礦井建設規模分析

張 浩

（中國礦業大學，北京 100083）

晉東南的沁水盆地蘊含豐富的礦產資源[1]，是我國非常重要的含礦盆地之一，前人對該盆地各個區塊做了大量的學術研究，從屬于陽泉集團的七元礦區坐落于沁水盆地東北緣，同樣有著豐富的可開采能源，具有寬廣的開發前景，本文準備將七元礦區各個主要礦層的特性進行對比總結，并對未來礦井的建設規模進行簡要的分析，為后續能源開采提供相關的參考意義。

1 區域地質背景

沁水盆地的大地構造屬于華北板塊的中部，從整體的形狀上看類似一個橢圓[2]，自經過呂梁運動形成克拉通古陸以來，沁水盆地又經歷了中生代燕山運動和新生代喜馬拉雅運動階段的改造，經過多次的構造演化形成現在的格局[3]，使得本區地層產狀均呈現走向近東西、傾向向南的單斜構造[4]。區內巖漿巖不甚發育，研究區位置如圖1。

圖1 研究區七元礦區位置示意圖

2 礦層性質和特征

2.1 含礦特性

研究區主要含礦地層依次為太原組、山西組。其他各組的礦層為無經濟價值的不可采礦層。山西組礦層總厚度平均1.70m，含礦系數為3.31%，可采含礦系數為2.35%；太原組礦層總厚度9.52m，含礦系數7.80%，可采含礦系數為6.23%。其中15號礦層全區發育可采，81、82礦層在區內大部分地段發育可采，3、6、15下礦層在區內部分地段發育可采。

2.2 礦層物理性質和主要特征

（1）礦層的物理性質。研究區各礦層顏色為黑～灰黑色，金剛光澤，條痕黑～灰黑色。均一狀及條帶狀結構，層狀構造，參差狀及階梯狀斷口。太原組礦層可見黃鐵礦結核及薄膜。各礦層視密度在1.28t/m3～1.57t/m3之間，自上而下有逐漸增大的趨勢。

（2）巖性特征。①宏觀巖性特征。3、6、81、82、15礦層半亮型礦物為主，其他為半暗型及暗淡型礦物。15礦層富含黃鐵礦結核，內生裂隙較發育，常被方解石脈充填。②顯微礦石特征。各礦層有機組分以鏡質組為主，鏡質組在47.87%～89.9%之間，惰質組占7.44%～18.47%，幾乎不含殼質組。各礦層無機組分以粘土類礦物為主，多呈浸染狀、斑點狀及分散狀，次為充填胞腔狀；硫化物類以黃鐵礦為主，多呈草莓狀、微粒狀；碳酸鹽類主要為方解石，一般為充填腔孔狀或片狀、放射狀。

2.3 礦層的化學性質

（1）3號礦層。礦物空氣干燥基水分平均1.07%；礦物干燥基灰分平均26.12%，干燥基固定碳含量平均64.87%，礦物全硫含量平均0.57%，低硫及特低硫礦物為主；礦物干燥基高位發熱量17.858MJ/kg～32.64MJ/kg，以中高熱值礦物為主，屬中灰、低硫、中高發熱量的礦層。

（2）81號礦層。礦物空氣干燥基水分平均1.20%；礦物干燥基灰分平均20.67%，干燥基固定碳含量平均71.83%；礦物全硫含量平均0.81%，干燥基高位發熱量16.377MJ/kg～34.038MJ/kg，該礦層屬中灰、低硫、高發熱量礦層。

（3）82號礦層。礦物空氣干燥基水分平均1.28%，礦物干燥基灰分平均21.43%，干燥基固定碳含量平均71.27%；礦物全硫含量為平均0.67%，礦物干燥基高位發熱量15.420MJ/kg～34.314MJ/kg，屬中灰、低硫、高發熱量礦層。

（4）15號礦層。礦物空氣干燥基水分平均1.33%，礦物干燥基灰分平均18.89%，干燥基固定碳含量平均72.06%；礦物全硫含量平均為2.20%，礦物干燥基高位發熱量17.554MJ/kg～32.808MJ/kg，屬低灰、中高硫、高發熱量礦層。

3 礦井建設規模分析

（1）資源量。研究區資源量豐富，礦井開采技術條件較好，礦物燃燒性質較好，有可靠的用戶，外部協作條件優越，企業信譽好，市場可靠，有條件建設成為現代化的特大型礦井。有利于促進地方經濟的發展。

（2）市場供需。沁水盆地東北部為無煙礦物產量基地，該礦物類型非常暢銷，近年來用戶需求量猛增，有迫切要求加大礦井的井型及開發力度的市場需求。

（3）地質構造條件。本井田地層傾角平緩，走向較穩定，且基本無斷裂構造，利于機械化規模開采，適宜建大型礦井。

（4）礦層埋藏深度。本井田礦層埋藏較深，達500m以上，礦井建設費用相對較高，只有建大型礦井，實現高產高效才可取得較好的經濟效益。

（5）外運條件。研究區周圍公路和鐵路線路發達，交通便利，礦井所產出的能源可經公路或鐵路外運到全國各地，適宜建大型礦井。

4 結論

（1）研究區山西組和太原組是主要的含礦地層，山西組含礦系數為3.31%，太原組含礦系數7.80%。其中15號礦層全區發育，為全區可采層。81、82礦層在區內大部分地段發育，為大部可采層，3、6、15下礦層在區內部分地段發育，為局部可采層。

（2）研究區礦層顏色為黑～灰黑色，金剛光澤～似金屬光澤，條痕黑～灰黑色。各層視密度自上而下有逐漸增大的趨勢。

（3）各礦層宏觀礦物成分半亮型，半暗型及暗淡型礦物為輔。各礦層有機組分以鏡質組為主，幾乎不含殼質組。各礦層無機組分以粘土類礦物為主，硫化物類以黃鐵礦為主，碳酸鹽類主要為方解石。

（4）通過對資源量、市場供需、地質構造條件、礦層埋藏深度和外運條件的綜合分析，得出為了實現高產高效，取得較好的經濟效益，應該建設現代化的特大型礦井。