某煤礦礦區煤炭資源儲量估算方法及參數取值研究

謝立香 匡永宏 范 林 唐曉林

（四川省煤田地質工程勘察設計研究院，四川 成都 610072）

0 引言

煤田資源儲量是指地下埋藏的具有一定工業價值和一定地質研究程度的煤炭資源數量[1]。 查明資源儲量， 是礦井辦理采礦權延續的地質依據， 也是開發建設和生產的重要指標。 根據地質構造條件、礦床特點、賦存條件、勘查資料、開采現狀等特征，選擇有效的儲量估算方法， 確定準確的計算參數和取值原則， 進而合理估算煤炭資源儲量具有重要的意義[2-4]， 同時也是煤礦生產決策、有效利用煤炭資源的關鍵工作。

目前在傾斜及緩傾斜煤層煤炭儲量計算方法中主要有地質塊段法、索波列夫斯基網格法等方法[5-7]。 本文以四川東北部某礦區為研究對象， 根據已有勘察資料， 針對具體工程條件， 選擇地質塊段法對該礦區的資源儲量進行了估算。

該礦區位于大兩會背斜的南西翼， 為一自西向東由緩變陡的單斜構造。 主要含煤地層為侏羅系下統白田壩組(J1b)和三疊系上統須家河組 (T3xj)，可采煤層主要賦存在須家河組五段三亞段(T3xj5-3)、一亞段(T3xj5-1)和白田壩組第一段(J1b1)。 礦區共含煤16 層，可采煤層屬中～高灰、低～中揮發分、低～中磷、特低～低硫、弱～中等粘結性、中高～高熱值煤。

1 煤炭資源儲量估算方法及原則

1.1 資源儲量估算范圍及對象

本次研究依據采礦許可證劃定的礦區范圍， 以其中6 層煤層作為對象， 估算研究范圍內煤炭資源儲量， 并劃定各煤層的資源儲量類型。 估算范圍內核實的標高為+600 ～+200m， 資源儲量估算范圍如圖1 所示。

圖1 資源儲量估算范圍與礦權疊合圖

本次對保有資源儲量進行了估算， 根據礦井巷道實際揭露煤層厚度、 勘查鉆孔資料， 分別估算了采空區消耗的動用儲量和保有資源儲量。

1.2 資源儲量估算方法

地質塊段法是煤炭資源儲量估算中最主要的方法。 該方法將估算對象切割為多個相對規則的部分，分別計算各部分的體積， 然后以各分區塊段的體積乘以密度， 獲得各分區塊段的資源儲量， 最后累加結果即為需要估算的煤層總資源儲量。 這一方法有較強的適用性， 可以用于各種空間產出狀態和分布的煤層；操作上簡易便捷， 不需要再附加其它復雜過程圖表；也經過了較多實踐驗證，成熟可靠。

本區煤層的傾角均小于60°，資源量估算采用水平投影地質塊段法，計算公式為：

式中：S—塊段水平投影面積(km2)；

M—塊段平均煤層厚度值(m)；

D—煤層視密度(t/m3)；

α—塊段平均傾角(°)；

Q—塊段資源量(萬t)。

1.3 資源儲量估算過程參數確定

（1）工業指標的確定

評估范圍所涉及煤層煤類屬瘦煤、焦煤，根據礦山實際情況， 本次儲量估算工業指標最低可采厚度為0.30m，最高灰分為40%；最高硫分為3%

（2）投影面積S 的確定

在煤層底板等依據采礦許可證劃定的礦區范圍，估算礦區內煤炭資源儲量， 合理劃定各煤層的資源儲量類型，核實礦井資源儲量。 根據勘察成果，建立煤層底板等值線圖， 原則上以相應控制程度的勘查線或見煤點連線、煤層底板等高線、可采邊界圈定。 并將等值線圖投影到水平面上， 結合并盡量沿用最近一次儲量核實時塊段的劃分結果， 在圖上進行區段劃分， 然后直接讀取各分區塊段的面積，作為儲量計算的面積。

（3）煤層厚度M 的確定

應結合分區塊段內的勘探工程揭露結果進行綜合確定， 本工程估算區域內布置有勘察鉆孔和開采巷道， 因此采用塊段內周邊勘查鉆孔煤層采用厚度和巷道實測厚度的算術平均值作為本塊段煤層的平均厚度。 煤層厚度計算公式為：M=（m1+m2+……mn）/n。

（4）其它指標

煤層視密度D：現場在各煤層見煤點取煤芯煤樣進行視密度測試，取測試值的平均值，取值為1.40t/m3。

塊段平均傾角α： 根據坡度尺原理， 在塊段內1:5000 煤層底板等高線圖沿走向多點量取平距，根據公式arctgα=h/L（h 為標高差，L 為平距）求取傾角α，取其平均值作為計算參數。 對起伏不規則的塊段， 測量傾角后加權取平均值作為傾角計算值。

煤層夾矸處理方法： 煤層中單層厚度小于0.05m的夾矸， 與煤分層合并計算采用厚度； 當夾矸厚度大于等于0.05m 時， 夾矸厚度小于煤層最低可采厚度，且煤分層厚度均等于或大于夾矸厚度時， 將上下分層厚度相加，作為采用厚度。

2 煤炭資源儲量估算結果

2.1 資源儲量估算結果

在估算區煤礦采礦權范圍內， 本次資源儲量估算累計查明煤炭資源儲量324.8 萬噸， 其中動用儲量53.2 萬噸，保有資源儲量271.6 萬噸，礦權范圍內保有控制的經濟基礎儲量116.8 萬噸， 推斷的內蘊經濟資源量154.8 萬噸。

2.2 估算結果可靠性分析

本次估算全面收集了礦山各方面資料， 充分利用了礦井地質勘查報告、 資源儲量核實報告、 礦井生產資料，資料充分。 在此基礎上對鉆孔見煤厚度、標高等進行了詳細的梳理， 并結合礦井最新的巷道圖對煤層底板等高線進行了調整， 更貼合礦山生產實際。 采用的資源儲量估算方法適用、 可行， 參數確定及資源儲量類別、塊段劃分合理，計算數據翔實、準確。 對塊段面積進行了抽檢， 并對所有估算數值進行了復核，驗證了估算結果的可靠性。

3 結論

在全面收集礦山地質勘查報告、 礦井生產資料的基礎上， 采用地質塊段法進行了資源儲量估算， 根據現場調查、 前期資料確定了計算參數， 獲得了煤炭資源儲量、動用儲量、保有資源儲量，以及礦權范圍內保有控制的經濟基礎儲量、 內蘊經濟資源量等指標量值。 估算成果較為貼合礦山實際。