某分輸站建設(shè)用地壓覆礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算的研究

馬保林

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，山西太原 030024)

1 概述

煤層氣輸氣管道工程是山西省規(guī)劃建設(shè)的“三縱三橫”煤層氣天然氣輸氣主干管網(wǎng)的重要組成部分。某煤層氣輸氣管道分輸站在建設(shè)中壓覆某煤礦，井田面積22．937 1 km2，批準(zhǔn)開采3號(hào)～15號(hào)煤層，生產(chǎn)規(guī)模為220萬t/年，開采方式為地下開采，開采深度710 m～350 m標(biāo)高。某分輸站用地面積為9 111．878 m2(13．668畝)，在建設(shè)中不可避免的壓覆煤炭礦產(chǎn)資源，因此估算建設(shè)用地區(qū)壓覆煤炭礦產(chǎn)資源是煤層氣輸氣管道分輸站建設(shè)用地不可缺少的，資源儲(chǔ)量的估算是合理的，也是必然的。

2 資源儲(chǔ)量估算參數(shù)的確定

根據(jù)《某煤炭資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告(供兼并重組用)》資料，壓覆區(qū)壓覆山西組的3號(hào)煤層和太原組9號(hào)、14號(hào)、15－3號(hào)煤層。3號(hào)煤層厚度6．3m ～8．4m，平均 7．18m;9號(hào)煤層厚度 1．10m ～1．87m，平均1．46m;14 號(hào)煤層厚度0．7m ～0．95m，平均0．82m;15－3號(hào)煤層厚度 0．0m ～6．85m，平均3．44m;煤層平均厚度作為本次煤層資源儲(chǔ)量估算厚度。3號(hào)煤層視密度值均為1．46t/m3;9號(hào)煤層視密度值均為1．41t/m3;14號(hào)煤層視密度值均為1．37t/m3;15－3號(hào)煤層視密度值均為 1．38t/m3。

根據(jù)兩種方法確定壓覆區(qū)范圍，并將二者疊合比較，將其中最大范圍作為壓覆資源儲(chǔ)量的估算范圍:首先采用垂線剖面法，其次采用中華人民共和國石油天然氣管道保護(hù)法所確定的壓覆邊界連線，壓覆資源儲(chǔ)量估算方法采用水平投影地質(zhì)塊段法。壓覆塊段在有關(guān)原備案報(bào)告塊段基礎(chǔ)上進(jìn)行分割，塊段面積在煤層底板等高線及資源儲(chǔ)量估算平面圖上，采用中國地質(zhì)大學(xué)編制的MapGis地理信息系統(tǒng)軟件中的面積計(jì)算程序，在微機(jī)中直接量取。估算所采用的塊段平均厚度、視密度參數(shù)及資源儲(chǔ)量類型同原有關(guān)報(bào)告。

對(duì)貧瘦煤大于0．7m煤層和貧煤大于0．8m煤層范圍內(nèi)估算了壓覆區(qū)內(nèi)可采的3號(hào)、9號(hào)、14號(hào)、15－3號(hào)煤層資源儲(chǔ)量。

3 資源儲(chǔ)量估算工業(yè)指標(biāo)及其依據(jù)

根據(jù)《某煤炭資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告(供兼并重組用)》資料:壓覆區(qū)3號(hào)、9號(hào)煤層為貧瘦煤;14號(hào)、15－3號(hào)煤層為貧煤，煤層傾角為5°，按照中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/T0215-2002煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范中有關(guān)規(guī)定，確定資源/儲(chǔ)量估算工業(yè)指標(biāo)各指標(biāo)如下:

最低可采厚度為:貧瘦煤≥0．70m;貧煤≥0．80m(傾角5°);

原煤最高灰分(Ad)為:40%;

原煤最高硫分(St，d)為:3%;

最低發(fā)熱量:貧煤17MJ/kg;

開采方式:井下開采。

4 資源儲(chǔ)量估算方法的選擇及其依據(jù)

根據(jù)煤層空間分布特征，采用水平投影地質(zhì)塊段法估算資源儲(chǔ)量，煤層傾角5°，故使用水平投影面積與煤層的鉛垂厚度作為計(jì)算參數(shù)，參與算量。

估算公式:Q=S×M×d÷104。

其中，Q為資源儲(chǔ)量，104t;S為塊段水平投影面積，m2;M為煤層采用原井田塊段平均厚度，m;d為視密度原井田視密度，t/m3。

5 壓覆資源儲(chǔ)量估算

5．1 資源儲(chǔ)量估算對(duì)象

壓覆區(qū)儲(chǔ)量估算的煤層為3號(hào)、9號(hào)、14號(hào)、15－3號(hào)煤層，壓覆區(qū)煤層最低賦存標(biāo)高445m，最高賦存標(biāo)高590m。壓覆區(qū)面積(最大含煤面積)402944m2。

5．2 壓覆范圍的確定

“壓覆報(bào)告”采用兩種方法確定壓覆區(qū)范圍，并將二者疊合比較，將其中最大范圍作為壓覆資源儲(chǔ)量的估算范圍:首先，依據(jù)原國家煤炭工業(yè)局《關(guān)于頒發(fā)＜建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程＞的通知》(煤行管字［2000］第81號(hào))中垂直剖面法確定壓覆區(qū)范圍;其次，按照《中華人民共和國石油天然氣管道保護(hù)法》第三十五條、第五十八條規(guī)定進(jìn)行校核:“在……本法第五十八條第一項(xiàng)所列管道附屬設(shè)施周邊五百米地域范圍內(nèi)，進(jìn)行爆破、地震法勘探或者工程挖掘、工程鉆探、采礦”，即分輸站、閥室單側(cè)煤柱尺寸不應(yīng)小于500m。

依照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱“開采規(guī)程”)第14條，集氣站保護(hù)等級(jí)為Ⅰ級(jí)。依照“開采規(guī)程”第17條，維護(hù)帶寬度為20m，以征地范圍為基線，向外推20m為保護(hù)邊界。

移動(dòng)角的確定:壓覆區(qū)第四系松散層厚度不大于40m時(shí)，移動(dòng)角Φ=45°;40m～60m時(shí)，移動(dòng)角Φ=50°;不小于60m時(shí)，移動(dòng)角55°。壓覆區(qū)基巖屬中硬巖石，基巖移動(dòng)角取72°，壓覆區(qū)內(nèi)有兩層可采煤層，綜合考慮多煤層重復(fù)采動(dòng)、地形坡度對(duì)采動(dòng)滑坡和滑移的附加影響，基巖移動(dòng)角較單煤層采動(dòng)減少10°，煤層上山、下山、走向移動(dòng)角均采用62°，即 γ =β=δ=62°。

經(jīng)計(jì)算，對(duì)于最下部15號(hào)煤層，分輸站、閥室單側(cè)煤柱尺寸均小于500m，故本“壓覆報(bào)告”以征地范圍為界，外推500m作為壓覆區(qū)邊界，并按照此壓覆范圍(面積)計(jì)算各煤層的壓覆資源儲(chǔ)量。

5．3 壓覆資源儲(chǔ)量估算

擬建項(xiàng)目壓覆的煤類為貧瘦煤和貧煤。根據(jù)國土資源部2002年發(fā)布的《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》，估算壓覆煤炭資源量采用的工業(yè)指標(biāo)為:貧煤最低可采厚度為0．80m，貧瘦煤最低可采厚度為 0．70m;最高灰分(Ad)為 40%;最高硫分(St，d)為 3%;貧煤最低發(fā)熱量(Qnet，d)為17MJ/kg。壓覆資源儲(chǔ)量估算方法采用水平投影地質(zhì)塊段法。

壓覆塊段在有關(guān)原備案報(bào)告塊段基礎(chǔ)上進(jìn)行分割，塊段面積在煤層底板等高線及資源儲(chǔ)量估算平面圖上，采用中國地質(zhì)大學(xué)編制的MapGis地理信息系統(tǒng)軟件中的面積計(jì)算程序，在微機(jī)中直接量取。估算所采用的塊段平均厚度、視密度參數(shù)及資源儲(chǔ)量類型同原有關(guān)報(bào)告。

5．4 資源儲(chǔ)量估算結(jié)果

申報(bào)建設(shè)項(xiàng)目共壓覆煤炭資源儲(chǔ)量2063萬t(111b+122b+333)，其中壓覆保有的資源儲(chǔ)量為2021萬t，采空消耗了42萬t。除煤炭之外不壓覆國家和企業(yè)出資查明的其他重要礦產(chǎn)資源。壓覆儲(chǔ)量估算結(jié)果見表1。

表1 壓覆煤炭資源儲(chǔ)量估算結(jié)果匯總表

6 結(jié)語

1)本次工作主要收集了某煤炭資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告(供兼并重組用)資料，分析確定壓覆區(qū)內(nèi)是否壓覆礦產(chǎn)及礦權(quán)設(shè)置情況。主要依據(jù)區(qū)域地質(zhì)圖作為底圖，依據(jù)測(cè)量成果，將征地范圍線展到區(qū)域地質(zhì)圖上真實(shí)的反映出建設(shè)項(xiàng)目用地的地理情況特征。儲(chǔ)量估算圖，并展繪出“建設(shè)工程項(xiàng)目用地”范圍，以征地邊界為準(zhǔn)，外推500m求取出保安煤柱邊界線，用計(jì)算機(jī)直接上圖并計(jì)算壓覆面積，估算資源儲(chǔ)量。

2)對(duì)于某分輸站所壓覆“某煤礦”井田范圍內(nèi)的2021萬t(111b+122b+333)保有煤炭資源儲(chǔ)量，建議按照永久性壓覆處置。該項(xiàng)目所涉及的“某煤礦”采礦權(quán)合法有效，建設(shè)單位應(yīng)與該采礦權(quán)人按照“晉國土資發(fā)［2011］26號(hào)”文件精神，簽署包含“同意放棄被壓覆礦區(qū)范圍及同意相關(guān)補(bǔ)償費(fèi)用”內(nèi)容的協(xié)議。建議國土資源行政主管部門按照上述“放棄被壓覆礦區(qū)范圍”協(xié)議，為該采礦權(quán)人辦理“采礦許可證”變更手續(xù)，以保護(hù)地面工程的安全。

［1］中華人民共和國天然氣管道保護(hù)法［S］．2010．

［2］金連生，牟金鎖．建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程［M］．北京:建筑工業(yè)出版社，2000．

［3］郭增長，盧小平．地表移動(dòng)和變形的增量計(jì)算方法［J］．礦山測(cè)量，2003(11):28-29．