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阜新海州露天煤矿,海州露天煤矿矿场东西长8华里,南北宽4华里,垂直深度将200多米,总占地面积达30多平方公里,有28个界平盘和8个作业平盘,平盘边缘裸露断面清晰地显示地质结构特点.19世纪90年代开挖,1933年被日本人霸占,一直到1945年,这13年期间,日本人迫害了数以十万计的中国人,现在我们能看到留下的万人坑,就在矿区。到了国民党时期,矿区的采掘比较混乱,可以看到一些凌乱的洞井,那是国民党心急火燎、找到就挖的痕迹。解放之后,海州煤矿被列入了一五计划中的156个国家重点项目之一。刚成立的共和国对东北的资源和重工业都相当重视,这个,你们可以去看1960年版的5元人民币,上面的图案便是海州露天煤矿和其中正在工作的一台电镐。
这是近年来我国关闭的最大一家资源枯竭的露天煤矿。这座露天煤矿从1953年7月到2003年底,共生产煤炭2.1亿吨。但由于多年来的超强度开采,煤炭可采储量如今仅剩87万吨,进入了残采期。
辽宁阜新于1940年设市,取“物阜民丰,焕然一新”之意,是一座因煤而立、因煤而兴的城市。
1953年投产的海州露天煤矿累计生产煤炭2.44亿吨,完成工业产值96.98亿元,上缴利税33.45亿元,为我国煤炭事业的发展作出巨大贡献。半个多世纪以来,海州露天煤矿共获得国家级荣誉称号21个、省部级荣誉称号28个、市局级荣誉称号45个。
2015年武警黄金第四支队日前与辽宁省阜新市国土资源局联合召开了辽西地区地质勘查技术研讨会,警地专家共30人参加了会议。会议采取项目汇报、专家辅导、野外考察和研讨交流等形式进行。会上,辽宁省第四地质大队总工程师姜景林围绕阜新地区矿产资源勘查工作规划及找矿方向做了授课辅导,详细介绍了阜新地区大地构造位置及成矿地质背景、当前可供开发利用矿产勘查项目、重点地质矿产勘查项目、基础地质工作及阜新地区矿产资源调查项目情况。
警地专家一致认为,阜新地区大地构造位置处于华北地台、内蒙-兴安(地槽)褶皱系、吉黑(地槽)褶皱系三个一级构造单元交接部位,区内太古宙、中元古界、中生界地层发育,太古宙区域变质杂岩是金矿的主要矿源层和重要的容矿围岩,元古界长城系高于庄组是铅锌矿的主要赋矿层位;北部的赤峰-开原深大断裂及张家口-北票深大断裂的东延部分、南部的山海关-锦州-哈尔套壳源断裂与中生代韧性剪切带纵贯全区,两组构造带为本区金及多金属矿成矿提供了良好的构造条件;岩浆活动以太古代和中生代为主,印支期和燕山期侵入岩为该区金矿形成提供了充足的热液;区内已发现排山楼大型金矿床1处,双山子等中型金矿床3处,新民、靳家店等小型金矿床12处、矿点80余处,是寻找铁、金及多金属矿产极为有利的地段。目前,该区深部及空白区仍有较大的找矿空间。
截至目前,阜新市已发现各类矿产46种,占全省已知119种矿产的39%,矿点以上矿产地400余处,经过地质勘查获得储量的有30种,其中10种矿产列入省矿产储量表中。阜新地区煤炭保有储量约7.5亿吨,煤层气保有储量约220亿立方米,油页岩保有储量约1.5亿吨,泥炭探明资源储量约107万吨,地下热水探明累计日出水量6000立方米以上。石油、天然气也有较好的储量前景。金矿分布较广,大中型矿床集中,黄金成色较好,金属量约17吨。铁矿石探明储量约6500万吨。阜新地区非金属矿产资源极为丰富,硅砂已探明储量2000万吨,膨润土资源储量1亿吨以上,紫砂陶土资源储量906万吨,大理岩资源储量3000万吨以上,石灰岩资源储量约1200万吨,花岗岩资源储量约1700万立方米,萤石资源储量约150万吨,麦饭石资源储量约1.2亿吨。
张俊宝 何玉梅
(东北煤田地质局一〇七勘探队 阜新 123000)
作者简介:张俊宝,教授、研究员级高工,主要从事煤田地质、煤层气地质及其他有关地质工作。近年来在国家级刊物上发表有关煤层气、地热方面学术论文5篇。
摘要 2003年3月1日,辽宁省阜新市煤层气地面开采(CBM)、矿区井下抽放煤层气(CMM),正式向市区供气,实现了煤层气商业性开发。本文根据该区刘家区煤层气地面开采和阜矿集团矿井瓦斯抽放的实际情况,对目前开发利用现状及前景作了论述。
关键词 煤层气地面开采 矿井煤层气抽放 煤层气商业性开发
Status of CBM Development and Utilization in Fuxin City,Liaoning Province
Zhang Junbao,He Yumei
(Team 107 of Northeast Bureau of Coal Geology,Fuxin 123000)
Abstract:The projects of surface CBM exploitation and underground extraction located in Fuxin city,Liaoning Province formally supplied the CBMflow to the citizens on March 1,2003,which realized the commercial development of CBMin this area.Based on the actual status of surface CBMexploitation projects in Liujia area and underground gas extraction projects of Fuxin Coal Group,the status and prospects of local CBM development and utilization were discussed.
Keywords:CBM;surface exploitation;underground extraction;commercial development
引言
阜新市位于辽宁省西部,介于沈阳、锦州两市之间。2003年3月1日,刘家区地面开采煤层气,阜新矿区的井下抽放煤层气,已经向阜新市市民供气,日供气规模(8~12)×104m3(34%CH4),从而结束了阜新市居民17年燃用煤制气的历史,有6.5万户居民用上了质量好、热值高的煤层气。经过近4年的运行表明:“供气稳定,安全可靠”。以地面钻井煤层气开采(CBM)、矿井煤层气抽放(cmM)为标志的煤层气开发利用工程实现产业化,居全国之首。
1 煤层气(CBM)勘探背景
阜新市煤层气地质工作较早。1996年,由东北煤田地质局一〇七队为中美煤层气CBM公司提交了《阜新煤田煤层气赋存条件》报告,基于对资料的分析、研究,对阜新盆地煤层气资源条件做出了评价,提出了刘家区为煤层气开发重点区。
刘家区位于阜新煤田中部,赋存有下白垩统阜新组煤层。据1993年精查报告,煤炭储量28195×104t,天然焦储量6223×104t,煤层埋深在600~1000m,煤层最大累厚约98m,煤类以长焰煤为主,深部有少量气煤,煤层层数多、厚度大、煤层气含量较高,具有小而肥的特点。1998~2001年,由国家和辽宁省投资,东北煤田地质局一〇七队在刘家区进行了煤层气普查勘探工作,共施工4口煤层气参数及试验井,经排采试验,单井日产量最高达6000m3,平均在3000m3左右,甲烷成分98%左右,表明该区具有良好的煤层气开发前景。2001年东北煤田地质局一〇七队提交了“辽宁省阜新刘家区煤层气普查报告”,经中国煤炭地质总局审查批准,全区煤层气资源量52.171×108m3,其中控制资源量32.289×108m3,远景资源量19.882×108m3。
2002年由阜新市投资在该区块内又施工了4口煤层气生产井,形成了8口煤层气井网,于2003年3月1日正式向市区供气,平均每天供气约2×104m3左右,实现了商业性开发,这在我国地面煤层气开采尚属首例。
2 矿井煤层气(CMM)抽放系统
阜矿集团现有8个井工矿,其中高瓦斯矿井三个(五龙矿、清河门矿、海州立井),突出矿井两个(艾友矿、王营矿),低瓦斯矿井三个(伊马矿、乌龙矿、八道壕矿)。经煤炭科学总院抚顺分院1997年鉴定,煤层气储量达116.06×108m3,其中五龙矿、刘家区及海州立井66.34×108m3,王营矿24.81×108m3,艾友矿11.98×108m3,清河门矿12.93×108m3,瓦斯含量为10~12m3/t,按可抽量30%计算,可采储量34.82×108m3。从煤层气赋存情况分析,气源量比较充足。
阜矿集团煤层气抽放始于1993年,在王营矿南风井建成一套煤层气抽放利用系统,并于1997年6月实现向阜新氟化学总厂供气。《综合利用瓦斯供居民生活用气工程》于1999年6月被辽宁省计委批准立项建设。该工程于2000年4月开工建设,2001年9月29日全部施工完毕,2003年3月1日向阜新市民供气。
目前在8个矿井中有6个矿井已经先后建立、改造、完善了地面或井下瓦斯抽放系统。五龙矿、艾友矿、清河门矿、恒大公司、海州立井5个矿井共建有6套地面永久瓦斯抽放系统,同时部分矿井还有井下移动抽放系统。瓦斯抽放基本方法是采用以高位顶板瓦斯抽放道或临近层抽放为主,高位钻场水平长钻孔、采空区埋管等辅助抽放为辅的综合抽放方法。
3 开发利用现状
阜新市所辖二县五区。其中:海州区为燃气的普及区。清河门北山地区远离市区约45km,为独立的区域。市政设施不发达,到目前为止,本区内无煤气供应系统。2003年实际供气量506×104m3(CH434%,1489×104m3),其中:市氟化学总厂:100×104m3(CH434%,295×104m3),市煤气厂:406×104m3(CH434%,1194×104m3)。2004年实际供气量:617×104m3(CH434%,1816×104m3),其中:市氟化学总厂:55×104m3(CH434%,163×104m3),市煤气厂:562×104m3(CH434%,1653×104m3)。
目前由于利用量少,在满足井下安全通风的条件下,只能限量抽放。五龙、王营和艾友三矿共抽放纯煤层气量8.82×104m3/d,向市及氟化学总厂供气部分利用外(市氟化学总厂0.34×104m3/d,混合量10000m3/d,市煤气厂1.7×104m3/d,混合量50000m3/d),每天剩余6.78×104m3/d纯煤层气,因利用能力不足而白白放空,利用率仅为30%。
目前刘家地面煤层气开采主要供应市区民用,平均产气量(1.5~1.7)×104m3/d(CH498%)。2005年4月阜新市煤气厂推行出租车油改气,目前大约有500辆出租车改用煤层气,经过1年多的运行,效果很好,每天用气约1×104m3。
4 下一步规划
4.1 用气规划
4.1.1 市区用气规划
阜新市居民用气:近年来,由于城市经济建设的发展,市区内燃气用户逐年增加,据阜新市煤气公司统计,年用气量递增率达到7%左右。根据市区发展的需要,阜新市煤气厂特编制阜新市区2004~2015年燃气用量规划表,详见表1。
表1 阜新市区燃气用量规划表
4.1.2 工业用气
根据东北老工业基地振兴和发展的需要及资源枯竭型城市经济转型的需要,阜新市地方工业对洁净能源的需求将进一步增加,本项目的主要供气方向拟定为阜新市玻璃厂及阜新市氟化学厂。
供气规划能力为:将王营矿、五龙矿刘家区抽放系统及刘家区地面开采系统的煤层气,集中输配至5.4×104m3输配站储气柜,经加压后输配给阜新市氟化学总厂及阜新市玻璃厂,总供气能力为10.87×104m3/d、3967×104m3/a。其混兑后CH4含量为55%,热值为4680kcal/m3,混兑后日供气量19.92×104m3,年供气量为7271×104m3。
4.2 供气规划
4.2.1 矿区煤层气抽放
根据各矿相对位置及周边可利用条件,阜矿集团拟对海州立井、五龙矿、刘家区、王营矿、艾友及清河门矿的矿井煤层气进行抽放及开采。
通过对阜矿集团的煤层气资源量、矿井可采状况、抽放煤层气条件的分析,根据与阜新市煤气公司的供气协议及向工业用户供气协议要求,确定项目建设规划如下:
伴随回采工作面生产,各矿井下抽放煤层气总能力11.69×104m3/d、折合混气34.4×104m3/d(34%CH4),阜矿集团煤层气井下抽放规划见表2。
表2 阜矿集团煤层气井下抽放规划表
4.2.2 地面钻井开采煤层气
根据东北煤田地质局一〇七队1998~2002年在刘家区进行小井网开采煤层气的实践证明,单井平均产气量为3000~5000m3/d。预计在刘家区施工煤层气地面钻井22口,单井开采煤层气按3000m3/d计算,可采煤层气6.6×104m3/d(CH498%)、2409×104m3/a(CH498%),地面煤层气钻井开采将根据实际需要进一步调整钻井数量及完井工艺方法,以保证供气能力的稳定、可靠。预测煤层气井的服务年限为10~15年。10~15年后部分煤层气钻孔,由于受煤炭开采的需要可转为矿井采空区抽放钻井,如采空区井下封闭较好,预测抽放CH4浓度可达70%~90%。煤层气钻孔仍可以服务5~20年,可以满足项目规划的要求及市场规划的需要。
另外根据各生产矿井目前煤炭开采情况,可在尚未开采的区块内进行煤层气地面钻井的施工,以达到先采气后采煤的效果。
5 结论
以上就阜新市煤层气开发利用现状和下一步规划作了简述,实际上,就目前开采规模远远达不到市场需求。阜新市目前居民约20万户,但只有6.5万户居民用气,还有三分之二户的居民没有用气。阜新市玻璃厂目前已经完成了二期改造工程,3个窑日需发热量5000cal/g的煤层气32×104m3。加大生产规模既能满足市场需求带来更大的经济效益,又能减少因瓦斯给煤矿生产造成的危害。
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辽宁省阜新市矿产资源概况及分布
2010-03-06 12:03:00 来源:互联网 评论(0)
阜新市矿产资源的基本特点及优势:
截止2001年底,阜新市已发现各类矿产46种,占全省已知110种矿产的42%,矿点以上矿产地400余处,经过地质勘查获得储量的有28种,其中10种矿产列入省矿产储量表中;开发利用矿产地403处。其中大型5处,占1.2%,中型5处,占1.2%,小型393处,占97.6%。
1、阜新市优势矿产
阜新市具有优势的矿产主要有:煤、煤层气、金、硅砂、沸石、萤石、麦饭石、泥炭。
(1)煤:为优质长焰煤种,低硫、低磷、低灰份。保有储量6.8亿吨,占全省10.66%,居全省第二位。
(2)煤层气:以富瓦斯含量为主,开发利用条件好。保有储量220亿立方米,占全省6.4%,居全省第二位。
(3)金:分布范围广,大中型矿床集中,黄金成色较好,保有储量(金属量)52.34吨,占全省62.9%。
(4)硅砂:硅砂质纯,SiO298—99.5%,Fe2O3<0.05%,保有储量20亿吨,省内独有。
(5)沸石:质量较好,沸石含量40—82.21%,蒙脱石含量2.62—19.12%,以丝光沸石和斜发沸石为主,保有储量1513.7万吨,占全省44.42%。
(6)萤石:质量较好,有用矿物含量较高,保有储量228万吨,占全省50%以上。
(7)麦饭石:含有对人体有益的微量元素及化合物15种,属优质麦饭石,保有储量1.24亿吨,居全省第一位。
(8)泥炭:质量较好,有机质含量14—41%,埋藏浅,厚度稳定。保有储量2221万吨,居全省第一位。
其它具有比较优势的矿产还有:千枚岩、膨润土、珍珠岩、钾长石、石墨等5种。
2、基本特点
矿产资源种类多,配套性较好 在已发现的矿产中,能源矿产、贵重金属矿产和非金属矿产占主导地位。基本形成了包括能源、黑色金属、冶金化工原料及辅助原料、建材、有色及贵重金属种类齐全,配套性较好的资源体系。
主要矿种储量丰富,经济价值大 煤炭、煤层气的资源储量位居全省前列。黄金资源储量居全省第一,潜在经济价值巨大。
矿床(点)多、分布广、规模大小不一 阜新地区有大小矿床(点)400余处,不仅有规模大、储量丰富的大型矿床,如海州露天矿,排山楼金矿等。也有规模较小、遍布全市境内的小型煤、金、铁矿床(点)。
优势矿种、矿产地相对集中,便于规模经营开发利用 阜新的大、中型煤矿均集中分布于阜新盆地中生代成煤盆地中;大、中型金矿集中分布于排山楼—大板—双山子—靳家店—两家子近东西向金成矿带上;铁矿主要分布于阜新北部的太平—大五家子—福兴地—平安地;硅砂主要分布于彰武县章古台—阿尔乡一带;膨润土、沸石、珍珠岩集中分布在彰武县东六—后新秋一带。
矿床赋存条件好 主要矿种及大、中型矿床如煤、煤层气、金、膨润土、沸石、珍珠岩、硅砂等,赋矿构造条件简单,矿石成分单一,易采、易选、便于集中规模开发利用。
非金属矿产资源潜在开发利用前景可观 非金属矿产如膨润土、珍珠岩、沸石等资源潜力巨大,开采条件简单,如在产品深加工上增加科技含量,研发附加值较高的产品,可做为我市新兴产业。
阜新市矿产资源调查评价与勘查现状:
新中国建立以来,阜新市开展了系统的区域地质矿产调查、物化探测量、矿产勘探及地质矿产科研等项工作,取得大量的地质、物化探及科研工作成果。
1、基础地质工作程度较高
迄今为止,已完成全市范围内1:20万区域地质矿产调查、水文地质调查、地球物理、地球化学调查;完成1:5万东梁、阜新市、新邱等9幅区域地质调查,计3600平方公里;完成了重点矿带(区)大中比例尺地质调查工作,开展重要的成矿区带(排山楼金矿区带)的二轮区划、阜新市地质矿产资源评价与预测、主要矿种的资源总量预测等科研工作,全地区主要矿产资源煤炭远景资源量12亿吨,煤层气远景资源量220亿立方米,黄金远景资源量62.34吨。通过一系列基础性、公益性地质矿产调查评价及综合研究工作,为阜新地区地质找矿提供和积累了大量的宝贵资料,展示了良好的前景。
2、矿产资源勘查成果显著
20世纪50—80年代为煤炭勘查期。地质矿产勘查工作的重点是阜新盆地的煤田勘探。煤田勘探部门先后对新邱、海州、五龙、东梁、艾友、王营子、清河门及八道壕等矿田开展勘探,探明含煤地层面积达825平方公里。80—90年代中期为阜新市贵重金属、有色金属及非金属矿产重点勘查期。随着80年代中后期彰武县赵家沟金矿、阜新排山楼大型金矿的相继发现和勘探,金属、非金属矿产勘查上升了一个新的台阶,先后提交了彰武赵家沟金矿、阜新排山楼大型金矿、双山子金矿、靳家店金矿、华林金矿、张及营子银多金属矿、他不郎营子银矿等一大批矿产地。在全市已探明的各类矿产中,勘查程度达到详查以上的占78%,煤炭、金等矿产的勘查程度相对更高。依据对上述矿产资源勘查成果,兴建了一批大、中、小型矿山,使资源优势转化为经济优势,推动了地区经济的持续发展。
3、多数矿产仍具较大找矿潜力
依据国内外金矿勘查经验,在大型金矿周边并存数量不等的姊妹矿,但在排山楼金矿成矿区带上,仅发现双山子中型金矿和几处小型金矿,如继续加强区域综合研究,提高区域重点矿段地质矿产勘查程度,可望取得找矿上的重大突破。继续加强阜新和彰武含煤盆地重点地区的煤田勘查,同时加强含煤盆地煤层气勘查的力度,潜在意义重大。阜新中生代盆地有较好的石油、天然气成、赋矿条件,经初步勘探油气显示良好,资源潜力较大。非金属矿产是本区资源潜力巨大的优势矿种,容易找到大型或特大型矿床,膨润土、沸石、珍珠岩等非金属矿产找矿优势明显。
恒大煤业公司
地址:阜新市海州区韩家店镇
恒大煤业公司是2005年1月16日由原阜新矿业集团王营煤矿破产改制重组而成的股份制企业。其矿井于1978年建设,1987年10月24日移交,1988年2月正式生产。目前,全矿共有全民在职职工1828人。截至2007年底,该矿共有煤炭地质储量14711万吨,其中:可采储量1601万吨。现资产总额为2.75亿元。2007年,共计生产煤炭79.58万吨,实现企业总收入3.32亿元。
五龙矿
地址:辽宁省阜新市海州区五龙路
五龙矿原是我国“一五”期间156个重点建设项目之一,于1952年6月11日移交生产,目前,全矿共有全民在职职工5541人。截止2007年底,五龙矿共有煤炭地质储量28407.6万吨,其中:可采储量12738.1万吨。现资产总额为4.35亿元。2007年,全矿生产煤炭160.77万吨,实现企业总收入6.83亿元。
清河门矿
地址:辽宁省阜新市清河门区清河街道
清河门煤矿位于阜新煤田西部清河门区境内,于1958年6月建井,1964年12月16日投产,目前,全矿共有全民在职职工4649人。截止2007年底,该矿共有煤炭地质储量7896万吨,其中:可采储量3275.8万吨。现资产总额为1.67亿元。2007年,全矿生产煤炭149.46万吨,实现企业总收入4.33亿元。
八道壕矿
地址:辽宁省黑山县八道壕镇矿东街文化路1号
阜琳矿是从八道壕矿生产部分分立而产生的。目前,全矿共有全民在职职工3804人。截至2007年底,全矿共有煤炭地质储量6962.9万吨,其中:可采储量1726.8万吨。现资产总额为1.53亿元。2007年,全矿生产煤炭99.71万吨,实现企业总收入3.28亿元。
兴阜矿
兴阜矿前身为海州立井。目前,全矿共有全民在职职工2706人。截至2007年底,该矿共有煤炭地质储量6611.8万吨,其中:可采储量3035万吨。现资产总额为4.02亿元。2007年,全矿生产煤炭100.74万吨,实现企业总收入2.35亿元。
伊马矿
地址:辽宁省阜新市伊马图镇
伊马矿前身为艾友矿五井,1997年12开工,1999年12月投产。目前,全矿共有全民在职职工1715人。截至2007年底,五龙矿共有煤炭地质储量795万吨,其中:可采储量249万吨,现资产总额为1.7亿元。2007年,全矿生产煤炭61.7万吨,实现企业总收入1.69亿元。
乌龙矿
地址:辽宁省阜新市乌龙坝乡
乌龙矿是于2000年1月从清河门矿分离出来的。目前,全矿共有全民在职职工802人。截至2007年底,该矿共有煤炭地质储量458万吨,其中:可采储量148.9万吨,现资产总额为0.66亿元。2007年,全矿生产煤炭25.6万吨,实现企业总收入0.95亿元。
艾友矿
地址:辽宁省阜新市伊马图镇
艾友立井于1992年动工兴建,1997年11月18日正式竣工投产,目前,全矿共有全民在职职工3575人,截至2007年底,该矿共有煤炭地质储量7656万吨,其中:可采储量3556万吨。现资产总额为7.99亿元。2007年,全矿生产煤炭179.39万吨,实现企业总收入5.57亿元。
海州露天矿
地址:辽宁省阜新市太平区煤城路85号
海州露天煤矿是我国第一个五年计划期间156个重点建设项目之一。1950年开始建设,1953年7月1日投产,当时为亚洲最大的机械化露天煤矿。2005年6月8日因资源枯竭宣告破产,2008年6月19日挂牌改制为辽宁海州露天矿业有限责任公司。几十年来,全矿累计生产煤炭2.4亿吨,创工业总产值103亿的贡献。目前,海州露天公司共有全民在职职工2034人。截至2007年底,露天坑下共有煤炭地质储量175.8万吨。现资产总额为1.72亿元。
1954年版的邮票,上面的图案是一个露天煤矿;1960年版的人民币,上面的图案是同一个露天煤矿,这个煤矿就是位于辽宁省阜新市的海州露天煤矿。从中,我们可以想象得到海州露天煤矿昔日的辉煌。海州露天煤矿于1953年建成投产,是当时亚洲最大的露天煤矿。建成投产以来,海州露天煤矿累计采出煤炭2亿多吨。
阜新煤田面积二千多平方公里,有“百里煤海”之称。最早开发于一八九七年,至今已有百年历史。由于日本帝国主义和国民党反动派的掠夺式开采,到一九四八年已是采剥失调、设备破旧,很难维持生产。五十年代,国家把阜新海州露天煤矿、五龙竖井、新邱竖井列入全国一百五十六个重点建设项目之中,进行大规模建设。海州露天煤矿一九五三年七月一日投产,为全国第一个现代化 、机械化、电气化的最大露天煤矿。同时,改扩建旧矿井,新建一批煤矿,新增生产能力八百四十一万吨,基本形成年产千万吨的煤炭生产能力,阜新矿物局成为当时全国四大煤炭生产基地之一。
2005年,阜新市海州露天煤矿由阜新市中级人民法院依法公告关闭破产。
辽宁省:煤:产地(井田)144处,保有储量60.2亿吨,其中工业储量53.9亿吨,占总量85%。全省煤矿产地主要分布于沈阳、铁岭、抚顺、阜新、北票、锦州、朝阳等地区。省内煤种以气煤、长焰煤及长褐煤为主。
黑龙江省:煤炭是黑龙江省的第二大能源矿产,资源总量约408亿t,主要分布于东部的鸡西、鹤岗、双鸭山、七台河煤矿区吉林:分布于长春、辽源、通化、白城。
吉林:分布于长春、辽源、通化、白城。
煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一,进入二十一世纪以来。
虽然煤炭的价值大不如从前,但毕竟很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一,煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定,煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环。
煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成。
俗称煤炭。中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品 ,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。
《山海经》中称煤为石涅,魏、晋时称煤为石墨或石炭 。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有 《石史》 ,其中记载有煤的性质和产地;古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。
曾经是亚洲最大的机械化露天煤矿——阜新海州露天煤矿将在今后几年内建设成为国家级矿山公园,目前正在建设国家矿山公园博物馆。
据介绍,海州露天煤矿是国家“一五”计划期间斥巨资建造的大型露天煤矿。从1953年到2003年,海州矿累计为国家生产煤炭2.1亿吨。2005年6月,海州露天矿由于煤炭资源枯竭正式宣布闭坑破产,但因采煤留下了一个长4公里、宽2公里、垂直深度320米的巨大矿坑。
据介绍,2005年,阜新市海州露天煤矿国家矿山公园建设资格通过了国土资源部审查,与北京等地28个单位一起成为全国首批建设的国家矿山公园。国土资源部门已先行开展了海州露天煤矿地质灾害治理和土地复垦工程。
阜新盆地位于华北陆块东北缘,华北北缘隆起带的东部,是前寒武纪变质基底上发育的燕山期断陷盆地,同沉积断裂控制沉积盆地的形成与发展。阜新盆地北邻松辽盆地,是与松辽盆地深部晚侏罗至早白垩世断陷同期形成的断陷盆地,在盆地形成演化和地质构造特征上具有很大的相似性。
阜新盆地为早侏罗—晚白垩世断陷盆地,基底为太古宇、新元古界和震旦系,华北陆块北缘燕山晚期构造活动强烈,形成一系列北东、北北东向张扭性断裂,被拉张的变质岩系形成裂陷,伴随裂陷的形成有大规模间歇性火山喷发。在张扭作用下裂陷盆地加速下降,形成九佛堂期、沙海期水进沉积序列。至阜新期在压扭作用下盆地沉降速度减缓,形成水退沉积序列,沉积了巨厚煤层。晚白垩世孙家湾期气候转为干旱,聚煤作用减弱,沉积了粗碎屑岩,盆地逐渐萎缩,至白垩纪末盆地抬升遭受剥蚀,并被后期构造掀斜,呈现南西抬升,北东沉陷,伴有轻微褶皱及张性、张扭性断裂。从盆地发育历史分析,盆地聚煤期较为稳定,形成了较好的煤层,上覆层系有一定厚度,对煤层的深埋演化成煤、成烃较为有利。成盆期后的构造活动较为强烈,岩浆侵入对含煤岩系有一定影响,构造抬升和掀斜及张性、张扭性断裂对气态烃类保存不利,对盆地形成封闭的水动力系统不利。
阜新盆地及周缘岩浆活动频繁,成盆初期义县期为间歇性火山喷发,白垩纪早期聚煤期较为平静,喜马拉雅期辉绿岩岩浆侵入,多以北东向断裂带为通道形成岩床、岩脉、岩墙。侵入岩分布面积广,不均匀。辉绿岩床多沿煤层侵入,对煤层有一定影响。
阜新盆地为北北东向狭长断陷盆地,沉积岩层东厚西薄呈箕状,具东西分带、南北分块构造格局,面积1500 km2。盆地边缘以断裂为界,断面向盆地倾斜,浅陡深缓,控制盆地的成生和发展。沙海组同沉积断层以北东及北北东、北东东向正断层为主,并形成断槽。阜新组以北东向褶皱为主,呈雁列式,并有北东及近南北向正断层发育。白垩纪晚期构造变形使盆地整体掀斜,南端和西侧相对抬起,北端和东侧相对下沉,形成现今构造面貌。
阜新盆地基底为华北陆块北缘隆升裸露的前震旦纪变质岩系和震旦纪石英岩、硅质灰岩。断陷盆地沉积岩层为上侏罗统义县组,以火山喷发岩为主,夹砾岩、砂岩、泥岩,并有薄层煤,厚度大于400 m。九佛堂组为黑色泥岩、灰白色砂岩、凝灰质砂砾岩,厚1400~2000 m。含煤地层主要是下白垩统沙海组,为砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、煤层,厚650~1340 m。阜新组为灰色砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、煤层,厚445~1100 m。含煤岩系之上覆盖层为下白垩统孙家湾组,灰绿—紫—杂色砾岩、砂岩、泥岩,厚500~1000 m。有20 m第四系沉积物覆盖其上。
沙海组沙1段为半干旱型冲积扇,沙2段为潮湿型冲积扇和扇前—扇间洪积平原,沙3段为浅湖周缘扇三角洲和浅水湖泊,沙4段为浅水湖泊、深水湖泊及水下重力流沉积。自下而上为较完整的水进沉积序列。沙海组沉积向盆缘厚度变大,粒度变粗,向盆地轴部厚度变小,粒度变细,煤层受浅湖周缘扇三角洲控制。沙海组可分4个段7个单元,除底部不含煤外其余全是含煤层,层间距0.5~30 m,其中沙3、4段在全区含较稳定可采煤层。沙海组3~4段含煤7~26层,厚2.90~25.10 m,可采煤层9层,单层煤最厚达20.3 m。沿沉积倾向方向煤层向两侧分叉变薄、尖灭,富煤带沿盆地长轴呈北北东向展布,最大面积达18.5 km2。
阜新组高德段时期,由深湖周缘扇三角洲—湖泊沉积逐渐转为冲积扇和扇间冲积平原,形成细—粗—细沉积序列。太平段时期,盆缘向中央依次为冲积扇—扇前辫状河—网结河沉积。中间段时期,盆缘冲积扇活动比太平期更为强烈。孙家湾段时期,盆地中央网结河沉积有所扩展。水泉段时期,扇前辫状河水系十分发育,为洪水泛滥扇前冲积平原。阜新组自下而上组成水退沉积序列。阜新组也有向盆缘厚度变大,粒度变细,含煤率增高的趋势。阜新组5个段又分7个煤层组,含煤30多层,可采煤20层,层间距0.5~30 m。太平段含煤层多,厚度大,层间距小。阜新组太平段、中间段、孙家湾段含煤系数25%,煤层厚度10~80 m,其中大于10 m厚的煤层较多。LJ-1井于井深818.8~901.2 m钻遇太平段、中间段煤层,累厚51.2 m;于井深732.2~765.0 m钻遇孙家湾段煤层,累厚27.2 m。盆地轴部为富煤带,煤层厚,结构简单,煤质好,向南东盆缘方向煤层分叉减薄,向西北方向分叉较弱,变化较小。阜新组煤层主要受辫状河水系和扇前浅水湖泊相沉积控制。
阜新盆地宏观煤岩类型变化不大,除水泉段煤层以半亮煤和半暗煤为主,其它均以光亮煤、半光亮煤为主,次为半暗煤。煤层原生条带结构、内生裂隙和板状节理发育,裂隙面有后生方解石、黄铁矿、粘土矿物。煤岩显微组分为镜质组,次为半镜质组,镜质体最大反射率为0.375%~1.5%。阜新组煤质分析挥发分为39.72%~41.05%,变化范围不大,在接触变质带变化较大。气煤水分为6.17%~6.28%,长焰煤为5.57%~8.62%。灰分为17.23%~23.54%,属中灰煤,位于分叉带或结构复杂煤层灰分偏高。硫分为1.42%~2.84%,属中硫煤,在辉绿岩体附近变化大。沙海组煤质劣于阜新组,除1煤为长焰煤,其它均为气煤,气煤挥发分为40.42%~41.58%,变化不大。灰分为20.66%~29.90%,属中灰煤。硫分为低中硫煤和中硫煤,含量0.68%~3.36%。LJ-1井主要目标煤层均为低灰、特低硫、低磷煤。阜新盆地煤阶主要为长焰煤和气煤,随深度变化煤阶增高,一般以埋深650 m为界,其上为长焰煤,其下为气煤,但在王营立井高德段煤层埋深400 m以下即为气煤,盆地中部东梁矿区埋深1000 m煤岩镜质体反射率为0.5%~1.5%,高煤阶已达肥—焦煤,与喜马拉雅期辉绿岩发育热变质密切相关。LJ-1井主要目标煤层为低变质长焰煤。
根据LJ-1井17个样品分析资料,阜新盆地主要煤层含气量为6.3~10.4 m3/t,平均值8.5 m3/t。根据煤样解吸样品气体成分测定,气体主要成分CH4占70%~90%,N2为7%~31%及微量CO、CO2。据LJ-1井阜新组煤层等温吸附试验资料,太平段煤层兰氏体积为33.71 cm3/g,兰氏压力为19.07 MPa;中间段煤层兰氏体积为18.81 cm3/g,兰氏压力为6.74 MPa;孙家湾段煤层兰氏体积为21.59 cm3/g,兰氏压力为9.98 MPa。
阜新盆地多数煤层原生结构保存较好,孔隙度为4.0%~9.5%。根据原煤的密度和容重计算的孔隙度,太平段煤层为3%,中间段煤层为2%,孙家湾段为1%,孔隙度值偏低。根据LJ-1井资料,各煤层割理发育较好,太平段、中间段煤层面割理10~12条/5 cm,端割理2~4条/5 cm;孙家湾段煤层面割理8~10条/5 cm,端割理2~3条/5 cm。各煤层自上而下割理发育程度无明显变化,煤层和夹矸层中多见构造裂隙和劈理。LJ-1井裸眼注入压降法测试,太平段煤层渗透率为0.323×10-3μm2,中间段煤层渗透率为0.469×10-3μm2。孙家湾段煤层进行DST裸眼试井,测试井段730~757 m,储层渗透率为0.428×10-3μm2。试井资料表明,煤储层压力梯度为4.9 kPa/m,孙家湾段储层压力为3.7 MPa,含气饱和度为80%。
阜新盆地阜新组煤层30多层,可采煤层20层,煤层多、厚度大、间距小、煤质好,变质程度已达长焰煤、气煤阶段,是主要目标煤层。沙海组煤层沙3~4段含煤30层,可采煤9层,埋藏较深,主要是气煤和长焰煤,是煤层气勘探目标层。阜新盆地的煤层气封盖条件,孙家湾组下部粉砂岩、页岩厚35~70 m,埋深150~300 m,为一层隔水层,阜新组的粉砂岩和泥岩厚数米至数十米,埋深350~580 m,也是一层隔水层,可能成为区域性封盖层。沙海组在形成水进浅湖沉积体系时细碎屑岩比重较高,埋深较大,成岩程度较高,封闭条件较阜新组为好。阜新盆地阜新组以上有4层含水层,第四系砂砾岩含水性强,上部孙家湾组和下部阜新组孙家湾段、太平—高德段都为砂砾岩层含水,岩性胶结松散,矿化度有向下增高的趋势,太平—高德段达1476 mg/L,为Mg-Ca—HCO3型。阜新盆地成煤期后盆地南部和西部抬升、掀斜,沙海组、阜新组均遭剥蚀,盆地水动力条件较为活跃,对煤层气保存不很有利。
阜新盆地煤层气勘探程度低,1993~1997年矿区利用煤层瓦斯抽放井5口,抽放量727×104m3。近年来,在盆地内施钻煤层气勘探井5口,其中2口为资料勘探井,1999~2000年施钻的LJ1-3煤层气勘探井,LJ-1井排采近5个月,最高产气量3320 m3/d,平均产气量2900~3000 m3/d。
阜新盆地煤层分布广,埋藏深度适中,大多在500~1000 m之间,煤种以长焰煤为主,少量为气煤,煤炭资源量达25.0×108t。据西安煤炭研究分院测算,煤层气资源量为55.71×108m3,其中预测储量为48.67×108m3,远景资源量为7.04×108m3。
参见《中国煤层气盆地图集》“阜新盆地地质图”、“阜新盆地早白垩世沙海中期岩相古地理图”、“阜新盆地早白垩世阜新早中期岩相古地理图”、“阜新盆地含煤层段厚度及煤层特征表”、“阜新盆地下白垩统阜新组煤层厚度图”、“阜新盆地下白垩统主煤层煤岩变质程度图”、“LJ-001孔煤层含气量数据表”、“阜新盆地阜新组煤层等温吸附参数表”、“阜新组煤层等温吸附曲线”。