铁路压煤量研究

铁路压煤量研究

作者：周岭 刘乐

来源：《海峡科技与产业》2016年第06期

摘 要：铁路压煤量研究工作是铁路压覆矿产勘查工作的基本工作之一。本文以安徽省涡阳县张楼煤矿为例，在估算张楼煤矿铁路压煤量的过程中探讨压覆煤层储量估算的方法、一般过程及压煤参数的确定、压煤量计算公式等，对我国煤炭工业发展、压覆矿权赔偿、压覆矿产勘查等都具有借鉴意义。

关键词：铁路压煤量；估算方法；估算过程；压覆煤层资源储量 0 引言

据相关资料文献报道，我国目前“三下”压煤量为133.48亿吨，而铁路下压煤量为18.91亿吨。铁路压煤量研究工作是铁路压覆矿产勘查工作的基本工作之一，估算工作目的是对铁路下的矿产资源的储量进行统计计算，确定基本储量。并了解勘查地区的资源储量，判断其价值，为进一步的勘查开采工作提供依据，也是压覆矿产资源储量统计估算、矿柱留设等工程的基本依据。本文以安徽省涡阳县张楼煤矿（以下简称张楼煤矿）为例，在估算张楼煤矿铁路压煤量的过程中探讨压覆煤层储量估算的方法、一般过程及压煤参数的确定、压煤量计算公式等。矿产储量估算的一般方法是空间插值方法，大体上分为两种：一种是传统储量估算方法，一种是数学地质方法。常用方法多数是：储量等于体积与矿石容重的乘积，通过这个基本公式及其相关参数的计算，最终得到储量值。本文选择采用垂直剖面法进行压煤量的估算，最终得出张楼煤矿铁路下不能开采压煤量为11451331.06吨。对于不能开采的部分矿产资源量进行整理，依据铁路压煤量估算的结果确定不能开采的矿产，为被压覆矿产资源量的赔偿、矿权侵占等问题提供原始依据。对我国煤炭工业发展，压覆矿权赔偿、压覆矿产勘查等都具有重要借鉴意义。 1 张楼煤矿地质概况

张楼（单集）煤矿是一种隐伏式煤田，属于华北型的石炭二叠纪，所在地域位于淮北煤田涡阳矿区以南。经过钻孔勘探发现，此区地层按从新到老划分有第四系松散层、第三系、二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系。构造条件为褶曲基本不发育，断裂发育明显。断层走向主要在北东、近南西方向，煤层断层是正断层。在+29m～+30m之间高差变化较小，地势较平坦，地震地质条件较好。在2m到4m之间浅水面很浅，比较稳定。在8m到10m的区段有粘土层和砂质粘土层分布。图1为张楼（单集）煤矿地区所在位置。 2 资源储量估算方法

资源储量估算，到目前为止在全国范围内没有相应的专门储量估算技术规范，所以在实际进行资源储量估算的工作中使用的技术方法没有统一的依据和标准。方法主要有地质块段法、

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剖面法、垂线法（如表1），一般依据压覆的矿种、工程类型和开采方式等，结合《三下压煤规程》和相关的行业规范进行估算资源储量。 3 张楼煤矿铁路下压覆煤层储量估算的研究

进行压覆煤层资源储量的估算前还需要进行一些准备工作，为估算工作提供原始数据和图表，依据图表进行压覆煤层储量的估算工作。下面就以张楼（单集）煤矿为例进行铁路下压覆煤层资源储量的估算研究。 3.1 压煤参数的确定 3.1.1 保护带宽度确定

依据路基的设计和参照《三下压煤规程》第59条规定，路堤的边界应在两侧路堤脚1m处，围护每边另加20m，在两侧界限以内的范围为保护对象。然后沿受护对象边界按表2的规定向外侧留设围护带。因此张楼煤矿保护带宽度为：27（路基宽）+（20+1）*2=69m，每边为34.5m。

3.1.2 留设矿柱参数的确定

在矿山开采过程中，根据矿山开采的具体方式方法和需要保护的建筑物种类级别留设煤柱。因此需要保护的矿柱留设参数，参照国家煤炭工业局2000年制定的《三下压煤规程》中提供的淮南、淮北地区实测的地表移动参数（如表3）。进行分析整理后，采用参数为ψ、δ、β分别取δ-22°、sinα、γ°（α

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；分别表示不同方向的岩层移动角。θ-围护带边界与煤层走向线所夹锐角。

3.1.3 留设保护矿柱宽度的计算

在张楼煤矿各煤层底板等高线和资源储量估算图上选取合适的剖面和参数，确定各煤层留设保护煤柱的宽度[5]。依据公示（1）和（2）确定煤层上山、下山移动角，具体参数和计算结果见表4。 3.2 剖面图的绘制

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依据得到的剖面移动角参数中的ψ（即松散层移动角），γ′（上山岩石/层移动角），β′（下山岩石/层移动角），地面标高，松散层厚度，采用垂直剖面法设计的剖面图。根据剖面与煤层之间的距离，测量得到各煤层保护线宽度如表5所示。 3.3 压煤量计算

3.3.1 垂直剖面法进行压煤量计算的一般过程

垂直剖面法矿产储量估算以勘探线剖面图为计算底图，其储量估算的主要步骤为： （1）依据原始采样资料圈定矿体位置和选定剖面，据此绘制勘探线剖面图。 （2）对剖面图上各块段剖面面积进行计算。

（3）根据矿体块段两相邻勘探线上的矿体剖面面积，估算矿体块段体积值。 （4）估算矿体块段（相邻两剖面间）的矿石量： Q=V* （3）

其中，Q-矿石资源储量（t）； -矿石的平均体重（t/m3）。 压煤量计算公式为：Q=Shγ （4）

其中，Q-压煤量（t）；S-压煤面积（m2）；h-煤层厚度（m）；γ-煤层容重（g/m3）。 3.3.2 张楼煤矿压煤量计算

依据得到的数据，采用压煤量计算公式计算张楼煤矿各煤层压煤量。其中32煤层4个块段压覆煤层资源总量为546，949.40吨，7煤层7个块段压覆煤层资源总量为5，687，435.32吨，8煤层6个块段共压覆煤层资源总量为1，493，078.34吨，10-2煤层8个块段共压覆煤层资源总量为3，723，867.99吨。4个煤层压覆煤层资源总量为11，451，331.06吨。 4 结论

四个煤层（32煤层，7煤层，8煤层，10-2煤层）压覆煤层资源总量为11，451，331.06吨。其中1/3JM共计6，180，889.60吨，JM共计5，230，593.24吨，FM共计39，848.22吨。按储量类别进行分类，其中332类1，384，420.61吨，333类10，066，910.45吨。 压煤量参数的选择、剖面的选取与剖面图的精准绘制是进行资源储量估算的基础，选择的是否合适、准确是能否进行压煤量估算的前提条件。进行压覆煤层资源储量的估算过程中，根

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据所在地区的地质构造环境、煤层的走向、倾向、倾角等因素，选择合适的方法是计算的关键。

在压覆煤层资源储量估算中，必须考虑地质因素、技术因素、估算方法的选择等问题带来的误差。因此，应该结合所在地区的地区概况、煤层的压覆情况、交通条件、经济条件等多方面考虑，结合多方面的地质资料选择合适的技术手段，在可控制的范围内减少人为因素带来的误差，才能得出最为精确的资源储量估算值。

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