资源描述
第一章 概 述
第一节 矿田概况
一、位置及交通
1. 位 置
西乌珠穆沁旗包尔呼舒高布煤矿位于霍林河煤田西南部。霍林河煤田绝大部分处于通辽市扎鲁特旗境内,西南端处于锡林郭勒市西乌珠穆沁旗境内,包尔呼舒高布煤矿地处西乌珠穆沁旗的东北端,地理坐标为:
东经: 119° 14 ′58 ″~ 119° 16′ 23″
北纬: 45° 14′ 00″ ~ 45° 17′ 00″
内蒙古自治区国土资源厅于2005年9月12日给予西乌珠穆沁旗意隆煤业有限责任公司划定包尔呼舒高布煤矿矿区范围的批复(内国土资采划字[2005]0180号),确定矿区面积4.9188Km2,开采标高1020m~580m,批复的矿区范围预留期为一年。矿区由10个拐点组成,其拐点直角坐标如表1-1所示:
本矿为新建矿,煤矿隶属西乌珠穆沁旗意隆煤业有限责任公司,该公司为民营企业。
包尔呼舒高布煤矿拐点坐标表
表1-1
拐点号
X
Y
拐点号
X
Y
1
5018247
20677533
6
5014576
20678051
2
5017412
20678866
7
5014458
20677091
3
5016882
20678706
8
5015190
20677198
4
5016422
20678806
9
5015537
20676933
5
5015975
20678613
10
5017358
20677163
注:《储量核实报告》划定范围坐标表中有两个5号拐点,疑为笔误,此处将第二个5号拐点顺延,余类推。
2. 交 通
矿田位于霍林郭勒市西南方向50Km。霍林郭勒市至锡林浩特市之间的S204省道从矿区西缘通过。
目前煤田对外交通主要依靠通(辽)~霍(林河)公路和通(辽)~霍(林河)铁路。
通霍公路 :由霍林郭勒市经鲁北(扎鲁特旗北部)至通辽市,全长324Km,是304国道的组成部分,柏油路面。
通霍铁路 :由霍林郭勒市珠斯花车站经西哲里木、土列毛杜、科右中旗、扎鲁特旗等车站至通辽市,全程417Km。
霍林郭勒市至东乌珠穆沁旗和西乌珠穆沁旗分别有S101和S204省道相通,煤田对外交通尚属方便。
霍林郭勒市至煤田内部矿区有运煤专用铁路相通。详见交通位置图(插图1-1)。
二、自然地理与气象
1.地形地貌
霍林河煤田地处大兴安岭南段脊部,为一山间断陷盆地,煤田总体为北东、南西向狭长形展布,四周为1100-1350m的中低山峦环抱,盆地内部地势较平坦,东北和西南两端为低丘陵区,而本矿区位于煤田西南端低丘陵的南侧,海拔多在950~870m之间,地势低洼。
包尔呼舒高布煤矿处霍林河煤田西南部,地貌特征处于低丘陵与波状平原过度地带。矿区整体西南高、东北低。最高点位于9号拐点附近,海拔标高975m,最低点位于1号拐点附近,海拔标高950m,比高25m。
霍林河是流经煤田东缘的最主要水系,发源于距煤田南部约30公里的罕山北麓,在煤田东北部流出煤田。霍林河全长250Km,河宽6m以内,水深0.5~1.5m,1973年4月~9月测得最大流量为1m3/s,最小流量0.37m3/s。预采矿田内没有明显水系,但有因暴雨而形成短暂的地表洪流,沿沟谷流出渗入第四系沙砾层中,使局部形成沼泽湿地,致使车辆通行困难,只能选择山根较高处而行,近年由于干旱少雨,沼泽也不多见。
2.气 象
矿田所在属于温带大陆性季风气候,干旱少雨,夏季温热,冬季严寒且长,春晚秋早。根据霍林郭勒市气象资料,最高气温33.6°C,最低气温-37.6°C,全年平均气温-0.50C;年平均降雨量358.98mm,且多集中在6—8月,日最大降雨量44.8mm,每年9月中旬至翌年5月为雪季,积雪期平均71~ 139天,平均最大积雪厚度8~20mm;冻结天数长达236天,最大冻土深度达2.35m;年蒸发量是降雨量的3倍;气候对露天矿生产有较大影响。
3.地 震
矿田内根据历史记载,多年未发生过地震,据“中国地震烈度区划图”标记,矿田区域地震烈度为6度。属弱震预测区。
第二节 方案编制依据
1. 内蒙古自治区国土资源厅给予西乌珠穆沁旗意隆煤业有限责任公司划定包尔呼舒高布煤矿矿区范围的批复(内国土资采划字[2005]0180号);
2. 海勃湾矿务局生产勘探队编制的《内蒙古自治区霍林河煤田详查区包尔呼舒高布煤矿煤炭资源储量核实报告》,以及根据霍林河煤田详查地质报告制做的有关图纸;
3. 国土资源部颁发的《矿产资源开发利用方案编写内容要求》[1999]98号;
4.《露天煤矿工程设计规范》。
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第二章 市场供需情况
第一节 产品市场供应与预测
一、市场分析
我国是一个以煤炭为主要能源的发展中国家,煤炭在一次性能源消费中所占比例达70%左右。近年来,我国国民经济快速持续稳定发展,煤炭的生产和消耗也逐年增加,2001年煤炭产量达到12.5亿t,消费量达到12.5亿t;2002年煤炭产量更增加到13.9亿t,接近历史最高水平,消费量也有较大幅度的增加。由于国家和各省、市、自治区采取煤炭宏观调控政策,有效扭转了煤炭生产行业供过于求的状况,目前达到基本平衡、局部偏紧的局面,煤炭价格呈现恢复性增长,2003年和2004年,煤炭市场持续好转,价格又有提高,同时期,电力工业也得到很大发展,仅从我国东北和内蒙东部来说,在建和将建电力项目就达十几个,对煤炭的需求将继续增加,因此,就煤炭市场而言,较之长久以来的价格与市场低迷,目前是建国以来最好时期。产销两旺仍将继续维持。
二、需求预测
煤炭市场的持续高速发展,虽然推动了我国经济的快速增长,但从煤炭行业自身来说,并不是健康发展。一些不具备起码安全条件的小煤窑在特定的历史条件下,受利益驱动作用,趁势而上,为了争夺市场,无视安全,滥采乱挖,造成大量的灾难和事故,引起党和政府的高度重视,从今年起,国家打算关闭不合格煤矿14000处,势必给基本平衡、局部偏紧的煤炭市场又造成较大缺口。包尔呼舒高布煤矿处于我国用煤中心的东北地区,且为露天开采,安全条件好,煤层赋存较好,适逢国家振兴东北老工业基地,又对煤炭行业进行整顿,其产品的销路不成问题,必将取得良好的经济和社会效益。
本矿田煤炭可做动力用煤,但由于煤层结构复杂,选采难度大,矸石混入多,毛煤产出后,应增加选矸环节。建议开发利用方案通过后,在下一步的可行性研究或初步设计中对选矸方法进行探索。
选后煤炭售价预计80元/t。
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第三章 矿产资源概况
第一节 地 层
一、区域地层
霍林河煤田位于二连盆地群东缘大兴安岭隆起地带的西坡,为一中生代含煤盆地,属于半地堑式断陷盆地类型。其基底为古生界石炭、二叠系轻变质岩和中生界侏罗系上兴安组火山碎屑岩,充填系列为中生界上侏罗~下白垩统霍林河组含煤碎屑岩,沉积类型为湖泊沼泽相。
与含煤岩系有关的地层由老至新为:
1. 石炭、二叠系(C-P)轻变质岩;
2. 上侏罗统兴安组(J3)火山岩;
3. 上侏罗统~下白垩统霍林河组(J3—k1h)
霍林河组为区内含煤地层,根据沉积环境的演变和含煤特征将其划分为六个岩段,由下至上分别为沙砾岩段、下泥岩段、下含煤段、上泥岩段、上含煤段和顶泥岩段,岩性主要为湖相泥岩、含煤碎屑岩,总厚度可达1700m,与下伏地层兴安组呈假整合接触。
4. 第四系(Q)
由中、下更新统冰碛物、冲洪积物,中更新统湖积物,上更新统冲洪积物、风积物组成。一般上部为腐植土、中部细砂或流沙层,分选、磨圆良好,下部为砾石层,磨圆和分选较差,地层厚度一般3~15m,最厚可达90m,不整合于一切老地层之上。
二、矿区地层
矿田位于霍林河煤田西南区的中浅部,地层发育与区域地层基本一致。根据钻孔揭露,矿田内发育和赋存的地层有:侏罗系上统兴安组(J3)、上侏罗~下白垩统霍林河组(J3-K1h)、第四系(Q)。(J3-K1h)以上地层构成露天矿的剥离物。
1. 侏罗系上统兴安组(J3)
区内广泛分布,但没有出露,岩性由灰绿色凝灰岩、灰褐~灰紫色晶屑凝灰岩组成,具微波状层理,含黑云母。厚度不详,据钻孔最大揭露厚度144.32m。该组地层构成煤系地层直接基底。
2. 侏罗系上统~白垩系下统霍林河组(J3—K1h)
为矿区的含煤地层,区内无出露。根据岩性组合特征和含煤特征可划分为六个岩段。其中一岩段以冲洪积物为主,厚度变化大,局部缺失。该岩段亦称为沙砾岩段,含SL3煤层;处露天矿基底,无须剥离;二岩段由灰~灰褐色或深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成,盆地边缘岩性变粗,该岩段亦称下泥岩段,不含煤层;亦为露天矿基底,无须剥离;三岩段岩性主要由砂岩、粉砂岩和煤层组成,是矿田内主含煤岩段,含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ煤组,称下煤组;为露天矿剥采主要对象,占剥采总量80%以上;四岩段以较厚的湖相泥岩为主,局部含薄煤,本岩段称上泥岩段;属露天矿上部覆盖物;五岩段岩性由灰、深色粉砂岩、泥岩、砂岩和煤层组成,含7、8、9、10、11号煤层,称为上含煤段;在开发方案中基本不触及,基本划在界外;六岩段岩性以泥岩和粉砂岩为主,中夹粗碎屑岩,不含煤层,称顶泥岩段。亦为界外。
霍林河组以湖相细碎屑为主,两个含煤段都是在较厚的湖相泥岩段的基础上淤浅后发育起来的。霍林河组在矿田的东部(浅部)曾遭受大面积的剥蚀,西部地层发育较全,揭露最大厚度687.92m。最小厚度为108.60m,一般400~500m。该地层平行不整合于兴安岭组火山岩之上。
第二节 构 造
一、区域构造
霍林河盆地位于大兴安岭南段山系的脊部,为半地堑式盆地。区域构造处于新华夏构造系的第三沉降带(大兴安岭西坡),是二连盆地群(亦称巴颜和硕盆地群)东缘一个具有代表性的盆地。
盆地总体呈NE方向展布,北段N27°E,中段N50°E,南段N20°E,走向略呈反S型。盆地的西北侧为F1盆缘断裂,北端为NWW~EW方向的断裂所限,东侧和南侧为侵蚀边界,总体为一半地堑式构造盆地。
盆地的上侏罗统~下白垩统地层霍林河组自东向西北倾斜。倾角一般小于10°,在盆地中心部位地层近水平,在盆地西北边缘地层向东南倾斜,倾角12°~15°。因此,盆地内地层总体构造形态为一不对称的向斜构造。
褶 曲
从盆地北东~南西有两个正向构造单元和三个负向构造单元相间排列,属于盆地内次级褶曲构造。依次为西林保向斜、珠斯花背斜、翁能花向斜、“三湖”宽缓鞍状背斜和西南部向斜。
断 层
区域内断层根据走向大致可分为NE(共16个)、NW(1个)、SN(共6)个三组,断层性质均为正断层,除盆缘断裂F1为同期沉积构造,后续有继承性以外,其他断层皆产生于煤系地层沉积之后。
二、矿田构造
矿田位于霍林河含煤盆地的西南区浅部,构造形态总体表现为向NW倾斜的单斜构造,倾向N65°W~N80°W,倾角平缓,一般10°~13°。浅部较陡,中深部逐渐变缓。矿田内发育F35、F15、F15-2三条断层,西侧发育F15-1断层,西南侧发育F49断层,现分述如下:
1. F35断层:从矿田的东北边缘通过,为F15的分支断层,走向N7°W,倾向W,倾角40°~50°,断距50m,在A15——2号ⅢB以下煤层通过,断缺Ⅵ号煤层,将ⅢB煤层至下泥岩段顶界距离断薄50m。
2. F15断层:从矿田的西部边缘通过,走向N80°~25°E,倾向NW,倾角60°,断距70~160m,该断层通过区内所有的倾向剖面,有较多钻孔控制,由于位于矿田边缘,对区内煤层影响不大。
3. F15-2断层:位于矿田的中西部,走向近南北、南部略偏东,倾向W,区内延伸了3Km,为F15的分支断层,倾角50°~60°,断距0~40m,由北向南变小尖灭,在A16-3号孔ⅢB煤层底部通过,断缺ⅢA煤层,ⅢB煤层被断薄4m左右,ⅡC与ⅢB间距被断缺30m。该断层发育严重破坏了矿田内煤层的连续性。
4. F15-1断层:位于矿区的西侧外围,走向N2°~45°E,倾向SE,倾角55°,落差0~50m,由于位于矿田外围,对区内煤层无影响。
5. F49断层:位于矿区的西南侧外围,为F15的分支断层,走向N30°,倾向NW,倾角55°,落差75m。该断层没有延伸区内,对矿田煤层赋存无影响。
总上所述,区内构造以单斜为主,倾角平缓,虽发育3条断层,落差较大,但断层不密集,根据现行规范对构造复杂程度的划分,矿田构造应属于中等类型。但在露天开采的条件下,F15-2断层破坏了矿田的完整性,对主要可采煤层造成错断,矿田的境界划分受到极大的影响,对矿田内储量的回收造成很大损失。
在区域和本矿田内,含煤地层沉积过程中及其之后,均未见岩浆活动迹象,因而对煤层的沉积和赋存没有任何影响。
第三节 可采煤层
霍林河煤田共含编号煤层17层,其中上含煤段含煤6层,编号分别为6、7、8、9、10、11,可采两层,分别为8、9号煤层,处矿田境界边缘。下含煤段含煤10层,编号为ⅠA、ⅠB、ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅢA、ⅢB、ⅣA、ⅣB、ⅣC,其中可采8层,分别为ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅢA、ⅢB、ⅣA、ⅣB、ⅣC;其中ⅣC煤层仅厚1m左右,距离ⅣB煤层4~17m,在露天条件下单层剥采比太大,工业发热量低,也不可采。沙砾岩段含煤1层,编号为SL3,为劣质煤,无工业利用价值,处开采煤层基底。
现把区内可采煤层具体特征叙述如下:
1. 8号煤层:位于上含煤段中部,煤层层位稳定,但在矿田的中浅部遭到了广泛的剥蚀,形成大面积的剥蚀无煤区,处于开采范围边界附近,露天开采时采不上。煤层总厚3.65~5.31m,平均4.53m。
2. 9号煤层:位于上含煤段的中部,8号煤层的下部。煤层层位稳定,但在矿田内中浅部遭到广泛的剥蚀,形成大面积的剥蚀无煤区,处于开采范围边界处,露天开采时也采不上。煤层总厚1.25~1.56m ,平均1.37m。
3.ⅡA煤层:位于下含煤段的上部,煤层层位稳定,由于后期的风化剥蚀,在井田形成将近一半的无煤区,煤层主要赋存于矿田的西半部。煤层总厚0.06~7.02m,平均4.75m,储量利用厚度0.6~6.01m,平均3.98m,含夹矸0~4层,一般两层,夹矸累计厚度0.6~1.74m.
4. ⅡB煤层:位于下含煤段下部,煤层层位稳定,由于后期的风化剥蚀,在井田形成近一半的剥蚀无煤区,煤层主要赋存于矿田的西半部,煤层总厚0.43~3.52m,平均1.67m,煤层结构简单~较复杂,含夹矸0~4层,一般0~1层,夹矸累计厚度0.12~1.87m,.
5. ⅡC煤层:位于下含煤段上部,煤层层位稳定,由于后期的风化剥蚀,在井田形成近一半的无煤层。煤层总厚0~3.43m,平均2.08m;储量利用厚度0~2.85m,平均1.79m,煤层结构简单~较复杂,含夹矸0~5层,夹矸累计厚度0.03~1.96m。
6. ⅢA煤层:位于下含煤段中段,属于Ⅲ号煤组的分叉之一,由于后期的风化剥蚀,在井田东部形成一定的剥蚀无煤区。煤层的主要分布范围在井田的中、西部地区。煤层总厚0~12.1m,平均8.65m,储量利用厚度0~9.50m,平均6.99m, 煤层结构复杂,含夹矸1~8层,夹矸累计厚度0.3~4.69m。ⅢA煤层属于层位稳定,大部赋存且可采的较稳定煤层,是开发利用方案的主采煤层。
7. ⅢB(Ⅲ)煤层:位于下含煤段的中部,ⅢB煤层属于Ⅲ号煤组的分叉煤层之一,与Ⅲ煤层合并区一起估算资源储量。由于后期的风化剥蚀,在井田东部形成一定范围的剥蚀无煤区,煤层分布范围与煤层大致相同,该煤层层位不稳定,在矿田的南部和西部的16—4孔附近变薄尖灭。煤层总厚0~15.41m,平均5.15m;储量利用厚度0~9.60m,平均4.03m,煤层结构简单~复杂,含夹矸1~10层,一般1~3层,夹矸累计厚度0.55~5.8m。ⅢB煤层与ⅣA煤层间距8.70~69.5m,平均34.76m。ⅢB煤层属于局部可采的不稳定煤层。
8. ⅣA煤层:位于下含煤段的中部,属于Ⅳ煤组分叉之一,合并区位于井田北部和东部,煤层总厚0.5~15.7m,平均7.00m,储量利用厚度0.5~11.68m,平均4.98m,煤层结构简单~复杂,夹矸0~8层夹矸累计厚度0.27~4.45m, ⅥA煤层与ⅣAB煤层间距5.63~19.75m,平均12.28m, ⅣA煤层在东部与ⅣB煤层合并,属于大部可采的较稳定煤层。
9. ⅣB(ⅣAB)煤层:位于下含煤段中下部,ⅣB煤层属于Ⅳ煤组分叉煤层之一,与ⅣAB一起估算资源储量。煤层总厚0~23.51m,平均5.26m,储量利用厚度0~14.41m,平均3.80m,煤层结构简单~复杂,含夹矸0.15~9.10m。煤层合并区位于矿田东北部,煤层显著变厚,储量利用厚度一般8m以上,最厚达14.41m,煤层分叉带迅速变薄至不足2m,在井田西南逐渐尖灭。与ⅣC煤层间距4.69~17.25m,平均10.31m。ⅣB(ⅥAB)煤层属于基本全区发育,大部可采的较稳定煤层,是开发利用方案的主采煤层之一。
10. ⅣC煤层:位于下含煤段中下部,煤层层位不稳定,只发育在井田的中部和南部,在23勘探线和A15勘探线之间及其以北形成较大面积的尖灭区。煤层总厚0~2.47m,平均0.98m,储量利用厚度0~1.77m,平均0.92m,煤层可采点零星分布。该煤层结构简单,一般不含夹矸,可采区含矸一层,厚度0.45~0.71m,ⅣC煤层属于不稳定的零星可采煤层。
第四节 煤 质
一、煤的物理性质及煤岩特征
(一)物理性质
矿田内煤呈褐~褐黑色,条痕褐色或略带褐黄色;暗淡光泽或沥青光泽;透镜状、条带状、线理状结构,层状构造;真比重1.50~ 1.66 t /m3,视比重1.25~1.35 t /m3,煤的视比重一般受灰分影响很大,随灰分增高而增大。
(二)煤岩特征
矿田内宏观煤岩类型属于半暗~半亮型。
上含煤段可采煤层中,有机显微组分以镜质组为主,平均含量56.5%,惰质组、半惰质组次之,平均含量30.7%,半镜质组和壳质组含量则很低,在无机显微组分中,以粘土类为主,平均含量8.7 %,氧化硅含量少。
下含煤段各主要煤层中,有机显微组分中镜质组含量更高,平均达71.3%,半镜质组次之,平均含量12.4%,惰质组、半惰质组及壳质组含量很低。在无机显微组分中,也以粘土矿物为主,平均11.1%,硫化物、碳酸盐类和氧化硅含量甚微。
全区镜质组仅射率0.370~0.603%,一般上部煤层(Ⅰ~Ⅲ煤组)低于0.5%,而Ⅳ煤组中有些煤层大于0.5%,因此煤的变质阶段为0阶段。与其对应的煤类为褐煤。
二、化学性质、工艺性能及煤类
(一)化学性质
1. 工业分析:
(1)水分(Mad)
8号煤层:原煤水分13.55~20.93%,平均17.24%;洗煤水分10.26%。
9号煤层:原煤水分21.76~24.26%,平均23.01%;洗煤水分9.85%。
ⅡA煤层:原煤水分13.87~28.15%,平均20.62%;洗煤水分15.73%。
ⅡB煤层:原煤水分14.25~25.01%,平均22.43%;洗煤水分14.25%。
ⅡC煤层:原煤水分18.48~30.261%,平均26.23%;洗煤水分13.28%。
ⅢA煤层:原煤水分17.06~26.25%,平均20.33%;洗煤水分8.96~10.90%,平均9.93%。
ⅢB(Ⅲ)煤层:原煤水分18.03~21.47%,平均19.82%;洗煤水分7.56~16.47%,平均10.63%。
ⅣA煤层:原煤水分8.25~25.41%,平均19.26%;洗煤水分22.56%。
ⅣB(ⅣAB)煤层:原煤水分8.56~21.56%,平均17.70%;洗煤水分7.95%。
ⅣC煤层:原煤水分15.67~22.55%,平均19.70。
综上所述:矿田内各可采煤层原煤水分普遍偏高,一般经洗选后的浮煤水分有明显的降低。各煤层原煤水分平均值和浮煤水分平均值变化都不大,前者在17.24~26.23%之间,后者在7.95~22.56%之间。
(2)灰分(Ad)
8号煤层:原煤灰分9.20~10.18%,平均9.69%;洗煤灰分9.00%。
9号煤层:原煤灰分7.63~8.45%,平均8.04%;洗煤灰分7.45%。
ⅡA煤层:原煤灰分12.91~39.94%,平均22.52%;洗煤灰分9.90%。
ⅡB煤层:原煤灰分19.31~25.70%,平均22.98%;洗煤灰分12.84%。
ⅡC煤层:原煤灰分11.05~21.30%,平均17.87%;洗煤灰分9.83%。
ⅢA煤层:原煤灰分8.89~23.92%,平均14.28%;洗煤灰分8.38~9.32%,平均8.86%。
ⅢB(Ⅲ)煤层:原煤灰分12.90~24.26%,平均17.81%;洗煤灰分9.73~10.34%,平均9.96%。
ⅣA煤层:原煤灰分17.34~34.53%,平均26.94%;洗煤灰分9.42%。
ⅣB(ⅣAB)煤层:原煤灰分18.16~36.14%,平均24.99%;洗煤灰分10.30%。
ⅣC煤层:原煤灰分24.46~36.98%,平均30.72%。
综上所述:矿田内上含煤段所含8、9号煤层,原煤灰分产率较低,平均灰分8.04~9.69%,为低灰煤;下含煤段的ⅡC、ⅢA、ⅢB三个煤层,原煤灰分产率14.28~17.87%,为中低灰煤;ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅢB四层煤原煤灰分产率平均值22.52~26.94%,为中灰分煤;ⅣC煤层原煤灰分产率30.72%,为中高灰分煤。
(3)挥发分(Vdaf)
区内各可采煤层挥发分产率较高,除ⅡA煤层为39.44%,低于40%以外,其余煤层挥发分平均值均大于40%。一般在42~43%之间。
2. 有害元素
(1)全 硫
根据利用钻孔统计,各可采煤层硫分含量较低,一般低于0.50%,为特低硫煤。
(2)磷
根据详查资料,矿田内煤中磷含量较高,最大值0.1170%,最小值0.0101%,平均值0.05%。其中ⅡA、ⅣA、ⅣC为中磷煤,ⅡB、ⅢA、ⅢB(Ⅲ)、ⅣB(ⅣAB)为低磷煤。
3. 元素分析
(1)碳(Cdaf)
区内原煤干燥无灰基碳含量一般比较稳定,在69.99~75.33%之间变化。
(2)氢(Hdaf)
区内各可采煤层氢含量较低,一般为3.98~5.64%,碳氢比一般14:1至15:1。
(3)氮(Ndaf)
区内各可采煤层氮含量不高且变化小,一般为1~1.36%,个别点小于1%。
可采煤层煤质特征表
表3-1
煤层号
洗选
情况
工业分析
分析基弹筒
发热量MJ/kg
全 硫
Std
Mad
Ad
Vdaf
8
原
13.55~20.93
17.24
9.20~10.18
3.69(2)
20.51~21.82
21.17(2)
0.19(1)
洗
10.26(1)
9.00(1)
44.39(1)
9
原
21.76~24.26
23.01(2)
7.63~8.45
8.04(2)
20.04~20.35
20.19(2)
0.16(1)
洗
9.85(1)
7.45(1)
41.75(1)
ⅡA
原
13.87~28.15
20.62(3)
12.91~39.94
22.52(3)
15.09~19.99
17.57(3)
0.19(1)
洗
15.73(1)
9.90(1)
39.44(1)
ⅡB
原
14.25~25.01
22.43(4)
19.31~25.70
22.98(4)
16.28~17.41
16.99(4)
0.19~0.28
0.24(2)
洗
14.25(1)
12.84(1)
42.99(1)
ⅡC
原
18.48~30.62
26.23(3)
11.05~21.30
17.87(3)
15.05~19.10
117.19(3)
0.30~0.37
0.34(2)
洗
13.28(1)
9.83(1)
44.02(1)
ⅢA
原
17.06~26.25
20.36(4)
8.89~23.92
14.28(4)
18.17~22.39
20.19
0.12~0.39
0.25
洗
8.96~10.90
9.93(2)
8.38~9.32
8.86(2)
43.32~43.49
43.41(2)
ⅢB
(Ⅲ)
原
18.03~21.47
19.82(4)
12.90~24.26
17.81(4)
16.61~21.95
19.16(3)
0.17~0.57
0.32(4)
洗
7.56~16.47
10.63(3)
9.73~10.34
9.96(3)
43.21~45.18
43.94(3)
0.19(1)
ⅣA
原
8.25~25.41
19.26(6)
17.34~34.53
26.94(6)
13.46~18.89
16.21(4)
0.47
洗
22.56(1)
9.42(1)
42.54(1)
ⅣB
(ⅣAB)
原
8.56~21.56
17.70(4)
18.16~36.14
24.99(4)
14.78~18.12
16.45(2)
0.37(1)
洗
7.95(1)
10.30(1)
42.00~42.26
42.13(2)
0.32(1)
ⅣC
原
15.67~22.55
19.70(3)
24.46~36.98
30.72(3)
13.80~19.22
15.64(3)
洗
综上所述:区内各煤层碳、氢、氮、氧四种元素含量稳定,无论在纵向上还是横向上变化都不大。
(二)工艺性能
1. 发热量:区内各可采煤层原煤分析基弹筒发热量(Qbad)平均值一般为16.45~21.17MJ/kg,属于中热值煤。矿田内原煤发热量的大小与灰分产率有关,有机组分越高,无机组分越低,原煤发热量也随之越高。
2. 液化性能:根据详查资料,矿田内下含煤段各可采煤层焦油产率4.47~8.81%,平均6.45%。除ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅢA、ⅣA为含油煤外,其余煤层为富油煤。
3. 煤灰成分、灰熔融性:根据详查资料,煤的灰分成中以SiO2含量最高,其次为Al2O3、Fe2O3、CaO,从纵向上看,SiO2的含量随着深度的增加而增高,只有Ⅲ煤组向深部降低,而Al2O3、Fe2O3、CaO各煤层在纵向上变化不大,只有Ⅳ煤组才随深度的增加而增高(见表3-2)。煤的最高软化温度1420℃,最低1211℃,平均1317℃,除ⅡA、ⅢA、ⅣC为低熔灰外,其余各层均为低熔灰(见表3-3)。
4. 腐植酸:根据详查资料,腐植酸样品中除风化煤腐植酸含量
煤层灰分成果表
表3-2
层
号
灰 成 分 %
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
8
57.33
4.20
20.78
6.89
1.36
9
46.18~63.17
53.19
4.85~20.10
11.09
2.81~19.09
12.30
5.33~16.83
12.71
0.74~2.38
1.67
2.48
ⅡA
53.20~73.45
62.20
1.67~18.80
9.81
1.78~15.19
10.23
1.30~14.49
6.36
0.35~2.12
1.16
0.83~4.95
2.93
ⅡB
62.15~75.62
68.89
1.84~16.70
9.27
2.86~14.68
8.77
1.23~1.64
1.44
0.78~0.79
0.79
2.97
ⅡC
66.28~80.17
72.23
15.60~17.25
16.43
3.39~8.30
5.85
3.56~3.83
3.70
0.47~0.75
0.61
1.98~2.26
2.12
ⅢA
49.87~69.81
58.27
5.62~21.81
13.28
2.89~22.66
8.64
1.66~18.84
9.67
0.41~1.32
0.94
0~4.01
2.89
ⅢB
(Ⅲ)
53.11~85.30
69.21
5.76~18.14
11.95
2.69~5.90
4.30
0.45~6.39
3.42
0.94~1.74
1.34
2.40~4.44
3.42
ⅣA
80.06
12.70
1.38
0.40
0.33
0.23
ⅣB
(ⅣAB)
70.47
16.62
3.21
1.05
0.28
1.59
ⅣC
62.12~64.53
63.33
19.31~21.89
20.60
3.38~3.43
3.41
2.99~3.74
3.37
0.45~0.59
0.25
1.79~2.08
1.94
各煤层灰熔融性成果表
表3-3
煤层号
8
9
ⅡA
ⅡB
ⅡC
灰熔融性
℃(ST)
1260
1170~1230
1193
1090~1390
1211
1203~1420
1312
1250~1430
1340
煤层号
ⅢA
ⅢB(Ⅲ)
ⅣA
ⅣB(ⅣAB)
ⅣC
灰熔融性
℃(ST)
1134~1342
1248
1175~1359
1267
1323~1400
1362
1418
1353
1301~1446
较高外,正常煤样含量全部低于20%,属于低腐植酸煤。
5. 可选性:根据详查资料,区内曾利用大孔径采取煤芯煤样做筒选煤样,按中煤含量确定可选性等级,确定ⅣA煤层为中等可选性,理论回收率为良等,二露天区按±0.1含量法确定可选性等级,当设定精煤灰分为10%时,ⅡB、ⅢB(Ⅲ)煤层为极易选~极难选;ⅢA为易选;ⅣA、ⅣB(ⅣAB)、ⅣC煤层为极难选。当设定精煤灰分为15%时,ⅣB(ⅣAB)煤层为中等~极难选;ⅣC煤层为易选~难选;ⅣA煤层为极难选。
全区没有采取煤层大样做筛分浮沉试验。
(三)煤 类
区内各可采煤层洗煤挥发分平均值在39.44~44.39%之间,焦渣类型1~2,原报告将矿田内煤类确定为褐煤。根据我国煤类现行分类标准(GB575-86),凡洗煤Vdaf>37%,在不压饼的条件下测定的焦渣特征为1~2时,用透光率Pm来区分褐煤和烟煤,Pm>50%者为烟煤,Pm<30%为褐煤,Pm在30~50%之间需增测煤样的内在水分,计算煤层的恒湿无灰基高位发热量Qgrmaf,当其数值大于24MJ/kg时,确定为长焰煤,小于24MJ/kg时,确定为褐煤。根据详查资料:矿田内煤的透光率一般在31.84~41.75%之间,由于未作内在水分指标,无法确定煤类,故使用原报告的成果,暂定为褐煤。
三、煤的风化
矿田内煤是非炼焦用煤,所以对氧化煤不予考虑。原报告对煤的风化带圈定了范围,但在文字报告中没有叙述圈定的依据,核实储量报告直接使用了原报告圈定结果。
四、煤质及工业用途评述
(一)煤 质
1、区内各可采煤层属中低灰煤~中高灰煤,以中灰分为主,牌号暂定褐煤。
2、区内煤硫分含量低,一般为特低硫煤。
3、各可采煤层原煤发热量平均值为16.45~21.17MJ/kg,属中热值煤。
(二)煤的工业利用方向
可做民用、火力发电等。
该区煤是否可用于气化、加氢液化等用途,需增测其它相关项目。
第五节 对煤层赋存条件的简要评价
经过对储量核实报告中矿床赋存情况及煤质煤类的综合分析,西乌珠穆沁旗包尔呼舒矿田内的煤层赋存可做以下归纳:
一、煤层形成于侏罗纪-白垩纪,成煤年代晚,变质程度低,基本属褐煤,发热量低,平均仅为16.45MJ/kg~21.17 MJ/kg, 属中热值煤,只可做动力用煤。
二、矿田处于霍林河煤田的西南部,是霍林河煤田边缘部分煤层不太理想的区段,煤层分叉严重,变薄甚至尖灭,造成很多地段煤层不可采。
三、F15-2断层对主采煤层破坏严重,按相应技术条件选择开拓运输方式后,断层上盘部位可采量很有限。
四、薄煤层在理论和规范上可采,但由于煤层倾角为缓倾斜,在实际开采过程中,如刻意对薄煤层进行选采,将对剥离工作面整体性造成破坏,导致工作帮坡角变小,增加大量超前剥离量,这种做法与有限的资源回收相比是得不偿失的,因此,开发利用方案对矿田内某些薄煤层做了合理舍弃(包括ⅣC煤层)。
— 27
第四章 水文地质及工程地质
一、矿区水文地质
矿田地处乌拉盖水文地质单元南部,无地表迳流,暴雨形成的洪流,汇入煤田中部的“三湖”之中,所谓“三湖”是位于煤田中部,呈东西方向分布的三个咸水湖,自西向东分别为辉特扎哈诺尔、敦德诺尔和扎哈诺尔,1989年8月实测面积和深度分别为1.02 km2、0.69m;0.85 km2、1.26m;0.49 km2、1.13m。
(一)矿田内含(隔)水层水文地质特征:
1、第四系(Q)松散岩层孔隙潜水、承压水含水层
全区分布,岩性主要为上更新统、全新统(Q3+4)冲洪积细砂和砾石,区内14-水1孔厚度32.95m,14-水2孔厚度16.80m,矿田内平均厚度32.41m,单位涌水量0.134~1.361L/s·m,水质类型为HCO3—Ca和HCO3—Na·Ca型。
2、上含煤段(J3-K1h5)风化带孔隙、裂隙含水层
分布在矿田内F15断层以西至矿田内西界狭长地带,含水层岩性主要为各种粒级的砂岩,根据邻区C15号孔资料,含水层厚度11.08m,水头高出地表2.51m,单位涌水量0.218L/s·m。
3、下含煤段(J3-K1h3)风化带孔隙、裂隙含水层
全区普遍发育,含水层岩性主要为各种粒级的砂岩,含水层厚度23.25~55m,底板标高856~893.84m,其上被隔水层覆盖,具承压性质。据14-2号孔抽水资料:水位5.40m,单位涌水量4.439L/s·m,水质类型为HCO3—Na·Ca型。
4、砂砾岩段(J3- K1h1)孔隙、裂隙含水层
基本全区发育,厚度变化很大,岩性主要为砾岩和各种粒级的砂岩,含水层厚度根据邻区资料为47.17m,单位涌水量0.463L/s·m。
5、上侏罗统火山碎屑岩(J3)风化裂隙含水层
位于煤系地层底部,矿田内内广泛分布,但无出露,岩性主要为岩屑凝灰岩、熔岩等;风化裂隙发育,富水性受裂隙发育程度控制,根据邻区巴河水4号孔抽水资料,单位涌水量为7.84L/s·m,水质类型为HCO3—Ca· Na型,矿化度0.30g/L。
本区隔水层主要为霍林河组上泥岩段和下泥岩段,现分述如下:
1)上泥岩段(J3-K1h4):由黑色泥岩、粉砂岩组成,主要分布在矿田内西部,厚度一般50~80m,隔水性能良好。
2)下泥岩段(J3-K1h2):由灰色泥岩、粉砂岩组成,全区分布,厚度一般60~80m,隔水性能良好。
(二)各含水层之间的水力联系
第四系含水层与煤系风化带含水层之间无明显的隔水层相隔,二者存在看较密切的水力联系,上、下含煤段之间,下含煤段与砂砾岩段之间有上、下泥岩段相隔,故彼此无水力联系。
(三)充水因素分析
1、大气降水:为本区地下水的主要补给源,降水多集中在6、7、8三个月内,为全年降水总量的86%以上,区内没有明显水系,部分洪水随地形流入低洼处或形成沼泽或流出区外,部分降水渗入地下。
2、地下水直接充水作用:地表覆盖厚层的第四系(Q3+4)砂砾岩
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