Vol.21 No.6 Jun. 2009 doi:10.3969/j.issn.1674-1803.2009.06.002
文章编号:1674-1803(2009)06-0006-05
煤炭资源储量估算中有关问题的探讨
沈 萍,刘喜奇,王立君,佟德文,刘志峰,刘 欣
(东北煤田地质局一五五勘探队,辽宁 锦州
121000)
摘 要:煤炭资源储量是衡量矿山开发建设的重要依据,估算依据准确与否直接影响到资源储量的可靠性。 但在实际工作中仍存在新旧标准混用、不能正确理解和运用新标准规范等一些问题。 根据新规范的要求及近年在矿产勘查和矿产资源估算工作的实践,阐述了执行新规范的资源储量估算应注意的问题:如资源储量估算范围,参与资源储量估算的可采煤层,一般工业指标在具体运用中需注意的问题、控制程度及块段划分。 认为新规范的准确执行对煤炭资源健康有序开发利用具有积极的指导意义。
关键词:储量估算;问题;煤炭资源 中图分类号: P618.110.9
文献标识码: A
Discussion on Related Issues in Coal Resource Reserve Estimation
Shen Ping, Liu Xiqi, Wang Lijun, Tong Dewen, Liu Zhifeng and Liu Xin
(No.155 Exploration Team, Northeast China Bureau of Coal Geological Exploration, Jinzhou, Liaoning 121000)
Abstract: Coal resource reserve is major basis of coalmine exploitative construction, if the estimation basis correct will directly influence the reliability of reserves. But issues of blending of new and old criteria, and cannot understand and use new criterion correctly are still existing in practices. According to new criterion requirements and mineral exploration and mineral resources estimation practices in recent years, expounded issues have to be noticed in resource estimation based on new criterion such as: reserve estimation bound, mineable coal seams participating in reserve estimation, general industrial requirement issues need to be noticed in practice, controlling extent and block division. Considering that the correct execution of new criterion has guiding significance in healthy, ordered exploitation and utilization of coal resources.
Keywords: reserve estimation; issue; coal resouce
责任编辑:唐锦秀
自从 《固体矿产资源/储量分类》(GB/T17766-1999)、《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908-2002) 国家标准和 《煤、 泥炭地质勘查规范》(DZ/ T0215-2002 以下简称新规范)发布实施以来,对指导和规范煤炭资源勘查、 开发和管理起到了积极的推动作用,但实际工作中仍存在新旧标准混用、不能正确理解和运用新标准规范等一些问题。 为此国土资源部于
2007 年 2 月 6 日发布了《固体矿产资源储量核实报告编写规定》(国土资发[2007]26 号)、2007
年 2 月 14 日发布了《〈煤、泥炭地质勘查规范〉实施指导意见》(国土资发 [2007]40 号以下简称指导意见)和 2007 年 4 月 25 日发布了《关于全面实施<固
体矿产资源/储量分类>国家标准和勘查规范有关事项
的通知》(国土资发[2007]68 号)等一系列文件,使
新规范达到了逐步完善。 为了更好地理解和执行新
作者简介:沈 萍 (1969—),女,1990 年毕业于阜新煤炭工业学校 ,工
程师,从事煤田地质专业。
收稿日期:2009-01-15
规范及相关文件精神, 笔者根据对新规范和相关文件的学习理解, 结合近年对矿产勘查和矿产资源储量估算工作的实践, 谈几点对新规范资源储量估算有关规定解读的认识和体会,供同仁们商榷。
1 关于资源储量估算范围
1.1 勘查许可范围和采矿许可范围
各阶段勘查报告的资源储量估算范围首先必须明确是在勘查许可, 即在探矿权登记的平面坐标范围内的可采煤层可采边界内。
核实报告资源储量估算范围首先必须明确是在采矿许可, 即在采矿权登记的三度空间坐标范围内的可采煤层可采边界内。 需要指出的相当一部分报告编制者在资源储量估算中忽视了开采许可标高。
1.2 露天煤矿勘查范围
新规范对露天煤矿工作程度作了规定, 但对露
天煤矿勘查条件未作说明,近年来随着矿产勘查、开 发市场化, 有些探矿权人提交的勘探报告对井工和露天开采条件范围的确定有些模糊, 造成资源储量
6 期 沈 萍,等:煤炭资源储量估算中有关问题的探讨
表 1 露天煤矿类型与深部境界剥采比对应表
Table1 Correspondence table of opencut coalmine
type and deep stripping ratio
床(井田)勘探工作进行前,应根据已有地质勘查成果,由矿山设计部门提出先期开采地段(或首采区、第一水平)范围,先期开采地段要有保障一定服务年限的资源量,主要由探明的、控制的资源量组成。 新
规范规定了资源储量比例: 在先期开采地段范围内探明的和控制的比例的一般要求可参照附录 E1 确
定(露天矿比例要求提高 10%),在初期采区范围内
主要可采煤层一般应全部为探明的。
1.4 生产矿井扩大(延深)范围
生产矿井在平面或垂深超出原已批准地质报告
的范围,即生产矿井扩大(延深)范围,应根据扩大区所处井田的部位, 结合矿井改扩建设计对扩大 (延
深)范围的要求,进行资源储量估算。 若扩大区直接作为开拓水平使用, 其性质大致相当于勘探的第一水平,基本上以估算探明的、控制的资源储量;如近期不作为开拓水平使用, 而是为了矿井生产能力增大之后有足够的资源储量, 则其性质大致相当于勘探的第二、 三水平, 基本上以估算推断的资源量为主。
1.5 压覆范围
按国土资发[2007]68 号文要求,凡新建设项目压覆矿产资源的,应按有关规定履行审批手续。因已有的建筑(设)因素(如铁路、村庄)、自然生态因素
(如水源地、公园保护区)、法律社会因素(如禁止开发地段)等事实压覆的矿产资源,不必履行压覆审批手续, 但应在资源储量报告中分割出压覆的矿产资源范围,估算内蕴经济资源量或预测资源量,经矿产资源储量评审备案,作为划定矿区范围(申请采矿许可证)、矿业权变更、压覆矿产资源储量登记的依据。在申请划定矿区范围前已压覆的矿产资源, 申请人应在划定矿区范围申请时将压覆无法开采的部分扣除。
7
露天煤矿设计生产能力类型
大型 中型 小型 近似的深部境界剥采比/m·t
2-1
估算和评价范围不准确,有必要予以说明,以便更好地执行。笔者比较认同旧规范的规定,即露天煤矿开采范围应在详查或相当于详查工作程度的基础上,由矿山设计部门按照矿区总体设计或在矿区可 (预
可)行性研究报告中确定露天煤矿边界。也可参照表
1 中关于近似的深部境界剥采比的要求, 大致地圈定露天勘探的境界。 在可(预可)行性研究报告中确定露天煤矿范围内估算资源储量,其他未进行可(预
<10 <8 <5 可)行性研究井工范围内的估算资源量。
露天煤矿的深部境界, 在勘查阶段一般难以正式确定。为了划定露天勘查深部的边界,可以用钻孔柱状图计算深部境界附近的岩煤比, 视作近似的境界剥采比, 并以此会同煤矿设计部门商定露天勘探的深部边界。
计算公式:近似境界剥采比=
O+R
3
式中:O—松散覆盖层的单位体积,m;
, C·μ·d
R—露天开采的最下一个可采煤层以上的全部岩石
和不可采煤层的单位体积,m;
C—露天开采的全部可采煤层的单位体积 ,
3
m;
μ—煤的回采率,85%~95%; d—煤的平均容重。
3
1.3 先期开采地段和初期采区
勘探报告还要确定先期开采地段(或第一水平)
和初期采区(或首采区)。 对初编报告者容易把这两个概念混淆。
新规范对先期开采地段(或第一水平)和初期采区( 或首采区)有如下说明。
先期开采地段(第一水平):地层倾角平缓,不以煤层埋深水平划分,而采用分区开拓方式的矿井,满
足矿井设计生产能力和相应服务年限的开采分区范围,为先期开采地段,它相当于按煤层埋深布置开采水平时, 一般以一个生产水平来保证矿井设计生产能力和该水平服务年限, 其最浅的水平, 即第一水平 。
初期采区:达到矿井生产能力最先开采(或最先同时开采)的采区,为初期采区,亦称首采区。
国土资发[2007]68 号文件对先期开采地段和初期采区划定条件和工作程度要求有如下规定: 在矿
2 关于参与资源储量估算的可采煤层
参与资源储量估算的可采煤层包括全区可采煤
层 、大部分可采煤层和局部可采煤层。
2.1 全区可采煤层
指在勘查评价范围内 (一般为一个井田或勘查区),煤层的采用厚度、灰分、硫分、发热量全部或基本全部符合规定的资源量估算指标, 可以被开采利用的煤层。
2.2 局部可采煤层
指在勘查评价范围内 (一般为一个井田或勘查区 ), 大致有三分之一左右分布比较集中的面积,其 煤层的采用厚度、灰分、硫分、发热量全部或基本全
部符合规定的资源量估算指标, 可以被开采利用的煤层。
8
中 国 煤 炭 地 质 第 21 卷
2.3 大部分可采煤层
指在勘查评价范围内 (一般为一个井田或勘查区),可采程度介于全区可采煤层和局部可采煤层之
间的煤层。
2.4 不可采煤层
在 勘查评价范围内 ( 一般为一个井田或勘查区),其煤层的采用厚度、或灰分、或硫分、或发热量不符合规定的资源量估算指标, 或符合的面积只占很小的比例; 或者虽然占有一定的面积, 但分布零星,不便或不能被开采利用的煤层。不可采煤层是否计量,根据具体情况确定。
需要指出的在预查、普查阶段,凡勘查许可范围内赋存煤层可采见煤点均要采样送验和验收评级,并进行初步评价;详查、勘探阶段对普查阶段评价为不可采煤层的可采见煤点是否进行采样送验和验收评级,根据具体情况确定,且要在设计明确。 勘查报告勘查许可范围内, 所有可采煤层均应估算资源储量,其他煤层是否算量,视具体情况确定,若算量则应单列; 核实报告开采许可范围内批准开采的可采煤层,许可范围外和未批准的可采煤层是否算量,视
具体情况确定,若算量则应单列。
3 关于资源储量估算一般工业指标
资源储量估算一般工业指标, 在指导意见中已
从各个方面作了有明细规定。 笔者仅把各相关方面归纳一下,并谈一些在具体运用中需要注意的体会。
3.1 煤层厚度
指见煤点的采用厚度。
3.1.1 采用厚度对煤层稳定性评价
采用厚度: 按照规范规定的方法计算而得的煤层厚度称为采用厚度,亦称计算厚度。采用厚度主要用于煤层可采程度和稳定程度的评价和计算煤的资源
储量。
但需注意旧规范对于复杂结构煤层的稳定性评价还有如下说明:夹矸层数很多,单层厚度很小,一
般均小于煤层最低可采厚度, 在地质勘探和煤矿生产中,不需做分层对比工作,可以按全层厚度的变化来评价煤层的稳定程度的煤层。 新规范和指导意见没有规定,在实际运用中也因人而异,笔者比较认同把结构复杂、 全层厚度变化稳定煤层的稳定程度定为二型,即较稳定型。
3.1.2 有夹矸的煤层采用厚度的确定
采用厚度亦称估算厚度, 主要用于煤层可采程
度评价和估算资源储量。在研究煤层沉积环境、赋存规律、煤层对比时,以煤层的全层厚度为宜。
煤层中厚度等于或大于煤层最低可采厚度的夹矸 ,仅见于个别煤层点时,可不必分层估算。
结构复杂煤层:指夹矸层数很多,但单层厚度很小,一般均小于煤层最低可采厚度,在地质勘查和煤矿生产中,不需做分层对比工作,可以按全层厚度的变化来评价煤层稳定程度的煤层。
复煤层:指煤层全层厚度较大,夹矸层数多,厚
度和岩性的变化大, 夹矸的分层厚度在一定范围内可能大于所规定的煤层最低可采厚度。 在地质勘查和煤矿生产中,应当进行分层对比的煤层。
夹矸较稳定,煤分层可以对比的复煤层: 夹矸较
稳定, 煤分层可以对比的复煤层应按新规范 8.4.1
条、8.4.2 条规定,分别计算各煤分层的采用厚度。
夹矸不稳定, 无法进行煤分层对比的复煤层:夹
矸不稳定,无法进行煤分层对比的复煤层,虽其夹矸的单层厚度有时等于或大于煤层最低可采厚度,但
当夹矸的总厚度不超过各煤分层总厚度的 1/2 时,以各煤分层的总厚度为煤层的采用厚度, 计算采用厚度按规范 8.4.3 条规定。
经对比属于同一复煤层的煤分层, 当采用厚度的煤分层的底板深度与复煤层最下一层煤分层的底板深度相差较大,影响到资料使用时,是选用采用厚度的煤分层的底板深度, 或者选用复煤层最下一层煤分层的底板深度,可根据设计和生产单位的要求,合理选用。
3.1.3 临界厚度
临界厚度:是旧规范中名词,指的是煤层厚度比规定的最低可采厚度小 0.10m 以内的煤层厚度。
新规范对不符合工业指标的资源是否计量,没
有明确规定。在实际工作中,过去和现在都有对煤层厚度比规范规定的最低可采厚度小 0.10m、 灰分为
40%~50%、硫分大于 3%,予以计量的情况。 笔者比
较认同这部分煤层予以算量并单列 (核实报告应保留以往计算的“暂不能利用储量”)。这不仅是因为符合国家鼓励合理开发利用煤炭资源的, 尤其是对临界厚度采样要求可以规避一些薄煤层和煤类变化较大的煤层, 在资源储量估算时煤质资料缺失的风险。 在勘查施工阶段 , 对于最低可采厚度~1.30m
和厚度 1.31~3.5m 的煤层, 钻探与测井厚度确定的误差一般规定不大于 0.10m 和 0.2m。 经常会发生测井可采,钻探不可采的情况,通常采用测井厚度。 若
现场煤心有要求没有处理,还可以采样弥补,笔者所了解到的大部分没有要求,钻孔已封闭,造成煤质资
6 期 沈 萍,等:煤炭资源储量估算中有关问题的探讨 9
使用,并按相关公式进行换算。 料缺失。因此,建议在勘查设计中对所有钻孔中的临
界厚度煤层点均应增加采取煤心煤样要求, 同时建3.4 最高硫分(St,d) 议褐煤的临界厚度比规定的最低可采厚度小 指该煤层可采见煤点(或全层)的硫分平均值。
0.20m。 可采见煤点的硫分是该见煤点的可采部分中各
3.1.4 煤层厚度采用时应注意的其他情况 煤分层的硫分和所有单层厚度不大于 0.05m 夹矸硫
根据地震勘探资料解释的煤层厚度的具体数字资料不能用于资源量估算, 但其确定的煤层厚度变化规律、 无煤区范围等, 可以在划定最低可采边界时,结合钻探采用内插法确定的无煤区范围,综合分析使用。
矿井核实报告资源储量估算应充分利用井巷工程揭露的煤层厚度; 槽井探煤层厚度在确定其资料可靠的情况下也应充分利用。 在一些报告的资源储量估算中往往忽视了对这两类资料的利用。
一般受断层影响的煤变厚(缺失)点,不参加资源量估算。
分的加权平均值。
资源储量估算中对于原煤全硫大于 3%的可采见煤点,若是个别点应分析其形成的原因,其煤质资料可合理取舍,一般不扣除大于 3%范围,反之估算其资源量并单列; 若原煤全硫大于 3%的可采见煤点分布有一定范围时,一般扣除大于 3%范围,估算其资源量并单列。
对于可选性差的高灰、高硫的炼焦煤类,不能作为炼焦用煤其资源储量估算指标的选择, 新规范没有明确,因此,在实际执行中也因人而异。 笔者比较认同旧规范之规定, 即应按非炼焦用煤的指标估算资源储量。
需要指出的煤质评价标准 GB/T 15224.2-2004
与 GB/T 15224.2-1994 相比主要区别除了对炼焦精煤和动力煤分别进行分级、 对动力煤中无烟煤和烟煤与褐煤分别进行分级和煤炭硫分分级级别进行适当调整(比原来的标准高了)外,还对动力煤进行硫分分级时引入了干燥基高位发热量, 并对不同煤种规定了各自的干燥基高位发热量为分级基准。 应该注意的是, 当煤炭的实测干燥基高位发热量不等于基准发热量时,要对硫分进行折算,得到折算后的干燥基全硫,然后以折算后的干燥基全硫再进行分级。
折算后的干燥基全硫的计算方法:
基准发热量
折算后的干燥基全硫= 实测干燥基高位
发热量
3.2 最高灰分(Ad)
指 该煤层可采见煤点(或全层)的灰分平均值。
可采见煤点的灰分是该见煤点的可采部分中各煤分层的灰分和所有单层厚度不大于 0.05m 夹矸灰分的加权平均值。
资源储量估算中对于原煤灰份大于 40%的可采见煤点,若是个别点应分析其形成的原因,其煤质资料可合理取舍;若原煤灰份 40%~50%的可采见煤点分布有一定范围时,是否估算资源储量,可根据具体情况或探矿权人要求决定。
3.3 最低发热量(Qnet,d)
指该煤层可采见煤点 (或全层) 的发热量平均
值。 可采见煤点的发热量指该见煤点的可采部分中各煤分层的发热量和所有单层厚度不大于 0.05m 夹
矸发热量的加权平均值。 以干燥基低位发热量作为估算指标。
对灰分和发热量指标, 一般可优先考虑灰分指标是否符合要求。当灰分指标符合要求时,可不考虑发热量指标;当灰分指标超过规定指标时,以发热量指标为准。在确定估算指标时,要避免确定的估算指标不合理,从而造成煤炭资源的浪费或破坏。
需要指出的煤质评价标准 GB/T 15224.3-2004
与 GB/T 15224.3-1994 标准区别是将按收到基低位发热量范围分级改为按干燥基高位发热量范围分级。对无烟煤和烟煤与褐煤分别进行分级,发热量分级由原来的 6 级改为:无烟煤、烟煤分 5 级,褐煤分 3 级。
资源储量估算指标是用干燥基低位发热量。 三
者有一定差别, 在资源储量估算和核实时应按要求
×实测的干燥基全硫 。
基准发热量: 基准发热量是指对不同煤种规定的干燥基高位发热量。 各煤种的基准发热量见表 2。
表 2 各煤种基准发热量
Table 2 Datum calorific power of kinds of coal
煤种 无烟煤、烟煤
基准发热量(Qnet,d)/MJ·kg-1
褐煤 24.00 21.00 4 控制程度与块段划分
4.1 各类资源量估算块段划分的基本要求
新规范规定的“划分各类型块段,原则上以达到
相应控制程度的勘查线、 煤层底板等高线或主要构造线为边界。相应的控制程度,是指在相应密度的勘查工程见煤点连线以内和在连线以外以本种基本线距 (钻孔间距) 的 1/4~1/2 的距离所划定的全部范围”,因没有明确使有条件,在执行中存在比较大差
异。 2007 年 2 月 24 日颁布的指导意见对此条进
10
中 国 煤 炭 地 质 第 21 卷 7.2.5 条 “各项勘查工程已达到普查阶段的控制要求”,
指在普查阶段的一般情形,而不是勘探阶段或详查阶段的推断的资源储量的地质可靠程度条件。推断的资源量属查明煤炭资源,按照《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908-2002),原则上没有系统工程控制的要求,笔者比较认同,在普查阶段一般按
行了说明:相当于“旧规范”的第 10.1.7 条 1、2 项的表述内容,包含了两层意思:达到了相应控制程度时,原则上按勘查线、 煤层底板等高线或主要构造线为边界来划分各类别块段; 其次是在达到了相应控制程度的勘查工程见煤点连线以内和连线以外以本种基本线距(钻孔间距)的 1/4~1/2 的距离所划定的全部范围内,都视为达到了相同的控制程度,而不再视为外推的范围 (划定工程见煤点连线以外 1/4~1/2
的距离范围时,其外侧还应有工程见煤点控制)。 上
述两种块段划分办法的采用应根据具体情况决定。这样就明确多了。但对“在达到了相应控制程度的勘查工程见煤点连线以内和连线以外以本种基本线距
(钻孔间距)的 1/4~1/2 的距离所划定的全部范围内,都视为达到了相同的控制程度”理解上还存在差异,笔者比较认同, 此种块段划分办法应适用于稳定和较稳定煤层的资源储量估算,不适宜不稳定煤层,在
较稳定煤层资源储量估算时, 应强调划定查明的或
“控制的”钻探工程基本线距扩大一倍,圈定为“推断的”资源量;在勘探阶段或详查阶段的推断的资源储量的地质可靠程度条件,可以按照《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908-2002)规定执行。 4.4 断层两侧划为推断的块段、 各类煤柱和压覆资
源量
断层两侧划为推断的块段: 由于断层对煤层破坏的影响,断层旁侧小断层的发育,断层位置和倾角局部小范围变动等因素,断层即使已查明,其两侧资源储量的可靠程度也较差。因此,规范规定在断层两侧各划出 30~50m 为推断的块段。 它不等同于矿井设计时划出的断层煤柱。 地质报告在统计资源储量总量时一般不作煤柱资源储量统计。
压覆资源量: 对煤炭资源按国土资发[2007]68
号文规定的压覆的范围, 所单独进行估和统计算的资源量。
煤炭资源储量估算时的煤柱: 煤炭资源储量估算,应以客观地质条件为主要考虑因素,凡符合估算指标的,均应予以估算。 在矿井设计和开采时,对报告的资源储量如何利用, 原则上不应影响资源储量估算。在划分资源储量类别时,不能因将来可能划为煤柱而改变或降低其类别。
指导意见在说明煤炭资源储量估算时的煤柱时还有一段文字:“在预查、 普查和详查阶段不单独估算煤柱煤量。在勘探阶段,如未进行预可行性研究或可行性研究时,不单独估算煤柱煤量。对在矿井设计和生产中可能划出的煤柱(如防水煤柱、断层煤柱、广场及建筑物煤柱和其它等),设计部门如有明确的划分方案,可以单独估算和统计”这段文字和国土资发 [2007]68 号文规定的压覆资源量有重叠和矛盾,
笔者认为, 勘查各阶段均应执行压覆资源量估算和统计的规定, 勘探阶段执行有关煤柱资源储量估算和统计的规定。
需要指出的是在以往有些精查报告将各类煤柱
(包括压覆资源量)等列入“暂不能利用储量”,因此,资源储量核实时应将其与因厚度、 灰份等工业指标原因而列入那一部分“暂不能利用储量”区分开来。
(下转第 26 页)
控制的块段, 其工程见煤点连线以外 1/4~1/2 的距离范围时,其外侧还必须有工程见煤点控制。
4.2 地质可靠程度划分条件
新规范在地质可靠程度划分条件中对可采煤层本身的勘查、研究程度有明确规定,没有列入水文地质条件、其它开采技术条件(如瓦斯、工程地质条件、煤尘爆炸危险性等)等方面的勘查、研究程度。 没有列入并不是不重要, 原因是这些方面一般只能以井田(勘查区)为单位进行评价,但这方面的地质工作
量和质量,在过去几年执行中有所削弱和下滑,2007
年 2 月 24 日颁布的指导意见对此作了明确规定:新
规范中凡涉及到煤矿设计、建设、生产过程安全的条款都是强制性的,如有关水文地质、工程地质、煤层瓦斯、煤尘爆炸危险性、煤层自燃发火、地温变化等与开采技术条件相应的条款。 规范规定的工作量是可能查明上述地质条件的最低工作量。因此,今后在地质勘查设计和资源储量评审中,必须严格执行。
4.3 各类型资源储量的地质可靠程度
探明的煤炭资源储量的地质可靠程度: 相当于
旧规范的 A 级储量条件。
控制的煤炭资源储量的地质可靠程度: 相当于旧规范的 B 级储量条件。 新规范 7.2.3 条“各项勘查
工程已达到详查阶段的控制要求”,指在详查阶段的一般情形, 而不是勘探阶段的控制的资源储量的地质可靠程度条件。
推断的煤炭资源储量的地质可靠程度: 新规范
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