關于線性工程壓覆礦產資源量估算方法的探討
——以國道107 線某段擬壓覆礦產資源為例

劉 玥，史 亮，原妲麗，李 旭，許 棟

（河南省地質礦產勘查開發局第三地質礦產調查院，河南 信陽 464000）

隨著城市化、工業化進程的加快，水庫、廠房、鐵路、公路、油氣管道等帶動國民經濟和社會發展項目的建設呈逐年增加的趨勢，建設項目征地范圍難免會與周邊的礦業權、礦產地范圍有所重疊，建設項目壓覆礦產資源的情況也呈快速增長態勢。合理地確定壓覆范圍、估算壓覆礦產資源儲量，對科學合理的保護、開發利用建設項目所在區域的礦產資源，確保建設項目順利進行至關重要。

在實際工作中通常根據工程類型、壓覆的礦種和開采方式，結合建設項目行業規范、條例和《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》來確定圍護帶寬度，再依據建設項目的形態與礦體走向合理布置剖面，分析壓覆區地質特征確定移動角等參數，采用垂直剖面法圈定壓覆范圍，估算壓覆礦產資源儲量。本文以國道107 線繞信陽市區一級公路某段壓覆礦產資源為例，探討建設項目壓覆礦產資源儲量估算方法。

1 建設項目概況

國道107 線繞信陽市區一級公路路線全長77.941km，占 地6768.81 畝，設 特 大 橋3 座5578m，大 橋24 座 共6354m，中小橋22 座共1079.24m，涵洞210 道；互通式立交4 座，互通式立交主線橋3 座共1718m；分離式立交3 處。涉及壓覆礦產的路段為K47+400-K77+941 段，長30541m，路基寬度25.5m。

2 建設項目壓覆礦產特征

經調查核實，建設項目壓覆礦產資源為膨潤土礦，所壓覆的膨潤土賦礦層位為白堊系周家灣組、陳棚組，主要巖性為砂礫巖、凝灰質頁巖、玻屑凝灰巖、晶屑巖屑凝灰巖、膨土質凝灰巖、粗面凝灰巖等，均為中等堅硬巖石，頂底板穩定性能一般較好，其工程地質條件一般。礦體之間上下作平行排列，疊置共生。礦體呈層狀，近東西走向，傾向北北東，傾角5°～15°，沿走向略有起伏，傾向穩定。工程導線走向與礦體走向基本垂直。

3 建設項目壓覆范圍計算方法

擬建公路穿越雙橋膨潤土礦區，所壓覆的礦體涉及露天開采與地下開采，故需根據不同規程確定壓覆范圍。

3.1 壓覆露天開采礦體范圍

針對露天開采礦體，根據《爆破安全規程》《小型露天采石場安全管理與監督檢查規定》（2015 年修改），露天開采區爆破安全距離不小于300m 的規定，按照路基邊緣加300m爆破安全距離確定壓覆范圍。

3.2 壓覆地下開采礦體范圍

107 國道繞信陽市區一級公路為線性工程，依據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規范》（2017）、《公路安全保護條例》等有關規定，結合本區實際情況，采用垂直剖面法計算壓覆范圍。

3.2.1 參數選取

（1）圍護帶寬度的確定。根據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規范》（2017）第三十三條規定，考慮G107 線繞信陽市區一級公路的具體情況，其保護等級為II 等，相應的圍護帶寬度取15 m。

（2）松散層厚度的確定。建設項目范圍內，最上部地層為第四系，控制厚度14m～20m，主要由粘土、亞粘土組成，質地松軟、松散，粘土具有可塑性，局部含礫石，工程地質條件差。結合收集到的地質報告、設計、剖面等提供的厚度數據，確定松散層厚度h=20m。

（3）巖層移動角的確定。根據建設項目壓覆礦產特征礦體特征、巖石物理力學特征以及周邊采區參數，參照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規范》（2017）《巖土工程勘察規范》《工程地質手冊》，確定本次工作各巖層移動角度值為：

松散層移動角（φ）：φ=45°；

穩固巖層沿上山方向的移動角（γ）：γ=70°；

穩固巖層沿下山方向的移動角（β）：β=γ-0.5α，α為礦體傾角；

走向移動角（δ）：δ ＝70°；

工程導線走向與礦體走向方向基本垂直，取θ=90°，剖面處移動角γ=β=70°。

（4）礦體的埋深、傾角、圍護帶邊界由各資源儲量平面圖及壓覆礦產剖面圖上確定各剖面礦體埋深。

3.2.2 垂直剖面法確定壓覆邊界

（1）首先將建設工程征地范圍投影到儲量估算平面圖上，然后根據構建物等級及礦體開采方式確定其圍護帶寬度，得到地表受護邊界；

（2）根據公路整體走向及礦體產狀特征，選取4 個剖面計算：A-A'、B-B'、C-C'、D-D'（見圖1）。結合礦體勘探線剖面圖和水平投影圖，求出A-A'、B-B'、C-C'、D-D'剖面上受護面積邊界下方各礦體埋深H。

圖1 建設工程與礦體、剖面位置示意圖

（3）在A-A'、B-B'、C-C'、D-D'剖面圖上，根據沿走向移動角確定受護邊界下方沿走向方向的壓覆范圍（剖面示意圖見圖2）。

（4）在平面圖上連接各礦體保護邊界在地表的投影，所得出的多邊形輪廓即為建設項目壓覆區域邊界的平面位置，若計算得到的地表壓覆范圍小于《公路安全保護條例》第十七條規定的100m 范圍，則按照公路外緣起向外兩側100m 確定壓覆范圍，否則直接按照礦體走向方向的受護邊界垂直投影至地表的范圍確定壓覆范圍。

4 壓覆資源量估算方法

（1）壓覆資源量估算方法。壓覆區內礦體形態為層狀、似層狀，多為薄礦層；礦體傾角平緩（5°～15°）；礦體分布范圍內沒有大的成礦后期斷裂破壞；礦體內部結構、品位變化等在垂直方向上表現明顯；礦體在各見礦工程、剖面間對應連續性好，具有明顯的規律。因此本次壓覆資源量估算方法基本沿用原報告資源量估算方法。

圖2 垂直剖面示意圖

（2）壓覆資源量估算參數的確定。礦區勘探線剖面圖和礦體資源量估算平面圖均由MAPGIS 軟件制成，根據計算出的擬壓覆范圍，在礦體資源量估算平面圖上讀出壓覆塊段水平面積。其他參數均采用最近審批或評審備案的原報告中數據。

5 結論及建議

（1）針對露天開采礦體與地下開采礦體，本文依據不同規程、行業技術規范，確定了建設項目壓覆范圍，為下一步估算壓覆資源量提供了面積參數，用這種方法估算的壓覆礦產資源得到了壓覆方、被壓覆方以及審核專家的認可，最大限度地保護了礦權人的利益，對類似線性工程壓覆礦產資源儲量的估算具有一定的參考價值。

（2）計算公路等線性工程壓覆地下礦山范圍時，采用垂直剖面法比垂線法更加直觀易懂。根據擬建工程性質，參考《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規范》選取圍護帶寬度，再依據線性工程的形態與礦體走向合理布置剖面，分析壓覆區地質特征確定移動角等參數，通過垂直剖面法確定壓覆范圍，另一方面也應結合建設項目行業規范、條例，綜合考慮壓覆范圍。

（3）對于露天開采礦體壓覆范圍的確定，在考慮安全爆破距離的情況下，充分考慮相關地形、坡度等因素，結合相關行業規范條例來劃定。