線性工程壓覆礦產(chǎn)資源量估算方法探討
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摘要：本文以國道107線繞信陽市區(qū)一級公路某段壓覆礦產(chǎn)資源為例，探討了建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)資源儲量的估算方法。計算線性工程壓覆礦山范圍，采用垂直剖面法更加直觀易懂，根據(jù)線性工程的形態(tài)與礦體走向合理布置剖面，分析壓覆區(qū)地質(zhì)特征確定移動角等參數(shù)，通過垂直剖面法圈定壓覆范圍，估算壓覆礦產(chǎn)資源儲量。其結(jié)果表明此種方法可行可靠，對同類線性工程壓覆礦產(chǎn)資源儲量估算具有一定的參考價值。
關(guān)鍵詞：線性工程；垂直剖面法；壓覆資源量
隨著城市化、工業(yè)化進程的加快，水庫、廠房、鐵路、公路、油氣管道等帶動國民經(jīng)濟和社會發(fā)展項目的建設(shè)呈逐年增加的趨勢，建設(shè)項目征地范圍難免會與周邊的礦業(yè)權(quán)、礦產(chǎn)地范圍有所重疊，建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)資源的情況也呈快速增長態(tài)勢。合理地確定壓覆范圍、估算壓覆礦產(chǎn)資源儲量，對科學(xué)合理的保護、開發(fā)利用建設(shè)項目所在區(qū)域的礦產(chǎn)資源，確保建設(shè)項目順利進行至關(guān)重要。在實際工作中通常根據(jù)工程類型、壓覆的礦種和開采方式，結(jié)合建設(shè)項目行業(yè)規(guī)范、條例和《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》來確定圍護帶寬度，再依據(jù)建設(shè)項目的形態(tài)與礦體走向合理布置剖面，分析壓覆區(qū)地質(zhì)特征確定移動角等參數(shù)，采用垂直剖面法圈定壓覆范圍，估算壓覆礦產(chǎn)資源儲量。本文以國道107線繞信陽市區(qū)一級公路某段壓覆礦產(chǎn)資源為例，探討建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)資源儲量估算方法。
1建設(shè)項目概況
國道107線繞信陽市區(qū)一級公路路線全長77.941km，占地6768.81畝，設(shè)特大橋3座5578m，大橋24座共6354m，中小橋22座共1079.24m，涵洞210道；互通式立交4座，互通式立交主線橋3座共1718m；分離式立交3處。涉及壓覆礦產(chǎn)的路段為K47+400-K77+941段，長30541m，路基寬度25.5m。
2建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)特征
經(jīng)調(diào)查核實，建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)資源為膨潤土礦，所壓覆的膨潤土賦礦層位為白堊系周家灣組、陳棚組，主要巖性為砂礫巖、凝灰質(zhì)頁巖、玻屑凝灰?guī)r、晶屑巖屑凝灰?guī)r、膨土質(zhì)凝灰?guī)r、粗面凝灰?guī)r等，均為中等堅硬巖石，頂?shù)装宸€(wěn)定性能一般較好，其工程地質(zhì)條件一般。礦體之間上下作平行排列，疊置共生。礦體呈層狀，近東西走向，傾向北北東，傾角5°~15°，沿走向略有起伏，傾向穩(wěn)定。工程導(dǎo)線走向與礦體走向基本垂直。
3建設(shè)項目壓覆范圍計算方法
擬建公路穿越雙橋膨潤土礦區(qū)，所壓覆的礦體涉及露天開采與地下開采，故需根據(jù)不同規(guī)程確定壓覆范圍。
3.1壓覆露天開采礦體范圍
針對露天開采礦體，根據(jù)《爆破安全規(guī)程》《小型露天采石場安全管理與監(jiān)督檢查規(guī)定》（2015年修改），露天開采區(qū)爆破安全距離不小于300m的規(guī)定，按照路基邊緣加300m爆破安全距離確定壓覆范圍。
3.2壓覆地下開采礦體范圍
107國道繞信陽市區(qū)一級公路為線性工程，依據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》（2017）、《公路安全保護條例》等有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本區(qū)實際情況，采用垂直剖面法計算壓覆范圍。
3.2.1參數(shù)選?。?）圍護帶寬度的確定。根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》（2017）第三十三條規(guī)定，考慮G107線繞信陽市區(qū)一級公路的具體情況，其保護等級為II等，相應(yīng)的圍護帶寬度取15m。（2）松散層厚度的確定。建設(shè)項目范圍內(nèi)，最上部地層為第四系，控制厚度14m~20m，主要由粘土、亞粘土組成，質(zhì)地松軟、松散，粘土具有可塑性，局部含礫石，工程地質(zhì)條件差。結(jié)合收集到的地質(zhì)報告、設(shè)計、剖面等提供的厚度數(shù)據(jù)，確定松散層厚度h=20m。（3）巖層移動角的確定。根據(jù)建設(shè)項目壓覆礦產(chǎn)特征礦體特征、巖石物理力學(xué)特征以及周邊采區(qū)參數(shù)，參照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》（2017）《巖土工程勘察規(guī)范》《工程地質(zhì)手冊》，確定本次工作各巖層移動角度值為：（4）礦體的埋深、傾角、圍護帶邊界由各資源儲量平面圖及壓覆礦產(chǎn)剖面圖上確定各剖面礦體埋深。
3.2.2垂直剖面法確定壓覆邊界（1）首先將建設(shè)工程征地范圍投影到儲量估算平面圖上，然后根據(jù)構(gòu)建物等級及礦體開采方式確定其圍護帶寬度，得到地表受護邊界；（2）根據(jù)公路整體走向及礦體產(chǎn)狀特征，選取4個剖面計算：A-A'、B-B'、C-C'、D-D'（見圖1）。結(jié)合礦體勘探線剖面圖和水平投影圖，求出A-A'、B-B'、C-C'、D-D'剖面上受護面積邊界下方各礦體埋深H。（3）在A-A'、B-B'、C-C'、D-D'剖面圖上，根據(jù)沿走向移動角確定受護邊界下方沿走向方向的壓覆范圍（剖面示意圖見圖2）。（4）在平面圖上連接各礦體保護邊界在地表的投影，所得出的多邊形輪廓即為建設(shè)項目壓覆區(qū)域邊界的平面位置，若計算得到的地表壓覆范圍小于《公路安全保護條例》第十七條規(guī)定的100m范圍，則按照公路外緣起向外兩側(cè)100m確定壓覆范圍，否則直接按照礦體走向方向的受護邊界垂直投影至地表的范圍確定壓覆范圍。
4壓覆資源量估算方法
（1）壓覆資源量估算方法。壓覆區(qū)內(nèi)礦體形態(tài)為層狀、似層狀，多為薄礦層；礦體傾角平緩（5°~15°）；礦體分布范圍內(nèi)沒有大的成礦后期斷裂破壞；礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、品位變化等在垂直方向上表現(xiàn)明顯；礦體在各見礦工程、剖面間對應(yīng)連續(xù)性好，具有明顯的規(guī)律。因此本次壓覆資源量估算方法基本沿用原報告資源量估算方法。（2）壓覆資源量估算參數(shù)的確定。礦區(qū)勘探線剖面圖和礦體資源量估算平面圖均由MAPGIS軟件制成，根據(jù)計算出的擬壓覆范圍，在礦體資源量估算平面圖上讀出壓覆塊段水平面積。其他參數(shù)均采用最近審批或評審備案的原報告中數(shù)據(jù)。
5結(jié)論及建議
（1）針對露天開采礦體與地下開采礦體，本文依據(jù)不同規(guī)程、行業(yè)技術(shù)規(guī)范，確定了建設(shè)項目壓覆范圍，為下一步估算壓覆資源量提供了面積參數(shù)，用這種方法估算的壓覆礦產(chǎn)資源得到了壓覆方、被壓覆方以及審核專家的認可，最大限度地保護了礦權(quán)人的利益，對類似線性工程壓覆礦產(chǎn)資源儲量的估算具有一定的參考價值。（2）計算公路等線性工程壓覆地下礦山范圍時，采用垂直剖面法比垂線法更加直觀易懂。根據(jù)擬建工程性質(zhì)，參考《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》選取圍護帶寬度，再依據(jù)線性工程的形態(tài)與礦體走向合理布置剖面，分析壓覆區(qū)地質(zhì)特征確定移動角等參數(shù)，通過垂直剖面法確定壓覆范圍，另一方面也應(yīng)結(jié)合建設(shè)項目行業(yè)規(guī)范、條例，綜合考慮壓覆范圍。（3）對于露天開采礦體壓覆范圍的確定，在考慮安全爆破距離的情況下，充分考慮相關(guān)地形、坡度等因素，結(jié)合相關(guān)行業(yè)規(guī)范條例來劃定。
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作者：劉玥 史亮 原妲麗 李旭 許棟 單位：河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院