東峰煤礦煤層資源儲量估算分析

牛漢斌

（山西蘭花集團(tuán)東峰煤礦有限公司， 山西 晉城 048400）

1 煤炭資源儲量估算

1.1 資源儲量估算范圍及工業(yè)指標(biāo)

1.1.1 資源儲量估算范圍

本次資源儲量估算范圍與井田范圍一致，3 號、9號和15 號煤層資源儲量估算范圍由表1 中7 個坐標(biāo)拐點(diǎn)連線圈定。

表1 井田范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表

3 號煤層為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層，屬于簡單構(gòu)造，資源儲量估算標(biāo)高為560～860 m。

9 號煤層為為井田內(nèi)全部發(fā)育、局部可采的不穩(wěn)定煤層，屬于簡單構(gòu)造[1-2]，資源量估算范圍與可采邊界線一致，資源量估算標(biāo)高為535～815 m。

15 號煤層為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層，屬于簡單構(gòu)造，資源量估算范圍與井田范圍一致，資源量估算標(biāo)高為490～770 m。

1.1.2 資源儲量估算指標(biāo)

資源儲量估算指標(biāo)按中華人民共和國國土資源部《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T 0215—2002）中建議的煤炭資源儲量估算指標(biāo)執(zhí)行。本井田內(nèi)煤層傾角小于25°，3 號、9 號和15 號煤為無煙煤，具體指標(biāo)：最低可采厚度為0.8 m；最高灰分為40%；最高硫分為3%；最低發(fā)熱量為22.1 MJ/kg[3]。

1.2 資源儲量估算方法

井田內(nèi)主要可采煤層3 號、9 號和15 號煤層穩(wěn)定，煤層厚度、煤質(zhì)變化小，煤層平緩，煤層傾角一般小于15°，地質(zhì)構(gòu)造簡單，故選擇水平投影地質(zhì)塊段法進(jìn)行資源儲量估算。

資源儲量估算公式：

Q=SHD/10 000.

式中：Q 為煤炭資源儲量，萬t；S 為面積，m2；H 為厚度，m；D 為視密度，t/m3。

1.3 資源儲量估算參數(shù)的確定

各估算參數(shù)的確定依據(jù)如下，其具體計算數(shù)值見表2 和表3。

表3 一采區(qū)煤炭資源儲量估算結(jié)果匯總表

1.3.1 面積（S）

井田內(nèi)煤層傾角<15°，其資源儲量估算面積采用水平投影面積。采用MAPGIS 軟件分區(qū)計算，由計算機(jī)量求出各塊段面積，采空區(qū)面積根據(jù)《山西蘭花集團(tuán)東峰煤礦有限公司2017 年礦山儲量年報》中采空區(qū)范圍和攤銷范圍采用MAPGIS 軟件重新量算。

1.3.2 厚度（H）

單工程煤層采用厚度為鉆孔中煤層的鉛垂厚度，其中有夾矸的煤層采用厚度為剔除單層厚度≥0.05 m 的夾矸煤分層厚度之和，對于<0.05 m 厚的單層夾矸與煤分層合并計算采用厚度（根據(jù)分析結(jié)果、井田內(nèi)并入厚度<0.05 m 的夾矸煤質(zhì)仍符合估算指標(biāo)規(guī)定）。各煤層鉆探質(zhì)量評級高于或等于測井質(zhì)量評級時采用鉆探成果，如果測井質(zhì)量評級高于鉆探評級則采用測井成果。塊段厚度的確定：采用各相關(guān)單工程煤層采用厚度的算術(shù)平均值。

1.3.3 視密度（D）

鑒于井田內(nèi)3 號、9 號、15 號煤層煤質(zhì)變化小，各工程中煤層視密度變化不大，故視密度以煤層為單元，采用各工程點(diǎn)煤層視密度值的算術(shù)平均值，3 號煤層視密度值1.41 t/m3，9 號煤層為1.41 t/m3、15 號煤層為1.42 t/m3。

1.4 資源儲量估算塊段劃分原則

資源儲量塊段劃分遵循在同一資源儲量級別范圍內(nèi)劃分的原則，故同一資源儲量級別塊段內(nèi)原則上以達(dá)到相應(yīng)控制程度的勘查線、煤層底板等高線、主要構(gòu)造線及井田邊界為邊界。相應(yīng)的控制程度為滿足密度要求的勘查工程見煤點(diǎn)連線以內(nèi)和在連線之外以本種基本線距的1/2 距離劃定的范圍。斷層、陷落柱和插入劃定的煤層可采邊界線外50 m 范圍內(nèi)為推斷的塊段[4]。

根據(jù)以上原則，本井田3 號煤層共劃分為7 個探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量塊段（111b），6 個控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量塊段（122b），16 個推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量塊段（333）以及12 個動用塊段；9 號煤層共劃分為6 個控制的資源量塊段（332），16 個推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量塊段（333）；15 號煤層共劃分為5 個探明的資源量塊段（331），6 個控制的資源量塊段（332），22 個推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量塊段（333）。

1.5 資源儲量類型劃分原則

本次勘探的對象為3 號、9 號和15 號煤層，3 號煤層為開采煤層，已做可行性研究報告，故所提交的資源儲量歸為“經(jīng)濟(jì)的（1）”大類，即探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量（111b）和控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量塊段（122b）。動用塊段即采空區(qū)范圍根據(jù)礦方提供3 號煤層資源儲量估算圖劃分[5]。本次勘探對礦床開發(fā)經(jīng)濟(jì)意義僅作了概略評價，故所提交的9 號和15 號煤層的資源量歸為“內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)的（3）”大類，根據(jù)勘探控制的地質(zhì)可靠程度又分為三小類，即探明的（331）、控制的（332）、推斷的（333）。3 號、9 號和15 號煤層中陷落柱、斷層及劃定的可采煤層邊界線附近根據(jù)規(guī)范劃定為推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)的（333）。因9 號煤層屬局部可采較穩(wěn)定煤層，圈定線距擴(kuò)大2 倍。

111b：本井田3 號煤層已做可行性研究報告，原則上以工程控制網(wǎng)度在1 000 m 之內(nèi)及工程間距一半范圍，且煤層層位、厚度、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)、煤種以及煤層產(chǎn)狀、構(gòu)造等已詳細(xì)查明地段劃分為111b 資源儲量，井田內(nèi)3 號煤層大部分劃分為111b 資源儲量。

122b：本井田3 號煤層已做可行性研究報告，原則上以工程控制網(wǎng)度在1 000～2 000 m 的范圍，且煤層層位、厚度、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)、煤種以及煤層產(chǎn)狀、構(gòu)造等已詳細(xì)查明地段劃分為122b 資源儲量，井田內(nèi)3號煤層只在礦區(qū)北部和西部劃分為122b 資源儲量。

331：原則上以工程控制網(wǎng)度在1 000 m 之內(nèi)及工程連線一半范圍，且煤層層位、厚度、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)、煤種以及煤層產(chǎn)狀、構(gòu)造等已詳細(xì)查明地段劃分為331資源儲量。故相應(yīng)勘查線上鉆孔止煤點(diǎn)連線所劃定范圍資源儲量級別劃分為331；當(dāng)工程外有工程間距不大于2 000 m 的見煤工程，沿相鄰兩工程止煤點(diǎn)連線外推1/2 所劃定范圍資源儲量級別劃分為331；若工程外無見煤工程，不再外推331 資源儲量。

332：原則上以工程控制網(wǎng)度在（1 000～2 000）m×（1 000～2 000）m 之內(nèi)及工程連線外推1 000 m 的范圍，且煤層層位、厚度、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)、煤種以及煤層產(chǎn)狀、構(gòu)造等已基本查明地段劃分為332 資源量。故相應(yīng)勘探線上鉆孔止煤點(diǎn)連線所劃定范圍資源量級別劃分為332。當(dāng)工程外有工程間距不大于2 000 m 的見煤工程，沿相鄰兩工程止煤點(diǎn)連線一半所劃定范圍資源量級別劃分為332。

333：原則上以斷層、陷落柱和插入劃定的煤層可采邊界線外50 m 和礦界內(nèi)332 以外的范圍劃分為333 資源量。

1.6 資源儲量估算結(jié)果

按前述的原則和計算方法，經(jīng)估算，全井田共求得3 號+9 號+15 號煤層111b+122b+331+332+333煤炭累計查明資源儲量18 311 萬t。3 號+9 號+15 號煤層111b+122b+331+332+333 煤炭保有資源儲量16 539 萬t，動用資源量全部為3 號煤層，動用資源量為1 772 萬t。3 號煤層累計查明煤炭資源儲量12 325 萬t，保有資源儲量10 553 萬t，其中111b 資源儲量6 086 萬t，122b 資源儲量3 475 萬t，333 資源量992 萬t。9 號煤層累計查明資源量863 萬t，其中332 資源量605 萬t，333 資源量258 萬t。15 號煤層累計查明資源量5 123 萬t，其中331 資源量2 237萬t，332 資源量1 337 萬t，333 資源量1 549 萬t。因9 號煤層為局部可采的較穩(wěn)定煤層且工程網(wǎng)度不符合331 的控制程度，故區(qū)內(nèi)未劃分331。詳見上頁表2。

1.7 資源儲量估算變動

本次工作全井田共求得3 號+9 號+15 號煤層111b+122b+331+332+333 煤炭累計查明資源儲量18 311 萬t。3 號+9 號+15 號煤層111b+122b+331+332+333 煤炭保有資源儲量16 539 萬t，動用資源量全部為3 號煤層，動用資源量為1 772 萬t。3 號煤層累計查明煤炭資源儲量12 325 萬t（保有資源儲量10 553萬t，動用資源儲量1 772 萬t）；9 號煤層累計查明資源量863 萬t；15 號煤層累計查明資源量5 123 萬t。與2017 年《山西蘭花集團(tuán)東峰煤礦有限公司2017 年礦山儲量年報》相比，總累計查明資源儲量減少了449 萬t，其中3 號煤層資源儲量減少了5 萬t；9 號煤層資源儲量增加了211 萬t，15 號煤層資源儲量減少了655 萬t。詳見第97 頁表2、表3。

1）本次3 號、9 號、15 號煤層資源儲量減少的原因主要是本次工作對井田外圍鉆孔進(jìn)行了重新核實(shí)，增加了部分以前未利用的鉆孔，另外3 號、9 號和15 號煤層視密度采用值不一致。原《山西蘭花集團(tuán)東峰煤礦有限公司2017 年礦山儲量年報》中3 號煤層視密度為1.42 t/m3，9 號、15 號煤層視密度為1.44 t/m3。本次補(bǔ)充勘探工作3 號、9 號煤層視密度為1.41 t/m3，15號煤層視密度為1.42 t/m3。

2）原《山西蘭花集團(tuán)東峰煤礦有限公司2017 年礦山儲量年報》井田內(nèi)由地表填圖、3 號煤層采掘以及三維地震勘探共見27 個陷落柱，而本次3 號煤層采掘以及三維地震勘探共見60 個陷落柱，且陷落柱越往深部，影響范圍越大，此次無煤區(qū)面積1 861 737 m2，3 號煤層408 816 m2，9 號煤層628 807 m2，15 號煤層824 114 m2。無煤區(qū)面積的增加也是煤層資源儲量減少的又一主要原因[6]。

2 煤層氣資源

據(jù)本井田鉆孔煤層瓦斯測試結(jié)果，3 號煤層瓦斯含量為0.53～4.51 m3/t，平均1.44 m3/t，另據(jù)2018 年《東峰煤礦瓦斯等級和二氧化碳涌出量測定的報告》全礦最大相對瓦斯涌出量6.64 m3/t；9 號煤層瓦斯含量為0.26～3.84 m3/t，平均1.43 m3/t；15 號煤層瓦斯含量為0.67～2.12 mL/g，平均1.23 mL/g。3、9、15 號煤層相對瓦斯含量均低于8 m3/t，未做資源儲量估算。

3 其他有益礦產(chǎn)

3.1 錳鐵礦

主要賦存于上石盒子組底部、下石盒子組頂部一帶泥巖、粉砂巖中，多呈鮞粒狀產(chǎn)出，但礦體含礦性極不均勻，礦體呈透鏡狀或似層狀。據(jù)鄰區(qū)鉆孔資料，該礦層厚0.40～1.51 m，品位（錳+ 鐵） 為16.38～38.42%，平均30%左右，礦體埋深較大，礦體規(guī)模小，儲量有限，不足于規(guī)模開采。

3.2 本溪組共生礦產(chǎn)

3.2.1 菱鐵礦

產(chǎn)于本溪組鋁土質(zhì)泥巖底部，呈結(jié)核狀、團(tuán)塊狀、鮞粒狀。本次施工在2-4 孔中采1 個樣，厚度為1.69 m，w（TFe）為18.10%，該礦層不穩(wěn)定，且埋深大，利用價值不大。

3.2.2 鋁土礦

主要產(chǎn)于本溪組中下部，一般為淺灰色—灰白色，具致密狀或鮞狀結(jié)構(gòu)，且具滑感。共在3 個鉆孔中采樣13 個，w（Al2O3）為30.88%～36.27%，m（Al）∶m（Si）為0.72～0.88，均不達(dá)鋁土礦工業(yè)要求，多為鋁土巖或鋁土質(zhì)泥巖，可作耐火粘土利用，但由于埋深較大，無利用價值。

3.3 煤層中伴生稀散元素

稀散元素賦存于煤層中，各煤層中稀散元素含量見表4。

表4 煤層稀散元素測定結(jié)果匯總表 g/t

從表4 結(jié)果可知，本井田各煤層w（Ge）一般在0～5 g/t 之間，w（Ga）一般在0～5 g/t 之間，w（Th）一般在3.62～19.32 g/t 之間，w（U）一般在0.58～6.70 g/t之間，w（V）一般在13～53 g/t 之間，w（Li）一般在22.31～42.45 g/t 之間，無工業(yè)利用價。

4 結(jié)語

對于煤礦開采而言，做好煤層資源儲量的計算和估算工作至關(guān)重要，其不關(guān)系到整個開采作業(yè)的進(jìn)度和效率，而且影響到煤炭資源的利用效果。在本文的研究中，通過結(jié)合一系列數(shù)字，對東峰煤礦3 號、9號、5 號煤層資源儲量進(jìn)行了估算，致力于進(jìn)一步優(yōu)化估算方法和分析路徑，構(gòu)建出更系統(tǒng)、更完善的估算框架，從而提升煤層氣資源儲量計算和評估工作的效率和質(zhì)量。