某煤礦礦區(qū)煤炭資源儲(chǔ)量估算方法及參數(shù)取值研究

謝立香 匡永宏 范 林 唐曉林

（四川省煤田地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072）

0 引言

煤田資源儲(chǔ)量是指地下埋藏的具有一定工業(yè)價(jià)值和一定地質(zhì)研究程度的煤炭資源數(shù)量[1]。 查明資源儲(chǔ)量， 是礦井辦理采礦權(quán)延續(xù)的地質(zhì)依據(jù)， 也是開(kāi)發(fā)建設(shè)和生產(chǎn)的重要指標(biāo)。 根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造條件、礦床特點(diǎn)、賦存條件、勘查資料、開(kāi)采現(xiàn)狀等特征，選擇有效的儲(chǔ)量估算方法， 確定準(zhǔn)確的計(jì)算參數(shù)和取值原則， 進(jìn)而合理估算煤炭資源儲(chǔ)量具有重要的意義[2-4]， 同時(shí)也是煤礦生產(chǎn)決策、有效利用煤炭資源的關(guān)鍵工作。

目前在傾斜及緩傾斜煤層煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算方法中主要有地質(zhì)塊段法、索波列夫斯基網(wǎng)格法等方法[5-7]。 本文以四川東北部某礦區(qū)為研究對(duì)象， 根據(jù)已有勘察資料， 針對(duì)具體工程條件， 選擇地質(zhì)塊段法對(duì)該礦區(qū)的資源儲(chǔ)量進(jìn)行了估算。

該礦區(qū)位于大兩會(huì)背斜的南西翼， 為一自西向東由緩變陡的單斜構(gòu)造。 主要含煤地層為侏羅系下統(tǒng)白田壩組(J1b)和三疊系上統(tǒng)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(qū)共含煤16 層，可采煤層屬中～高灰、低～中揮發(fā)分、低～中磷、特低～低硫、弱～中等粘結(jié)性、中高～高熱值煤。

1 煤炭資源儲(chǔ)量估算方法及原則

1.1 資源儲(chǔ)量估算范圍及對(duì)象

本次研究依據(jù)采礦許可證劃定的礦區(qū)范圍， 以其中6 層煤層作為對(duì)象， 估算研究范圍內(nèi)煤炭資源儲(chǔ)量， 并劃定各煤層的資源儲(chǔ)量類(lèi)型。 估算范圍內(nèi)核實(shí)的標(biāo)高為+600 ～+200m， 資源儲(chǔ)量估算范圍如圖1 所示。

圖1 資源儲(chǔ)量估算范圍與礦權(quán)疊合圖

本次對(duì)保有資源儲(chǔ)量進(jìn)行了估算， 根據(jù)礦井巷道實(shí)際揭露煤層厚度、 勘查鉆孔資料， 分別估算了采空區(qū)消耗的動(dòng)用儲(chǔ)量和保有資源儲(chǔ)量。

1.2 資源儲(chǔ)量估算方法

地質(zhì)塊段法是煤炭資源儲(chǔ)量估算中最主要的方法。 該方法將估算對(duì)象切割為多個(gè)相對(duì)規(guī)則的部分，分別計(jì)算各部分的體積， 然后以各分區(qū)塊段的體積乘以密度， 獲得各分區(qū)塊段的資源儲(chǔ)量， 最后累加結(jié)果即為需要估算的煤層總資源儲(chǔ)量。 這一方法有較強(qiáng)的適用性， 可以用于各種空間產(chǎn)出狀態(tài)和分布的煤層；操作上簡(jiǎn)易便捷， 不需要再附加其它復(fù)雜過(guò)程圖表；也經(jīng)過(guò)了較多實(shí)踐驗(yàn)證，成熟可靠。

本區(qū)煤層的傾角均小于60°，資源量估算采用水平投影地質(zhì)塊段法，計(jì)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(wàn)t)。

1.3 資源儲(chǔ)量估算過(guò)程參數(shù)確定

（1）工業(yè)指標(biāo)的確定

評(píng)估范圍所涉及煤層煤類(lèi)屬瘦煤、焦煤，根據(jù)礦山實(shí)際情況， 本次儲(chǔ)量估算工業(yè)指標(biāo)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(jù)采礦許可證劃定的礦區(qū)范圍，估算礦區(qū)內(nèi)煤炭資源儲(chǔ)量， 合理劃定各煤層的資源儲(chǔ)量類(lèi)型，核實(shí)礦井資源儲(chǔ)量。 根據(jù)勘察成果，建立煤層底板等值線(xiàn)圖， 原則上以相應(yīng)控制程度的勘查線(xiàn)或見(jiàn)煤點(diǎn)連線(xiàn)、煤層底板等高線(xiàn)、可采邊界圈定。 并將等值線(xiàn)圖投影到水平面上， 結(jié)合并盡量沿用最近一次儲(chǔ)量核實(shí)時(shí)塊段的劃分結(jié)果， 在圖上進(jìn)行區(qū)段劃分， 然后直接讀取各分區(qū)塊段的面積，作為儲(chǔ)量計(jì)算的面積。

（3）煤層厚度M 的確定

應(yīng)結(jié)合分區(qū)塊段內(nèi)的勘探工程揭露結(jié)果進(jìn)行綜合確定， 本工程估算區(qū)域內(nèi)布置有勘察鉆孔和開(kāi)采巷道， 因此采用塊段內(nèi)周邊勘查鉆孔煤層采用厚度和巷道實(shí)測(cè)厚度的算術(shù)平均值作為本塊段煤層的平均厚度。 煤層厚度計(jì)算公式為：M=（m1+m2+……mn）/n。

（4）其它指標(biāo)

煤層視密度D：現(xiàn)場(chǎng)在各煤層見(jiàn)煤點(diǎn)取煤芯煤樣進(jìn)行視密度測(cè)試，取測(cè)試值的平均值，取值為1.40t/m3。

塊段平均傾角α： 根據(jù)坡度尺原理， 在塊段內(nèi)1:5000 煤層底板等高線(xiàn)圖沿走向多點(diǎn)量取平距，根據(jù)公式arctgα=h/L（h 為標(biāo)高差，L 為平距）求取傾角α，取其平均值作為計(jì)算參數(shù)。 對(duì)起伏不規(guī)則的塊段， 測(cè)量?jī)A角后加權(quán)取平均值作為傾角計(jì)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(jì)算采用厚度； 當(dāng)夾矸厚度大于等于0.05m 時(shí)， 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(shí)， 將上下分層厚度相加，作為采用厚度。

2 煤炭資源儲(chǔ)量估算結(jié)果

2.1 資源儲(chǔ)量估算結(jié)果

在估算區(qū)煤礦采礦權(quán)范圍內(nèi)， 本次資源儲(chǔ)量估算累計(jì)查明煤炭資源儲(chǔ)量324.8 萬(wàn)噸， 其中動(dòng)用儲(chǔ)量53.2 萬(wàn)噸，保有資源儲(chǔ)量271.6 萬(wàn)噸，礦權(quán)范圍內(nèi)保有控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量116.8 萬(wàn)噸， 推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量154.8 萬(wàn)噸。

2.2 估算結(jié)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(zhì)勘查報(bào)告、 資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告、 礦井生產(chǎn)資料，資料充分。 在此基礎(chǔ)上對(duì)鉆孔見(jiàn)煤厚度、標(biāo)高等進(jìn)行了詳細(xì)的梳理， 并結(jié)合礦井最新的巷道圖對(duì)煤層底板等高線(xiàn)進(jìn)行了調(diào)整， 更貼合礦山生產(chǎn)實(shí)際。 采用的資源儲(chǔ)量估算方法適用、 可行， 參數(shù)確定及資源儲(chǔ)量類(lèi)別、塊段劃分合理，計(jì)算數(shù)據(jù)翔實(shí)、準(zhǔn)確。 對(duì)塊段面積進(jìn)行了抽檢， 并對(duì)所有估算數(shù)值進(jìn)行了復(fù)核，驗(yàn)證了估算結(jié)果的可靠性。

3 結(jié)論

在全面收集礦山地質(zhì)勘查報(bào)告、 礦井生產(chǎn)資料的基礎(chǔ)上， 采用地質(zhì)塊段法進(jìn)行了資源儲(chǔ)量估算， 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、 前期資料確定了計(jì)算參數(shù)， 獲得了煤炭資源儲(chǔ)量、動(dòng)用儲(chǔ)量、保有資源儲(chǔ)量，以及礦權(quán)范圍內(nèi)保有控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量、 內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量等指標(biāo)量值。 估算成果較為貼合礦山實(shí)際。