【導讀】疆昌吉市硫磺溝煤礦區(qū)三井田精查地質(zhì)報告》。發(fā)的新國土資儲評[2020]028號評審意見書。改善井下工人的工作環(huán)境，降低工人的勞動強度。內(nèi)資源儲量++：9708萬噸?？刂频慕?jīng)濟基礎(chǔ)儲量：2891萬噸；井田范圍調(diào)整為17個拐點圈定，開采下限定在+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)測的環(huán)境參數(shù)有：CH4、CO、溫度、風速、風門、煤位等。

　　

【正文】 驗資料，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，有微弱的粘結(jié)性，精煤揮發(fā)份產(chǎn)率 %～ %,煤層煤種確定為長焰煤（ 41 號 CY），個別點有不粘結(jié)煤種。 2） 7 號煤層： 新疆哈密煤業(yè)（集團）有限責任公司硫磺溝分公司煤礦改擴建工程初步設計安全專篇說明書 第 25 頁 新疆哈密礦務局勘察設計院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號 郵編 : 839003 TEL:09026182065 FAX:09026311589 Email: 化驗資料顯示：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，粘結(jié)性較弱，精煤揮發(fā)份產(chǎn)率為 %～%， 7 號煤層煤種確定為（ 41）號長焰煤。 3） 9～ 15 號煤層： 從區(qū)內(nèi)的化驗資料分析， 9～ 15 號煤層主要元素分析 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%～ %,從這點觀察 9～ 15 號煤層煤質(zhì)要比其它煤層相對要好。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，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 于 6528～ 7148 大卡，其精煤揮發(fā)份產(chǎn)率為 %～ %，煤層煤種確定為 31 號不粘結(jié)煤。各煤層煤質(zhì)各項指標變化范圍詳見下表 主要可采煤層煤質(zhì)各項化驗成果兩極值表 表 126 煤層 編號 % 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)平均值計算的點數(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）有限責任公司硫磺溝分公司煤礦改擴建工程初步設計安全專篇說明書 第 26 頁 新疆哈密礦務局勘察設計院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號 郵編 : 839003 TEL:09026182065 FAX:09026311589 Email: 變化范圍為： 1） 4～ 5 號煤層：原煤 ～ ；精煤 ～ ； 2） 7 號煤層：原煤 ～ MJ/kg；精煤 ～ ； 3） 9～ 15 號煤層：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，相對穩(wěn)定，精煤發(fā)熱量、熱值較高。熱穩(wěn)定性根據(jù)化驗資料 Ts6值 4～ 5 號煤層為 ， 9～ 15 號煤為 ，依照煤的熱穩(wěn)定性評價標準《二級，中等 T36值＞ 30～ 45》， 4～ 5號煤、 9～ 15 號煤均屬二級中等熱穩(wěn)定性煤層，煤層機械強度抗磨性屬二級中等強度煤層。詳見下表 表 127 煤層編號 煤層熱穩(wěn)定性 煤 層機械強度 機械強度標準 熱穩(wěn)定性標準 TS+6 TS6 TS3 抗磨性 25mm 級（ %） TS+6（ %） 4～ 5 52 一級＞ 65 一級好≤ 30 7 二級＞ 50～ 65 二級中等＞ 30～ 45 9～ 15 60 三級＞ 30～ 50 三級較差＞ 45～ 60 從化驗資料顯示，區(qū)內(nèi)煤層具有微弱的粘結(jié)性，焦渣特征均為 2 級，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 號煤層稍有偏高為 1260℃。煤層低溫干餾經(jīng)化驗測試， 4～ 5 號煤層、 7 號煤層焦油產(chǎn)率在 %～ 102%，屬富油煤層， 9～ 15 號煤層焦油產(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 灰 成 份 測 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）有限責任公司硫磺溝分公司煤礦改擴建工程初步設計安全專篇說明書 第 27 頁 新疆哈密礦務局勘察設計院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號 郵編 : 839003 TEL:09026182065 FAX:09026311589 Email: 各煤層低溫干餾及各種硫含量統(tǒng)計表 表 129 煤 層 編 號 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 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，對煤炭開發(fā)開采無太大的影響，各煤層中含量詳見下表 各煤層有害元素含量統(tǒng)計表 表 1211 煤層編號 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)各煤層化驗資料： 4～ 7 號煤層為 41 號長焰煤， 9～ 15 號煤層以 31 號不粘結(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）有限責任公司硫磺溝分公司煤礦改擴建工程初步設計安全專篇說明書 第 28 頁 新疆哈密礦務局勘察設計院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號 郵編 : 839003 TEL:09026182065 FAX:09026311589 Email: 綜上 所述，本區(qū)主要可采煤層 4～ 7號煤屬低灰～中灰、特低硫、低磷、中高發(fā)熱量富油煤層，是良好的動力煉油用煤和民用煤； 9～ 15號煤層屬低灰、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，同時也是較好的動力和民用的好煤種。 5）煤的風氧化帶 本區(qū)煤層露頭地表出露較少，大部被第四系復蓋，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為風氧化帶。經(jīng)本次分析研究認為該風氧化帶確定深度依據(jù)充分，同時也適合本區(qū)實際情況，可以延用，因此也確定為風氧化帶深度為以露頭 為準，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的風氧化帶對本次所勘探的煤層無太大的影響。 四、開采技術(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 號三個可采煤層。 45 號煤存在直接頂板、偽頂板及老頂板，而 45號與 7 號煤層間距普遍較小，一般 ～ ，平均 ，故 45 號煤的底板即為 7 號為煤的頂板，而其巖性又多為粉砂巖，間或做為偽頂（底）的炭質(zhì)泥巖，使得開采 7 號煤層增加 了難度，全區(qū)現(xiàn)無一生產(chǎn)礦井開采 7 號煤層。 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石物理力學性質(zhì)，主要采用 27 28 28 30302 五個鉆孔的巖石物理力學測試成果。相應層段的測試項目以樣本個數(shù)、總值、最小值、最大值、平均值分別列出，詳見附表：工程地質(zhì)鉆孔煤層頂?shù)装鍘r石物理力學試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表。 新疆哈密煤業(yè)（集團）有限責任公司硫磺溝分公司煤礦改擴建工程初步設計安全專篇說明書 第 29 頁 新疆哈密礦務局勘察設計院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號 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，其抗壓強度多小于 30Mpa，為軟巖或極軟巖；在水位以上、干燥狀態(tài)時，雖然個別樣本的抗 壓強度大于 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石力學試驗數(shù)據(jù)詳見附表。 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，比較巖石物理力學測試成果，將煤層頂?shù)装寮皣鷰r的穩(wěn)定性相對劃分為不穩(wěn)固、穩(wěn)固性差兩種類型。見井下巖石物理力學試驗表。 （ 1）不穩(wěn)固型 45 號煤層的底板，即 7 號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，未來井采中因該巖體本身水量貧乏，滲透性極弱，而持水性極強，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。當其做為頂板，易產(chǎn)生重力坍塌等工程地質(zhì)問題。 （ 2）穩(wěn)固性差 45 號煤層頂板、 7 號煤層底板及 915 號煤層頂?shù)装澹瑢儆诖朔N類型。45 號煤層及 915 號煤層，其直接頂板多為粉細砂巖，而老頂則多中砂巖、粗砂巖，偽頂則為泥巖或炭質(zhì)泥巖， 7 號煤層及 915 號煤層的直接底板為粉、細砂巖。以上煤層的頂板及底板飽和抗壓強度 ～ Mpa；干燥狀態(tài)抗壓強度 ～ Mpa，而軟化系數(shù) ～ ，總體強度優(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脫落等工程地質(zhì)問題。 新疆哈密煤業(yè)（集團）有限責任公司硫磺溝分公司煤礦改擴建工程初步設計安全專篇說明書 第 30 頁 新疆哈密礦務局勘察設計院 ADD: 新疆哈密三道嶺建安路 4 號 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，存在分層開采的問題，其飽和狀態(tài)抗壓強度 Mpa，干燥狀態(tài)抗壓強度為 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