新疆三塘湖煤田条湖矿区煤炭资源概略研究

张相，惠一凡，吴斌*，高文博(.新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一煤田地质勘探队，新疆 乌鲁木齐 830009；.新疆大学地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047)

0 引言

新疆维吾尔自治区作为我国西北地区占地面积广阔、矿产资源极为丰富的省区，其能源矿产主要以煤、石油、天然气及水利资源为主，全疆分布的含煤盆地面积约为7.8×104km2，以侏罗纪煤层为主，区内焦煤、肥煤及气煤含量较低。长焰煤及不粘煤等煤种占总量的九成以上，其资源量丰富，有害元素成分极低，煤质良好。分布在哈密地区的煤田除三塘湖煤田外，还有巴里坤、沙尔湖等大型煤田[1]，煤炭资源量6.21×1011t。

2010年，我国煤炭产量达3.24×109t，全国煤炭产销两旺。次年全年新疆原煤产量达1.2×109t，同比增长20%以上，实现了新疆煤炭产业快速发展的良好局面，煤炭资源在勘探、开采技术手段及成果突飞猛进，2011年实现“疆煤东运”2.0×107t，进一步支援了宁夏、甘肃等地区的经济建设。据统计，新疆规模以上工业企业煤炭消费量为5.23×107t，全社会煤炭消费量约6.0×107t。三塘湖矿区煤炭外运势在必行，主要供应于甘肃、湖北、湖南、四川等缺煤省份[2]。本文通过对新疆三塘湖煤田条湖勘查区煤炭进行系统评价，分析区内资源量、煤质开采技术及外部建设条件，对矿区煤炭资源进行合理规划，在资金预算、经济效益分析、矿区环境治理等各方面逐一入手，进行综合评价，为条湖矿区后续生产和开发提供理论依据，同时为新疆煤炭资源研究评价做出科学指引。

1 区域地质背景

三塘湖煤田隶属新疆哈密地段的巴里坤哈萨克县，条湖勘查区位于条湖凹陷北部，三塘湖勘查区东南部，如图1所示，东西向全长45 km，南北向均宽13 km，总面积约为563.7 km2。其地势矿区西南侧偏高而东北侧低缓，为平坦宽广的平原地形，由第四系砂土和砾岩覆盖，地表植被稀疏，为风蚀裸岩的戈壁荒漠地带[3]。勘查区周缘有良好的交通条件，多条通往县镇的公路和省级铁路。区内无地表水系，气候较为干旱，常年少雨多风。

图1 三塘湖煤田条湖勘查区地形图

三塘湖盆地作为一个沉积盆地，形成时代为中—新生代，属于天山—准噶尔构造区三塘湖—淖毛湖山间坳陷。沉积较为完整的中新生代巨厚盖层(3 390 m)，总面积达8 900 km2，为盆地内煤炭资源的重点富集区域；西南逆冲推覆带位于盆地西南缘，具有显著的推覆特征，面积约3 900 km2。区内泥盆至二叠系地层发育较为广泛，为海陆交互相，浅、滨海相的碎屑岩、火山碎屑岩和火山岩，含巨厚三叶虫或植物化石；中生界地层中侏罗系发育广泛，以数套陆相碎屑岩沉积为主；含煤岩层三十余层，但三叠系和白垩系地层分布零星；第四系广泛覆盖于各凹地上层。

2 矿区资源及开采技术条件

三塘湖矿区共获1 000 m以浅资源量控制的内蕴经济资源/储量(332)9 778.64 Mt，推断的内蕴经济资源/储量(333) 16 652.78 Mt，预测的内蕴经济资源量(334)23 987.15 Mt，332类资源/储量占总资源量的19%，332+333类资源/储量占总资源量的52%。矿区主力煤层以长焰煤为主且分布全区，含少部分不粘煤。为低水分、低灰分、高挥发分、特低硫、磷等有害元素的长焰煤，煤层顶底板和围岩的稳固性偏差[3]。矿井生产工作时，饱水砂岩体及夹层易发生滑移剪切，导致危险的矿山工程等地质问题[4]。矿区主要可采煤层岩粉量在65～90%之间，火焰长度大于100 mm，勘查矿区煤尘具有一定的潜在爆炸性，在今后的工作中应加强煤尘爆炸性控制。条湖区变温地温梯度一般在0.3～2.9 ℃/100 m之间，矿区地温梯度正常。

3 矿区外部建设条件

3.1 水源及电源条件

新疆作为全国较为缺水的省份之一，哈密地区水资源补给主要来自冰川和东天山降水，水资源总量约为1.88×109m3，其中地表水1.07×109m3，地下水8.4×108m3，水源分布情况为：哈密市水资源总量为1.04×109m3，巴里坤县水资源总量约5.08×108m3，伊吾县为3.44×108m3。区内地下水的储藏、运移主要因三塘湖受地质构造作用所产生的凹陷凸起带，为地下水提供了良好的储备及流通空间[5]。条湖区第三系含水层单位涌水量达2.0 L/s·m (井径325 mm，降深5 m时的涌水量为800 m3/d)，属于中等强富水。区域地下水处理后可作为矿井生活、生产用水水源。

新疆电网已实现各地区电网之间的220 kV联网，供电范围覆盖了乌鲁木齐等13个市、州和地区，以及新疆生产建设兵团的部分师团。巴里坤县是以农业为主的县城，工业设施薄弱，电网等级和供电负荷较低。勘查区所在的三塘湖乡周边没有大型变压站，下一步煤炭开发需要完善供电基础设施。

3.2 交通及通信条件

三塘湖煤田内部交通条件一般，仅在东部有一条三级公路和两条勘查施工临时修建的砂石便道。煤田外围有3条三级公路及数条省级铁路。为加快新疆优势能源转化外输及经济发展，交通设施将随着三塘湖煤田的开发进行同步建设，届时交通运输条件将会非常便利。在通讯方面，新疆移动公司已在三塘湖勘查区建设移动交换站，能够满足当地相关地质部门在勘查作业中网络传输和正常通讯的基本需要。伴随矿区煤田的逐步开发，通讯设施将随之得到改善和升级。

4 矿区规划

4.1 生产规模及服务年限

根据三塘湖矿区主要及其需求量，结合矿区的煤炭资源量、赋存条件及开采现状，矿区共规划建设19个井(矿)田，矿区内最大井型为15.0 Mt/a，最小井型为1.80 Mt/a，规划矿区建设规模为117.6～142.6 Mt/a，均衡服务年限为70 a。

4.2 开拓方式及采煤方法

认真贯彻科学发展观，根据三塘湖矿区的特点，从提高煤矿生产企业的安全性，实现安全高效等目标出发，应用国内外先进设备和生产工艺，少部分运输和采掘设备引进国外产品，提高生产集中化水平。创造有利的施工、开采条件，以煤巷为主，尽量减少井巷工作，缩短建井工程时期[6]。依照井田开拓原则，条湖矿区建设规划的开拓方式如表1所示。

表1 井(矿)田开拓特征表

4.3 技术经济

依据《煤炭工业矿区总体规划规范》及《煤炭工业矿区总体规划文件编制标准》，结合矿区实际状况，现对本矿区规划项目所需要的劳动定员、建设资金及社会经济效益进行估算和分析。根据各单项工程开拓开采方案、生产工艺流程和机械化程度，并考虑管理体制的改革，按同类型项目配备劳动定员。

矿区建设总资金为19 044 553万元，固定资产资金为17 441 984万元，建设期借款利息为1 482 569万元，铺底流动资金120 000万元。矿区建设总资金约为1.61×1011元，其中固定资产的投资为1.47×1011元，建设时期借款利息1.25×1010元，铺底流动资金1.20×109元。根据三塘湖矿区煤炭外运预测分配表和铁路运输运价，结合目的地煤炭市场行情，计算煤炭外运销售收入，如表2所示。

表2 三塘湖矿区外运煤炭销售收入估算表

2023年后矿区可实现煤炭销售收入621.50亿元。通过规划项目的建设，可获得较好的经济效益，将为推动新疆维吾尔自治区稳定及国民经济的发展作出较大的贡献，从而产生良好的社会效益。

4.4 环境保护

当三塘湖矿区规划矿井形成设计能力142.6 Mt/a时，矿区生活污水排放量约486万m3/a(矿井及选煤厂464万m3/a)，矿井井下排水量为1 925万m3/a。规划生活污水及矿井涌水全部处理。规划要求选煤厂煤泥水应达到一级闭路循环的要求，不外排。由于当地水资源缺乏，井下排水经处理后应尽量利用，利用率应达九成以上。并要加强和规范矸石堆放场处理模式的创新并定期整治管理，以防矸石淋溶水渗漏对地下水造成不必要的污染。按照“谁开发、谁治理，谁破坏、谁恢复”的原则进行生态环境保护工作。尽量减少占地以及人为活动对生态环境造成的影响，对采矿活动造成的生态破坏应及时修复，提高对土地复垦等生态修复工作的重视程度[7]。

5 综合评价

5.1 地质条件

三塘湖矿区共获得1000 m以浅资源量的资源量控制的内蕴经济资源/储量(332)9 778.64 Mt，推断的内蕴经济资源/储量(333)16 652.78 Mt，预测的内蕴经济资源量(334)23 987.15 Mt，332类资源/储量占总资源量的19%，332+333类资源/储量占总资源量的52%。主要煤层主要为长焰煤，其次为不粘煤，分布广泛且遍布全勘查区。具有低水分、灰分，高挥发分，低硫、磷等有害元素，中、高热值等特征。

5.2 开采及外部条件

矿区属于顶底板直接、间接进水，水文地质条件较为简单的矿床。煤层顶底板及围岩的稳定性划分为稳固性差类型。矿区占地广，煤层多且厚度大，条湖矿区工程地质条件为中等。三塘湖矿区总体瓦斯含量较低，多为二氧化碳带并含少量氮气带，但部分煤层在局部区域瓦斯含量较高。区内各主采煤层以Ⅰ类容易自燃、Ⅱ类自燃煤层占比最高，地温梯度正常。勘查区隶属于巴里坤县管辖。巴里坤县与蒙古国相邻，以农牧为主，水资源紧缺，电网等级落后，基础经济薄弱。目前的外部建设条件较差。煤田开发应该加快交通、供水、供电等基础设施建设。

5.3 煤炭开发

三塘湖煤田为尚未开发的一个整装煤田，已有矿业权设置区块少，面积小，有利于矿区的整体规划、开发及关系协调。规划共分19个井田，其规划建设规模在117.6～142.6 Mt/a之间，均衡服务年限70年。随煤田的开发建设，将会带动本地区经济的快速发展，经估算本规划项目直接增加就业3.12万人以上，为居民提供了大量就业机会，增加群众收入和地方财政收入，可极大地提高土地的利用价值、良好发展第三产业；使当地教育、科技文化水平有一定提升，对偏远城市建设带来深远影响和改善。但煤炭开采造成的环境污染和生态破坏也将加剧，为人民生活带来不良影响，所以在煤炭开发的同时保护环境势在必行。

6 结语

(1)条湖矿区位于三塘湖煤田条湖凹陷北部，区内煤层分布广泛，煤炭资源储备量大，品质优良，具有低水份、低灰分、高挥发分，低硫、磷等性质的长焰煤及不粘煤，有良好的开采前景。

(2)勘查区内交通条件较差，矿区外围有数条省级铁路和通过周边县城的三级公路，区内水源、电源供给良好，通讯设备完善。

(3)三塘湖矿区共建设19个井田，其中条湖7个，规划矿区建设规模为117.6～142.6 Mt/a，其均衡服务年限为70年。其中矿区煤炭外运到甘肃、宁夏等地，预计在2023年后矿区煤炭销售收入超过621亿元。同时煤田的开发建设在做好环保的同时，可以带动周边第三产业的发展，增加当地居民就业和促进地域经济发展。