第一章 井田概况及地质特征.docx
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第一章井田概况及地质特征
第一章井田概况及地质特征
第一节井田概况
一、交通位置
新疆**********有限公司煤矿位于**********区，距******市86km，行政区划属******管辖。
******至******区的沥青公路从该矿东部30km处通过，为该区主要南北向公路干线；另一条南北向公路为通过******的国防公路，上述两条公路经简易公路与该矿相遇，路况较好，交通比较方便。
交通位置见插图1-1-1.
煤矿地理坐标：
东经**********
北纬**********
井田中央地理坐标：
**********
**********
二、地形地貌
井田位于******中的一个山间谷地，地势南北两侧均为低中山，海拔高程2700～2900m。
井田内海拔高程为2392～2548m，相对高差一般50～100m；地形坡度5°～32°，一般10°左右。
地势北、东部为低山，西部为一平台，高差约50m；中部为一宽缓的斜坡向北东收敛成一沟谷。
三、河流、湖波的分布
井田内无地表水流及泉水，现矿井生产和生活用水均取自矿井井下水。
四、气象及地震情况
该区属大陆性干旱气候，且有山区气候特点。
冬季较为寒冷，夏季温暖，春季气候多变，秋季降温迅速。
全年最低气温在1～2月，月平均气温-13.6℃～-17.3℃。
全年最高气温在7～8月，月平均气温25.80℃～23.4℃，昼夜温差一般在10℃以上。
全年降水量最小，一般为170mm～201.1mm。
雨季主要在6～8月，年蒸发量一般为1882.6mm。
每年10月至年3月为冰冻期，最大冻土深度达1m，最大风速2.9m/s，一般1.2～2.0m/s，风向以西南为主。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），该区地震峰值加速度为0.1g，地震动反应谱特征周期为0.45s，对应的地震基本烈度为Ⅶ度。
五、煤田开发简史、现有生产、在建矿井和小窑分布及开采情况
新疆********有限责任公司煤矿始建于1986年，1998年进行扩建，扩建设计生产能力为6万t/a，矿井核定生产能力为6万t/a。
井田开采范围内共有三个井筒，既混合提升斜井、立井和斜风井，混合提升井井筒位于井田走向中部，布置于A号煤层顶板岩石中，为反斜井开拓，井筒支护方式为料石砌碹，主要担负全矿井提升煤炭、下放材料及设备等任务，井筒斜长140m，倾角25°，目前井下开采水平为+2365m。
立井位于井田中央，主要担负矿井生产井风任务，井深52.4m，井底标高为+2401m水平。
斜风井位于井田西部1勘探线附近，沿煤层底板布置、井筒斜长120m，倾角25°，井底水平为+2401m，担负矿井回风及行人任务。
矿井开拓方式为反斜井开拓，主要开采A号煤层，煤层厚度为13.05～29.69m；煤层倾角为13～34°，属特厚煤层，矿井现开采水平为+2365m；目前井田内+2365m水平以上的A号煤层已基本采空。
2004年开始矿井进行了改扩建，矿井现主要完成的井巷工程有斜风井、轨道下山、运输下山、回风下山以及工作面顺槽，其中斜风井井筒、工作面顺槽已施工完毕，轨道下山、运输下山以及回风下山已施工一部分。
斜风井：
在井田中部混合提升斜井井筒以西38m处，穿越A号煤层顶板新掘斜风井。
风井倾角30°，穿越A号煤层顶板布置，井筒净宽度2.2m，半圆拱断面，锚喷支护，井筒净断面积4.5㎡，担负全矿井回风任务，兼作矿井第二安全出口。
井筒内敷设排水管路、人行台阶及扶手。
轨道下山：
在+2365m运输水平靠近A号煤层底板附近的煤层中布置轨道山下，倾斜角12°，斜长93m，净宽度2.2m，半圆拱断面，锚喷支护，井筒净断面积4.5㎡。
运输山下：
在+2365m运输水平，沿A号煤层底板布置，倾角13～15°，斜长101m，净宽度2.6m，半圆拱断面，锚喷支护，井筒净断面积5.9㎡。
回风山下：
在+2365m运输水平靠近A号煤层底板附近的煤层中布置回风山下，倾角13～15°，斜长126m，净宽度2.2m，半圆拱断面，锚喷支护，井筒净断面积4.5㎡。
工作面回风顺槽：
在+2359m水平靠近A号煤层底板附近布置回风顺槽，净宽度2.2m，矩形断面，锚网支护，井筒经断面积4.8㎡。
工作面运输顺槽：
在+2359m水平靠近A号煤层底板附近布置运输顺槽，净宽度2.4m，矩形断面，锚网支护，井筒经断面积5.3㎡。
废井：
井田以西分布有废井四处，均为平。
建于1970年代。
最低开采水平为2150m，沿煤层露头掘进，造成地面塌陷。
1985年各井互相采通，造成煤层自燃被迫停产封闭。
该矿南部近邻为********开采A号煤层。
六、水源、电源
1、水源：
井田周围无水源地，矿井现用井下水在地面沉淀后利用。
2、电源：
目前该煤矿的工作电源取自相距33km处的一座飞机场变电所，电源线为LGJ-70，电压等级为10kw。
另外煤矿还有一台120kw的柴油发电机作为煤矿的备用电源。
七、矿区经济概况，工业、农业、劳动力、建筑材料情况、
矿区附近人口较少，主要维吾尔族为主，从事牧业，兼种少量农作物。
劳动力来源主要以合同工为主。
钢材、水泥、砂石等建筑材料主要从乌鲁木齐市购买。
第二节地质特征
一、矿区地层及构造
（一）地层
矿区内分布的地层由老到新分别为石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、第四系，分述如下：
1、石炭系：
主要出露于矿区的南部，北部有带状出露。
岩性为变质的砂岩、板岩以及页岩，与下伏地层呈角度不整合接触，厚度1842m。
2、二叠系：
出露于矿区北部，主要岩性为山麓河流相及河湖相，黄绿色、褐紫色砾岩，褐红色砾质泥岩，灰绿色砂岩、泥岩并夹有薄层灰岩。
沉积厚度达7742m。
与下伏地层平行不整合接触。
3、三叠系：
出露于矿区北部，主要岩性为河湖相或湖沼相的灰色、灰绿色砂岩、泥岩，暗灰色炭质泥岩、薄煤层，并夹有菱铁矿结核，下部见棕红色泥岩与灰绿色砂岩组成的条带，与下伏地层平行不整合接触。
厚度1383°。
4、侏罗系：
出露于矿区西北角，主要有河湖相、河流相、沼泽相沉积的砂岩、泥岩和煤层。
划分为喀拉扎组（J3k）、奇古组（J3p）、头顿河组（J2t）、西山窑组（J2x）、三工河组（J1s）、八道湾组（J1b）。
地层总厚度达4948m。
与下伏地层角度呈不整合接触。
5、第四系上更新统（Q3）：
广泛分布于矿区中部，为风成黄土、灰色砾石层。
厚度10～210m。
6、第四系上全新统（Q4）：
分布于河床或沟谷内，为砾石层，沙土风化岩块。
厚度不等，约1～30m。
（二）构造
矿区构造属天山纬向褶皱系内的柴窝堡凹陷带内，构造主要以隐伏的断裂为构造总体走向为北东向。
二、井田地质及构造
（一）地层
井田内基岩均为第四系覆盖，井田内未出露。
根据井筒揭露情况，本区发育地层有第四系上更新统（Q3）和侏罗系西山窑组（J2x）地层。
叙述如下：
第四系上更新统（）：
广泛分布于全井田。
浅黄至棕色黄土，其底部为破积，残积层，含有基岩岩块，顶部为0.20～0.50m的腐植土，厚度2～5m。
地表生长有草皮、云杉等植物。
侏罗系（J）：
为中侏罗系统西山窑组（J2x），隐伏于第四系地层之下，全区未出露。
经矿井揭露该套地层厚度280.5m，上部以灰白、灰、灰黄色中砂岩、粗砂岩，含砾粗砂岩及灰白色砂砾岩、砾岩为主，含杂色火成岩砾，分选中等。
次棱角、次圆状。
局部含铁质，风化后呈红砖红、暗红色。
为典型的辫状河道沉积，局部与下伏煤层呈冲刷接触。
下部为煤层及灰色、浅色、灰褐色粉砂岩、细砂岩、泥岩。
砂岩具水平层理、钙质胶结。
泥岩、泥质粉砂中含银杏类化石。
含菱铁矿薄层。
本组地层未见底。
（二）构造
井田构造总体为一单斜构造，井田内地层走向150°～180°，倾向东，浅部倾角20°～34°，一般为23°左右，深部变缓倾角13°～15.5°，平均14°，沿走向略有波状起伏。
井田构造类型为简单类型（Ⅰ类）。
三、煤层及煤质
1、煤层
井田内含煤地层为中侏罗统西山窑组（）含可采煤层一层，即A号煤层。
含煤地层岩性为砂砾岩、粗砂岩、泥岩和煤层组成。
该层平均厚度为280.5m，煤层平均厚度为20.83m，含煤系数为7.4%。
A号煤层井田内全区可采，发育稳定，最小厚度13.05m，最大29.69m，平均20.83m，全区煤厚变化很小。
煤层中不含夹矸，结构简单，煤层厚度变异系数为31.59%，属稳定类煤层。
煤层顶板岩性为，底板为深灰色泥岩。
煤层特征见表1-2-1
煤层特征表
表1-2-1
含煤地层
煤层
编号
煤层厚度
夹矸层数（个）
可采性
稳定性
视密度（t/m³）
顶板
岩性
底板岩性
中侏罗系西山窑组
A
13.05-29.69
无
可采
稳定
1.3
粉砂岩
泥岩
2、煤质
根据《新疆********煤矿生产地质报告》，A号煤层的物理性质为煤岩墨色，块状或层状构造。
弱沥青光泽，易染手，条痕呈棕色，条带状及块状结构，中等硬度，夹数层薄层状暗煤，具残差状，阶梯状断口，节理、裂痕较发育。
易燃、焰短、烟少。
煤岩特征：
宏观煤岩类型为半暗型，煤岩组分以暗煤、丝炭为主，亮煤次之，镜煤少量。
A号煤层以丝炭组为主，含量可达60%-70%，凝胶化组分达20%，半凝胶化组分小于10.0%，稳定组分小于5.0%，无机质主要为粘土矿物和碳酸盐矿物，硫化物甚微，其含量小于5.0%。
凝胶化组分以基质体和均质体为主，镜煤、木质镜煤及木煤少量。
丝炭化组分以有机结构组分为主，基质体次之。
煤层粘结指数（GRI）为零，具不粘结性。
焦渣特征（1-8）：
经化验测试为0.2.
固定碳（Cnd）：
该煤层固定碳含量最高为61.57%，最低为51.57%，平均57.96%。
煤层变质阶段属（Ⅰ阶段）的不粘煤。
A号煤层的煤质均为特低灰、特低硫、特特低磷、高发热量煤，煤灰熔融性为高熔灰分的煤，属低变质烟煤，煤质为31号不粘煤（31BN）。
煤的工业分析、元素分析结果详见表1-2-2、1-2-3.
工业分析结果
表1-2-2
煤层
分析基
水分
Mad（%）
灰分
Ad（%）
可燃
挥发性vdaf（%）
全硫
St,d
（%）
灰熔融
性ST
（℃）
粘结指数GR
干燥发热量Qb,d
（MJ/kg）
煤牌号
A
4.65
2.94
35.47
0.3
大于1320
0
29.61
不粘煤
元素分析结果表
表1-2-3
煤层成分
碳Cdaf（%）
氢Hadf（%）
磷Pd（%）
氮Ndaf（%）
氧Oad（%）
A
71.62
4.12
0.001
0.83
14.2
煤的工业用途：
根据地质报告提供的资料，该煤层的煤质具有特低灰、特低硫、特低磷、高发热量，不具粘结性等特点，是比较优良的洁净煤，可用于工业锅炉、民用生活和煤化用煤。
四、开采技术
1、瓦斯
根据生产矿井生产与*********有限责任公司共同做的矿井瓦斯及二氧化碳监（测）定报告书，矿井瓦斯最大绝对涌出量为0.182m³/min，二氧化碳最大相对涌出量为1.956m³/t。
2、煤尘
根据地质报告提供的资料，火焰高度大于400mm，岩粉量为60%，煤尘具有爆炸危险性。
3、煤的自燃
根据地质报告提供的资料，煤层自燃发火期2-4个月。
属易自燃煤层。
4、地温
区内无明显地温异常。
地温变化不大，在无通风的情况下，井下温度为+10℃，井田地温属于正常。
5、煤层顶、底板情况
A号煤层顶板岩性为粉砂岩，含泥质成份，具水平层理，厚度为5m。
通过对A号煤层顶板岩石进行物理学试验，煤层顶板岩石抗压强度在16.06-33.6Mpa之间，抗强度在1.81-3014Mpa，属软弱岩石。
A号煤层底板为泥岩，具水平层理，厚2.0m。
全区稳定发育，遇水软化或膨胀。
据矿井调查，该泥岩极不稳定，现矿井开采时一般都留有护低煤柱，不揭露该底板，A号煤层底板为软弱岩石。
根据现生产矿井提供资料，该矿井A号煤层顶板不稳定，易冒落；煤层底板为泥岩，一软化或发生底鼓现象，曾经发生过顶板冒落造成人员伤亡事件。
五、水文地质
（一）井田含（隔）水层组特征
1、含水层
（1）中侏罗统西山窑组（）裂隙承压含水层
此含水层由A号煤层及其以上的岩层组合而成，分布于全井田。
岩性主要为灰白色厚层状的砂砾岩、粗砂岩、中砂岩和煤层组成。
井下观察其节理、裂隙较发育，地下水沿其间渗出。
现矿井水主要由此层补给，地下水位+2415.37m，矿井日排水量550.0m³/d。
（2）第四系风成黄土透水而不含水层
黄土层广泛分布井田地表。
后约2-20m，位于当地地下水位以上，垂直方向的渗透性比水平方向略好。
但总体而言为透水性较好而不含水层。
由于蒸发量大于降水量，一般大气降水的直接渗入较难充分湿润十余米的干涸岩层。
2、隔水层
位于A号煤层底板以下，由泥岩、粉砂岩组成，岩性致密。
井下观察此段岩层未见渗水、滴水等水文现象，是较稳定的隔水层。
（二）地下水的补给、径流与排泄
井田地下水的补给部位主要是西部山区的冰雪融水，其次为大气降水。
地下水运移于基岩裂隙的网络之中，运动速率甚小，地下水借助水头梯度由高处向低处渗流，遵循了达西定律规则。
相对而言，融雪期，雨季补给较充分，其余季节补给量较小。
远离井田东部10km的羊圈沟发育常年性地表径流，河水面低于矿区地下水位，是矿区地下水排泄区。
根据现有矿井的水文地质调查，矿井最大日排水量为550m³/d，小时涌水量约为22.92m³/h。
矿井水文地质类型为裂隙类简单型（属Ⅱ类Ⅰ型）
（三）小窑涌水、积水情况
1、井田中部竖井：
建于1986年，1988年10月投产，井口标高为2452.4m，井底位于煤层中，七标高为2401m。
2、主斜井：
建于1995年6月，坡度角约25°，井口标高2424.37m，斜深9m为初见水位。
初见水位标高2415.37m，地质报告提供井巷水长地质调查新斜井深140m，即巷道水位降至垂深58m处，标高58m处，标高+2369m。
按日排水量约550m³/d。
3、井田老斜井：
建于1987年，并于当年投产，位于竖井旁34m处，现为人行巷，与竖井贯通。
老斜井无排水管路，水流借助自燃坡度汇于总水仓，由前述竖井排出。
（四）矿井涌水量预计
矿井先开采+2365m水平，年生产能力：
6万t时，矿井总涌水量为550m³/d。
根据地质报告矿井预测矿井正常涌水量为826.0m³/d，最大涌水量为1074m³/d。
六、地质勘探报告存在问题及建议
新疆煤田地质局综合地质勘查队编制的《********乡煤矿生产地质报告》基本查明了井田所处区域构造位置、构造形态和含煤地层时代、层序、含煤性和岩性组合；初步查明了井田内可采煤层层数、层位、厚度、稳定性和结构；初步查明了可采煤层的煤质特征，确定了煤类和没的工业利用方向；对矿井水文地质条件和开采技术条件进行了论述；提供了满足矿井设计规模的资源储量，可以作为9万t/a矿井的设计依据。
存在的主要问题及建议：
1、井田内整体控制程度不足，矿井现开采最低水平（标高+2365m）以下和井田北部勘探线以北煤层缺乏控煤工程，控制程度偏低，资源储量级别确定存在连续外推的不合理现象，设计建议补做地质勘探工作，提高井田深部和北部的控制程度，合理的开发利用煤炭资源。
以便为矿井生产和扩大矿井生产能力提供可靠的资源储量保证。
2、矿井的瓦斯等级鉴定报告，未取得********工业协会认可。
建议矿区根据该鉴定报告，以便作为通风设计的修改依据。
3、缺少矿井开采范围内现采空积水情况及具体位置。
4、井田外采空存在活火区，生产中加强采空区管理，及时封闭采空区，防止煤层火烧区向深部延伸造成不利影响。
第三节市场调查分析
乌鲁木齐地区及昌吉州“十五：
期间及2010年煤炭市场需求量预测如下：
2000年乌鲁木齐地区持证矿井生产能力合计为774.1万t/a，2000年实际生产能力为658.41万t/a；昌吉州持证矿井生产能力合计为845.0万t/a，2000年实际生产能力为687.41万t/a；2000年乌鲁木齐地区及昌吉州持证矿井生产能力总合计为1619.1万t/a，2000年乌鲁木齐地区及昌吉州实际生产能力为1345.48万t/a，综合分析2000年及“九五”期间乌鲁木齐地区及昌吉州煤炭市场供求变化，目前市场供求总量基本平衡。
“十五”规划预测乌鲁木齐地区及昌吉州区域煤炭市场2005年煤炭市场需求量为1892.5万t/a，净增用煤量为547.02万t/a。
根据《新疆维吾尔尔自治区电力工业“十五”发展规划》，“十五”期间，乌鲁木齐地区新建红雁池第二发电厂2×20万kw火电机组，乌鲁木齐石化电厂1×5万kw火电机组，新疆八一钢铁有限责任公司1×2.5万kw热电机组，以上项目新增电厂用煤量为157.5万t/a。
“十五”期间，昌吉州昌吉市建设装机2×12.5万kw的热电机组，新建玛纳斯电厂三期3×30万kw火电机组，众和铝厂4×2.5万kw，火电机组，卓康电厂2×5万kw热电机组，天龙水泥厂4×2.5万kw火电机组，新增电厂用煤量为435万t/a；“十五”期间东疆油田电厂退役机组5.44万kw，该机组退役将减少豪煤量为27.2万t/a，昌吉州“十五”期间电力工业市场新增用煤量为407.8万t/a。
因此，“十五”期间，乌鲁木齐地区及昌吉州电力工业市场新增用煤量为535.3万t/a，“十一五”期间还将建设自治区第五电源，装机容量为4×30万kw+2×60万kw机组，需年净增电力用煤量为720万t/a。
“十五”期间，城镇居民取暖和饮食的分散用煤将逐步被集中供热和石油液化气、天然气取代，用煤量会逐步下降；随着环境保护力度的加大和意识增强，居民及饮食用煤量将基本保持目前的消费水平。
2005年昌吉州出口焦炭20万t，折合原煤为34万t。
由于2005年塔城地区媒体规划产量为区域内市场产需平衡，不再从昌吉州煤炭市场调入煤炭，因此，乌鲁木齐地区及昌吉州2005年市场净增用煤量为547.02万t/a，乌鲁木齐地区和昌吉州煤炭市场及周边地区总需煤量为1892.5万t/a。
根据新疆煤炭工业产业结构调整“十五“规划，乌鲁木齐地区规划和保留矿井43对，保留及规划矿井生产能力为820万t/a，其中乌鲁木齐市（县）规划矿井数量为33对，保留及规划矿井生产能力为315万t/a；昌吉州规划和保留矿井数量为120对，保留及规划矿井生产能力为1146.5万t/a。
********有限责任公司煤矿（原********）为《新疆煤炭工业“十五“结构调整规划》中乌鲁木齐市********号井，规划生产能力为9万t/a。
********有限责任公司煤矿煤炭资源储量大，煤层开采技术条件优越，煤质为特低灰、特低硫、特低磷、高发热量的不粘煤（31BN），是良好的火力发电、工业锅炉用煤和民用用煤。
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