周嶺 劉樂(lè)

摘 要：鐵路壓煤量研究工作是鐵路壓覆礦產(chǎn)勘查工作的基本工作之一。本文以安徽省渦陽(yáng)縣張樓煤礦為例，在估算張樓煤礦鐵路壓煤量的過(guò)程中探討壓覆煤層儲(chǔ)量估算的方法、一般過(guò)程及壓煤參數(shù)的確定、壓煤量計(jì)算公式等，對(duì)我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展、壓覆礦權(quán)賠償、壓覆礦產(chǎn)勘查等都具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：鐵路壓煤量；估算方法；估算過(guò)程；壓覆煤層資源儲(chǔ)量

0 引言

據(jù)相關(guān)資料文獻(xiàn)報(bào)道，我國(guó)目前“三下”壓煤量為133.48億噸，而鐵路下壓煤量為18.91億噸。鐵路壓煤量研究工作是鐵路壓覆礦產(chǎn)勘查工作的基本工作之一，估算工作目的是對(duì)鐵路下的礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，確定基本儲(chǔ)量。并了解勘查地區(qū)的資源儲(chǔ)量，判斷其價(jià)值，為進(jìn)一步的勘查開采工作提供依據(jù)，也是壓覆礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)估算、礦柱留設(shè)等工程的基本依據(jù)。本文以安徽省渦陽(yáng)縣張樓煤礦（以下簡(jiǎn)稱張樓煤礦）為例，在估算張樓煤礦鐵路壓煤量的過(guò)程中探討壓覆煤層儲(chǔ)量估算的方法、一般過(guò)程及壓煤參數(shù)的確定、壓煤量計(jì)算公式等。礦產(chǎn)儲(chǔ)量估算的一般方法是空間插值方法，大體上分為兩種：一種是傳統(tǒng)儲(chǔ)量估算方法，一種是數(shù)學(xué)地質(zhì)方法。常用方法多數(shù)是：儲(chǔ)量等于體積與礦石容重的乘積，通過(guò)這個(gè)基本公式及其相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，最終得到儲(chǔ)量值。本文選擇采用垂直剖面法進(jìn)行壓煤量的估算，最終得出張樓煤礦鐵路下不能開采壓煤量為11451331.06噸。對(duì)于不能開采的部分礦產(chǎn)資源量進(jìn)行整理，依據(jù)鐵路壓煤量估算的結(jié)果確定不能開采的礦產(chǎn)，為被壓覆礦產(chǎn)資源量的賠償、礦權(quán)侵占等問(wèn)題提供原始依據(jù)。對(duì)我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展，壓覆礦權(quán)賠償、壓覆礦產(chǎn)勘查等都具有重要借鑒意義。

1 張樓煤礦地質(zhì)概況

張樓（單集）煤礦是一種隱伏式煤田，屬于華北型的石炭二疊紀(jì)，所在地域位于淮北煤田渦陽(yáng)礦區(qū)以南。經(jīng)過(guò)鉆孔勘探發(fā)現(xiàn)，此區(qū)地層按從新到老劃分有第四系松散層、第三系、二疊系、石炭系、奧陶系、寒武系。構(gòu)造條件為褶曲基本不發(fā)育，斷裂發(fā)育明顯。斷層走向主要在北東、近南西方向，煤層斷層是正斷層。在+29m～+30m之間高差變化較小，地勢(shì)較平坦，地震地質(zhì)條件較好。在2m到4m之間淺水面很淺，比較穩(wěn)定。在8m到10m的區(qū)段有粘土層和砂質(zhì)粘土層分布。圖1為張樓（單集）煤礦地區(qū)所在位置。

2 資源儲(chǔ)量估算方法

資源儲(chǔ)量估算，到目前為止在全國(guó)范圍內(nèi)沒有相應(yīng)的專門儲(chǔ)量估算技術(shù)規(guī)范，所以在實(shí)際進(jìn)行資源儲(chǔ)量估算的工作中使用的技術(shù)方法沒有統(tǒng)一的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。方法主要有地質(zhì)塊段法、剖面法、垂線法（如表1），一般依據(jù)壓覆的礦種、工程類型和開采方式等，結(jié)合《三下壓煤規(guī)程》和相關(guān)的行業(yè)規(guī)范進(jìn)行估算資源儲(chǔ)量。

3 張樓煤礦鐵路下壓覆煤層儲(chǔ)量估算的研究

進(jìn)行壓覆煤層資源儲(chǔ)量的估算前還需要進(jìn)行一些準(zhǔn)備工作，為估算工作提供原始數(shù)據(jù)和圖表，依據(jù)圖表進(jìn)行壓覆煤層儲(chǔ)量的估算工作。下面就以張樓（單集）煤礦為例進(jìn)行鐵路下壓覆煤層資源儲(chǔ)量的估算研究。

3.1 壓煤參數(shù)的確定

3.1.1 保護(hù)帶寬度確定

依據(jù)路基的設(shè)計(jì)和參照《三下壓煤規(guī)程》第59條規(guī)定，路堤的邊界應(yīng)在兩側(cè)路堤腳1m處，圍護(hù)每邊另加20m，在兩側(cè)界限以內(nèi)的范圍為保護(hù)對(duì)象。然后沿受護(hù)對(duì)象邊界按表2的規(guī)定向外側(cè)留設(shè)圍護(hù)帶。因此張樓煤礦保護(hù)帶寬度為：27（路基寬）+（20+1）*2=69m，每邊為34.5m。

3.1.2 留設(shè)礦柱參數(shù)的確定

在礦山開采過(guò)程中，根據(jù)礦山開采的具體方式方法和需要保護(hù)的建筑物種類級(jí)別留設(shè)煤柱。因此需要保護(hù)的礦柱留設(shè)參數(shù)，參照國(guó)家煤炭工業(yè)局2000年制定的《三下壓煤規(guī)程》中提供的淮南、淮北地區(qū)實(shí)測(cè)的地表移動(dòng)參數(shù)（如表3）。進(jìn)行分析整理后，采用參數(shù)為ψ、δ、β分別取δ-22°、sinα、γ°（α<55°）。依據(jù)所在地區(qū)位置及地質(zhì)概況，采用淮北地區(qū)地表移動(dòng)參數(shù)作為原始依據(jù)。計(jì)算公式如下：

cotβ′=（cos2θcot2β+sin2θcot2δ）1/2 （1）

cotγ′=（cos2θcot2γ+sin2θcot2δ）1/2 （2）

式中：δ-走向方向；γ′-上山；β′-下山；分別表示不同方向的巖層移動(dòng)角。θ-圍護(hù)帶邊界與煤層走向線所夾銳角。

3.1.3 留設(shè)保護(hù)礦柱寬度的計(jì)算

在張樓煤礦各煤層底板等高線和資源儲(chǔ)量估算圖上選取合適的剖面和參數(shù)，確定各煤層留設(shè)保護(hù)煤柱的寬度[5]。依據(jù)公示（1）和（2）確定煤層上山、下山移動(dòng)角，具體參數(shù)和計(jì)算結(jié)果見表4。

3.2 剖面圖的繪制

依據(jù)得到的剖面移動(dòng)角參數(shù)中的ψ（即松散層移動(dòng)角），γ′（上山巖石/層移動(dòng)角），β′（下山巖石/層移動(dòng)角），地面標(biāo)高，松散層厚度，采用垂直剖面法設(shè)計(jì)的剖面圖。根據(jù)剖面與煤層之間的距離，測(cè)量得到各煤層保護(hù)線寬度如表5所示。

3.3 壓煤量計(jì)算

3.3.1 垂直剖面法進(jìn)行壓煤量計(jì)算的一般過(guò)程

垂直剖面法礦產(chǎn)儲(chǔ)量估算以勘探線剖面圖為計(jì)算底圖，其儲(chǔ)量估算的主要步驟為：

（1）依據(jù)原始采樣資料圈定礦體位置和選定剖面，據(jù)此繪制勘探線剖面圖。

（2）對(duì)剖面圖上各塊段剖面面積進(jìn)行計(jì)算。

（3）根據(jù)礦體塊段兩相鄰勘探線上的礦體剖面面積，估算礦體塊段體積值。

（4）估算礦體塊段（相鄰兩剖面間）的礦石量：

Q=V* （3）

其中，Q-礦石資源儲(chǔ)量（t）； -礦石的平均體重（t/m3）。

壓煤量計(jì)算公式為：Q=Shγ （4）

其中，Q-壓煤量（t）；S-壓煤面積（m2）；h-煤層厚度（m）；γ-煤層容重（g/m3）。

3.3.2 張樓煤礦壓煤量計(jì)算

依據(jù)得到的數(shù)據(jù)，采用壓煤量計(jì)算公式計(jì)算張樓煤礦各煤層壓煤量。其中32煤層4個(gè)塊段壓覆煤層資源總量為546，949.40噸，7煤層7個(gè)塊段壓覆煤層資源總量為5，687，435.32噸，8煤層6個(gè)塊段共壓覆煤層資源總量為1，493，078.34噸，10-2煤層8個(gè)塊段共壓覆煤層資源總量為3，723，867.99噸。4個(gè)煤層壓覆煤層資源總量為11，451，331.06噸。

4 結(jié)論

四個(gè)煤層（32煤層，7煤層，8煤層，10-2煤層）壓覆煤層資源總量為11，451，331.06噸。其中1/3JM共計(jì)6，180，889.60噸，JM共計(jì)5，230，593.24噸，F(xiàn)M共計(jì)39，848.22噸。按儲(chǔ)量類別進(jìn)行分類，其中332類1，384，420.61噸，333類10，066，910.45噸。

壓煤量參數(shù)的選擇、剖面的選取與剖面圖的精準(zhǔn)繪制是進(jìn)行資源儲(chǔ)量估算的基礎(chǔ)，選擇的是否合適、準(zhǔn)確是能否進(jìn)行壓煤量估算的前提條件。進(jìn)行壓覆煤層資源儲(chǔ)量的估算過(guò)程中，根據(jù)所在地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、煤層的走向、傾向、傾角等因素，選擇合適的方法是計(jì)算的關(guān)鍵。

在壓覆煤層資源儲(chǔ)量估算中，必須考慮地質(zhì)因素、技術(shù)因素、估算方法的選擇等問(wèn)題帶來(lái)的誤差。因此，應(yīng)該結(jié)合所在地區(qū)的地區(qū)概況、煤層的壓覆情況、交通條件、經(jīng)濟(jì)條件等多方面考慮，結(jié)合多方面的地質(zhì)資料選擇合適的技術(shù)手段，在可控制的范圍內(nèi)減少人為因素帶來(lái)的誤差，才能得出最為精確的資源儲(chǔ)量估算值。