对矿山深部资源开发的思考

张绍乾

摘要：根据矿体的成因及赋存条件,依靠探采结合进行矿山深部资源的开发利用, 走一条符合矿山资源特征的开发、利用之路, 为矿山长久服务提供有力保障。

关键词：资源开发;矿山深部资源;石炭井

0 前言

随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大,浅部资源日益减少,矿山深部资源开采成为生产的必然过程，如何及时解决深部开采时面临的主要问题[1],实现科学开采,做到高效开采、绿色开采、安全开采和经济开采[2],人们普遍比较关注[3-6]。

宁夏回族自治区石嘴山市大武口区是我区重要的能源生产化工基地。作为神华宁夏煤业集团有限责任公司太西炼焦用煤洗煤厂主要供给基地的石炭井二矿，由二十世纪六十年代组建的国有大型重点企业—神华宁夏煤业集团有限责任公司开发，浅部煤炭资源开采殆尽，资源危机突出。

在2005年3月31日前完成资源潜力调查，石炭井二矿经过五十年的开采后，原探明的煤炭资源即将枯竭，2010年部分矿井已面临闭坑的困境，这将直接影响到神华宁夏煤业集团有限责任公司的生存和可持续发展，威胁到全矿职工的就业和家属生活的稳定。

2004年宁夏回族自治区煤炭全年生产水平为1635.7万吨,2005年2793万吨, 2006年3600万吨，2007年3600万吨；煤化工项目为河东能源重化工基地煤基二甲醚厂（0.83Mt/a）一期工程需煤量约2.26Mt/a，煤炭间接液化厂（3.2Mt/a）需煤量约12.6Mt/a，以上两项合计期末新增用煤量38.0Mt/a，同时加上其他市场用煤需求量的增长，预测到2010年全区煤炭市场需求总量将达到80.0Mt/a以上。现有煤炭生产能力无法满足我区经济建设对煤炭资源的需求,加速开发利用我区的煤炭资源已成为宁夏经济建设的当务之急。煤炭工业是石嘴山市的支柱产业，其对煤炭资源的需求较大，开发利用石炭井二矿的煤炭资源有广阔的市场。根据“十一五”规划，宁夏回族自治区经济将以高于全国平均水平的速度增长，特别是西部大开发战略的实施，为宁夏煤炭市场提供了广阔的发展空间。

国家有利的煤炭资源加速勘探、增加煤炭产量、扶持煤炭行业的优惠政策。国内外日益增长的煤炭需求形势是发展煤炭工业的强劲动力。

随着宁夏成为我国又一能源化工基地-宁东能源化工基地的开发，为该区资源开发提供了有利环境。表明发展煤炭资源建设，其内部条件己基本成熟，投资建设发展煤炭生产前景乐观。

1 勘探取得的主要地质成果

宁夏回族自治区石嘴山市石炭井二矿勘探区位于石炭井向斜东翼浅部和向斜西翼，向斜东翼浅部有多个生产矿井开采。因此本次勘探针对深部选用以钻探、测井、地震勘探为主，辅以生产井及小煤矿调查与地质编录、简易水文地质观测、地质及水文地质修测、采样测试、环境地质与工程地质调探等综合手段完成本次勘探，工作程度达到普查。取得的主要地质成果简述如下。

（1）探明了勘探区的构造形态，边界断层和区内主要构造，确定了勘探区构造类型，控制程度较高。勘探区基本构造形态为一东翼缓西翼陡的不对称向斜。勘探区构造类型为中等构造。

（2）确定了勘探区地层层序，矿区主要含煤地层为山西组和太原组，山西组地层厚75.99～115.02m，为陆相三角洲碎屑岩夹煤层沉积。太原组地层厚118.78～155.16m，为海陆过度三角洲碎屑岩夹煤层沉积。

（3）初步探明了勘探区可采煤层的层位、分布范围、厚度变化及稳定性。山西组含煤7-9层，编号煤层5层，煤层平均厚度为13.59m。含煤系数为14.39%。平均可采厚度为11.13m。可采煤含煤系数为11.89%。太原组含煤11-14层，编号煤层8层，煤层平均厚度为9.23m。含煤系数为6.65%，平均可采厚度为7.56m。可采煤含煤系数为5.40%。勘探煤层稳定程度类型为稳定煤层。

（4）初步探明了主要可采煤层煤质特征，基本确定了煤类及分布范围，可采煤层原煤空气干燥基水分（Mad）平均值为0.44～0.63%，灰分产率（Ad）20.63～27.26%。干燥基高位发热量（Qgr,d）26.70～28.44MJ/kg。浮煤空气干燥基水分（Mad）平均值为0.38～0.59%，灰分产率（Ad）8.53～13.26%。炼焦用煤为低～中磷、特低氯、低～中硫、高灰、高热值焦煤、瘦煤；非炼焦用煤为低～中磷、特低氯、低～中高硫、低～中灰、高热值贫煤。

（5）大致了解了勘探区水文地质、工程地质及其他开采技术条件。

通过水文地质填图、抽水试验（勘探）、水质化验等，勘探区基本水文地质条件为以裂隙充水含水层为主的水文地质条件中等的矿床。煤层直接充水含水层以基岩裂隙含水层为主。充水通道为煤层开采后形成的导水裂隙带。评价了含水组富水性、水质等基本水文地质条件，评价了矿床充水水源、导水通道及充水强度，指出了供水水源方向。

通过工程地质调查、声速测井、采样试验等手段，基本探明了工程地质条件。划分了岩体的工程地质岩组及结构类型，评价了可采煤层的岩体结构、岩体质量及稳定性，岩性以碎屑岩类，层状结构为主，属层状岩类。开采煤层顶板有含水层存在，工程地质勘探类型确定为层状岩类中等型。

（6）估算了各可采煤层推断的和预测的资源量。通过此次工作，勘探区内获得333+(334)?类资源量35138.48万吨，其中333类资源量27025.83万吨，占资源总量的76.91%，（334）？类资源量8112.65万吨，占资源总量的23.01%；炼焦用煤13846.08万吨，占资源总量的39.40%，炼焦煤种333类资源量7568.35万吨，占炼焦用煤资源总量的21.54%。新增资源量34409.12万吨。

2 为矿山长久服务提供有力保障

根据矿山开采规模（120万吨/年），进行可行性研究评价本区煤炭开采时的经济意义时由资源量评价为基础储量的折减系数采用70%，按85%的回采率，取1.4的备用系数，可采资源量为17569.24万吨，可延长矿山服务年限146.4年。该项目的建成将成为石嘴山市矿区居民新的经济增长点，为社会发展及国民经济的发展注入新的活力。每年可为国家及地方上缴各项税费总计4907.1万元，这对增加财政收入，促进积累资金用于发展社会公益事业将有较大贡献。

【参考文献】

[1] 李化敏,付凯.煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策[J].采矿与安全工程学报,2006,23(4): 468-471.

[2] 钱鸣高.煤炭的科学开采[J].煤炭学报,2010,35(4):26-27.

[3]吴钦宝,陈同俊,陈凤云.中国东部煤矿深部开采中的地质勘探技术[J].地球物理学进展,2005,20(2): 370-373.

[4]张强勇,陈旭光,林波,等.深部巷道围岩分区破裂三维地质力学模型试验研究[J].岩石力学与工程学报, 2009,28(9):1577-1586.