某改線工程項目壓覆礦產資源儲量估算的研究

陳 亮

(山西省第一水文地質工程地質隊，山西太原 030024)

1 項目概況

擬建項目建設里程全長18.117 km，一級公路路段里程16.374 km，設計速度采用60 km/h，整體式路基寬20 m;二級公路路段里程1.743 km，設計速度采用60 km/h，整體式路基寬12 m。其中設置運煤專線、沿黃干線兩條連接線，建設里程2.245 km，設計速度采用40 km/h，整體式路基寬10.5 m;收費站1處、隧道管理站1處，2處合建。根據某咨詢服務有限公司提交的《土地勘測定界技術報告書》，實測面積912 611.64 m2(1 368.92畝)，埋設界址樁2 185個。

2 礦權設置情況

項目建設壓覆涉及的以往勘查區有“山西省某詳查區”“山西省河東煤田某精查區”“山西省某井田勘探區”并壓覆三個勘查區內的山西某煤業有限公司和山西某焦煤有限公司、某礦、某煤礦四座煤礦。

3 資源儲量估算工業指標及其依據

壓覆區內煤類為JM，SM，PS，煤層傾角小于10°，開采方式為地下開采。根據2002年12月中華人民共和國國土資源部頒發的《煤、泥炭地質勘查規范》，估算資源儲量的一般工業指標為:煉焦用煤最低可采厚度0.70 m;最高可采灰分(Ad)40%;最高可采硫分(St·d)3%。

4 資源儲量估算方法的選擇及依據

本區煤層厚度穩定，煤層傾角小于10°，因此采用水平投影地質塊段法進行資源儲量估算。

公式為:

其中，Q為資源儲量，萬t;S為面積，m2;M為厚度，m;D為視密度，t/m3。

5 資源儲量估算方法及范圍

該項目依據“三下規程”采用垂直剖面法設計壓覆煤柱范圍。

5.1 保護邊界的確定

根據《三下采煤規程》可知，本次擬建(建)構筑物中一級公路為Ⅱ級保護等級、二級公路為Ⅲ級保護等級、運煤專線為Ⅳ級保護等級、橋梁和隧道為Ⅰ級保護等級。

本次擬建項目位于山區、橋梁隧道極多、線路大多位于采空區上，為保證項目的建設安全，故圍護帶統一按最大寬度留設，即20 m。

5.2 壓覆區(保安煤柱)的留設

移動角取值:當黃土厚度小于40 m，表土層移動角φ=45°;當黃土厚度為40 m～60 m，表土層移動角φ=50°;當黃土厚度大于60 m，表土層移動角φ=55°。

考慮到重復采動和地形滑坡的影響，重復采動移動角較單煤層開采減小10°，當煤層傾角 α ＜5°時，δ=β=γ =62°;當煤層傾角α ＞5°時，δ=γ =62°，β =62°－0.5α。

壓覆各可采煤層區寬度的確定:

建設用地范圍確定后，利用剖面法計算壓覆煤柱范圍。保護煤柱采用剖面法先在剖面圖上做出，將剖面上的壓覆礦柱寬度展到資源儲量估算平面圖上，再將剖面上控制的礦柱界線按規律順次延連而成。建設用地保護煤柱總寬度由下列方法得出:

其中，H為建設用地保護煤柱總寬度，m;L為圍護帶寬度，m;L0為勘測定界建設用地寬度，m;L1為松散層的移動帶寬度，m，在剖面圖上直接測得;L2為基巖的移動帶寬度，m，在剖面圖上直接測得。

6 礦體圈定及塊段劃分原則

1)壓覆區位于山西某煤業有限公司內的資源儲量類型采用《山西省河東煤田某煤業有限公司煤炭資源儲量核實報告(供兼并重組用)》中相對應的資源儲量類型計算。2)壓覆區位于山西某焦煤有限公司內的資源儲量類型采用《山西省河東煤田某焦煤有限公司煤炭資源儲量核實報告(供兼并重組用)》中對應的資源儲量類型計算。3)壓覆區位于某焦煤有限責任公司某礦內的資源儲量類型在原報告中資源儲量類型為A級、B級、C級、D級儲量，結合山西儲量套改結果，本次工作將A，B級儲量套改均為111b資源儲量，將C，D級儲量套改均為122b資源儲量。4)壓覆區位于某煤化有限公司某煤礦內的資源儲量類型采用《山西省河東煤田某煤礦資源儲量核實報告》中相對應的資源儲量類型計算。資源儲量類型與原備案報告一致，塊段在原備案報告塊段基礎上分割塊段。

7 資源儲量估算參數的確定

7.1 煤層厚度的確定

壓覆區儲量估算的煤層為2號～6號，8號～10號煤層，本資源儲量估算各煤層塊段厚度時，分別采用各個煤礦原報告中相應煤層對應的塊段煤層厚度，詳見表1。

7.2 塊段面積的確定

為更好的保護壓覆資源，計算各煤層資源儲量時，壓覆面積均取各個煤礦量算出的最下層煤的壓覆面積。根據垂直剖面法圈定的壓覆煤層范圍，在煤層底板等高線圖(電子版)上，用中國地質大學的MAPGIS地理信息系統的面計量算程序按照所劃分的塊段直接量算而成。

7.3 視密度的確定

根據收集的煤礦資料，采用原報告相應煤層的視密度，見表1。

表1 煤源儲量估算表

8 壓覆資源儲量估算結果

經估算，建設項目共壓覆累計查明資源儲量總計11 048萬t，保有資源儲量總計10 621萬t，采空消耗427萬t。其中111b經濟基礎儲量4 063萬t，122b經濟基礎儲量4 161萬t，331資源量1 529萬 t，332資源量221萬 t，333 資源量647 萬 t。

9 結語

1)本次工作收集了煤礦采掘資料，分析確定壓覆區內是否壓覆礦產及礦權設置情況。主要依據煤礦地形地質圖、煤層底板等高線及儲量估算圖、資源儲量計算參數進行編制。2)壓覆資源儲量估算圖的底板等高線是在《煤炭資源儲量核實報告》中2號～6號，8號～10號煤層儲量估算圖上展繪出“建設工程項目用地”范圍，采用垂線法求取出保安煤柱邊界線，用計算機直接上圖并計算壓覆面積，利用該報告原塊段厚度和視密度，估算資源儲量。3)以《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》為依據，工業場地以用地邊界外推20 m寬度作為圍護帶。

［1］金連生，牟金鎖.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程［M］.北京:煤炭工業出版社，2000.

［2］郭增長，盧小平.地表移動和變形的增量計算方法［J］.礦山測量，2003(6):25.

［3］宋光齊，葛文彬，徐志文，等.礦山地質環境調查與研究［Z］.1998.

［4］姜 升，方 軍，黃寶柱.開采損害范圍確定方法探討［J］.中國煤炭，2006(16):25-28.