某改線工程項目壓覆礦產(chǎn)資源儲量估算的研究

陳 亮

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)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(jù)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(qū)有“山西省某詳查區(qū)”“山西省河東煤田某精查區(qū)”“山西省某井田勘探區(qū)”并壓覆三個勘查區(qū)內(nèi)的山西某煤業(yè)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(yè)指標及其依據(jù)

壓覆區(qū)內(nèi)煤類為JM，SM，PS，煤層傾角小于10°，開采方式為地下開采。根據(jù)2002年12月中華人民共和國國土資源部頒發(fā)的《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》，估算資源儲量的一般工業(yè)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(jù)

本區(qū)煤層厚度穩(wěn)定，煤層傾角小于10°，因此采用水平投影地質(zhì)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(jù)“三下規(guī)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(jù)《三下采煤規(guī)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(qū)、橋梁隧道極多、線路大多位于采空區(qū)上，為保證項目的建設安全，故圍護帶統(tǒng)一按最大寬度留設，即20 m。

5.2 壓覆區(qū)(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(qū)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(guī)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(qū)位于山西某煤業(yè)有限公司內(nèi)的資源儲量類型采用《山西省河東煤田某煤業(yè)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(qū)位于山西某焦煤有限公司內(nèi)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(qū)位于某焦煤有限責任公司某礦內(nèi)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(qū)位于某煤化有限公司某煤礦內(nèi)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(shù)的確定

7.1 煤層厚度的確定

壓覆區(qū)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(jù)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(zhì)大學的MAPGIS地理信息系統(tǒng)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(jù)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(jīng)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(jīng)濟基礎儲量4 063萬t，122b經(jīng)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(qū)內(nèi)是否壓覆礦產(chǎn)及礦權設置情況。主要依據(jù)煤礦地形地質(zhì)圖、煤層底板等高線及儲量估算圖、資源儲量計算參數(shù)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(guī)程》為依據(jù)，工業(yè)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(guī)程［M］.北京:煤炭工業(yè)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(zhì)環(huán)境調(diào)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.