【導(dǎo)讀】疆昌吉市硫磺溝煤礦區(qū)三井田精查地質(zhì)報(bào)告》。發(fā)的新國(guó)土資儲(chǔ)評(píng)[2020]028號(hào)評(píng)審意見(jiàn)書(shū)。改善井下工人的工作環(huán)境，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。內(nèi)資源儲(chǔ)量++：9708萬(wàn)噸。控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量：2891萬(wàn)噸；井田范圍調(diào)整為17個(gè)拐點(diǎn)圈定，開(kāi)采下限定在+300m水平。上述綜合防治措施可基本滿足礦井防滅火的需要。放泵站等，主要監(jiān)測(cè)的環(huán)境參數(shù)有：CH4、CO、溫度、風(fēng)速、風(fēng)門(mén)、煤位等。

　　

【正文】 驗(yàn)資料，原煤水份含量 %～ %，原煤灰份含量 %～%,揮發(fā)份產(chǎn)率 %～ %，全硫含量 %～ %，發(fā)熱量熱值在 ～ MJ/kg 之間，該煤層粘結(jié)性較差，粘結(jié)指 數(shù)為 0～ ，焦渣特征為 2 級(jí)，有微弱的粘結(jié)性，精煤揮發(fā)份產(chǎn)率 %～ %,煤層煤種確定為長(zhǎng)焰煤（ 41 號(hào) CY），個(gè)別點(diǎn)有不粘結(jié)煤種。 2） 7 號(hào)煤層： 新疆哈密煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司硫磺溝分公司煤礦改擴(kuò)建工程初步設(shè)計(jì)安全專篇說(shuō)明書(shū) 第 25 頁(yè) 新疆哈密礦務(wù)局勘察設(shè)計(jì)院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號(hào) 郵編 : 839003 TEL:09026182065 FAX:09026311589 Email: 化驗(yàn)資料顯示：原煤水份含量 %～ %，原煤灰份含量%～ %，全硫含量 %～ %，發(fā)熱量熱值為 ～ MJ/kg，焦渣特征為 2 級(jí)，粘結(jié)性較弱，精煤揮發(fā)份產(chǎn)率為 %～%， 7 號(hào)煤層煤種確定為（ 41）號(hào)長(zhǎng)焰煤。 3） 9～ 15 號(hào)煤層： 從區(qū)內(nèi)的化驗(yàn)資料分析， 9～ 15 號(hào)煤層主要元素分析 中觀察，該煤層主要元素炭元素含量均高于其它煤，為 %～ %,而氫和氮元素含量都低于其它煤，氫元素含量為為 %～ %，氮元素含量為%～ %,從這點(diǎn)觀察 9～ 15 號(hào)煤層煤質(zhì)要比其它煤層相對(duì)要好。另外，該層原煤灰分含量為 %～ %，揮發(fā)份產(chǎn)率較其它煤層相對(duì)較低為 %～ %,全硫含量為 %～ %，也是比較低的，粘結(jié)指數(shù) 0～ ，但焦渣特征為 2 級(jí)，具有很微弱的粘結(jié)性，發(fā)熱量熱值在 ～ MJ/kg 之間，發(fā)熱量較高，相當(dāng) 于 6528～ 7148 大卡，其精煤揮發(fā)份產(chǎn)率為 %～ %，煤層煤種確定為 31 號(hào)不粘結(jié)煤。各煤層煤質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)變化范圍詳見(jiàn)下表 主要可采煤層煤質(zhì)各項(xiàng)化驗(yàn)成果兩極值表 表 126 煤層 編號(hào) % Ad % % % MJ/km MJ/km 粘結(jié)指數(shù) 煤 種 數(shù)碼 4～ 5 ～ （ 14） ～ （ 14） ～ （ 14） ～ （ 14） ～ （ 14） ～ （ 14） 0～ （ 13） CY 以 41 號(hào)為主 7 ～ （ 11） ～ （ 11） ～ （ 11） ～ （ 11） ～ （ 11） ～ （ 11） 0～ （ 10） CY 41 9～ 15 ～ （ 15） ～ （ 15） ～ （ 15） ～ （ 15） ～ （ 15） ～ （ 15） 0～ （ 13） BN 31 注：（ 14）是指加權(quán)平均值計(jì)算的點(diǎn)數(shù) （ 2）煤的工藝性能 區(qū)內(nèi)煤層的彈筒干燥基發(fā)熱量值變化范圍及彈筒分析基發(fā)熱量熱值新疆哈密煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司硫磺溝分公司煤礦改擴(kuò)建工程初步設(shè)計(jì)安全專篇說(shuō)明書(shū) 第 26 頁(yè) 新疆哈密礦務(wù)局勘察設(shè)計(jì)院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號(hào) 郵編 : 839003 TEL:09026182065 FAX:09026311589 Email: 變化范圍為： 1） 4～ 5 號(hào)煤層：原煤 ～ ；精煤 ～ ； 2） 7 號(hào)煤層：原煤 ～ MJ/kg；精煤 ～ ； 3） 9～ 15 號(hào)煤層：原煤 ～ ；精煤 ～ MJ/kg。 從上述熱值變化情況分析，本區(qū)煤層原煤、精煤發(fā)熱量熱值有一定變化，但變化不大，相對(duì)穩(wěn)定，精煤發(fā)熱量、熱值較高。熱穩(wěn)定性根據(jù)化驗(yàn)資料 Ts6值 4～ 5 號(hào)煤層為 ， 9～ 15 號(hào)煤為 ，依照煤的熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)《二級(jí)，中等 T36值＞ 30～ 45》， 4～ 5號(hào)煤、 9～ 15 號(hào)煤均屬二級(jí)中等熱穩(wěn)定性煤層，煤層機(jī)械強(qiáng)度抗磨性屬二級(jí)中等強(qiáng)度煤層。詳見(jiàn)下表 表 127 煤層編號(hào) 煤層熱穩(wěn)定性 煤 層機(jī)械強(qiáng)度 機(jī)械強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 熱穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn) TS+6 TS6 TS3 抗磨性 25mm 級(jí)（ %） TS+6（ %） 4～ 5 52 一級(jí)＞ 65 一級(jí)好≤ 30 7 二級(jí)＞ 50～ 65 二級(jí)中等＞ 30～ 45 9～ 15 60 三級(jí)＞ 30～ 50 三級(jí)較差＞ 45～ 60 從化驗(yàn)資料顯示，區(qū)內(nèi)煤層具有微弱的粘結(jié)性，焦渣特征均為 2 級(jí)，煤層煤灰成份均以 SiO Fe2O3 為主，煤層煤灰的熔融溫度均在 1188～1199℃之間，屬低熔灰份煤層， 7 號(hào)煤層稍有偏高為 1260℃。煤層低溫干餾經(jīng)化驗(yàn)測(cè)試， 4～ 5 號(hào)煤層、 7 號(hào)煤層焦油產(chǎn)率在 %～ 102%，屬富油煤層， 9～ 15 號(hào)煤層焦油產(chǎn)率為 %，屬含油煤層。各種硫含量均比較低，均小于 1%以下。 主要可采煤層灰成份灰熔性及元素分析成果表 表 128 煤層編號(hào) 灰 成 份 測(cè) 定 灰 熔 性 元 素 分析 SiO2 % Fe2O3 % Al2O3 % Ca2O % MgO % SO3 % DT℃ ST℃ FT℃ Cdaf% Hdaf% Ndaf% (O+S)daf% 4～ 5 1158 1188 1211 7 1225 1260 1245 9～ 15 1156 1199 1247 新疆哈密煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司硫磺溝分公司煤礦改擴(kuò)建工程初步設(shè)計(jì)安全專篇說(shuō)明書(shū) 第 27 頁(yè) 新疆哈密礦務(wù)局勘察設(shè)計(jì)院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號(hào) 郵編 : 839003 TEL:09026182065 FAX:09026311589 Email: 各煤層低溫干餾及各種硫含量統(tǒng)計(jì)表 表 129 煤 層 編 號(hào) 低溫干餾（ %） 各種硫（ %） 總水份 半焦產(chǎn)率 焦油產(chǎn)率 煤氣 +損失 SD。 d 4～ 5 7 0 9～ 15 各煤層微量元素分析成果表 表 1210 煤層編號(hào) Ga（克 /噸） Ge（克 /噸） Mn（克 /噸） Li（克 /噸） Ni（克 /噸） 備注 4～ 5 7 ＜ 9～ 15 3）煤的有害元素 區(qū)內(nèi)煤層均含有有害元素磷、氟、氯、砷，但含量較低，對(duì)煤炭開(kāi)發(fā)開(kāi)采無(wú)太大的影響，各煤層中含量詳見(jiàn)下表 各煤層有害元素含量統(tǒng)計(jì)表 表 1211 煤層編號(hào) 磷 （ %） 氟 （ PPm） 氯 （ %） 砷（ PPm） 4～ 5 155 11 7 127 29 9～ 15 59 4 4）煤的工業(yè)用途 本區(qū)煤層均屬低變質(zhì)煙煤階段，依據(jù)各煤層化驗(yàn)資料： 4～ 7 號(hào)煤層為 41 號(hào)長(zhǎng)焰煤， 9～ 15 號(hào)煤層以 31 號(hào)不粘結(jié)為主，煤層的揮發(fā)分含量自上而下逐漸減少，煤層中的絲炭化物質(zhì)（隋質(zhì)組份）含量，下部煤層高于上部煤層。煤層的發(fā)熱量自上而下增大。 區(qū)內(nèi)各可采煤層灰份含量在 %～ %之間，全硫含量均小于1%，發(fā)熱量平均均大于 25 MJ/kg，焦油產(chǎn)率 %～ %，有害元素磷含量均小 %。 新疆哈密煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司硫磺溝分公司煤礦改擴(kuò)建工程初步設(shè)計(jì)安全專篇說(shuō)明書(shū) 第 28 頁(yè) 新疆哈密礦務(wù)局勘察設(shè)計(jì)院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號(hào) 郵編 : 839003 TEL:09026182065 FAX:09026311589 Email: 綜上 所述，本區(qū)主要可采煤層 4～ 7號(hào)煤屬低灰～中灰、特低硫、低磷、中高發(fā)熱量富油煤層，是良好的動(dòng)力煉油用煤和民用煤； 9～ 15號(hào)煤層屬低灰、特低硫、低磷、高發(fā)熱量煤種，該煤層灰份低，煙少，是減少大氣污染、凈化環(huán)境的較好結(jié)凈煤種，同時(shí)也是較好的動(dòng)力和民用的好煤種。 5）煤的風(fēng)氧化帶 本區(qū)煤層露頭地表出露較少，大部被第四系復(fù)蓋，或被火燒，根據(jù)詳查階段依據(jù)腐植酸及水分含量確定為露頭以下垂深 30m為風(fēng)氧化帶。經(jīng)本次分析研究認(rèn)為該風(fēng)氧化帶確定深度依據(jù)充分，同時(shí)也適合本區(qū)實(shí)際情況，可以延用，因此也確定為風(fēng)氧化帶深度為以露頭 為準(zhǔn)，垂深 30m，由于本次工作主要查清海拔 900水平以下煤層情況，淺部基本被小窯及煤礦占據(jù)，因此垂深 30m的風(fēng)氧化帶對(duì)本次所勘探的煤層無(wú)太大的影響。 四、開(kāi)采技術(shù)條件 （一）巖石工程地質(zhì)特征 勘探區(qū)中侏羅統(tǒng)西山窯組下段（ J2x1）中自上而下賦存有 4 915 號(hào)三個(gè)可采煤層。 45 號(hào)煤存在直接頂板、偽頂板及老頂板，而 45號(hào)與 7 號(hào)煤層間距普遍較小，一般 ～ ，平均 ，故 45 號(hào)煤的底板即為 7 號(hào)為煤的頂板，而其巖性又多為粉砂巖，間或做為偽頂（底）的炭質(zhì)泥巖，使得開(kāi)采 7 號(hào)煤層增加 了難度，全區(qū)現(xiàn)無(wú)一生產(chǎn)礦井開(kāi)采 7 號(hào)煤層。 915 煤層發(fā)育有直接頂板及直接底板，偽頂板及偽底板或老頂板，個(gè)別鉆孔揭露該煤層的老底板。 各煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)性質(zhì)，主要采用 27 28 28 30302 五個(gè)鉆孔的巖石物理力學(xué)測(cè)試成果。相應(yīng)層段的測(cè)試項(xiàng)目以樣本個(gè)數(shù)、總值、最小值、最大值、平均值分別列出，詳見(jiàn)附表：工程地質(zhì)鉆孔煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表。 新疆哈密煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司硫磺溝分公司煤礦改擴(kuò)建工程初步設(shè)計(jì)安全專篇說(shuō)明書(shū) 第 29 頁(yè) 新疆哈密礦務(wù)局勘察設(shè)計(jì)院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號(hào) 郵編 : 839003 TEL:09026182065 FAX:09026311589 Email: 總體上，各煤層頂?shù)装鍘r石在水位以下、飽和狀態(tài)時(shí)，其抗壓強(qiáng)度多小于 30Mpa，為軟巖或極軟巖；在水位以上、干燥狀態(tài)時(shí)，雖然個(gè)別樣本的抗 壓強(qiáng)度大于 60Mpa，但由于其巖性成份泥質(zhì)含量較高，軟化系數(shù)多小于 ，故依然為軟巖。有關(guān)煤層頂?shù)装鍘r石力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)附表。 煤層頂?shù)装寮皣鷰r穩(wěn)定性 依據(jù)中侏羅統(tǒng)西山窯組下段含煤巖系沉積結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件，比較巖石物理力學(xué)測(cè)試成果，將煤層頂?shù)装寮皣鷰r的穩(wěn)定性相對(duì)劃分為不穩(wěn)固、穩(wěn)固性差兩種類型。見(jiàn)井下巖石物理力學(xué)試驗(yàn)表。 （ 1）不穩(wěn)固型 45 號(hào)煤層的底板，即 7 號(hào)煤層的頂板及其圍巖屬于此種類型，其巖性組成多以泥巖、粉砂巖為主，其次是做為偽頂（偽底）的炭質(zhì)泥巖，其抗壓強(qiáng)度小于 10 Mpa，結(jié) 構(gòu)面多為層理面，雖然厚度不大，但巖性交替頻繁，未來(lái)井采中因該巖體本身水量貧乏，滲透性極弱，而持水性極強(qiáng)，井巷位于其上，易產(chǎn)生底鼓及側(cè)幫突出的塑性變形，亦可能發(fā)生塊體塌落、滑落的剪切滑移。當(dāng)其做為頂板，易產(chǎn)生重力坍塌等工程地質(zhì)問(wèn)題。 （ 2）穩(wěn)固性差 45 號(hào)煤層頂板、 7 號(hào)煤層底板及 915 號(hào)煤層頂?shù)装?，屬于此種類型。45 號(hào)煤層及 915 號(hào)煤層，其直接頂板多為粉細(xì)砂巖，而老頂則多中砂巖、粗砂巖，偽頂則為泥巖或炭質(zhì)泥巖， 7 號(hào)煤層及 915 號(hào)煤層的直接底板為粉、細(xì)砂巖。以上煤層的頂板及底板飽和抗壓強(qiáng)度 ～ Mpa；干燥狀態(tài)抗壓強(qiáng)度 ～ Mpa，而軟化系數(shù) ～ ，總體強(qiáng)度優(yōu)于不穩(wěn)固型。脆性巖石易發(fā)生片幫，剪切滑移；塑性軟巖易產(chǎn)生底鼓或側(cè)幫塑變。疏松的粗粒易產(chǎn)生重力坍塌，煤層采空后頂板彎曲折斷而松動(dòng)脫落等工程地質(zhì)問(wèn)題。 新疆哈密煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司硫磺溝分公司煤礦改擴(kuò)建工程初步設(shè)計(jì)安全專篇說(shuō)明書(shū) 第 30 頁(yè) 新疆哈密礦務(wù)局勘察設(shè)計(jì)院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號(hào) 郵編 : 839003 TEL:09026182065 FAX:09026311589 Email: 本區(qū)主采煤層 915 煤層，由于是巨厚煤層，存在分層開(kāi)采的問(wèn)題，其飽和狀態(tài)抗壓強(qiáng)度 Mpa，干燥狀態(tài)抗壓強(qiáng)度為 Mpa，也屬此類型。 影響煤層頂?shù)装寮皣鷰r穩(wěn)定的地質(zhì)因素 （ 1）巖石性質(zhì) 巖石