陜西某鐵路壓覆礦產(chǎn)資源勘查及工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

■　鄭艷

（西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院陜西西安710000）

陜西某鐵路壓覆礦產(chǎn)資源勘查及工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

■鄭艷

（西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院陜西西安710000）

本文評(píng)價(jià)了鐵路沿線的工程地質(zhì)條件，包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等。介紹了某鐵路壓覆礦產(chǎn)勘查成果，確定了壓覆礦產(chǎn)種類，評(píng)估了壓覆礦產(chǎn)的儲(chǔ)量，并提出鐵路施工存在的工程問題。

壓覆礦產(chǎn)工程地質(zhì)條件煤層

壓覆礦產(chǎn)資源種類及壓覆資源/儲(chǔ)量的依據(jù)，是地礦勘查單位提交的、經(jīng)過了有關(guān)部門評(píng)審、并在國土資源部門進(jìn)行了資源/儲(chǔ)量備案的正式勘查報(bào)告。凡鐵路線壓覆范圍在正式報(bào)告儲(chǔ)量計(jì)算范圍內(nèi)的視為壓覆了該資源，否則均視為不壓覆資源。因此必須進(jìn)行壓覆礦產(chǎn)勘查工作。

1　鐵路沿線工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

某某鐵路，其位于陜西省延安市、渭南市及山西省運(yùn)城市、臨汾市，沿線經(jīng)過了我省的黃陵礦區(qū)、渭北礦區(qū)、韓城礦區(qū)等大型煤炭資源富集地。

1.1地形地貌

本鐵路線在陜西境內(nèi)主要經(jīng)過了黃土梁峁溝壑區(qū)、渭北黃土臺(tái)塬區(qū)、黃河河流階地區(qū)三個(gè)地貌單元。黃土高原梁峁溝壑區(qū)呈條狀嶺崗或穹狀丘陵?duì)睿０胃叱?50-～950m，與洛河現(xiàn)代河床高差約200m。渭北黃土臺(tái)塬區(qū)，塬面平坦、開闊，地勢總體以1～5度的縱坡向東南緩傾，村莊密布，道路縱橫，海拔高程550～750m。黃河河流階地區(qū)，主要為黃河?xùn)|崖階地，地形開闊，起伏不大，呈臺(tái)階狀，局部發(fā)充沖溝，一般臺(tái)面平緩，臺(tái)緣陡峭，海高程在360～430m。

1.2地層巖性

鐵路線西段及中段所經(jīng)地區(qū)，地表出露地層主要為第四系黃土，東段主要北部出露石炭-二疊紀(jì)基巖地層。區(qū)內(nèi)地層由老至新揭露的地層主要有：太古界（Ar），寒武系（∈），奧陶系（0），石炭系（C），二疊系（P），三疊系（T），第三系（N），第四系（Q）。

其中石炭系（C）為一套海陸交互相含煤沉積，缺少下統(tǒng)，僅有中、上統(tǒng)沉積。包括中統(tǒng)本溪組（C2b）、上統(tǒng)太原組（C3t），是鐵路沿線重要含煤地層。

1.3地質(zhì)構(gòu)造

某某鐵路陜西段位于渭北煤田北部，區(qū)域構(gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)一級(jí)構(gòu)造單元汾渭新生代地塹內(nèi)，基本構(gòu)造形態(tài)是一向北傾斜的單斜構(gòu)造，產(chǎn)狀平緩，傾角一般5度，沿傾向和走向均發(fā)育有次一級(jí)小規(guī)模褶曲，伴有北東向及東西向斷裂構(gòu)造，斷裂構(gòu)造性質(zhì)為高角度的正斷裂。與鐵路有關(guān)的斷裂構(gòu)造主要龍門大斷裂。龍門大斷裂位于鐵路線北，為渭河平原與陜甘寧臺(tái)坳的分界線，屬正斷裂性質(zhì)，斷層走向50～70度，斷裂面傾向東南，傾角70度左右。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，有史以來鐵路經(jīng)過地區(qū)，幾百年來未發(fā)生過大的地震，因此地震對(duì)鐵路的破壞較小。

1.4水文地質(zhì)條件

本區(qū)為渭北臺(tái)塬區(qū)，地表以第四系黃土沉積為主，地表水相對(duì)較發(fā)育，地下水分布普遍。

根據(jù)地下水的埋藏條件，含水層的富、透水性及充水空間的性質(zhì)，沿線地下水類型主要為第四系松散層孔隙潛水、層狀基巖孔隙裂隙水、裂隙水及巖溶裂隙水。

2　壓覆礦產(chǎn)勘查

某某鐵路經(jīng)過地區(qū)的礦產(chǎn)主要有煤炭、鐵礦、鋁土礦、礦泉水等，經(jīng)系統(tǒng)勘查工作后，并向省國土資源廳提交過勘查報(bào)告和資源/儲(chǔ)量（有上表資源/儲(chǔ)量）的礦產(chǎn)僅為煤炭。煤炭資源在鐵路線經(jīng)過區(qū)段廣泛分布，是鐵路線壓覆的主要礦產(chǎn)。

2.1沿線煤層評(píng)價(jià)

根據(jù)鐵路沿線礦產(chǎn)勘查及資料收集，區(qū)內(nèi)共有可采煤層5層，分別為3、4、5、6、10號(hào)煤層，但本鐵路沿線經(jīng)過地段的可采煤層只有4、5、6、10號(hào)等4層，且分布在某某礦區(qū)北部邊緣地帶，3號(hào)煤層在鐵路經(jīng)過區(qū)域?yàn)闊o煤區(qū)或是厚度較小的不可采區(qū)。

煤層主要位于山西組下部、太原組中部及上部，鐵路線從某某礦區(qū)北部邊緣經(jīng)過，煤層厚度1.0～5.0m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，局部含1-2層夾矸。埋深635～830m。

區(qū)內(nèi)煤以中灰分、中高硫、高發(fā)熱量、低揮發(fā)分為特征，煤灰為瘦煤或貧煤，主要用于火力發(fā)電，其次可作為動(dòng)力及一般工業(yè)鍋爐用煤。

2.2壓覆煤層確定

該鐵路線僅壓覆煤炭資源。鐵路線經(jīng)過地區(qū)的煤層分別有3、4、5、6、10號(hào)5層煤，但鐵路線經(jīng)過了可采區(qū)的只有4、5、6、10號(hào)4層煤層，其余煤層在鐵路線經(jīng)過地區(qū)均為不可采或?yàn)闊o煤地段。因此，初步確定鐵路線通過地段的4、5、6、10號(hào)煤層為壓覆煤層，并根據(jù)《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》對(duì)其采深與采厚比值做進(jìn)一步計(jì)算，來確定是否壓覆煤炭資源/儲(chǔ)量。

依據(jù)“三下采煤規(guī)程”中對(duì)國家Ⅰ級(jí)鐵路壓覆資源的“薄及中厚煤層的采深與單層采厚比大于或等于150，厚煤層及煤層群的采深與分層采厚比大于或等于200，允許采用全部垮落法進(jìn)行試采”（第64條）之規(guī)定，鐵路線經(jīng)過中采區(qū)的4、5、6、10號(hào)煤層中，4號(hào)煤層為薄煤層，采深與單層采厚比為511～800，遠(yuǎn)大于150，因此不需要留設(shè)鐵路保護(hù)煤柱；5號(hào)煤層為厚煤層，采深與單層采厚比為142～855，部分地段小于200，因此需要留設(shè)鐵路保護(hù)煤柱；6號(hào)煤層為薄—中厚煤層，采深與單層采厚比為446～851，遠(yuǎn)大于150，因此不需要留設(shè)鐵路保護(hù)煤柱；10號(hào)煤層為中厚—厚煤層，采深與單層采厚比為247～555，均大于200，因此不需要留設(shè)鐵路保護(hù)煤柱。綜上所述，鐵路線不壓覆4、6、10號(hào)煤層資源，僅壓覆5號(hào)煤層資源。

2.3壓覆煤層儲(chǔ)量

壓覆資源/儲(chǔ)量的估算以“某某礦區(qū)中深部詳查報(bào)告”的儲(chǔ)量計(jì)算為依據(jù)，在原報(bào)告相應(yīng)煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖上，采用分割的方法進(jìn)行。

資源/儲(chǔ)量估算公式為：

Q=S·M·D

式中：Q—塊段資源/儲(chǔ)量（t）；

S—煤層的塊段面積（m2）；

M—煤層的塊段平均厚度（m）；

D—煤層的平均視密度（t/m3）；

計(jì)算結(jié)果以萬噸為單位表示。

由于壓覆資源儲(chǔ)量估算采用的是分割法，因此塊段劃分及資源/儲(chǔ)量估算參數(shù)，除壓覆面積在矢量化后的煤層底板等高線及資源儲(chǔ)量估算圖中利用MAPGIS軟件由計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取外，其余各參數(shù)均與原“某某礦區(qū)中深部詳查報(bào)告”相同。

該鐵路線為國家Ⅰ級(jí)，圍護(hù)帶寬度取20m。經(jīng)計(jì)算5號(hào)煤層鐵路保護(hù)煤柱留設(shè)寬度為以鐵路路基外側(cè)為準(zhǔn)外推297m。共壓覆5號(hào)煤層面積6.959km2，壓覆煤炭資源/儲(chǔ)量3039.8萬噸。

3　工程問題

該鐵路在韓城市附近，由于過去小煤窯較多，加之當(dāng)時(shí)的管理粗放，形成了位置摸糊、形態(tài)復(fù)雜、范圍不清的采空，對(duì)鐵路線的建設(shè)可能會(huì)造成一定影響，建議建設(shè)單位在施工過程中密切注意并有必要的預(yù)防措施。

[1]張士虎.建設(shè)項(xiàng)目壓覆礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)估方法探討[J].資源環(huán)境與工程, 2012.

[2]劉曉東,左勝華,曹虎生.壓覆礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算中保護(hù)煤柱邊界的確定[J].陜西煤炭,2015.

F416.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-261-1

鄭艷（1981～），女，學(xué)士，水文專業(yè)，中級(jí)工程師。