再生的 

主要处理渠道一是资源化处理,就是将废弃物加工成 

相关资源;二是对生活垃圾、种植养殖产生的废弃物经 

过沼气池或堆肥生成有机肥及沼气。 

3.5资源无害化处理 

资源无害化处理主要是对无法利用或暂时无法使 

用的废弃物等进行掩埋、储藏等处理。随着技术进步, 

需要进行这个环节处理的资源将越来越少。 

3.6服务领域 

静脉产业的服务环节主要包括技术服务、金融和 

物流,其中金融不需要单独发展,技术服务主要由相关 

科研机构与高等院校提供。因此,煤炭矿区需要建立 

的是静脉产业物流体系,一方面是再生资源回收体系, 

另一方面是资源交易体系。资源交易体系包括再造产 

品与再生资源的销售、对外输送资源销售、矿区静脉产 

业发展所需资源的购进等。 

在上述各环节中,资源回收是矿区静脉产业发展 

的起点,只有构筑完善合理的资源回收网络,才能使相 

关资源得到及时有效的回收,才能为静脉产业的发展 

提供源源不断的原料,回收网络建设也包含矿区再生 

资源基础设施建设与完善;资源分类处理是矿区静脉 

产业资源回收网络的延续,只有通过分类回收,才能做 

到依据资源的不同品质、属性进行开发利用,也就是说 

分类处理为资源的合理开发利用奠定了基础;再造、再 

生是矿区静脉产业的核心,再造是提高矿区再生资源 

利用效率的关键,也是节能减排的关键。无法继续再 

造的资源经再生后成为原材料。静脉资源能否得到合 

理开发利用,关键取决于资源再造与再生。资源无害 

化处理是静脉产业体系的最后环节。服务环节是联系 

各环节的纽带,通过运输、信息交流、金融、技术、交易 

平台等使各种资源在相关领域流动,将矿区静脉产业 

各个部分有机联系在一起,因此,服务环节是内外交流 

的纽带。 

4结 论 

通过对煤炭矿区资源进行分析,将煤炭矿区静脉 

产业涉及的领域主要分为横向和纵向两部分。横向体 

系主要涉及生产活动、生活活动和社会活动三个方面, 

根据煤炭矿区和静脉产业的特点,又将这三个方面所 

涉及的内容细分为九个核心领域,从而完成了对煤炭 

矿区静脉产业横向领域的体系构建。纵向领域主要从 

产业链的角度将静脉产业体系划分为六个环节,将矿 

区静脉资源根据其种类和利用途径的不同划归到不同 

的方面。 

煤炭矿区静脉产业横向体系的构建可以拓宽静脉 

产业的发展面,而纵向体系的构建可以提高静脉资源 

的利用程度,二者结合可以为煤炭矿区静脉产业的发 

展提供一定的理论基础和现实指导意义。 

参考文献: 

[1] 张咏梅,任一鑫,张士强.煤炭矿区生态系统设计与实践[J].矿 

冶工程,2010(3):l14—119. 

[2] 任一鑫,韩港,曾丽君.基于循环经济的静脉产业体系构建分 

析[J].工业技术经济,2009(5):23—26. 


本文标签: 资源矿区静脉产业煤炭