礦建中煤層最低可采厚度邊界線及其確定

劉存剛

(山西省煤炭地質水文勘查研究院，山西太原 030006)

礦體的圈定是資源儲量估算的關鍵環節，礦體圈定的原則必須遵循地質規律。必須建立在對地質規律研究的基礎上，根據礦體的自然形態、產狀及其變化特點，有益有害組分的空間分布規律，蝕變礦物的分布和組合，以及后期構造的影響因素綜合確定，不能見礦連礦。資源儲量估算應嚴格按工業指標圈定礦體，所圈定的礦體形態應與礦體的自然形態基本一致。

1 勘查區邊界的確定

勘查區的邊界，包括四周和深度底界。有的以自然因素分界，如河流、交通干線等;有的以地質因素為界，如斷層、褶曲、煤層露頭及尖滅線等;有的以人為因素為界，如勘探線、坐標線等。而深度界線一般要考慮煤層的埋深和開發能力來確定具體標高或范圍。除去四周邊界和深度邊界之外，還要考慮兩者如何合龍的問題，也就是有了四周邊界，還要確定如何往下延伸至一定深度問題。特別是遇到以逆斷層為邊界的情況，一定要說明是以上盤為界還是以下盤為界。另外在深部，也不一定以一個深度為準，也可能以某一巖層為界。勘查區的邊界一般是在以往資料的基礎上，預先已確定，如有變動也要在野外工作結束之前定下來，以便進行必要的勘查工作和最后的儲量計算。否則儲量計算的邊界就無法確定，儲量也就無法計算。

2 煤層最低可采厚度邊界線及其確定

煤層有厚薄，開采的煤層點要有個厚度指標，將煤層厚度的可采邊界點連起來，即成為某煤層的可采邊界線。線內的煤層可采，線外的煤層不可采。

可采見煤點之外工程見煤情況有兩種，一是無煤，一是有煤但不可采。確定最低可采見煤點的方法綜合起來有如下幾種。

2.1 內插法

在一個見煤點可采，一個見煤點不可采時可采用此方法。

1)解析法。假設鉆孔1見煤厚度為m1大于最低可采厚度，鉆孔3見煤厚度m3小于最低可采厚度。要求在鉆孔1，3之間求出煤層最低可采厚度m2的位置，求出鉆孔1與最低可采厚度點之間的距離(l的長)，如圖1所示。根據相似三角形原理:

其中，l為見可采煤層鉆孔到最低可采厚度點之間的距離;L為見可采煤層鉆孔到見不可采煤層鉆孔之間的距離;m1為可采煤層鉆孔煤厚;m3為不可采見煤鉆孔煤厚;m2為最低可采厚度。

用此法可以求出許多最低可采見煤點的位置，用平滑曲線將其連接起來，就可得到煤層的最低可采厚度邊界線。

圖1 解析法確定煤層最低可采厚度邊界線示意圖

2)圖解法(見圖2)。有兩個鉆孔見煤，A鉆孔可采，B鉆孔不可采，求兩鉆孔間最低可采見煤點的位置。先選用一定的比例尺將AB兩點連起來，從A點垂直向上作直線AC，并以相同比例尺使AC的長度等于A點見煤厚度與最低可采厚度之差。同樣從B點垂直向下作直線BD，也用相同的比例尺使BD的長度等于最低可采厚度與B點見煤厚度之差。用直線將CD連接起來，與AB線相交于E點，E點位置即所求的最低可采厚度點。

圖2 圖解法

3)圖格法。如圖3所示，其作法是首先在透明紙(或聚酯薄膜)上作一組等距離的垂線，由o點作其垂線交于a，從a點向兩邊作等距離劃分，使ab=bc=cd=de=af=fg等等。連接oa，ob，oc，od，oe，of，og……在垂線和放射線的一端標上阿拉伯數字即可。

圖3 圖格法

其使用方法舉個例子說明。有M，N兩鉆孔，M見煤厚1.56 m，N見煤厚0.17 m，最低可采厚度為0.5 m，求M，N兩孔連線上煤層厚度為0.5 m點的位置。

具體作法有兩種:先將M，N兩點連起來。

其一，單獨使用垂線法。將格子紙上代表1.56 m的A點與M點重合，以重合點為圓心，轉動格子紙，使N點與透明格子紙上代表0.17 m的垂線重合，在MN線上找出與透明格子紙上0.5 m垂線的交點E，該點即為所求最低可采厚度點的位置。

其二，兼用垂線和放射線法。首先在放射線束上找出相當于1.56 m和0.17 m的兩條放射線，移動透明格紙，在MN連線與垂線平行的狀態下，使M和N點分別與代表1.56 m和0.17 m的放射線重合，再在MN線段上找出與0.5 m放射線的交點F，該點就是所求的最低可采厚度點的位置。

2.2 有限推斷法

有兩個工程點，其中一個見煤，并可采;另一個未見煤，而且確定是由于煤層漸變所造成的。這時煤層的零點和最低可采邊界點一定在這兩個工程點之間，推斷范圍有限，所以叫有限推斷法。

遇到這種情況，一般是以兩工程點之間距離的1/2為零點，再依此內插出煤層最低可采點。這種作法的先決條件之一是煤層是漸變的，但如果確定煤層不是漸變而是由于河流沖刷等原因突變的，在這種情況下一般是以兩工程點之間距離的1/3為沖刷邊界，但煤厚等于見煤工程點的煤厚。

2.3 無限推斷法

在可采見煤工程點之外，再無其他工程點了，在這種情況下外推是根據地質資料來確定。這種推斷法要充分考慮煤產地的成因類型、含煤建造特征和煤層的穩定性等因素。1)外推法。在計算詳、精查儲量時可能遇到這種情況，即高級儲量(A或B)之外，沒有其他工程，但尚未到勘查邊界，這時一般還要外推一定距離計算儲量。其方法是在穩定或較穩定煤層地區，可以在A級塊段的外圍，以不超過A級基本線距1/4～1/2的距離外推B級儲量;或在有工程控制的B級塊段外圍，以不超過B級基本線距1/4～1/2的距離外推C級儲量。根據規范規定，不能連續外推。不穩定煤層一般不能外推［1］。2)形態法。它是以煤層形態變化為基礎，適用于厚煤層且厚度變化巨大的煤層。主要有剖面法和等值線法。剖面法:在勘探線剖面圖上，將已知工程點的見煤點和止煤點(即煤層頂底)分別連起來，延長后交會于一點，將幾個剖面上的尖滅點連起來就可得到該煤層的尖滅線。等值線法:假設煤層厚度做有規律的變化，根據已知工程點可以作出煤層等厚線圖，在等厚線圖的法線方向上有其規律可尋，按其規律向外延伸，即可找到最低可采厚度點和煤層尖滅點，連接各法線上的相應點即可。

3 結語

在勘查計算中，由于地下煤炭資源分布的復雜性，煤層厚度的不連續性，確定煤層最低可采厚度及其邊界是一項很復雜的工作。因此，要選擇合適的確定方法，才能減少工作量，提高工作效率，加快煤炭儲量的計算。

［1］王新偉，陳文敏.談談煤炭儲量中的幾個問題［J］.煤質技術，1996(5):114.