關(guān)于線性工程壓覆礦產(chǎn)資源量估算方法的探討
——以國道107 線某段擬壓覆礦產(chǎn)資源為例

劉 玥，史 亮，原妲麗，李 旭，許 棟

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 信陽 464000）

隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，水庫、廠房、鐵路、公路、油氣管道等帶動國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展項目的建設(shè)呈逐年增加的趨勢，建設(shè)項目征地范圍難免會與周邊的礦業(yè)權(quán)、礦產(chǎn)地范圍有所重疊，建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)資源的情況也呈快速增長態(tài)勢。合理地確定壓覆范圍、估算壓覆礦產(chǎn)資源儲量，對科學(xué)合理的保護(hù)、開發(fā)利用建設(shè)項目所在區(qū)域的礦產(chǎn)資源，確保建設(shè)項目順利進(jìn)行至關(guān)重要。

在實際工作中通常根據(jù)工程類型、壓覆的礦種和開采方式，結(jié)合建設(shè)項目行業(yè)規(guī)范、條例和《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》來確定圍護(hù)帶寬度，再依據(jù)建設(shè)項目的形態(tài)與礦體走向合理布置剖面，分析壓覆區(qū)地質(zhì)特征確定移動角等參數(shù)，采用垂直剖面法圈定壓覆范圍，估算壓覆礦產(chǎn)資源儲量。本文以國道107 線繞信陽市區(qū)一級公路某段壓覆礦產(chǎn)資源為例，探討建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)資源儲量估算方法。

1 建設(shè)項目概況

國道107 線繞信陽市區(qū)一級公路路線全長77.941km，占 地6768.81 畝，設(shè) 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(chǎn)的路段為K47+400-K77+941 段，長30541m，路基寬度25.5m。

2 建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)特征

經(jīng)調(diào)查核實，建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)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(zhì)頁巖、玻屑凝灰?guī)r、晶屑巖屑凝灰?guī)r、膨土質(zhì)凝灰?guī)r、粗面凝灰?guī)r等，均為中等堅硬巖石，頂?shù)装宸€(wěn)定性能一般較好，其工程地質(zhì)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(wěn)定。工程導(dǎo)線走向與礦體走向基本垂直。

3 建設(shè)項目壓覆范圍計算方法

擬建公路穿越雙橋膨潤土礦區(qū)，所壓覆的礦體涉及露天開采與地下開采，故需根據(jù)不同規(guī)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(jù)《爆破安全規(guī)程》《小型露天采石場安全管理與監(jiān)督檢查規(guī)定》（2015 年修改），露天開采區(qū)爆破安全距離不小于300m 的規(guī)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(qū)一級公路為線性工程，依據(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)范》（2017）、《公路安全保護(hù)條例》等有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本區(qū)實際情況，采用垂直剖面法計算壓覆范圍。

3.2.1 參數(shù)選取

（1）圍護(hù)帶寬度的確定。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)范》（2017）第三十三條規(guī)定，考慮G107 線繞信陽市區(qū)一級公路的具體情況，其保護(hù)等級為II 等，相應(yīng)的圍護(hù)帶寬度取15 m。

（2）松散層厚度的確定。建設(shè)項目范圍內(nèi)，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(zhì)地松軟、松散，粘土具有可塑性，局部含礫石，工程地質(zhì)條件差。結(jié)合收集到的地質(zhì)報告、設(shè)計、剖面等提供的厚度數(shù)據(jù)，確定松散層厚度h=20m。

（3）巖層移動角的確定。根據(jù)建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)特征礦體特征、巖石物理力學(xué)特征以及周邊采區(qū)參數(shù)，參照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》（2017）《巖土工程勘察規(guī)范》《工程地質(zhì)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(wěn)固巖層沿上山方向的移動角（γ）：γ=70°；

穩(wěn)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(dǎo)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(hù)帶邊界由各資源儲量平面圖及壓覆礦產(chǎn)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(shè)工程征地范圍投影到儲量估算平面圖上，然后根據(jù)構(gòu)建物等級及礦體開采方式確定其圍護(hù)帶寬度，得到地表受護(hù)邊界；

（2）根據(jù)公路整體走向及礦體產(chǎn)狀特征，選取4 個剖面計算：A-A'、B-B'、C-C'、D-D'（見圖1）。結(jié)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(hù)面積邊界下方各礦體埋深H。

圖1 建設(shè)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(jù)沿走向移動角確定受護(hù)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(hù)邊界在地表的投影，所得出的多邊形輪廓即為建設(shè)項目壓覆區(qū)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(hù)條例》第十七條規(guī)定的100m 范圍，則按照公路外緣起向外兩側(cè)100m 確定壓覆范圍，否則直接按照礦體走向方向的受護(hù)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(qū)內(nèi)礦體形態(tài)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(nèi)沒有大的成礦后期斷裂破壞；礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、品位變化等在垂直方向上表現(xiàn)明顯；礦體在各見礦工程、剖面間對應(yīng)連續(xù)性好，具有明顯的規(guī)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(shù)的確定。礦區(qū)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(jù)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(shù)均采用最近審批或評審備案的原報告中數(shù)據(jù)。

5 結(jié)論及建議

（1）針對露天開采礦體與地下開采礦體，本文依據(jù)不同規(guī)程、行業(yè)技術(shù)規(guī)范，確定了建設(shè)項目壓覆范圍，為下一步估算壓覆資源量提供了面積參數(shù)，用這種方法估算的壓覆礦產(chǎn)資源得到了壓覆方、被壓覆方以及審核專家的認(rèn)可，最大限度地保護(hù)了礦權(quán)人的利益，對類似線性工程壓覆礦產(chǎn)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(jù)擬建工程性質(zhì)，參考《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》選取圍護(hù)帶寬度，再依據(jù)線性工程的形態(tài)與礦體走向合理布置剖面，分析壓覆區(qū)地質(zhì)特征確定移動角等參數(shù)，通過垂直剖面法確定壓覆范圍，另一方面也應(yīng)結(jié)合建設(shè)項目行業(yè)規(guī)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(guān)地形、坡度等因素，結(jié)合相關(guān)行業(yè)規(guī)范條例來劃定。