湖北省云應(yīng)鹽礦區(qū)工業(yè)指標(biāo)的變化及對資源儲量估算的影響

阮志橋, 申 文, 蔣之飛, 丁厚炳

(1.湖北省國土資源廳 資源儲量評審中心,湖北 武漢 430072; 2.湖北省地質(zhì)局 第八地質(zhì)大隊,湖北 襄陽 441002;3.湖北省地質(zhì)局 第六地質(zhì)大隊,湖北 孝感 432100)

湖北省云應(yīng)鹽礦區(qū)工業(yè)指標(biāo)的變化及對資源儲量估算的影響

阮志橋1,2, 申 文1, 蔣之飛3, 丁厚炳2

(1.湖北省國土資源廳 資源儲量評審中心,湖北 武漢 430072; 2.湖北省地質(zhì)局 第八地質(zhì)大隊,湖北 襄陽 441002;3.湖北省地質(zhì)局 第六地質(zhì)大隊,湖北 孝感 432100)

2008年湖北省國土資源廳頒布實施了《湖北省鹽礦地質(zhì)勘查規(guī)程》、《湖北省鹽礦水溶開采設(shè)計規(guī)程》、《湖北省水溶開采生產(chǎn)技術(shù)管理規(guī)程》(簡稱“新三項規(guī)程”)。 “新三項規(guī)程”中,NaCl邊界品位由35%下調(diào)至30%,經(jīng)濟可采純鹽厚度、開采層間距增加幅度較大。按“新三項規(guī)程”重新劃分開采層后,資源儲量總量和開采層資源儲量總體有所增加;另由于間隔層加大,開采后形成地面塌陷的機率降低,對環(huán)境保護有利。云應(yīng)鹽礦區(qū)部分井田,因鹽群純鹽厚度較小、埋深大、鹽群間距遠等原因,雖資源儲量總量會增加,但開采層資源儲量或會減少。通過實例分析，認(rèn)為“新三項規(guī)程”條件下經(jīng)濟可采純鹽厚度開采層間距等關(guān)鍵指標(biāo)調(diào)整符合客觀實際，很有必要;綜合利用Na2SO4品位由≥5%調(diào)整至≥8%可能并不符合實際情況，應(yīng)維持5%不變。建議盡快推進“新三項規(guī)程”條件下資源儲量核實工作。

鹽礦;工業(yè)指標(biāo);儲量估算;云應(yīng)

1 云應(yīng)鹽礦資源概況

據(jù)《湖北省礦產(chǎn)資源儲量表》最新統(tǒng)計,湖北省鹽礦(固體NaCl)礦區(qū)22處,至2013年底資源儲量累計查明礦石量33.5億t、NaCl量23.8億t,保有礦石量33.1億t,保有NaCl量23.56億t。礦區(qū)22處中,已開采利用10處,未利用11處,閉坑1處。湖北省鹽礦資源主要分布在云應(yīng)鹽礦區(qū)。

云應(yīng)鹽礦區(qū)受南部長江埠斷裂、北部三合店斷裂和東部道人橋斷裂控制,郎君橋斷裂縱橫盆地中心,影響著沉積中心和遷移。云應(yīng)鹽礦區(qū)巖鹽賦存具有如下特點：①埋深大,一般在150 m以下,盆地中部可達670余米。②巖鹽層數(shù)多,單層厚度小,但累計厚度大。③地層產(chǎn)狀平緩,傾角0°～10°,連續(xù)性好,水溶采礦較方便。④巖鹽礦層結(jié)構(gòu)、構(gòu)造簡單,物質(zhì)組分較單一,可溶性好,溶解速度大,在0～10Be′時,平均側(cè)溶蝕速度為6.9 mm/h,在0～5Be′時,平均上溶溶蝕速度為8.00 mm/h,平均溶解速度為1.77 g/cm2·h[1]。⑤各開采層的頂、底板均具有相對隔水性,抗壓強度大于礦石的抗壓強度,不溶或者微溶于水,適宜于對井水力壓裂連通、對井水平對接連通。⑥井溫隨鉆孔的深度增加而升高,開采區(qū)間內(nèi),井溫為32～45℃有利巖鹽溶解。

云應(yīng)鹽礦區(qū)各井田鹽群數(shù)因所處盆地位置不同,受斷裂破壞及影響程度不同,鹽群數(shù)從數(shù)層到70多層不等,《湖北省云應(yīng)盆地鹽礦資源評價報告》(1988)對整個云應(yīng)地區(qū)的鹽群重新作了統(tǒng)一編號。現(xiàn)以湖北省云應(yīng)鹽礦區(qū)程家巷井田北區(qū)K3開采層為例簡單介紹鹽群特征。K3開采層由三個鹽群九個鹽層組成,其頂板埋深296.22～828.50 m,開采層厚度14.26～21.37 m,平均厚度17.55 m。主要開采鹽群K3開采層為石鹽與硬石膏巖互層結(jié)構(gòu),局部出現(xiàn)石鹽與鈣芒硝巖互層結(jié)構(gòu),內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜—極復(fù)雜。開采層上、下部鹽層厚而密集,中部薄而稀疏,可比性較好。含礦率42.68%～78.61%,平均67.65%,變化系數(shù)44.69%,順傾向增大,變化較穩(wěn)定;鹽層總厚7.38～16.80 m,平均12.16 m,變化系數(shù)69.70%,順傾向增厚,變化不穩(wěn)定。該開采層以塊狀礦石為主,條帶狀、團塊狀次之。鹽層NaCl品位64.61%～74.53%,平均69.41%,變化系數(shù)10.25%,變化均勻。純鹽厚度5.50～11.79 m,平均8.40 m,變化系數(shù)69.63%,變化較穩(wěn)定。鹽層中伴生Na2SO4含量2.68%～6.59%,平均4.86%,變化系數(shù)61.24%,變化不均勻。

2 工業(yè)指標(biāo)調(diào)整情況

2008年,湖北省國土資源廳頒布實施了《湖北省鹽礦地質(zhì)勘查規(guī)程》、《湖北省鹽礦水溶開采設(shè)計規(guī)程》、《湖北省水溶開采生產(chǎn)技術(shù)管理規(guī)程》(簡稱“新三項規(guī)程”),取代原湖北省礦產(chǎn)儲量委員會1983年頒布的《湖北省云應(yīng)地區(qū)鹽礦采區(qū)勘探規(guī)程》、《湖北省云應(yīng)地區(qū)鹽礦水溶開采設(shè)計規(guī)程》、《湖北省云應(yīng)地區(qū)鹽礦水溶采礦生產(chǎn)技術(shù)管理規(guī)程》(簡稱“原三項規(guī)程”),作為鹽礦資源的統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一管理、開發(fā)利用、安全生產(chǎn)的依據(jù)。

三項規(guī)程工業(yè)指標(biāo)對照情況見表1、表2。

表1 新舊三項規(guī)程工業(yè)指標(biāo)對照表

表2 新三項規(guī)程中對云應(yīng)鹽礦區(qū)開采層高度、最小可采厚度的規(guī)定

需要說明的是,鹽礦勘查雖有國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鹽湖和鹽類礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T 0212—2002),但該標(biāo)準(zhǔn)對于巖鹽的工業(yè)指標(biāo)只有邊界品位和最低工業(yè)品位兩項規(guī)定,同時稱“鉆井水溶開采,因礦石質(zhì)量、水溶性能及開采方式不同,對可采厚度及夾石剔除厚度的要求差別很大,各礦區(qū)可根據(jù)上述因素具體確定”。可見,規(guī)范并未對純鹽厚度、開采層間距等指標(biāo)作出明確規(guī)定,因此在使用時存在很大局限性,這也是“新三項規(guī)程”出臺的主要原因。

3 不同指標(biāo)資源儲量變化情況

2008年以后,應(yīng)采用“新三項規(guī)程”提交報告,但2012年湖北省煤炭地質(zhì)勘查院編制的《湖北省云應(yīng)鹽礦區(qū)隔蒲—廟頭井田宏博鹽礦石鹽礦資源儲量核實報告》及《湖北省云應(yīng)鹽礦區(qū)長江井田石鹽礦資源儲量核實報告》,由國土資源部資源儲量評審中心評審,采用的仍是“原三項規(guī)程”的工業(yè)指標(biāo)。

2013年采用“新三項規(guī)程”編制,經(jīng)審查備案的《湖北省應(yīng)城市云應(yīng)礦區(qū)一號井田石鹽礦資源儲量核實報告(截至2012年底)》(下稱《一號井田核實報告》)[2],與前次按“原三項規(guī)程”的結(jié)算報告相比,其工業(yè)鹽群由原來的33個,增加至43個;開采層由原來的10個調(diào)整為4個,可供開采的工業(yè)鹽群數(shù)量由13個增加到14個;純鹽厚度由41.33 m增加到42.28 m;純鹽資源儲量總量增加了約25%,其中基礎(chǔ)儲量增加了約50%,資源量16%。《湖北省云應(yīng)鹽礦區(qū)應(yīng)城東井田石鹽礦資源儲量核實報告(截至2012年底)》(下稱《應(yīng)城東井田核實報告》)[3],與前次按“原三項規(guī)程”的結(jié)算報告相比,純鹽資源儲量總量增加了約32%,增加幅度較大。

資源儲量總量增加的原因,主要是因邊界品位的降低,重新圈定鹽群,一方面鹽群數(shù)量增加,另一方面部分鹽群因厚度增加導(dǎo)致資源儲量增加。開采層資源儲量增加的原因,主要是重新劃分開采層,開采層間距加大,劃入開采層的工業(yè)鹽群數(shù)量總體增加,且將原開采層之間的部分鹽群劃入。

《一號井田核實報告》、《應(yīng)城東井田核實報告》核實范圍均位于云應(yīng)鹽礦區(qū)的西部,且緊鄰。云應(yīng)鹽礦區(qū)的東部各井田,如長江井田,普遍純鹽厚度較小、埋深較大、鹽群更多,在“新三項規(guī)程”條件下,資源儲量可能會減少。

表3為長江井田2006年度結(jié)算報告劃分的14個開采層[4],累加總鹽群厚度為57.43 m,“新三項規(guī)程”條件下部分原開采層可以歸并,且部分非開采層鹽群進入新的開采層,但不可避免的多數(shù)開采層將不能利用。據(jù)正在編制中的長江井田核實報告(未經(jīng)審查,數(shù)據(jù)可能會有變化),重新劃分了5個開采層：KⅠ純鹽厚度10.9 m,KⅡ純鹽厚度11.43m,KⅢ純鹽厚度4.16 m,KⅣ純鹽厚度3.71 m,KⅤ純鹽厚度11.54 m,合計純鹽厚度41.74 m,遠小于長江井田2006年度結(jié)算報告累計純鹽厚度57.43 m,且不說KⅣ(埋深>800 m)純鹽厚度僅3.71 m,小于最低可采厚度。

表3 云應(yīng)鹽礦區(qū)長江井田開采層基本特征表

4 討論

“新三項規(guī)程”總結(jié)了全省鹽礦近四十年的勘查、開采技術(shù)經(jīng)驗,結(jié)合國家現(xiàn)行規(guī)范而制訂,合理可行,但還有值得討論的地方。

4.1 開采層工業(yè)鹽群劃分

鹽礦作為一個采用水溶法開采的較為特殊的礦種,無論是資源儲量的估算還是開采,與一般的固體礦產(chǎn)相比,均有其特殊性。資源儲量估算首先要圈出一般工業(yè)鹽群,可以理解為邊界品位以上的礦體。其次要圈定工業(yè)鹽群,可以理解為工業(yè)礦體;開采層工業(yè)鹽群,可以理解為可以利用的工業(yè)礦體,是能利用的對象。開采層工業(yè)鹽群一般包含一個或多個工業(yè)鹽群不等,且其純鹽厚度(最低可采厚度)在不同的埋深條件下有不同要求,所有開采層工業(yè)鹽群累計采動高度(不僅指本開采層,系全礦區(qū))有限制,并且各開采層間隔要>50 m。

現(xiàn)以兩個實例說明工業(yè)鹽群、開采層的關(guān)系?！兑惶柧锖藢崍蟾妗分?原開采層包括13個開采鹽群(05、1、61、9、13、14、15、20、26、29、30、35、39),劃分出K1-K10等10個開采層。《一號井田核實報告》則包括14個開采鹽群(1、2、9、10、11、12、13、14、15、29、30、39、40、41),劃分出4個開采層,含14個工業(yè)鹽群。

《應(yīng)城東井田核實報告》包括了四里棚—協(xié)合店井田、燒香臺井田、燒香臺鹽礦遠景區(qū),此前的勘查報告劃分31個工業(yè)鹽群,其中13個工業(yè)鹽群劃為10個開采層?！稇?yīng)城東井田核實報告》劃分37個工業(yè)鹽群,劃分出4個開采層,含17個工業(yè)鹽群。

從上述可以看出,在同一個井田內(nèi),工業(yè)鹽群或開采層的劃分,都是一個彈性指標(biāo),帶有很大的人為因素。一旦指標(biāo)變動,鹽層、開采層的劃分也會隨之變動。

“新三項規(guī)程”條件下開采層的劃分,既要充分考慮鹽群工業(yè)類型、鹽群厚度、分布等地質(zhì)特征,又要考慮各井田的開采實際狀況和布井情況,在地質(zhì)條件相近的井田最好能大體統(tǒng)一,避免隨意性過大。

4.2 經(jīng)濟純鹽厚度

“新三項規(guī)程”與“原三項規(guī)程”相比,最大的變化是純鹽厚度與開采層間距,前者由1.5 m大幅提高,后者提高2倍多。

“新三項規(guī)程”大幅提高了純鹽厚度,是比較切合客觀實際的。純鹽厚度實際是最低可采厚度,它是工業(yè)指標(biāo)中最重要的指標(biāo),鹽礦的最低可采厚度可以通過預(yù)可研或可研確定,筆者在編制2006年度長江井田結(jié)算報告時,與企業(yè)方進行過測算,用建井投資變化系數(shù)、鹽價變化系數(shù)和鹽井服務(wù)年限變化系數(shù),對原定開采層純鹽厚度1.50 m進行校正,嘗試確定經(jīng)濟開采層純鹽厚度。當(dāng)時認(rèn)為,經(jīng)濟開采純鹽厚度取3.50 m,并以此作參照,認(rèn)為長江井田結(jié)算報告雖按當(dāng)時指標(biāo)估算資源儲量,14個開采層中有經(jīng)濟價值的開采層只有K101(37鹽群)、K12(56鹽群)、K13(60鹽群)和K15(65鹽群)四個。

建議在利用“新三項規(guī)程”時,根據(jù)實際需要,經(jīng)濟純鹽厚度也可根據(jù)可行性研究的結(jié)論來確定。

4.3 開采層間距

開采層間距原規(guī)定≥20 m,以采礦實踐看采鹽對井組的實際服務(wù)年限一般遠大于實際設(shè)計服務(wù)年限,表明地下溶腔比預(yù)想的要大,20 m的間距顯然太小了,“新三項規(guī)程”在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,確定開采層間距≥50 m,是比較合適的。

“新三項規(guī)程”根據(jù)實際情況增加開采層高度,同時明確允許累計采動高度,是很有必要的。

4.4 伴生Na2SO4品位

《應(yīng)城東井田核實報告》伴生的Na2SO4指標(biāo)定為8%,礦石量、純鹽量總量都增加了約30%,幅度相當(dāng),而伴生的Na2SO4反而下降了約57%,反映了不純鹽層中其含量偏低,平均了工業(yè)鹽群及開采層的品位而達不到綜合利用。

《一號井田核實報告》伴生的Na2SO4指標(biāo)定為5%,總礦石量增加了約25%,伴生的Na2SO4增加了約64%。

二者相比,大相徑庭,原因是云應(yīng)鹽礦區(qū)鹽礦中伴生品位大多在5%～10%之間,同一層位也在這一區(qū)間變化,如按8%估算,同一層中將會分化成能用區(qū)段與不能用區(qū)段,與水溶開采實際不相適應(yīng),按5%就不會出現(xiàn)這種情況;從各大鹽廠的鹵水質(zhì)量調(diào)查來看,制鹽后期由于水分蒸發(fā)及鹽的結(jié)晶析出,殘鹵中Na2SO4含量均達到或超過了8%,達到規(guī)范中的鹵水綜合評價指標(biāo),且云應(yīng)鹽礦區(qū)相當(dāng)部分鹽廠正在利用這部分資源,節(jié)約了能耗,降低了污染,產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益;《鹽湖和鹽類礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》附錄E注5,指出鹽類礦產(chǎn)共伴生,并可綜合利用的,其工業(yè)指標(biāo)可適當(dāng)降低。

綜上,建議在利用新三項規(guī)程時,伴生Na2SO4指標(biāo)仍可定為5%。

5 盡快推進“新三項規(guī)程”條件下資源儲量核實工作

從前文可以看出,在“新三項規(guī)程”條件下,因邊界品位的降低,重新圈定鹽群,鹽群數(shù)量一般要增加且部分鹽群會因厚度增加導(dǎo)致資源儲量增加,故資源儲量總量肯定要增加。

但開采層資源儲量,則受不同井田的鹽群純鹽厚度、鹽群間距、埋深等因素的影響,加之開采層間距擴大和開采層本身擴大,導(dǎo)致開采層重新劃分,原開采層工業(yè)鹽群有的會被舍棄,有的會新進入,導(dǎo)致開采層資源儲量會有變化。正常情況下,開采層資源儲量會隨井田資源儲量總量增加而增加,但像長江井田這類純鹽厚度較小、埋深較大、鹽群更多的情況,開采層資源儲量可能會減少。

“新三項規(guī)程”雖已實施近十年,但目前湖北省資源儲量表中鹽礦的資源量幾乎全是按“原三項規(guī)程”來估算的,應(yīng)盡快推進現(xiàn)有開采礦山按“新三項規(guī)程”來進行核實工作,摸清家底,便于資源儲量的管理。

致謝:成文過程中,得到了熊繼傳教授級高級工程師等的指導(dǎo),李江洲老前輩審稿提供了部分資料數(shù)據(jù),在此表示感謝。

[1] 杜登文，胡遠清，周文平,等.湖北省云應(yīng)鹽礦區(qū)程家巷井田石鹽礦詳查報告[R].孝感:湖北省鄂東北地質(zhì)大隊,2008.

[2] 申祥云，阮志橋，寧紅輝，等.湖北省云應(yīng)鹽礦區(qū)長江井田資源/儲量結(jié)算報告[R].襄樊:襄樊地源礦業(yè)開發(fā)有限公司,2006.

[3] 江拯，陳擁軍，李澤，等.湖北省應(yīng)城市云應(yīng)礦區(qū)一號井田石鹽礦資源儲量核實報告(截至2012年底》[R].武漢:湖北天地源勘查設(shè)計有限公司,2013.

[4] 方明,任文亮,劉洋,等.湖北省云應(yīng)鹽礦區(qū)應(yīng)城東井田石鹽礦資源儲量核實報告(截至2012年底)[R].孝感:湖北省鄂東北地質(zhì)大隊,2012.

(責(zé)任編輯：陳文寶)

The Effect of Change of Industrial Index on Reserves Estimationin Yunying Salt Mine,Hubei Province

RUAN Zhiqiao1,2, SHEN Wen1, JIANG Zhifei3, DING Houbing2

(1.EvaluationCenterofResourcesReserves,DepartmentofLandandResourcesofHubeiProvince,Wuhan,Hubei430072; 2.EighthGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Xiangyang,Hubei441002; 3.SixthGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Xiaogan,Hubei432100)

In 2008sepecificationsforsaltmineralexplorationinHubei,sepecificationsforsaltminesolutionmininginHubei,sepecificationsfortechnologumanagementofsolutionmininginHubeiwerepromulgated by Department of Land and Resources of Hubei Province (hereinafter referred to as the“new three rules”).In the “new three rules”, the cut-off grade of NaCl was reduced from 35% to 30%, and the economic growth of the thickness of the pure salt and the increase of the distance between the mining layers was larger. According to re-division of mining layer, total resources reserves and resources reserves of exploitation bed increase.Due to small pure salt thickness of salt group,buried depth,remote salt group spacing and other reasons,although the total reserves of resources will increase, but resource reserves of mining layer may be reduced.Through the example analysis,the authors think it is necessary key indicators such as spacing of economic thickness of the pure salt mining mining layer etc. accord with objective reality under the condition of “three new rules”.Comprehensive utilization of Na2SO4grade does not conform to the actual situation,should remain unchanged at 5%.Verification of resource reserves is recommend.

salt mine; industrial index; reserves estimation; Yunying

2014-12-25;改回日期:2015-05-07

阮志橋(1968-),男,教授級高級工程師，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查專業(yè),從事地質(zhì)勘查及技術(shù)管理工作。E-mail:331987301@qq.com

P619.21+1; P624.7

A

1671-1211(2016)01-0105-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201601019

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20151217.1333.032.html 數(shù)字出版日期:2015-12-17 13:33