基于地質塊段法的儲量估算研究與應用

侯小鳳

（晉能控股煤業集團云崗礦地質測量部，山西 大同 037000）

0 引言

云崗礦含煤地層主要是侏羅系中統大同組，共有19層煤，其中可開采煤層和局部可開采煤層約13層，屬于較穩定煤層，總煤層平均厚度為19.31 m，單煤層的平均厚度為2.8 m。井田北東向和北西向斷裂構造較為發育，多屬扭性斷裂，生產揭露的大小斷層共計133條，采用地質塊段法對云崗礦煤炭資源的儲量進行估算[1]。

1 煤炭儲量估算范圍

對云崗礦的8層可開采煤層進行煤炭儲量估算，進行估算的范圍是井田邊界以及可開采的邊界，按照煤炭資源的類型進行煤層劃分，預計儲量估算范圍的標高為+600～+200 m，具體估算范圍如圖1所示，由于煤層構造簡單，有一定的傾角，因此，采用地質塊段法來進行儲量估算。

圖1 煤炭儲量估算范圍

2 煤炭儲量工業指標

云崗礦礦區內的煤層傾角在2°～6°，煤質為2號弱粘煤，根據煤類及灰分與硫分的標準差來確定煤質的變化程度，由淺入深逐漸增高，具有特低灰、低硫、低磷、低粘結性和高發熱量、高熔灰分、富含焦油產率等特性，根據煤炭儲量估算的工業指標規定各項參數見表1。

表1 煤炭儲量估算工業指標

根據礦區煤的特性，云崗煤可作為動力和氣化用煤，對每層進行折算后，原煤的全硫平均含量為0.72%，精煤的全硫平均含量為1.09%，是低灰低硫的氣煤。

3 煤炭儲量估算方法

云崗礦礦區的煤層傾角在2°～6°，井田內地質構造簡單，煤層比較平緩，采用地質塊段法估算時，以水平投影底板等高線為基準，按煤層的水平、標高、類別等對估算區域進行塊段劃分，進而進行煤炭儲量估算，按公式（1）進行計算：

式中：Q為煤炭儲量（kt）；S為塊段面積(m2)；H為煤層平均厚度（m）；D為煤層平均容重（t／m3）。

4 煤炭儲量估算參數選擇

4.1 塊段面積的確定

在煤炭儲量估算范圍內，通過合理的劃分各個煤層的煤炭資源儲量類型，計算礦井的煤炭儲量[2]。根據勘探結果，建立煤層底板的等值線圖，根據控制程度勘探線，以煤點開始連線、煤層底板為等高線，可開采的邊界進行圈定，將等值線圖投影在平面上，根據最近一次煤炭儲量的塊段劃分結果，在等值線圖上進行劃分，然后將各個分區塊段的面積讀取出來，作為塊段儲量估算的面積。

4.2 煤層平均厚度的確定

根據分區塊段內勘探結果，在儲量估算范圍內，布置勘探鉆孔和開采巷道，探測煤層的厚度和巷道的實際測量厚度，進而求得煤層的平均厚度，按公式2計算：

4.3 煤層平均容量

在各個煤層的煤點處取一段煤芯進行容量計算，多次測量求出平均值，通過測量，求得煤層的平均容量為1.40 t/m3。

4.4 塊段平均傾角

由于煤層有一定的傾角，根據坡度尺原理，在等值線圖上按1：5 000的比例尺沿煤層走向測量平均距離[3]，按公式3計算傾角：

式中：α為平均傾角；h為標高差；L為平均距離。

對有起伏的煤層塊段，在算出平均傾角后，要進行加權求平均值，得到較為準確的平均傾角。

如果煤層中有單層小于0.05 m的夾矸，在計算煤層厚度時，要與煤先分層再合并，如果煤層中有單層大于0.05 m的夾矸，且夾矸小于煤層的最低可開采厚度時，在計算煤層厚度時，要將上下煤層進行分層再相加。

5 煤炭儲量估算結果

將煤層的經濟儲量與永久損失儲量的差值，乘以煤層的回采率，得到煤炭儲量[4]，由于煤層的回采率受上覆巖層厚度、含水情況、水源保護等多種因素影響，對云崗礦主要開采煤層的煤炭儲量進行估算。在煤炭資源估算范圍內，煤炭資源儲量累計約35 109.9萬t，實際估算出的儲量約35 130.7萬t，估算結果比資源總儲量多20.8萬t，具體的儲量見表2。

表2 云崗礦各類資源儲量及占比

為了對估算結果的可靠性進行分析，通過全面收集礦井各個方面的資料，根據礦井地質勘探結果以及煤炭資源儲量和生產資料，對礦井鉆孔高度和標高進行分析，結合煤層底板等值線圖，采用地質塊段法對煤炭資源儲量進行估算，估算方法可行，確定估算參數準確，塊段劃分合理，估算結果準確，通過對塊段面積進行抽檢，對估算出的數值進行復核，驗證了估算結果的準確性。

6 結論

為了準確估算云崗礦的煤炭儲量，根據云崗礦的地質情況，采用地質塊段法進行煤炭儲量估算，結果如下：

1）確定礦區的估算范圍，根據工業指標以及估算方法，對估算區域進行塊段劃分，進一步確定煤炭儲量估算參數，從而實現對儲量的準確估算，提高了煤炭儲量勘探工作的效率。

2）云崗礦井田內煤炭資源儲量累計約35 109.9萬t，實際估算出的煤炭資源儲量約35 130.7萬t，估算結果比較準確，為礦井開采提供了依據。