地質(zhì)塊段法在南江煤礦資源儲(chǔ)量估算中的應(yīng)用實(shí)踐

王 笠

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局川西北地質(zhì)隊(duì)，四川 綿陽(yáng) 621000）

南江煤礦隸屬四川省巴中市南江縣集洲街道所轄。礦區(qū)中心點(diǎn)地理座標(biāo)：東經(jīng)106°47′53″，北緯32°22′49″，面積12.124 8 km2。礦區(qū)大地構(gòu)造位處揚(yáng)子板塊東北緣米倉(cāng)山隆起帶，北鄰秦嶺造山帶，南靠川西前陸盆地，西與龍門(mén)山推覆構(gòu)造帶接壤。礦區(qū)及周邊出露地層主要為三疊系中上統(tǒng)（T2-3）、侏羅系中下統(tǒng)（J1-2）及第四系全新統(tǒng)（Q4）。區(qū)內(nèi)含煤巖系為上三疊統(tǒng)須家河組（T3xj），地層產(chǎn)狀平緩，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度中等。南江煤礦Y2煤層屬大部可采較穩(wěn)定煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平均厚度1.21 m；煤質(zhì)屬中灰（MA）、低揮發(fā)分（LV）、低硫（LS）、低磷（IP）、不粘結(jié)（BN）、中高發(fā)熱量（MHQ）煤；主要用作發(fā)電動(dòng)力用煤。

1 資源量估算范圍和對(duì)象

資源量估算范圍以四川省自然資源廳2021 年5月17 日頒發(fā)的采礦許可證為準(zhǔn)。礦區(qū)面積12.124 8 km2，開(kāi)采標(biāo)高+850～+50 m。礦產(chǎn)資源估算對(duì)象為礦區(qū)內(nèi)批準(zhǔn)開(kāi)采的Y2 煤層。本次估算的保有資源量范圍（不含各類(lèi)保護(hù)煤柱）由三個(gè)區(qū)塊共25 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈閉，總面積約1.588 6 km2，如圖1。估算標(biāo)高為+550～+50 m，估算基準(zhǔn)日為2021 年7 月31 日。

圖1 采礦權(quán)范圍與保有資源量估算范圍疊合示意圖

2 資源量估算工業(yè)指標(biāo)和方法

2.1 資源量估算工業(yè)指標(biāo)

四川省屬煤炭資源貧缺地區(qū)，根據(jù)《關(guān)于印發(fā)四川省煤炭資源量估算指標(biāo)（暫行）的通知》（川國(guó)土資函〔2007〕441 號(hào)），結(jié)合礦山煤炭資源開(kāi)采利用情況，確定Y2 煤層資源量估算工業(yè)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 Y2 煤層資源量估算工業(yè)指標(biāo)

2.2 資源量估算方法和計(jì)算公式

南江煤礦Y2 可采煤層產(chǎn)狀較穩(wěn)定，煤層傾角為9°～26°，一般為15°～21°，均小于60°，因此在煤層底板等高線(xiàn)水平投影圖上采用地質(zhì)塊段法估算資源量[1-4]。估算公式如下：

Q=S×M×D/cosα

式中：Q為資源量，104t；S為塊段水平投影面積，m2；M為塊段平均煤厚，m；D為煤容重，t/m3；α為塊段平均傾角，（°）。

3 資源量估算參數(shù)的確定

3.1 煤層厚度

各煤厚點(diǎn)的煤層厚度為引用2009 年四川省地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告和礦山歷次動(dòng)態(tài)檢測(cè)年報(bào)工作成果，以及本次實(shí)測(cè)煤點(diǎn)數(shù)據(jù)。

（1）單工程厚度（H）：為工程中見(jiàn)煤點(diǎn)所有煤分層厚度之和。對(duì)煤層中厚度≤0.05 m 的夾矸，與煤分層合并后作為煤層采用厚度。精確到0.01 m。

（2）塊段平均煤厚（M）：根據(jù)煤層厚度變化情況，合理選擇塊段內(nèi)及相鄰見(jiàn)煤點(diǎn)采用厚度，將這些見(jiàn)煤點(diǎn)采用厚度的算術(shù)平均值作為塊段平均煤厚（當(dāng)煤點(diǎn)不均勻分布時(shí)，采用二次平均的方法進(jìn)行計(jì)算），精確到0.01 m。

3.2 塊段平面積（S）

在AutoCAD 制圖軟件矢量化后的煤層底板等高線(xiàn)及資源儲(chǔ)量圖上直接讀取，然后按比例尺換算得出，精確到1 m2。

3.3 煤的視密度（D）

根據(jù)水洞井田原地質(zhì)勘查報(bào)告與2009 年礦山核儲(chǔ)報(bào)告，Y2 煤層視密度為1.55 t/m3。

3.4 塊段平均傾角（α）

以實(shí)測(cè)為主。此外，在煤層底板等高線(xiàn)圖上采用反正切函數(shù)計(jì)算，每個(gè)塊段內(nèi)至少均勻地計(jì)算三個(gè)值加以驗(yàn)證，然后求取平均值。

4 各類(lèi)資源量界線(xiàn)的確定

4.1 風(fēng)氧化帶深度的確定

Y2 煤層露頭一帶地層傾角較緩，一般15°～21°。根據(jù)以往地質(zhì)勘查資料，自煤層露頭線(xiàn)以下垂深30 m 或順層內(nèi)推50 m 劃為煤層風(fēng)氧化帶深部邊界線(xiàn)。本次保有資源量估算范圍內(nèi)無(wú)煤層露頭線(xiàn)及風(fēng)氧化帶邊界線(xiàn)。

4.2 可采邊界的確定

Y2 煤層?xùn)|、西兩端均存在古河床沖蝕帶。生產(chǎn)巷道中揭露古河床沖蝕帶附近的煤厚多數(shù)突變?yōu)?，少數(shù)陡變?yōu)?.10～0.20 m 左右，僅極少數(shù)地段呈現(xiàn)出由厚變薄的漸變關(guān)系。本次資源量估算中采用有限和無(wú)限外推法來(lái)確定可采邊界：當(dāng)有兩個(gè)工程點(diǎn)控制，如一個(gè)可采（≥0.60 m），一個(gè)不可采（0.30～0.60 m）時(shí)，以?xún)晒こ厅c(diǎn)間距離的1/2 作為可采范圍邊界線(xiàn)；當(dāng)相鄰不可采點(diǎn)煤層采用厚度（0～0.3 m）時(shí)，以實(shí)際工程間距的1/4 作為可采范圍邊界線(xiàn)。當(dāng)可采點(diǎn)外無(wú)工程控制時(shí)，則以基本控制網(wǎng)度（1000 m×1000 m）的1/4（250 m）作為可采范圍邊界線(xiàn)。

4.3 采空區(qū)邊界的圈定

因回采結(jié)束的煤巷均已封閉，對(duì)以往存在的采空區(qū)域，采用礦山提供的最近一次核儲(chǔ)報(bào)告及年檢資料進(jìn)行界定。2021 年度開(kāi)采動(dòng)用范圍以本次核實(shí)成果為準(zhǔn)。

4.4 陷落柱邊界的確定

南江煤礦在生產(chǎn)過(guò)程中目前已先后揭露陷落柱38 個(gè)，分布在+550 m 水平有24 個(gè)，+320 m 水平有14 個(gè)。目前，各陷落柱及影響范圍已基本查清，按礦山提供的測(cè)量成果資料進(jìn)行確認(rèn)。

4.5 特殊點(diǎn)處理原則

礦區(qū)西部的D05、D06 以及東部的126 見(jiàn)煤點(diǎn)，其煤厚分別為0.45 m、0.45 m、0.55 m。對(duì)于小于煤層最低可采厚度（＜0.60 m）的特殊點(diǎn)，根據(jù)其前后均可采且煤礦實(shí)際上能夠利用等情況，仍將上述見(jiàn)煤點(diǎn)參加所在資源量估算塊段的平均煤厚計(jì)算。

5 塊段（采區(qū)）及水平劃分

5.1 水平劃分

根據(jù)礦山運(yùn)輸大巷布置情況，在批準(zhǔn)的采礦標(biāo)高+850～ +50 m 之間可劃為+850～ +550 m、+550～+320 m、+320～ +163 m 以及+163～ +50 m 四個(gè)開(kāi)采水平。

本次資源量估算中除對(duì)2009 年礦山核儲(chǔ)報(bào)告中的保留塊段不作變動(dòng)外，其余塊段均按+550 m標(biāo)高、+320 m 標(biāo)高、+163 m 標(biāo)高、+50 m 標(biāo)高分別估算資源量。

5.2 塊段劃分原則

各塊段劃分以煤層底板等高線(xiàn)平面投影圖為基礎(chǔ)，在充分考慮采礦權(quán)邊界、保護(hù)煤柱界線(xiàn)、采空區(qū)界線(xiàn)、勘探線(xiàn)位置、開(kāi)采水平、煤層控制程度等條件下，按資源量類(lèi)型進(jìn)行劃分。

控制資源量塊段以“KZ”表示，推斷資源量塊段以“TD”表示。塊段編號(hào)順序是按煤層從高至低、由西往東連續(xù)編號(hào)，如KZ -采1、TD-保①等。

對(duì)2009 年核儲(chǔ)報(bào)告中的動(dòng)用資源量塊段、保護(hù)煤柱等塊段保持原狀不動(dòng)，只改變其編號(hào)順序。

6 資源量類(lèi)型確定條件

礦區(qū)內(nèi)以往曾多次開(kāi)展過(guò)地質(zhì)勘查工作，特別是經(jīng)礦井幾十年生產(chǎn)巷道揭露，其地層、構(gòu)造、煤層、煤質(zhì)及其他開(kāi)采技術(shù)條件等基本查明，礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等，煤層穩(wěn)定程度屬較穩(wěn)定，勘查類(lèi)型劃為二類(lèi)Ⅱ型，煤炭地質(zhì)勘查工作基本達(dá)到詳查程度。根據(jù)《礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范 煤》（DZ/T 0215-2020）、《固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分類(lèi)》（GB/T 17766-2020），本次估算的資源量分為兩類(lèi)：

（1）控制資源量：為煤層受探礦工程和生產(chǎn)井巷控制的部分，控制網(wǎng)度≤1000 m×1000 m。煤層空間分布、形態(tài)、產(chǎn)狀和連續(xù)性已基本確定，其煤類(lèi)、煤質(zhì)是基于較多的取樣工程和開(kāi)采利用中詳盡的信息數(shù)據(jù)來(lái)估算的，地質(zhì)可靠程度較高。

（2）推斷資源量：為煤層僅有稀疏工程控制的外推部分。煤層的空間形態(tài)、產(chǎn)狀和連續(xù)性是合理推斷的，其煤類(lèi)、煤質(zhì)是基于有限的取樣工程和開(kāi)采利用中少量信息數(shù)據(jù)來(lái)估算的，地質(zhì)可靠程度較低。

7 資源量估算結(jié)果

（1）累計(jì)查明資源量。經(jīng)本次礦山資源量核實(shí)，截至2021 年7 月31 日，南江煤礦采礦權(quán)范圍內(nèi)累計(jì)查明煤炭資源量1 291.3 萬(wàn)t。其中，歷年動(dòng)用資源量883.1 萬(wàn)t，保有資源量323.0 萬(wàn)t，另有保護(hù)煤柱資源量85.2 萬(wàn)t。

（2）動(dòng)用資源量。截至2021 年7 月31 日，礦區(qū)范圍內(nèi)歷年動(dòng)用煤炭資源量883.1 萬(wàn)t。

（3）保有資源量。截至2021 年7 月31 日，礦區(qū)范圍內(nèi)保有（控制+推斷）煤炭資源量323.0 萬(wàn)t。其中，控制資源量181.3 萬(wàn)t，推斷資源量141.7 萬(wàn)t。

8 資源儲(chǔ)量估算方法評(píng)估

本次礦山資源量核實(shí)范圍、對(duì)象與2009 年核儲(chǔ)報(bào)告基本一致。兩次資源量估算結(jié)果相比較，累計(jì)查明資源量增加了252.0 萬(wàn)t，變化率為24.2%。這說(shuō)明采用地質(zhì)塊段法對(duì)南江煤礦Y2 煤層資源量的估算方法合理，儲(chǔ)量估算參數(shù)選擇正確。

本次較2009 年儲(chǔ)量核實(shí)資源量增加的主要原因有：（1）Y2 煤層在礦區(qū)深部可采范圍內(nèi)的厚度有所增大。經(jīng)本次核實(shí)，Y2 煤層深部（+320 m 以下）可采范圍內(nèi)的煤層平均厚度為1.21 m，與2009 年儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告中相應(yīng)地段平均煤厚為0.82 m 相比，可采煤層厚度增加了0.39 m。（2）位于礦區(qū)西部的G1 古河床經(jīng)+320 m 水平延伸巷道揭露證實(shí)，該處古河床沖刷帶邊界較2009 年核儲(chǔ)報(bào)告中的推測(cè)位置向西突出了500 m 左右。