1区域地质背景
矿区内地形较平坦,大部分地区为第四系亚砂土、砂砾所覆盖,基本无植被存在。形成沙尔湖矿区基本地貌形态的地质构造是沙尔湖坳陷。新构造运动在平原区自第四系以来,沉降幅度小,但分布范围广阔,新构造运动垂直振荡幅度小,第四系发育但不连续,受基岩隆起和断裂切割影响,少数地段被错断。
地壳稳定性是近代地壳活动的综合反映,地壳稳定性低则容易发生地质灾害,地质灾害对人类生产生活和建筑物的安全影响很大,沙尔湖矿区为地壳较稳定区。
矿区内一般地形海拔500~600m,区内矿床埋深最大920m,区内存在0、1、2、3、4、5、6号7个可采煤层,可采煤层平均总厚150.89m。整个采矿区内各煤层顶板岩石饱和抗压强度均小于30Mpa,煤层呈缓倾斜,一般小于25°,因此开采后冒落带的最大高度采用公式He=(1~2)M计算,导水裂隙带高度计算采用Hf=100 M/(5.1n+5.2)+5.1计算,(式中M为累计开采厚度(米),n为煤分层层数)[1-3]。通过计算,冒落带最高高度为119.83m,导水裂隙带最大高度为194.73m。由于井田内煤矿床埋深不大,经对煤层冒裂带的计算,会产生与地表之间的采空裂隙,开采后可能会造成地面沉降和变形。
2矿区资源概况
矿区内含煤地层为侏罗系中统西山窑组下段(J2x1)地层,控制的地层为地层总厚46.00-499.09m,平均厚度303.64m。共见煤层7层(组),其中可采煤层7层(组)。从上到下依次编号为0、1、2、3、4、5、6号煤层。0、1、2、3、4号煤层煤类为褐煤(HM),各煤层煤质变化不大;5、6号煤层煤类为41号长焰煤,煤层煤质变化不大。煤层总厚度0.49-225.50米,煤层平均总厚144.54米,含煤系数约47.60%。可采煤层厚度为3.64-225.50米,平均总厚度150.89米,含煤系数约49.69%,从面积可采系数来看, 6号煤层为全区可采煤层,2、4、5号煤层为大部可采煤层,0、1、3号煤为局部可采煤层。本次对0、1、2、3、4、5、6号煤层进行资源量估算。
矿区内煤层倾角总体小于45°,大部分地段均小于15°,以各煤层底板等高线水平投影图作为底图(选用1:10000比例尺)进行资源量估算,综合考虑,本矿区采用100米等高距进行资源量估算。采用地质块段法估算资源量,按勘查区边界线、勘查线、工程点连线、断层降级边界线、分水平划分块段、分煤层计算。对各级资源量块段从左至右,由上到下按序编号分级别估算资源量[5]。
本次通过对区内0、1、2、3、4、5、6煤层资源量估算,预测该矿区可获得总资源量(332+333)1105686万吨。其中褐煤118335万吨,长焰煤987352万吨。区内可采煤层7层(组),为0、1、2、3、4、5、6号煤,据各煤层煤质资料显示,0、1、2、3、4号煤为褐煤,5、6煤层均为41长焰煤(CY)。
3矿区资源开发条件
3.1交通条件
可从七克台镇出发,往南直接进入南湖戈壁,沿二级公路行进约100公里到达沙尔湖矿区。矿区内目前有部分勘查生产过程中,使用砂土铺设的临时简易路,后期可根据需要进行增补。总体来说,沙尔湖矿区在现阶段交通条件较好。
3.2电源条件
新疆电网已实现各地区电网之间的220 kV 联网,供电范围覆盖了乌鲁木齐等13个市、州和地区,以及新疆生产建设兵团的部分师团。自治区已于2008年对楼兰变电站升级扩容改造,升级到110KV变电站,同时建设从楼兰35KV变电站引出线路至沙尔湖矿区的110KV变电站。沙尔湖矿区的110KV变电站可满足矿区内的用电需要。沙尔湖矿区110KV变电站距沙尔湖矿点距离只有19公里,矿区规划从沙尔湖矿区的110KV变电站引35KV线路进线,以满足沙尔湖露天矿需要,沙尔湖露天矿内采取放射式配电。
3.3水源条件
矿区内不存在常年有水的水流及地表水。该地区地表无植被,是西北常见的戈壁滩,平行分布有一些梳状水系。只有在夏季偶尔下暴雨时期会形成暂时性水体,随着沟谷流下,且存在时间短暂,很快消失。
3.4煤层特征
据岩相、岩性特征和煤层分布等组合特征,可将其划分为上、下两个岩性剖面。地层厚约303.64米左右。见于钻孔中,以河流相积为主。含煤7层,煤层总厚度0.49-225.50米,煤层平均总厚144.54米。可采煤层厚度为3.64-225.50米,平均总厚度约为150.89米。
3.5煤质特征
矿区内发现的煤种类型为长焰煤和褐煤,平均热值可达到约5300大卡/公斤,原煤平均灰分为18.13%,挥发份平均为47.17%,含硫量平均为0.58%,属于燃烧后低硫、低灰、高发热量的优质动力燃料用煤和化工用煤。
3.6开采技术条件
该煤田含煤层25层,可采总厚度达174.69米,占地面积约360平方公里,储藏量约为644.8亿吨。新疆吐哈煤田哈密市沙尔湖煤矿区详查报告是整装煤田,构造中等,煤层倾角0°—39°,尚未发现大的断裂发育,为高度机械化开采创造了有利条件,开采条件简单,适宜建造大型露天煤矿。
4补充说明
矿区及邻域地表广布砂及砂土,遇大风沙尘弥漫而天空昏暗,大气环境质量中度-重污染。矿区煤层在二氧化碳-氮气带和氮气-沼气带之间,井采中极有可能在局部地段聚集,因风量不足而致灾。矿区煤层具自燃性,参考煤类、煤岩组分,煤层采出至地表,长期堆放,会对大气造成污染。
总体上矿床开发对地质环境有影响,但基于地处荒漠地带,即使引发上述环境地质问题,但对相邻地域总体地质环境无大影响。
5结论
(1)从矿区区煤层赋存的条件分析,其煤层较多,但主要煤层为一特厚煤层,煤层厚度随埋深增加而增厚,资源量丰富。
(2)该区煤层煤质情况相对较好,非常适合用于大型、特大型发电、煤化工用煤的基地使用,并且其低灰低硫及其它有害元素均低于国家标准,属环保用煤。可早日进行后续的详细勘查工作,尽早开发利用沙尔湖矿区的优势资源。
参考文献:
[1]宋洪柱. 中国煤炭资源分布特征与勘查开发前景研究[D].中国地质大学(北京),2013.
[2]秦冬冬. 新疆准东矿区缓斜巨厚煤层多分层开采覆岩结构演变机理及控制[D].中国矿业大学,2020.
[3]李玉坤,李广.吐哈盆地沙尔湖煤田煤质煤岩特征及煤相分析[J].煤炭科学技术,2019,47(05):198-205.