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        新疆三塘湖煤田條湖礦區(qū)煤炭資源概略研究

        2021-08-02 01:25:50張相惠一凡吳斌高文博新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局一六一煤田地質(zhì)勘探隊(duì)新疆烏魯木齊830009新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院新疆烏魯木齊830047
        化工管理 2021年19期
        關(guān)鍵詞:塘湖煤田資源量

        張相,惠一凡,吳斌*,高文博(.新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局一六一煤田地質(zhì)勘探隊(duì),新疆 烏魯木齊 830009;.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830047)

        0 引言

        新疆維吾爾自治區(qū)作為我國(guó)西北地區(qū)占地面積廣闊、礦產(chǎn)資源極為豐富的省區(qū),其能源礦產(chǎn)主要以煤、石油、天然氣及水利資源為主,全疆分布的含煤盆地面積約為7.8×104km2,以侏羅紀(jì)煤層為主,區(qū)內(nèi)焦煤、肥煤及氣煤含量較低。長(zhǎng)焰煤及不粘煤等煤種占總量的九成以上,其資源量豐富,有害元素成分極低,煤質(zhì)良好。分布在哈密地區(qū)的煤田除三塘湖煤田外,還有巴里坤、沙爾湖等大型煤田[1],煤炭資源量6.21×1011t。

        2010年,我國(guó)煤炭產(chǎn)量達(dá)3.24×109t,全國(guó)煤炭產(chǎn)銷兩旺。次年全年新疆原煤產(chǎn)量達(dá)1.2×109t,同比增長(zhǎng)20%以上,實(shí)現(xiàn)了新疆煤炭產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的良好局面,煤炭資源在勘探、開(kāi)采技術(shù)手段及成果突飛猛進(jìn),2011年實(shí)現(xiàn)“疆煤東運(yùn)”2.0×107t,進(jìn)一步支援了寧夏、甘肅等地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。據(jù)統(tǒng)計(jì),新疆規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)煤炭消費(fèi)量為5.23×107t,全社會(huì)煤炭消費(fèi)量約6.0×107t。三塘湖礦區(qū)煤炭外運(yùn)勢(shì)在必行,主要供應(yīng)于甘肅、湖北、湖南、四川等缺煤省份[2]。本文通過(guò)對(duì)新疆三塘湖煤田條湖勘查區(qū)煤炭進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià),分析區(qū)內(nèi)資源量、煤質(zhì)開(kāi)采技術(shù)及外部建設(shè)條件,對(duì)礦區(qū)煤炭資源進(jìn)行合理規(guī)劃,在資金預(yù)算、經(jīng)濟(jì)效益分析、礦區(qū)環(huán)境治理等各方面逐一入手,進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),為條湖礦區(qū)后續(xù)生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù),同時(shí)為新疆煤炭資源研究評(píng)價(jià)做出科學(xué)指引。

        1 區(qū)域地質(zhì)背景

        三塘湖煤田隸屬新疆哈密地段的巴里坤哈薩克縣,條湖勘查區(qū)位于條湖凹陷北部,三塘湖勘查區(qū)東南部,如圖1所示,東西向全長(zhǎng)45 km,南北向均寬13 km,總面積約為563.7 km2。其地勢(shì)礦區(qū)西南側(cè)偏高而東北側(cè)低緩,為平坦寬廣的平原地形,由第四系砂土和礫巖覆蓋,地表植被稀疏,為風(fēng)蝕裸巖的戈壁荒漠地帶[3]??辈閰^(qū)周緣有良好的交通條件,多條通往縣鎮(zhèn)的公路和省級(jí)鐵路。區(qū)內(nèi)無(wú)地表水系,氣候較為干旱,常年少雨多風(fēng)。

        圖1 三塘湖煤田條湖勘查區(qū)地形圖

        三塘湖盆地作為一個(gè)沉積盆地,形成時(shí)代為中—新生代,屬于天山—準(zhǔn)噶爾構(gòu)造區(qū)三塘湖—淖毛湖山間坳陷。沉積較為完整的中新生代巨厚蓋層(3 390 m),總面積達(dá)8 900 km2,為盆地內(nèi)煤炭資源的重點(diǎn)富集區(qū)域;西南逆沖推覆帶位于盆地西南緣,具有顯著的推覆特征,面積約3 900 km2。區(qū)內(nèi)泥盆至二疊系地層發(fā)育較為廣泛,為海陸交互相,淺、濱海相的碎屑巖、火山碎屑巖和火山巖,含巨厚三葉蟲(chóng)或植物化石;中生界地層中侏羅系發(fā)育廣泛,以數(shù)套陸相碎屑巖沉積為主;含煤巖層三十余層,但三疊系和白堊系地層分布零星;第四系廣泛覆蓋于各凹地上層。

        2 礦區(qū)資源及開(kāi)采技術(shù)條件

        三塘湖礦區(qū)共獲1 000 m以淺資源量控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源/儲(chǔ)量(332)9 778.64 Mt,推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源/儲(chǔ)量(333) 16 652.78 Mt,預(yù)測(cè)的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(334)23 987.15 Mt,332類資源/儲(chǔ)量占總資源量的19%,332+333類資源/儲(chǔ)量占總資源量的52%。礦區(qū)主力煤層以長(zhǎng)焰煤為主且分布全區(qū),含少部分不粘煤。為低水分、低灰分、高揮發(fā)分、特低硫、磷等有害元素的長(zhǎng)焰煤,煤層頂?shù)装搴蛧鷰r的穩(wěn)固性偏差[3]。礦井生產(chǎn)工作時(shí),飽水砂巖體及夾層易發(fā)生滑移剪切,導(dǎo)致危險(xiǎn)的礦山工程等地質(zhì)問(wèn)題[4]。礦區(qū)主要可采煤層巖粉量在65~90%之間,火焰長(zhǎng)度大于100 mm,勘查礦區(qū)煤塵具有一定的潛在爆炸性,在今后的工作中應(yīng)加強(qiáng)煤塵爆炸性控制。條湖區(qū)變溫地溫梯度一般在0.3~2.9 ℃/100 m之間,礦區(qū)地溫梯度正常。

        3 礦區(qū)外部建設(shè)條件

        3.1 水源及電源條件

        新疆作為全國(guó)較為缺水的省份之一,哈密地區(qū)水資源補(bǔ)給主要來(lái)自冰川和東天山降水,水資源總量約為1.88×109m3,其中地表水1.07×109m3,地下水8.4×108m3,水源分布情況為:哈密市水資源總量為1.04×109m3,巴里坤縣水資源總量約5.08×108m3,伊吾縣為3.44×108m3。區(qū)內(nèi)地下水的儲(chǔ)藏、運(yùn)移主要因三塘湖受地質(zhì)構(gòu)造作用所產(chǎn)生的凹陷凸起帶,為地下水提供了良好的儲(chǔ)備及流通空間[5]。條湖區(qū)第三系含水層單位涌水量達(dá)2.0 L/s·m (井徑325 mm,降深5 m時(shí)的涌水量為800 m3/d),屬于中等強(qiáng)富水。區(qū)域地下水處理后可作為礦井生活、生產(chǎn)用水水源。

        新疆電網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)各地區(qū)電網(wǎng)之間的220 kV聯(lián)網(wǎng),供電范圍覆蓋了烏魯木齊等13個(gè)市、州和地區(qū),以及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的部分師團(tuán)。巴里坤縣是以農(nóng)業(yè)為主的縣城,工業(yè)設(shè)施薄弱,電網(wǎng)等級(jí)和供電負(fù)荷較低??辈閰^(qū)所在的三塘湖鄉(xiāng)周邊沒(méi)有大型變壓站,下一步煤炭開(kāi)發(fā)需要完善供電基礎(chǔ)設(shè)施。

        3.2 交通及通信條件

        三塘湖煤田內(nèi)部交通條件一般,僅在東部有一條三級(jí)公路和兩條勘查施工臨時(shí)修建的砂石便道。煤田外圍有3條三級(jí)公路及數(shù)條省級(jí)鐵路。為加快新疆優(yōu)勢(shì)能源轉(zhuǎn)化外輸及經(jīng)濟(jì)發(fā)展,交通設(shè)施將隨著三塘湖煤田的開(kāi)發(fā)進(jìn)行同步建設(shè),屆時(shí)交通運(yùn)輸條件將會(huì)非常便利。在通訊方面,新疆移動(dòng)公司已在三塘湖勘查區(qū)建設(shè)移動(dòng)交換站,能夠滿足當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)地質(zhì)部門在勘查作業(yè)中網(wǎng)絡(luò)傳輸和正常通訊的基本需要。伴隨礦區(qū)煤田的逐步開(kāi)發(fā),通訊設(shè)施將隨之得到改善和升級(jí)。

        4 礦區(qū)規(guī)劃

        4.1 生產(chǎn)規(guī)模及服務(wù)年限

        根據(jù)三塘湖礦區(qū)主要及其需求量,結(jié)合礦區(qū)的煤炭資源量、賦存條件及開(kāi)采現(xiàn)狀,礦區(qū)共規(guī)劃建設(shè)19個(gè)井(礦)田,礦區(qū)內(nèi)最大井型為15.0 Mt/a,最小井型為1.80 Mt/a,規(guī)劃礦區(qū)建設(shè)規(guī)模為117.6~142.6 Mt/a,均衡服務(wù)年限為70 a。

        4.2 開(kāi)拓方式及采煤方法

        認(rèn)真貫徹科學(xué)發(fā)展觀,根據(jù)三塘湖礦區(qū)的特點(diǎn),從提高煤礦生產(chǎn)企業(yè)的安全性,實(shí)現(xiàn)安全高效等目標(biāo)出發(fā),應(yīng)用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝,少部分運(yùn)輸和采掘設(shè)備引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品,提高生產(chǎn)集中化水平。創(chuàng)造有利的施工、開(kāi)采條件,以煤巷為主,盡量減少井巷工作,縮短建井工程時(shí)期[6]。依照井田開(kāi)拓原則,條湖礦區(qū)建設(shè)規(guī)劃的開(kāi)拓方式如表1所示。

        表1 井(礦)田開(kāi)拓特征表

        4.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)

        依據(jù)《煤炭工業(yè)礦區(qū)總體規(guī)劃規(guī)范》及《煤炭工業(yè)礦區(qū)總體規(guī)劃文件編制標(biāo)準(zhǔn)》,結(jié)合礦區(qū)實(shí)際狀況,現(xiàn)對(duì)本礦區(qū)規(guī)劃項(xiàng)目所需要的勞動(dòng)定員、建設(shè)資金及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行估算和分析。根據(jù)各單項(xiàng)工程開(kāi)拓開(kāi)采方案、生產(chǎn)工藝流程和機(jī)械化程度,并考慮管理體制的改革,按同類型項(xiàng)目配備勞動(dòng)定員。

        礦區(qū)建設(shè)總資金為19 044 553萬(wàn)元,固定資產(chǎn)資金為17 441 984萬(wàn)元,建設(shè)期借款利息為1 482 569萬(wàn)元,鋪底流動(dòng)資金120 000萬(wàn)元。礦區(qū)建設(shè)總資金約為1.61×1011元,其中固定資產(chǎn)的投資為1.47×1011元,建設(shè)時(shí)期借款利息1.25×1010元,鋪底流動(dòng)資金1.20×109元。根據(jù)三塘湖礦區(qū)煤炭外運(yùn)預(yù)測(cè)分配表和鐵路運(yùn)輸運(yùn)價(jià),結(jié)合目的地煤炭市場(chǎng)行情,計(jì)算煤炭外運(yùn)銷售收入,如表2所示。

        表2 三塘湖礦區(qū)外運(yùn)煤炭銷售收入估算表

        2023年后礦區(qū)可實(shí)現(xiàn)煤炭銷售收入621.50億元。通過(guò)規(guī)劃項(xiàng)目的建設(shè),可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益,將為推動(dòng)新疆維吾爾自治區(qū)穩(wěn)定及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出較大的貢獻(xiàn),從而產(chǎn)生良好的社會(huì)效益。

        4.4 環(huán)境保護(hù)

        當(dāng)三塘湖礦區(qū)規(guī)劃礦井形成設(shè)計(jì)能力142.6 Mt/a時(shí),礦區(qū)生活污水排放量約486萬(wàn)m3/a(礦井及選煤廠464萬(wàn)m3/a),礦井井下排水量為1 925萬(wàn)m3/a。規(guī)劃生活污水及礦井涌水全部處理。規(guī)劃要求選煤廠煤泥水應(yīng)達(dá)到一級(jí)閉路循環(huán)的要求,不外排。由于當(dāng)?shù)厮Y源缺乏,井下排水經(jīng)處理后應(yīng)盡量利用,利用率應(yīng)達(dá)九成以上。并要加強(qiáng)和規(guī)范矸石堆放場(chǎng)處理模式的創(chuàng)新并定期整治管理,以防矸石淋溶水滲漏對(duì)地下水造成不必要的污染。按照“誰(shuí)開(kāi)發(fā)、誰(shuí)治理,誰(shuí)破壞、誰(shuí)恢復(fù)”的原則進(jìn)行生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作。盡量減少占地以及人為活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響,對(duì)采礦活動(dòng)造成的生態(tài)破壞應(yīng)及時(shí)修復(fù),提高對(duì)土地復(fù)墾等生態(tài)修復(fù)工作的重視程度[7]。

        5 綜合評(píng)價(jià)

        5.1 地質(zhì)條件

        三塘湖礦區(qū)共獲得1000 m以淺資源量的資源量控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源/儲(chǔ)量(332)9 778.64 Mt,推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源/儲(chǔ)量(333)16 652.78 Mt,預(yù)測(cè)的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(334)23 987.15 Mt,332類資源/儲(chǔ)量占總資源量的19%,332+333類資源/儲(chǔ)量占總資源量的52%。主要煤層主要為長(zhǎng)焰煤,其次為不粘煤,分布廣泛且遍布全勘查區(qū)。具有低水分、灰分,高揮發(fā)分,低硫、磷等有害元素,中、高熱值等特征。

        5.2 開(kāi)采及外部條件

        礦區(qū)屬于頂?shù)装逯苯印㈤g接進(jìn)水,水文地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單的礦床。煤層頂?shù)装寮皣鷰r的穩(wěn)定性劃分為穩(wěn)固性差類型。礦區(qū)占地廣,煤層多且厚度大,條湖礦區(qū)工程地質(zhì)條件為中等。三塘湖礦區(qū)總體瓦斯含量較低,多為二氧化碳帶并含少量氮?dú)鈳?,但部分煤層在局部區(qū)域瓦斯含量較高。區(qū)內(nèi)各主采煤層以Ⅰ類容易自燃、Ⅱ類自燃煤層占比最高,地溫梯度正常??辈閰^(qū)隸屬于巴里坤縣管轄。巴里坤縣與蒙古國(guó)相鄰,以農(nóng)牧為主,水資源緊缺,電網(wǎng)等級(jí)落后,基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)薄弱。目前的外部建設(shè)條件較差。煤田開(kāi)發(fā)應(yīng)該加快交通、供水、供電等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

        5.3 煤炭開(kāi)發(fā)

        三塘湖煤田為尚未開(kāi)發(fā)的一個(gè)整裝煤田,已有礦業(yè)權(quán)設(shè)置區(qū)塊少,面積小,有利于礦區(qū)的整體規(guī)劃、開(kāi)發(fā)及關(guān)系協(xié)調(diào)。規(guī)劃共分19個(gè)井田,其規(guī)劃建設(shè)規(guī)模在117.6~142.6 Mt/a之間,均衡服務(wù)年限70年。隨煤田的開(kāi)發(fā)建設(shè),將會(huì)帶動(dòng)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,經(jīng)估算本規(guī)劃項(xiàng)目直接增加就業(yè)3.12萬(wàn)人以上,為居民提供了大量就業(yè)機(jī)會(huì),增加群眾收入和地方財(cái)政收入,可極大地提高土地的利用價(jià)值、良好發(fā)展第三產(chǎn)業(yè);使當(dāng)?shù)亟逃?、科技文化水平有一定提升,?duì)偏遠(yuǎn)城市建設(shè)帶來(lái)深遠(yuǎn)影響和改善。但煤炭開(kāi)采造成的環(huán)境污染和生態(tài)破壞也將加劇,為人民生活帶來(lái)不良影響,所以在煤炭開(kāi)發(fā)的同時(shí)保護(hù)環(huán)境勢(shì)在必行。

        6 結(jié)語(yǔ)

        (1)條湖礦區(qū)位于三塘湖煤田條湖凹陷北部,區(qū)內(nèi)煤層分布廣泛,煤炭資源儲(chǔ)備量大,品質(zhì)優(yōu)良,具有低水份、低灰分、高揮發(fā)分,低硫、磷等性質(zhì)的長(zhǎng)焰煤及不粘煤,有良好的開(kāi)采前景。

        (2)勘查區(qū)內(nèi)交通條件較差,礦區(qū)外圍有數(shù)條省級(jí)鐵路和通過(guò)周邊縣城的三級(jí)公路,區(qū)內(nèi)水源、電源供給良好,通訊設(shè)備完善。

        (3)三塘湖礦區(qū)共建設(shè)19個(gè)井田,其中條湖7個(gè),規(guī)劃礦區(qū)建設(shè)規(guī)模為117.6~142.6 Mt/a,其均衡服務(wù)年限為70年。其中礦區(qū)煤炭外運(yùn)到甘肅、寧夏等地,預(yù)計(jì)在2023年后礦區(qū)煤炭銷售收入超過(guò)621億元。同時(shí)煤田的開(kāi)發(fā)建設(shè)在做好環(huán)保的同時(shí),可以帶動(dòng)周邊第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,增加當(dāng)?shù)鼐用窬蜆I(yè)和促進(jìn)地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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