神华地质勘查有限责任公司北京市 102211
摘要：补连塔煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇，为查清其煤炭资源储量变动情况，为补连塔煤矿规划设计及储量动态监管提供可靠的地质依据，课题组勘探工作钻孔118个，钻探工程量为22523.42米，探明了补连塔煤矿保有煤炭资源储量，推断其内蕴经济资源量。并较全面、系统地分析、研究了矿区地层发育情况、构造特征、煤层和煤质特征、水文地质和其它开采技术条件。
关键词：东胜煤田；补连塔煤矿；资源储量勘查
1.绪言
补连塔煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇，行政属于乌兰木伦镇管辖。矿井位于乌兰木伦河一级阶地的西缘，南与上湾矿井连接，西与呼和乌素及尔林兔煤矿毗邻，北与李家塔矿接壤。井田南北长、东西宽均约为6km左右，面积为34.4474km2。
补连塔煤矿交通较为便利。矿区临近包（包头）～茂（茂名）高速公路、阿（阿镇）～大（大柳塔）一级公路及包府二级公路。其中：向北至鄂尔多斯市东胜区100km，至包头市200km，经东胜至呼和浩特市约为445km；向南至神木县约80km，经大柳塔至榆林市全程约为160km。包（头）～神（木）铁路位于该矿井以西，与该煤矿仅乌兰木伦河一河之隔。矿井南部约5km的包神铁路黑炭沟集装站已于该矿装车站专线铁路直通。另外，神（木）‒ 朔（州）‒ 黄（骅港）铁路也与补连塔煤矿专用铁路接轨。矿井以北40km的鄂尔多斯机场可供大型飞机起落，且已经开通直达北京、上海、昆明、深圳等地的航线，交通方便。
2. 矿井地质
2.1区域地质概况
据大量钻孔揭露及地质填图资料，矿区地层走向大部呈NNE向，只是在大柳塔-石圪台地层走向为NNW，倾向SWW。该区为侏罗纪早、中世大型含煤建造，主要含煤地层为侏罗系中统延安组（J2y），其沉积基底为三叠系上统永坪组（T3y），其上覆地层有侏罗系中统直罗组（J2z）、安定组（J2a）、白垩系下统伊金霍洛组（K1y）、新近系上新统（N2）、第四系上更新统和全新统（Q3-4）。其地层特征见区域地层一览表1。
表1 区域地层一览表
2.2 矿井地质
根据钻孔揭露和区内沟谷两侧山脊零星出露，本区自下而上发育以下地层：
（1）中生界三叠系上统永坪组（T3y）：该地层为本区含煤地层的沉积基底，为一套浅绿色至浅灰绿色的碎屑岩建造，以细、中粒砂岩为主，偶见煤线与岩屑，钻孔揭露最大厚度137m。
（2）中生界中侏罗系延安组（J2y）：该地层为本地区的主要含煤地层，为一套内陆盆地沉积的碎屑岩建造。钻孔揭露地层厚度为154～194.83m。平均为180m左右。与下伏永坪组呈假整合接触。
（3）中生界中侏罗系直罗组（J2z）：该地层由浅兰色、浅黄绿色及灰色砂泥岩、砂岩组成。厚度83.48～141.42m之间，该地层下部有大型树干化石，局部可见煤线，与下伏延安组呈假整合接触。
（4）上侏罗系至下白垩系志丹群（J2‒K1Z）：该地层仅见与矿区的西部边缘地段。岩性多为具大型交错层理的砂岩，区部砾岩发育，残留厚度50m左右。与下伏地层呈不整合接触。
（5）新生界上更新统马兰组黄土（Q3m）：该沉积仅见与沟掌或沟谷两侧，成分为含沙黄土，垂直节理发育，形成陡崖，残留厚度3～5m，分布范围不大。与下伏地层呈不整合关系接触。
（6）新生界全新统第四纪松散层（Q4）：按成因分类，主要为风积沙、冲淤积、河床冲积物等，厚度一般为10～20m，局部可达50m。
3. 资源储量估算
3.1 资源储量估算范围、对象与工业指标
本次资源储量估算范围为采矿证拐点圈定的平面范围及批准的标高范围。本次资源储量估算的煤层为1-1、1-2上1、1-2上2、1-2、1-2下、2-2、3-1共7层煤炭资源。各煤层参与估算的面积见表2。
表2 可采煤层资源/储量估算面积一览表
本区煤类为不粘煤，依据DZ/T 0215-2002《煤、泥炭地质勘查规范》，资源储量估算采用工业指标如下：
所有煤层的开采方式为地下开采，故采用以下工业指标：最低可采厚度 0.80m；原煤最高灰分（Ad）40%；原煤最高硫分（St，d）3%；原煤最低发热量（Qnet，d）17.0MJ/kg。
3.2 资源储量估算方法、参数的确定
井田地质构造简单，煤层倾角近于水平，煤质变化小，主要可采煤层为较稳定类型。依据现行规范采用地质块段法估算资源储量。在估算资源储量时煤层采用伪厚度和水平投影面积，估算公式为：Q=S•H•D
式中：Q：煤炭资源储量（t）；S：煤层水平投影面积（m2）；H：块段煤层采用厚度平均值（m）；D：煤层容重值（t/m3）
3.3 资源储量分类
由于补连塔煤矿采矿许可证范围内所有煤层均做过可行性研究，所以其探明的和控制的资源储量类别分别为111b和122b。
本区地质构造简单，含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大，断层不发育。1-2、2-2、3-1煤层厚度变化小，煤类主要为不粘煤，全区可采，属稳定煤层；1-2上1煤层可采面积较大，埋藏浅，除在Ⅰ采区南缘厚度变化较大外，在北部煤层厚度变化较小，总体认为属于较稳定煤层；1-1、1-2上2、1-2下煤层厚度变化较大，局部可采，属不稳定煤层。依据上述条件，确定的资源储量级别如下：对于1-1、1-2上1、1-2上2、1-2下等不稳定煤层，采用250×250m网度工程点线距圈定控制的资源储量（122b），大于250×250m网度及以煤层露头线为边界的块段圈定推断的资源量（333）；对于1-2、2-2、3-1煤层，采用750×750m网度工程点线距圈定探明的资源储量（111b），1500×1500m网度工程点线距圈定控制的资源储量（122b），大于1500×1500m网度及以煤层露头线为边界的块段圈定推断的资源量（333）。
3.4 资源储量估算结果
补连塔煤矿累计查明煤炭资源储量63321万t，其中，探明的经济基础储量（111b）为24181万t；控制的经济基础储量（122b）为22007万t；推断的内蕴经济资源量（333）为17133万t。补连塔煤矿自建矿以来共动用资源量13028万t。截止2012年6月30日，补连塔煤矿累计动用资源储量13295万t，其中2004年以前动用4047万t，2004年及以后动用资源储量9248万t。截止2012年6月30日，补连塔煤矿保有煤炭资源储量50152万t，其中，探明的经济基础储量（111b）为19230万t；控制的经济基础储量（122b）为16502万t；推断的内蕴经济资源量（333）为14420万t。
保有资源储量中各类煤柱4775万t，其中探明的经济基础储量（111b）为1906万t；控制的经济基础储量（122b）为1749万t；推断的内蕴经济资源量（333）为1120万t。因开采1-2、2-2煤层导致其上部煤层登空资源量为1587万t。
3.5 资源储量变化情况
（1）最近一次备案报告资源储量情况
（2）资源储量对比情况
本次资源储量核实与2006年11月以内国土资储备字[2004] 109号文备案的《内蒙古自治区东胜煤田神东矿区补连塔煤矿资源储量复核报告》相比，资源量减少9137万t。
（3）资源储量变化原因
储量块段及数据重新划分核实。此次储量核实用内插法求出煤厚0.80m点，然后用圆滑曲线勾出煤层最低可采边界，相比2004年储量核实报告面积有所变化；原报告有部分工程点遗漏及数据与钻探数据不符情况，此次储量核实重新核对了各个钻孔数据；本次资源储量估算采用了新规范对资源储量类别重新进行了划分；2004年以后煤矿开采及新增勘探工程数据导致原有资源储量块段拆解或重新划分。以上原因导致1-1煤资源量增加13.2万t，1-2上1煤资源量减少418.4万t，1-2煤资源量增加443.3万t，1-2下煤资源量增加214万t，2-2煤资源量增加219.6万t，3-1煤资源量减少138.1万t；矿山动用。2004年至2012年6月30日补连塔煤矿共动用资源储量9248万t；1-2上2煤在补连塔井田范围内分布面积较少，其资源量为222.8万t，此次储量核实予以核减，不计入保有资源储量。
4.结论
4.1 本次核实工作成果评述
本次资源储量核实在2004年资源储量复核成果报告的基础上，又加入了矿山近几年的生产勘探资料，并进行了分析、评定及评价，其核实所采用的资料充分可靠，成果详细、完整、准确，可作为矿井生产改扩建和行业管理部门的地质依据。
本次核实取得地质成果如下：
（1）较全面、系统地分析、研究了矿区地层发育情况、构造特征、煤层和煤质特征、水文地质和其它开采技术条件。采用综合对比方法对含煤层段和主要煤层进行了对比，煤层对比可靠。
（2）根据钻孔揭露和区内沟谷两侧山脊零星的出露，结合建井阶段的地质资料，重新核实本区自下而上发育的地层：中生界三叠系上统永坪组、中生界中下侏罗统延安组、新生界更新统马兰黄土、全新统第四纪松散层。
（3）分析了该煤层矿区的构造特征，评价了主要构造的控制程度。本矿井位于华北地台鄂尔多斯台向斜东翼陕北斜坡上，基底为坚固的前震旦系结晶岩系。
从总体趋势看，本煤矿发育的小构造有受构造控制的趋势，一般发育于宽缓波状起伏的翼部，基本呈北西与北东两组，断层间距以100～200m者居多，两组常相互切割。1-2煤层中的断层较2-2煤层发育。断层附近顶板破碎，局部出现冒顶情况，片帮严重，需加强支护。断层面附近煤层及顶板岩层裂隙发育，对煤层的破坏程度较大，严重影响了煤矿工作面布置和综采面的正常生产。因此本区属第一类简单构造类型。
（4）根据已有资料，分析了本矿井主要可采煤层的物理性质、煤层特征、化学性质、煤的工艺性能等，并确定了煤类，对煤的工业用途作了较确切评价。根据国家标准GB5751－86，各煤层均为不粘煤类。根据本矿煤变质程度低、有害成分低、中高发热量、结焦性差、气化性好等特点，认为本矿煤可供以下及各方面利用：动力用煤、气化用煤、低温干馏、煤化工等。
（5）分析了矿区主要充水、含水层与隔水层的性质及分布情况，初步分析了区内地下水的补给、迳流、排泄条件及矿井充水因素，确定了矿区直接充水含水层（J2y）以裂隙为主，以贫乏的大气降水为主要充水水源，次为微弱的侧向径流，无地表水体分布，因此，煤矿矿区水文地质勘探类型为第二类第一型。
（6）分析评价了主要可采煤层顶、底板工程地质条件，矿区工程地质勘查类型为Ⅲ（第三）类Ⅰ（简单）型～Ⅲ（第三）类Ⅱ（中等）型，层状岩类工程地质类型，工程地质类型总体属中等类型；分析评价了瓦斯含量及赋存特征，该煤矿为瓦斯矿井；并对煤尘爆炸危险性及自燃倾向作了评述，本区属于有煤尘爆炸危险性的矿区，自燃程度属Ⅰ级（容易自燃）。
（7）按现行《煤、泥炭地质勘查规范》采用地质块段法，对该煤矿煤层煤炭资源储量进行核实估算。截止2012年6月30日，补连塔煤矿保有煤炭资源储量50293万t，其中，探明的经济基础储量（111b）为19210万t；控制的经济基础储量（122b）为16502万t；推断的内蕴经济资源量（333）为14581万t。
4.2 存在问题及建议
（1）加强采空区积水防治工作。补连塔煤矿存在的主要水害问题是采空区积水，针对这个情况，建议对采空区积水采取疏放减压的方法，使采空区的水压保持在一个安全状态，并加固防水密闭，同时，保证矿井排水系统正常运行。
（2）加强乌兰木伦河监测及预防。乌兰木伦河为补连塔煤矿地面主要水系，由于局部煤层上腹基岩厚度小于冒落带高度以及乌兰木伦河改道，应加强观测。补连塔煤矿厂区地面标高仅大于乌兰木伦河预测最高洪水位线3.5m，故应加强应急预案，防止遇洪水后工业广场倒灌。
另外，近几年由于雨季大气降水增多，乌兰木伦河水位上涨，已经造成本地区多起淹井事故。补连塔煤矿周边的后补连、白石头等煤矿紧邻乌兰木伦河，其采空区距离补连塔煤矿较近，存在乌兰木伦河水灌入本矿的可能。补连塔煤矿应实时监测周边小窑积水情况。
（3）防治煤层瓦斯和煤尘爆炸。矿井煤层瓦斯含量虽然不高，但因煤层厚，矿井属高瓦斯矿井。在加强瓦斯监测及通风管理的同时，必须事先做好采掘面瓦斯的抽放工作，以确保安全生产。煤尘有爆炸性，煤层易自燃，且发火周期短，建议在矿井生产中应积极采取防尘、降尘措施。
（4）顶底板支护问题。矿区煤层顶板岩石的力学强度普遍较低，以软弱岩石为主，稳固性较差，在煤矿开采过程中可能会发生顶板冒落，掉块等工程地质问题。应该根据顶板冒落与掉块的程度，采取相应的支护措施。
煤矿的另一工程地质问题是煤层底板遇水易软化变形，对生产及运输工作会造成一定影响。建议采用挖排水沟，硬化巷道路面等措施进行防治。
论文作者:王亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/15
标签：煤层论文; 储量论文; 资源论文; 煤矿论文; 乌兰论文; 地层论文; 矿井论文; 《基层建设》2018年第1期论文;