壓覆礦產(chǎn)評(píng)估中對(duì)安全深度計(jì)算的探討

班國(guó)華 向文勤

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)民生活水平大幅度提高，以及工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，鐵路工程、公路工程、廠房以及油氣管道工程等快速發(fā)展，一定程度上推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展的項(xiàng)目也越來(lái)越多。這些工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中會(huì)造成礦產(chǎn)資源壓覆呈不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，所以要科學(xué)合理地確定工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的礦產(chǎn)資源，以便更好地進(jìn)行工程項(xiàng)目的建設(shè)。筆者根據(jù)自身相關(guān)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合廣泛的社會(huì)實(shí)踐調(diào)查研究，就壓覆資產(chǎn)評(píng)估中對(duì)安全深度計(jì)算展開(kāi)了相關(guān)的探討，望能提供借鑒。

關(guān)鍵詞：壓覆；礦產(chǎn)資源；覆壓范圍；深度計(jì)算；探討

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，安全深度計(jì)算在壓覆礦產(chǎn)評(píng)估中應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。不同類(lèi)型的工程建設(shè)項(xiàng)目會(huì)按照對(duì)應(yīng)工程類(lèi)型的《保護(hù)條例》等法規(guī)進(jìn)行，進(jìn)而有效確定水平和垂直安全保護(hù)規(guī)范，對(duì)在《保護(hù)條例》中的礦產(chǎn)資源進(jìn)行安全評(píng)估，并嚴(yán)格、規(guī)范地計(jì)算壓覆的資源及儲(chǔ)量，在計(jì)算過(guò)程中要重視根據(jù)巖層移動(dòng)角在壓覆區(qū)邊緣的研究應(yīng)用，對(duì)較為重要的資源進(jìn)行評(píng)估分析，而且工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中也應(yīng)該盡可能地避開(kāi)重要礦產(chǎn)資源地，推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1.工程項(xiàng)目的概況

為滿(mǎn)足遵義城市規(guī)劃布局需要，集約化利用城市土地，優(yōu)化地區(qū)鐵路客、貨運(yùn)設(shè)施布局，成都鐵路局向中國(guó)鐵路總公司呈送了“改建鐵路川黔線遵義市中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程項(xiàng)目建議書(shū)”的請(qǐng)示。2013年9月13日，獲得中國(guó)鐵路總公司批復(fù)，同意實(shí)施川黔線遵義城區(qū)段線路外遷工程。

為查清改建鐵路川黔線遵義市中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程建設(shè)用地及評(píng)估區(qū)范圍內(nèi)的礦產(chǎn)資源種類(lèi)、壓覆資源儲(chǔ)量情況，在鐵路建設(shè)過(guò)程中用安全深度計(jì)算對(duì)壓覆礦產(chǎn)進(jìn)行了評(píng)估，確定施工區(qū)域的重要礦產(chǎn)資源分布。線路起于既有的川黔線李家灣，改擴(kuò)建既有李家灣站貨場(chǎng)，李家灣至高爐子段既有線維持現(xiàn)狀，繞行線于高爐子站貴陽(yáng)向東南方向進(jìn)行，其穿過(guò)正在施工建設(shè)的渝黔線、在青檬高速公路后到渝黔線的左邊，通過(guò)北關(guān)水庫(kù)上游下穿遵綏高速公路后上并跨過(guò)S207省道，然后經(jīng)過(guò)魏家橋、后山溝向南邊發(fā)展，并在團(tuán)山堡附近設(shè)立董公寺會(huì)讓站，在出站之后沿著渝黔通道向南行進(jìn)接入遵義東站。出了遵義東站后線路沿著南邊前進(jìn)并跨越湘江河，穿過(guò)老木巖隧道之后線路會(huì)沿著渝黔線左邊前進(jìn)。根據(jù)本線既有鐵路車(chē)站、線路狀況、全線重點(diǎn)工程分布、鋪軌和架梁方案的選擇情況，本項(xiàng)目與在建鐵路渝黔線對(duì)應(yīng)段同步建設(shè)，同步投入運(yùn)營(yíng)，總工期3年。既要保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)利用改建鐵路川黔線遵義市中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程線路經(jīng)過(guò)區(qū)域的礦產(chǎn)資源，又要確保該建設(shè)項(xiàng)目正常進(jìn)行，按照國(guó)家及鐵道部頒發(fā)的有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定等，根據(jù)實(shí)際情況并結(jié)合《鐵路安全保護(hù)條例》《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》以及我國(guó)國(guó)土資源部國(guó)土資發(fā)布《國(guó)土資源部關(guān)于進(jìn)一步做好建設(shè)項(xiàng)目壓覆重要礦產(chǎn)資源審批管理工作的通知》要求，對(duì)改建鐵路川黔線遵義市中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程沿線開(kāi)展壓覆礦產(chǎn)資源評(píng)估工作。主要是通過(guò)壓覆礦產(chǎn)資源評(píng)估工作，查清改建鐵路川黔線遵義市中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程建設(shè)用地及評(píng)估區(qū)范圍內(nèi)的礦產(chǎn)資源種類(lèi)、壓覆資源儲(chǔ)量。

2.地質(zhì)概況

施工評(píng)估區(qū)域總體為北低南高，是云貴高原溶蝕洼地。兩邊都是沿著平行山脈走向發(fā)展的，沿線有很長(zhǎng)一段的條形溶蝕槽谷地貌，是條形中山的一部分。巖溶地貌占據(jù)主導(dǎo)地位，在靠近分水嶺、構(gòu)造影響強(qiáng)烈處形成猶如侵蝕地形，內(nèi)含有豐富的碳酸鹽，熔巖發(fā)育非常好，地質(zhì)多樣，洼地、峰從、溶斗以及伏流分布十分廣闊，區(qū)域內(nèi)存在較為強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)。項(xiàng)目沿線屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，溫暖濕潤(rùn)，舒適宜人。項(xiàng)目所在地遵義市礦產(chǎn)資源豐富，為我國(guó)的一個(gè)重要錳礦基地，礦業(yè)經(jīng)濟(jì)占有很高的比例。

2.1地層

工程項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)出露最老地層為寒武系，往上依次有奧陶系、志留系、二疊系、三疊系、侏羅系和第四系等，其中寒武系下部和侏羅系上部出露不全，缺失志留系中上統(tǒng)與泥盆系、石炭系。

2.2構(gòu)造

工程建設(shè)項(xiàng)目評(píng)估區(qū)大地構(gòu)造屬于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)，其中北東向斷層、褶皺發(fā)育，構(gòu)造較復(fù)雜。以褶皺為主，呈北東、北北東向分布；斷層走向與褶皺軸線基本一致，以高角度斷層為主。銅鑼井背斜：背斜呈南西—北東向展部，區(qū)內(nèi)軸線長(zhǎng)4.2km。背斜核部最老地層為寒武系婁山關(guān)群，向兩翼依次為奧陶系下統(tǒng)桐梓組、紅花園組、湄潭組，二疊系中統(tǒng)棲霞組、茅口組和上統(tǒng)龍?zhí)督M、長(zhǎng)興組，三疊系下統(tǒng)夜郎組、茅草鋪組。背斜南東翼巖層傾向一般160°～175°，傾角30°～38°，北西翼巖層傾向一般315°左右，傾角42°～50°，總體上呈北西翼陡，南翼緩的不對(duì)稱(chēng)背斜。南白背斜：背斜軸向近南北向，約呈“S”型扭曲，北部較狹窄，南部較寬緩。向斜兩翼不對(duì)稱(chēng)，西翼地層傾角較緩，一般傾角15°～26°，傾向250°～295°；東翼較陡，一般26°～48°，傾向100°～122°，向核部逐漸變緩。向斜翼多次一級(jí)短軸褶曲構(gòu)造，軸向北東—南西向，軸長(zhǎng)200m～600m不等。

2.3礦產(chǎn)

工程項(xiàng)目評(píng)估區(qū)區(qū)域內(nèi)目前已知的礦產(chǎn)有錳礦、煤礦、硫鐵礦、鋁土礦、鉬、鎳多金屬礦及石灰石等。除錳礦和煤礦外，其他大多數(shù)礦種規(guī)模較小。

3.評(píng)估過(guò)程中應(yīng)遵循的原則

首先，壓覆礦產(chǎn)資源是指在項(xiàng)目建設(shè)施工后導(dǎo)致礦產(chǎn)資源不能充分開(kāi)發(fā)利用。工程項(xiàng)目建設(shè)時(shí)和礦區(qū)重疊范圍比較小，則不需要進(jìn)行壓覆處理，重疊范圍大，則需要進(jìn)行壓覆施工。壓覆礦產(chǎn)資源主要分為重要礦產(chǎn)資源與壓覆非重要礦產(chǎn)資源兩種，而重要礦產(chǎn)資源主要是那些在《礦產(chǎn)資源開(kāi)采登記管理辦法》附錄中提出的34個(gè)礦種的礦床規(guī)模在中型的礦產(chǎn)資源，非重要礦產(chǎn)資源是指上述34個(gè)礦種的礦床規(guī)模在中型以下的礦產(chǎn)資源及34個(gè)礦種以外的礦產(chǎn)資源；沒(méi)有正式進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘探的，則沒(méi)有設(shè)置產(chǎn)權(quán)的，或經(jīng)過(guò)初步工作但是沒(méi)有查明資源儲(chǔ)量的礦產(chǎn)資源，不需要進(jìn)行壓覆處理。在壓覆處理過(guò)程中，需要注意其是否被國(guó)家礦產(chǎn)地采礦權(quán)占有，只需要評(píng)價(jià)采礦權(quán)的情況，國(guó)家礦產(chǎn)資源不需要再進(jìn)行評(píng)述。在壓覆的資源儲(chǔ)量估算過(guò)程中，應(yīng)該以最高勘察程度資料原則分礦種估算；尊重原勘查礦區(qū)地質(zhì)報(bào)告的原則。此外，在壓覆礦產(chǎn)評(píng)估過(guò)程中，縣（市）級(jí)頒證采礦權(quán)，評(píng)估時(shí)以縣（市）級(jí)核查為準(zhǔn)。

4.評(píng)估的主要依據(jù)

工程項(xiàng)目壓覆礦產(chǎn)評(píng)估是嚴(yán)格遵循國(guó)家頒布的《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》進(jìn)行的；國(guó)土資發(fā)【2010】137號(hào)文，即《國(guó)土資源部關(guān)于進(jìn)一步做好建設(shè)項(xiàng)目壓覆重要礦產(chǎn)資源審批管理工作的通知》為重要依據(jù)；黔國(guó)土資發(fā)【2002】128號(hào)文《關(guān)于建設(shè)項(xiàng)目壓覆礦產(chǎn)資源有關(guān)規(guī)定的通知》；黔國(guó)土資發(fā)【2010】128號(hào)文《關(guān)于進(jìn)一步做好建設(shè)項(xiàng)目壓覆重要礦產(chǎn)資源審批管理工作的通知》《三下采煤新技術(shù)》；貴州省《對(duì)建設(shè)項(xiàng)目壓覆礦產(chǎn)資源評(píng)估報(bào)告編制的建議》；改建鐵路川黔線遵義市中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程經(jīng)過(guò)區(qū)域各個(gè)縣城國(guó)土資源部門(mén)頒布的《建設(shè)項(xiàng)目用地礦產(chǎn)資源情況核查表》；資料收集截至2014年5月20日，評(píng)估區(qū)范圍有關(guān)的地質(zhì)勘探成果和評(píng)估區(qū)范圍需要根據(jù)有關(guān)采礦許可證以及勘察許可證進(jìn)行；建設(shè)方提供的改建鐵路川黔線遵義市中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程相關(guān)資料及鐵路中心軸線坐標(biāo)。

5.壓覆范圍的確定

根據(jù)擬建項(xiàng)目的保護(hù)等級(jí)，結(jié)合礦產(chǎn)資源賦存條件和開(kāi)采方式來(lái)確定評(píng)估方法，其確定依據(jù)為《三下采煤新技術(shù)》。

5.1坑采礦山

坑采礦山的壓覆范圍的確定需要根據(jù)我國(guó)建筑受保護(hù)等級(jí)、礦層所在的含礦巖石地層時(shí)代等明確范圍，還要根據(jù)礦層厚度、礦體傾角以及形態(tài)等實(shí)際情況決定。

5.1.1明確受保護(hù)等級(jí)與圍護(hù)帶

根據(jù)上述規(guī)范，確定改建鐵路川黔線遵義市中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程的保護(hù)等級(jí)為Ⅰ級(jí)。這一區(qū)域確定的圍護(hù)帶是改建鐵路利用地邊界線向兩側(cè)外退行20m即為圍護(hù)帶的邊界。

5.1.2移動(dòng)角的確定

改建鐵路川黔線遵義市中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程涉及壓覆的坑采礦山需要用到類(lèi)比法確定移動(dòng)角，而類(lèi)比原則主要是指賦存地層層位相同，由于礦層傾角相近、礦層上覆巖層、巖性以及厚度都十分相近。具體計(jì)算則根據(jù)壓覆施工地的實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，其中利用符號(hào)β′、γ′代替β、γ，其計(jì)算公式為：

γ、β和δ取值按照《三下采煤新技術(shù)》

結(jié)合各礦種開(kāi)采的實(shí)際情況，各移動(dòng)角取值如下：

走向移動(dòng)角δ=70°；

下山移動(dòng)角β=70°；

上山方向移動(dòng)角：根據(jù)上述公式計(jì)算取得。

5.1.3壓覆范圍

根據(jù)上述煤（礦）層傾角、圍護(hù)帶寬度、走向及上、下山移動(dòng)角所圈定的范圍為壓覆范圍。

5.1.4計(jì)算壓覆的安全深度

安全深度主要指在安全的深度以外，不至于由于開(kāi)采而引發(fā)冒頂、坍塌與地面沉降、塌陷等問(wèn)題，但是若工程項(xiàng)目在安全深度范圍之內(nèi)，則很有很能引發(fā)上述問(wèn)題。煤層綜合作用與安全系數(shù)相乘得到安全深度，其計(jì)算公式為：

H=M×K

其中，H是指安全深度，單位為米；M為綜合作用厚度，單位為米；K是指安全深度系數(shù)。

按照壓覆安全深度計(jì)算的相關(guān)規(guī)范，《地方煤礦實(shí)用手冊(cè)》，綜合作用的厚度計(jì)算方式是將最上面的一層作為采煤層，并分別作用于下一層可采煤礦，直到最后一層可采煤的疊加計(jì)算。另外，各層煤的綜合作用厚度計(jì)算公式為：

Mn-1=mn-1+c×Mn

其中，M是指綜合作用厚度，單位為米；m是指煤層厚度，單位為米；n為煤層數(shù)；c主要是指兩層煤礦之間的真厚度和下一層煤的厚度的比值函數(shù)，具體可以參考《三下采煤新技術(shù)》的相關(guān)規(guī)定。

5.2露采礦產(chǎn)

露采礦山根據(jù)安全爆破距離（300m）、直接能夠看到的范圍等綜合因素決定的。一般原則上礦產(chǎn)的開(kāi)采如果對(duì)鐵路造成了影響，壓覆范圍的確定應(yīng)該考慮其影響范圍，沒(méi)有影響的視為不壓覆。根據(jù)收集資料，改建工程項(xiàng)目的中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程涉及壓覆的露采礦（山）均為開(kāi)采建筑石料用灰?guī)r、水泥用灰?guī)r、砂巖企業(yè)。本次確定以改建鐵路中軸線兩側(cè)各外推300m范圍內(nèi)為壓覆范圍。

5.3地?zé)崴?/p>

由于地?zé)崴疅醿?chǔ)深埋地下2000余米，熱儲(chǔ)之上有巨厚的隔熱隔水層，開(kāi)采方式為深井開(kāi)采；結(jié)合礦區(qū)已經(jīng)施工形成的取水礦井位置與建設(shè)項(xiàng)目征地范圍關(guān)系，若因擬建項(xiàng)目的建設(shè)而影響其取水（或取水量），則納入壓覆范圍，反之則壓覆。

6.結(jié)論和建議

6.1建設(shè)項(xiàng)目壓覆礦產(chǎn)資源評(píng)估的必要性

改建鐵路川黔線遵義市中心城區(qū)李家灣至閣老壩段外遷東移工程是貫徹落實(shí)“國(guó)發(fā)2號(hào)”文件，搶抓機(jī)遇，進(jìn)而推動(dòng)遵義市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。建設(shè)項(xiàng)目壓覆主要是配合遵義市產(chǎn)業(yè)布局進(jìn)行的，其綜合考慮到遵義市城市總體規(guī)劃的實(shí)際需求，盡可能地避免鐵路工程切割城市，科學(xué)合理的規(guī)劃城市空間布局，為構(gòu)建和諧城市做貢獻(xiàn)。建設(shè)項(xiàng)目壓覆礦產(chǎn)資源評(píng)估有利于優(yōu)化遵義市鐵路貨運(yùn)系統(tǒng)布局，有利于遵義市的可持續(xù)性發(fā)展，項(xiàng)目的建設(shè)是必要的，也是十分迫切的。

6.2建議

首先，在線路走向盡可能取直的前提下盡量減少對(duì)城鎮(zhèn)規(guī)劃的干擾，避開(kāi)風(fēng)景區(qū)及保護(hù)區(qū)等敏感區(qū)域，選擇交通條件便利的地區(qū)；盡量避繞高地震烈度區(qū)和地震活動(dòng)斷裂帶；應(yīng)選擇較寬闊、縱坡較小的山脊或溝谷通過(guò)。此外，在地勢(shì)平緩地區(qū)，在盡可能取直的前提下，盡量避開(kāi)穿越村鎮(zhèn)及城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)。

6.3結(jié)論

總之，在露采礦產(chǎn)資源壓覆范圍的確定過(guò)程中，要科學(xué)合理地確定爆破距離，并充分考慮到改建工程項(xiàng)目區(qū)域的有關(guān)地貌地形、坡向等因素影響，壓覆范圍確定需要根據(jù)有關(guān)行業(yè)的規(guī)范進(jìn)行劃定，而且礦產(chǎn)資源的壓覆資源儲(chǔ)量計(jì)算可以按照建設(shè)工程的重要性以及重要性質(zhì)進(jìn)行，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況科學(xué)合理地布局。在計(jì)算過(guò)程中還需要對(duì)比較為典型的工作區(qū)域，合理選擇適宜的實(shí)測(cè)參數(shù)，合理計(jì)算移動(dòng)角和安全深度，這有利于為改建工程項(xiàng)目建設(shè)后對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用的對(duì)比分析提供重要依據(jù)，所以要重視壓覆礦產(chǎn)評(píng)估中對(duì)安全深度計(jì)算的研究分析。

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