新疆三塘湖煤田條湖礦區煤炭資源概略研究

張相，惠一凡，吳斌*，高文博(.新疆維吾爾自治區煤田地質局一六一煤田地質勘探隊，新疆 烏魯木齊 830009；.新疆大學地質與礦業工程學院，新疆 烏魯木齊 830047)

0 引言

新疆維吾爾自治區作為我國西北地區占地面積廣闊、礦產資源極為豐富的省區，其能源礦產主要以煤、石油、天然氣及水利資源為主，全疆分布的含煤盆地面積約為7.8×104km2，以侏羅紀煤層為主，區內焦煤、肥煤及氣煤含量較低。長焰煤及不粘煤等煤種占總量的九成以上，其資源量豐富，有害元素成分極低，煤質良好。分布在哈密地區的煤田除三塘湖煤田外，還有巴里坤、沙爾湖等大型煤田[1]，煤炭資源量6.21×1011t。

2010年，我國煤炭產量達3.24×109t，全國煤炭產銷兩旺。次年全年新疆原煤產量達1.2×109t，同比增長20%以上，實現了新疆煤炭產業快速發展的良好局面，煤炭資源在勘探、開采技術手段及成果突飛猛進，2011年實現“疆煤東運”2.0×107t，進一步支援了寧夏、甘肅等地區的經濟建設。據統計，新疆規模以上工業企業煤炭消費量為5.23×107t，全社會煤炭消費量約6.0×107t。三塘湖礦區煤炭外運勢在必行，主要供應于甘肅、湖北、湖南、四川等缺煤省份[2]。本文通過對新疆三塘湖煤田條湖勘查區煤炭進行系統評價，分析區內資源量、煤質開采技術及外部建設條件，對礦區煤炭資源進行合理規劃，在資金預算、經濟效益分析、礦區環境治理等各方面逐一入手，進行綜合評價，為條湖礦區后續生產和開發提供理論依據，同時為新疆煤炭資源研究評價做出科學指引。

1 區域地質背景

三塘湖煤田隸屬新疆哈密地段的巴里坤哈薩克縣，條湖勘查區位于條湖凹陷北部，三塘湖勘查區東南部，如圖1所示，東西向全長45 km，南北向均寬13 km，總面積約為563.7 km2。其地勢礦區西南側偏高而東北側低緩，為平坦寬廣的平原地形，由第四系砂土和礫巖覆蓋，地表植被稀疏，為風蝕裸巖的戈壁荒漠地帶[3]。勘查區周緣有良好的交通條件，多條通往縣鎮的公路和省級鐵路。區內無地表水系，氣候較為干旱，常年少雨多風。

圖1 三塘湖煤田條湖勘查區地形圖

三塘湖盆地作為一個沉積盆地，形成時代為中—新生代，屬于天山—準噶爾構造區三塘湖—淖毛湖山間坳陷。沉積較為完整的中新生代巨厚蓋層(3 390 m)，總面積達8 900 km2，為盆地內煤炭資源的重點富集區域；西南逆沖推覆帶位于盆地西南緣，具有顯著的推覆特征，面積約3 900 km2。區內泥盆至二疊系地層發育較為廣泛，為海陸交互相，淺、濱海相的碎屑巖、火山碎屑巖和火山巖，含巨厚三葉蟲或植物化石；中生界地層中侏羅系發育廣泛，以數套陸相碎屑巖沉積為主；含煤巖層三十余層，但三疊系和白堊系地層分布零星；第四系廣泛覆蓋于各凹地上層。

2 礦區資源及開采技術條件

三塘湖礦區共獲1 000 m以淺資源量控制的內蘊經濟資源/儲量(332)9 778.64 Mt，推斷的內蘊經濟資源/儲量(333) 16 652.78 Mt，預測的內蘊經濟資源量(334)23 987.15 Mt，332類資源/儲量占總資源量的19%，332+333類資源/儲量占總資源量的52%。礦區主力煤層以長焰煤為主且分布全區，含少部分不粘煤。為低水分、低灰分、高揮發分、特低硫、磷等有害元素的長焰煤，煤層頂底板和圍巖的穩固性偏差[3]。礦井生產工作時，飽水砂巖體及夾層易發生滑移剪切，導致危險的礦山工程等地質問題[4]。礦區主要可采煤層巖粉量在65～90%之間，火焰長度大于100 mm，勘查礦區煤塵具有一定的潛在爆炸性，在今后的工作中應加強煤塵爆炸性控制。條湖區變溫地溫梯度一般在0.3～2.9 ℃/100 m之間，礦區地溫梯度正常。

3 礦區外部建設條件

3.1 水源及電源條件

新疆作為全國較為缺水的省份之一，哈密地區水資源補給主要來自冰川和東天山降水，水資源總量約為1.88×109m3，其中地表水1.07×109m3，地下水8.4×108m3，水源分布情況為：哈密市水資源總量為1.04×109m3，巴里坤縣水資源總量約5.08×108m3，伊吾縣為3.44×108m3。區內地下水的儲藏、運移主要因三塘湖受地質構造作用所產生的凹陷凸起帶，為地下水提供了良好的儲備及流通空間[5]。條湖區第三系含水層單位涌水量達2.0 L/s·m (井徑325 mm，降深5 m時的涌水量為800 m3/d)，屬于中等強富水。區域地下水處理后可作為礦井生活、生產用水水源。

新疆電網已實現各地區電網之間的220 kV聯網，供電范圍覆蓋了烏魯木齊等13個市、州和地區，以及新疆生產建設兵團的部分師團。巴里坤縣是以農業為主的縣城，工業設施薄弱，電網等級和供電負荷較低。勘查區所在的三塘湖鄉周邊沒有大型變壓站，下一步煤炭開發需要完善供電基礎設施。

3.2 交通及通信條件

三塘湖煤田內部交通條件一般，僅在東部有一條三級公路和兩條勘查施工臨時修建的砂石便道。煤田外圍有3條三級公路及數條省級鐵路。為加快新疆優勢能源轉化外輸及經濟發展，交通設施將隨著三塘湖煤田的開發進行同步建設，屆時交通運輸條件將會非常便利。在通訊方面，新疆移動公司已在三塘湖勘查區建設移動交換站，能夠滿足當地相關地質部門在勘查作業中網絡傳輸和正常通訊的基本需要。伴隨礦區煤田的逐步開發，通訊設施將隨之得到改善和升級。

4 礦區規劃

4.1 生產規模及服務年限

根據三塘湖礦區主要及其需求量，結合礦區的煤炭資源量、賦存條件及開采現狀，礦區共規劃建設19個井(礦)田，礦區內最大井型為15.0 Mt/a，最小井型為1.80 Mt/a，規劃礦區建設規模為117.6～142.6 Mt/a，均衡服務年限為70 a。

4.2 開拓方式及采煤方法

認真貫徹科學發展觀，根據三塘湖礦區的特點，從提高煤礦生產企業的安全性，實現安全高效等目標出發，應用國內外先進設備和生產工藝，少部分運輸和采掘設備引進國外產品，提高生產集中化水平。創造有利的施工、開采條件，以煤巷為主，盡量減少井巷工作，縮短建井工程時期[6]。依照井田開拓原則，條湖礦區建設規劃的開拓方式如表1所示。

表1 井(礦)田開拓特征表

4.3 技術經濟

依據《煤炭工業礦區總體規劃規范》及《煤炭工業礦區總體規劃文件編制標準》，結合礦區實際狀況，現對本礦區規劃項目所需要的勞動定員、建設資金及社會經濟效益進行估算和分析。根據各單項工程開拓開采方案、生產工藝流程和機械化程度，并考慮管理體制的改革，按同類型項目配備勞動定員。

礦區建設總資金為19 044 553萬元，固定資產資金為17 441 984萬元，建設期借款利息為1 482 569萬元，鋪底流動資金120 000萬元。礦區建設總資金約為1.61×1011元，其中固定資產的投資為1.47×1011元，建設時期借款利息1.25×1010元，鋪底流動資金1.20×109元。根據三塘湖礦區煤炭外運預測分配表和鐵路運輸運價，結合目的地煤炭市場行情，計算煤炭外運銷售收入，如表2所示。

表2 三塘湖礦區外運煤炭銷售收入估算表

2023年后礦區可實現煤炭銷售收入621.50億元。通過規劃項目的建設，可獲得較好的經濟效益，將為推動新疆維吾爾自治區穩定及國民經濟的發展作出較大的貢獻，從而產生良好的社會效益。

4.4 環境保護

當三塘湖礦區規劃礦井形成設計能力142.6 Mt/a時，礦區生活污水排放量約486萬m3/a(礦井及選煤廠464萬m3/a)，礦井井下排水量為1 925萬m3/a。規劃生活污水及礦井涌水全部處理。規劃要求選煤廠煤泥水應達到一級閉路循環的要求，不外排。由于當地水資源缺乏，井下排水經處理后應盡量利用，利用率應達九成以上。并要加強和規范矸石堆放場處理模式的創新并定期整治管理，以防矸石淋溶水滲漏對地下水造成不必要的污染。按照“誰開發、誰治理，誰破壞、誰恢復”的原則進行生態環境保護工作。盡量減少占地以及人為活動對生態環境造成的影響，對采礦活動造成的生態破壞應及時修復，提高對土地復墾等生態修復工作的重視程度[7]。

5 綜合評價

5.1 地質條件

三塘湖礦區共獲得1000 m以淺資源量的資源量控制的內蘊經濟資源/儲量(332)9 778.64 Mt，推斷的內蘊經濟資源/儲量(333)16 652.78 Mt，預測的內蘊經濟資源量(334)23 987.15 Mt，332類資源/儲量占總資源量的19%，332+333類資源/儲量占總資源量的52%。主要煤層主要為長焰煤，其次為不粘煤，分布廣泛且遍布全勘查區。具有低水分、灰分，高揮發分，低硫、磷等有害元素，中、高熱值等特征。

5.2 開采及外部條件

礦區屬于頂底板直接、間接進水，水文地質條件較為簡單的礦床。煤層頂底板及圍巖的穩定性劃分為穩固性差類型。礦區占地廣，煤層多且厚度大，條湖礦區工程地質條件為中等。三塘湖礦區總體瓦斯含量較低，多為二氧化碳帶并含少量氮氣帶，但部分煤層在局部區域瓦斯含量較高。區內各主采煤層以Ⅰ類容易自燃、Ⅱ類自燃煤層占比最高，地溫梯度正常。勘查區隸屬于巴里坤縣管轄。巴里坤縣與蒙古國相鄰，以農牧為主，水資源緊缺，電網等級落后，基礎經濟薄弱。目前的外部建設條件較差。煤田開發應該加快交通、供水、供電等基礎設施建設。

5.3 煤炭開發

三塘湖煤田為尚未開發的一個整裝煤田，已有礦業權設置區塊少，面積小，有利于礦區的整體規劃、開發及關系協調。規劃共分19個井田，其規劃建設規模在117.6～142.6 Mt/a之間，均衡服務年限70年。隨煤田的開發建設，將會帶動本地區經濟的快速發展，經估算本規劃項目直接增加就業3.12萬人以上，為居民提供了大量就業機會，增加群眾收入和地方財政收入，可極大地提高土地的利用價值、良好發展第三產業；使當地教育、科技文化水平有一定提升，對偏遠城市建設帶來深遠影響和改善。但煤炭開采造成的環境污染和生態破壞也將加劇，為人民生活帶來不良影響，所以在煤炭開發的同時保護環境勢在必行。

6 結語

(1)條湖礦區位于三塘湖煤田條湖凹陷北部，區內煤層分布廣泛，煤炭資源儲備量大，品質優良，具有低水份、低灰分、高揮發分，低硫、磷等性質的長焰煤及不粘煤，有良好的開采前景。

(2)勘查區內交通條件較差，礦區外圍有數條省級鐵路和通過周邊縣城的三級公路，區內水源、電源供給良好，通訊設備完善。

(3)三塘湖礦區共建設19個井田，其中條湖7個，規劃礦區建設規模為117.6～142.6 Mt/a，其均衡服務年限為70年。其中礦區煤炭外運到甘肅、寧夏等地，預計在2023年后礦區煤炭銷售收入超過621億元。同時煤田的開發建設在做好環保的同時，可以帶動周邊第三產業的發展，增加當地居民就業和促進地域經濟發展。