鄭建明，孫豁然，李立春

(1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院, 遼寧 沈陽 110004；2.吉林化工學(xué)院計算機(jī)系, 吉林 吉林 132002)

2009年4月，筆者作為項目負(fù)責(zé)人對新建鐵路西安至成都客運專線廣元(省界)至江油段，進(jìn)行了壓覆礦產(chǎn)資源調(diào)查工作。根據(jù)《國土資源部關(guān)于規(guī)范建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)資源審批工作的通知》，凡是準(zhǔn)備建設(shè)鐵路、公路、工廠、水庫、輸油管道、輸電線路和各種大型建筑物或者建筑群的，建設(shè)單位必須向所在省、自治區(qū)、直轄市國土資源主管部門了解擬建工程所在地區(qū)的礦產(chǎn)資源分布和開采情況，各省國土資源主管部門應(yīng)當(dāng)向建設(shè)單位提供建設(shè)項目范圍內(nèi)資源分布情況和礦業(yè)權(quán)設(shè)立情況[1]。 單獨選址的大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目(鐵路、公路、工廠、水庫、輸油管道、輸電線路等)，在可行性研究階段，建設(shè)單位應(yīng)委托有地質(zhì)勘查資質(zhì)的單位對擬建工程所在區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源分布和礦業(yè)權(quán)設(shè)立情況進(jìn)行調(diào)查，編制建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)資源情況調(diào)查報告[2]。

根據(jù)鐵路運輸安全保護(hù)條例(國務(wù)院令第430號)第十八條“在鐵路線路兩側(cè)路堤坡腳、路塹坡頂、鐵路橋梁外側(cè)起各1 000m范圍內(nèi)，及在鐵路隧道上方中心線兩側(cè)各1000 m范圍內(nèi)，禁止從事采礦、采石及爆破作業(yè)”[3]。依照委托方《關(guān)于新建鐵路西安至成都客運專線廣元(省界)至江油段建設(shè)工程壓覆礦產(chǎn)資源情況審查的申請》，“新建鐵路西安至成都客運專線廣元(省界)至江油段建設(shè)工程安全區(qū)平面范圍：鐵路線路兩側(cè)、鐵路橋梁外側(cè)及鐵路隧道中心線各外推100 m…”。

要想準(zhǔn)確把工程項目所在地區(qū)的礦產(chǎn)資源分布和開采情況調(diào)查清楚，需要把各國土局相關(guān)部門配合外，數(shù)字化技術(shù)GPS-RTK的應(yīng)用非常關(guān)鍵。

1 工程應(yīng)用

1.1 初步設(shè)計

整個壓覆調(diào)查工作的流程如圖1所示。

圖1 壓覆調(diào)查工作流程

根據(jù)國土資源局相關(guān)部門提供的相關(guān)資料，與工程安全區(qū)有重疊的礦山必須進(jìn)行現(xiàn)場高精度測量，以求礦山目前剩余礦產(chǎn)資源儲量。

1.2 方案實施

1.2.1 基站的建立

GPS測量至少需要兩臺GPS接收機(jī)同時接收4顆以上衛(wèi)星。一般情況下，為一臺基站和一臺流動站。本項目為單個礦山測量，且礦山面積不大，故采用一臺基站和一臺流動站即可滿足要求。

在用GPS信號導(dǎo)航定位時，為了結(jié)算測站的三維坐標(biāo)，必須觀測4顆GPS衛(wèi)星，稱為定位星座?；驹O(shè)在一個已知點上(此已知點從國土資源局相關(guān)部門獲取)，流動站則設(shè)在要測量的礦區(qū)當(dāng)前采區(qū)的邊界上。這兩臺接收機(jī)上的載波相位數(shù)據(jù)經(jīng)過接收機(jī)班內(nèi)內(nèi)嵌軟件解算后，得到基站和流動站之間的三維向量。

1.2.2 當(dāng)前采區(qū)邊界的確定

基站確定后，利用移動站在當(dāng)前采區(qū)邊界線上采點(根據(jù)邊界線長度確定采點數(shù)，一般不應(yīng)少于3個)。采點結(jié)束后，把RTK中的數(shù)據(jù)以dxf的格式導(dǎo)出，然后再另存為dwg格式，此時采區(qū)邊界即可確定。

1.2.3 壓覆資源量的計算

采區(qū)邊界確定后，結(jié)合國土局礦管部門提供的礦權(quán)的采礦許可證(副本)中的礦區(qū)拐點坐標(biāo)，同時根據(jù)現(xiàn)場開采方向，可確定未開采礦產(chǎn)資源的范圍。

接下來根據(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》和《三下采煤新技術(shù)應(yīng)用與煤柱留設(shè)及壓煤開采規(guī)程使用手冊》，確定通過此礦區(qū)的鐵路保護(hù)礦柱。下面以某壓覆煤礦為例說明壓覆資源量的計算。

礦體平均傾角α=18°。由于鐵路在此處為隧道設(shè)置，故松散層移動角φ不計。邊界角δ=γ=80°，β=80-0.8α=61°(δ、γ參照類似礦山確定)。

利用垂直剖面法確定鐵路保護(hù)煤柱范圍，如圖2所示。

圖2 鐵路保護(hù)煤柱計算圖

M、N為鐵路保護(hù)礦柱的地表邊界。壓覆礦產(chǎn)資源儲量范圍如圖3所示。

圖3 壓覆儲量范圍圖

圖3中受護(hù)邊界與鐵路安全區(qū)內(nèi)的煤礦儲量為壓覆儲量。壓覆儲量估算結(jié)果如表1所示。

表1 某煤礦壓覆資源儲量估算表

2 結(jié) 論

通過RTK的應(yīng)用，準(zhǔn)確的定位了壓覆礦山當(dāng)前的采區(qū)邊界，從而估算出壓覆礦產(chǎn)資源儲量，為建設(shè)單位與礦山業(yè)主最終達(dá)成賠付協(xié)議提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。同時，也為以后的壓覆礦產(chǎn)資源調(diào)查工作提供了一個全新的思路。

[1] 國土資發(fā)[2000]386號.關(guān)于規(guī)范建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)資源審批工作的通知[S].

[2] 川國土資發(fā)2004第227號.關(guān)于建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)資源審批工作的通知[S].

[3] 國務(wù)院令第430號.鐵路運輸安全保護(hù)條例[S].

[4] 國家煤炭工業(yè)局.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[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2000.

[5] 孫文華，主編.三下采煤新技術(shù)應(yīng)用與煤柱留設(shè)及壓煤開采規(guī)程使用手冊[M].北京：中國煤炭出版社，2005.