构造煤资源储量估算方法

摘要

一种构造煤资源储量估算方法，步骤一、矿井煤层倾角小于45°，采用地质块段落法在平面投影图上估算资源储量，其公式为：Q＝S·cecα·h·ARD·(1‑γ

说明书

技术领域

本本发明涉及煤炭资源储量估算技术领域，特别涉及一种构造煤资源储量估算方法。

背景技术

煤层等沉积矿产资源储量估算，一般采用地质块段落法在平面(立面)投影图上估算。

现行行业标准为：

中华人民共和国国土资源部发布的《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215-2002；中华人民共和国国土资源部发布的《＜煤、泥炭地质勘查规范＞实施指导意见》(国土资发[2007]40号)；

估算方法

矿井地层倾角小于于45°，采用地质块段落法在平面投影图上估算资源储量，其公式为：

Q＝S·cecα·h·ARD

式中：Q—估算块段资源储量(千吨)

S—块段投影立面积(千m²)

cecα—估算块段煤层的倾角正割值

h—估算块段煤层的平均厚度(m)

ARD—估算资源储量煤层的视密度(吨/m³)

矿井地层倾角大于45°，采用地质块段落法在立面投影图上估算资源储量，其公式为：

Q＝S·cscα·h·ARD

式中：Q—估算块段资源储量(千吨)

S—块段投影立面积(千m²)

cscα—估算块段煤层的倾角余割值

h—估算块段煤层的平均厚度(m)

ARD—估算资源储量煤层的视密度(吨/m³)

参数确定(煤层厚度)

有夹矸的煤层采用厚度的确定(规范8.4条)

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。

存在的问题、缺点

没有考虑到构造煤构造夹矸具有不成层、不具对比性、在煤层中零星分散存在且不规律的特征。

石炭、二叠纪主要成煤期煤层以构造煤为多。构造煤是煤层在沉积成煤后，经构造应力作用发生推覆、滑覆、剪切破坏等作用，由原生条带状结构变成的具碎裂结构、碎粒结构、碎粉结构和糜棱结构的含不规则构造夹矸的煤层。构造夹矸又称构造透镜体，不连续、不成层、不具对比性、在煤层中分散存在且不规律的特征。象原生条带状结构煤层一样将构造夹矸作为沉积的稳定的夹矸处理，来确定复杂结构构造煤的煤层资源储量估算采用厚度存在不合理性，会导致资源储量估算结果存在重大偏差，比实际资源储量小得多。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种构造煤资源储量估算方法，本发明构造煤煤炭资源储量估算新方法(主要参数煤层厚度的重新评价)，与现行行业标准对比，具有估算结果更真实、更利于煤炭资源的合理利用与开发的实际意义。解决了现有技术中存在的“煤层资源储量估算采用厚度不合理，导致资源储量估算结果存在重大偏差”的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种构造煤资源储量估算方法

包括如下步骤：

步骤一、矿井煤层倾角小于45°，采用地质块段落法在平面投影图上估算资源储量，其公式为：

Q＝S·cecα·h·ARD·(1-γ₀)

矿井煤层倾角大于45°，采用地质块段落法在立面投影图上估算资源储量，其公式为：

Q＝S·cscα·h·ARD·(1-γ₀)

式中：Q—估算块段资源储量(千吨)

S—块段投影立面积(千m²)

cecα—估算块段煤层的倾角正割值

cscα—估算块段煤层的倾角余割值

h—估算块段煤层的平均厚度(m)

ARD—估算资源储量煤层的视密度(吨/m³)

γ₀—煤层平均含矸率(％)

步骤二、参数确定

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，估算资源储量亦采用煤层的全层厚度。

有夹矸的煤层对夹矸的处理

引进“煤层含矸率(％)”的概念

煤层含矸率(％)γ包括：单工程煤层含矸率(％)γ_单和某矿区、井田、矿权同一煤层平均含矸率(％)γ₀

单工程煤层含矸率(％)γ_单

γ_单＝∑h_矸i/(∑h_煤分层i+∑h_矸i)…………(i＝1、2、3……n)

式中：∑h_矸i—n个构造夹矸单层厚度和(m)

∑h_煤分层i—n个构造煤分层单层厚度和(m)

γ_单—单工程煤层含矸率(％)

煤层平均含矸率(％)γ₀

γ₀＝∑γ_单i/n………………………………(i＝1、2、3……n)

式中：∑γ_单i—n个单工程煤层含矸率和(％)

n—某矿区、井田、矿权单工程数

γ₀—煤层平均含矸率(％)。

所述步骤一中，S—块段投影平、立面积(千m²)，采用分别在平面投影底板等高线图上、立面投影图上用电算查询面积，或者用求积仪求取面积3次取平均值的方式进行计算。

所述步骤一中，cecα—估算块段煤层的倾角正割值；在煤层底板等高线图上根据等高线间高差及平均平距求得；cscα—估算块段煤层的倾角余割值；在煤层底板等高线图上根据等高线间高差及平均平距求得。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明克服了行业规范的局限性，根据构造煤的客观现实，真实反映煤层厚度及煤层构造夹矸、煤层结构、煤层含矸率等特征，对煤层评价比较真实客观。

同时，本发明资源储量估算方法中引进了含矸率概念，剔除了煤层中存在的构造夹矸等非煤组分。

保证了煤层资源储量估算结果比较接近实际情况。

附图说明

图1是按一定网度控制的煤层区块探采对比模型图；

其中：1.按《煤、泥炭地质勘查规范》未估算资源量部分，2.按《煤、泥炭地质勘查规范》估算资源量部分。

图2是煤层结构模型图；图中，1.第一个煤分层真厚度，2.第二个煤分层真厚度，3.第n个煤分层真厚度，4.第一个夹矸层真厚度，5.第二个夹矸层真厚度，6.结构缩略n个分层。

图3是渣渡矿区东段77线5煤层结构图。

图4是构造煤资源储量估算方法与背景方法对比图。

图5塞海煤矿占用《湖南省涟邵煤田北段渣渡矿区东段详查地质报告》资源储量分割图。

图6塞海煤矿5煤层资源储量估算图(2012年年报)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案做进一步详细描述：

如图1所示，第一部分：

参数确定(煤层厚度及含矸率)

附图2给出了单工程煤层结构模型，左边标示夹矸层真厚度，右边标示煤分层真厚度，煤层厚度及含矸率确定如下：

1.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，估算资源储量亦采用煤层的全层厚度。

2、有夹矸的煤层对夹矸的处理

引进“煤层含矸率(％)”的概念

煤层含矸率(％)γ包括：单工程煤层含矸率(％)γ_单和某矿区、井田、矿权同一煤层平均含矸率(％)γ₀

单工程煤层含矸率(％)γ_单

γ_单＝∑h_矸i/(∑h_煤分层i+∑h_矸i)…………(i＝1、2、3……n)

式中：∑h_矸i—n个构造夹矸单层厚度和(m)

∑h_煤分层i—n个构造煤分层单层厚度和(m)

γ_单—单工程煤层含矸率(％)

煤层平均含矸率(％)γ₀

γ₀＝∑γ_单i/n………………………………(i＝1、2、3……n)

式中：∑γ_单i—n个单工程煤层含矸率和(％)

n—某矿区、井田、矿权单工程数

γ₀—煤层平均含矸率(％)

3、其它参数

煤层倾角、视密度采用实际测试和现场测量数据，视密度测试成果采用原《湖南省涟邵煤田北段渣渡矿区东段详查地质报告》系统测试数据。煤层倾角用手罗盘实际量取、或在相邻两等高线之间的等高距与水平距之比求得，二者一致。采用多个倾角的平均值作为该块段内的煤层倾角。

第二部分：

估算方法

根据《煤、泥炭地质勘查规范》矿井煤层倾角小于于45°，采用地质块段落法在平面投影图上估算资源储量，剔除非煤构造夹矸，其公式为：

Q＝S·cecα·h·ARD·(1-γ₀)

式中：Q—估算块段资源储量(千吨)

S—块段投影立面积(千m²)

cecα—估算块段煤层的倾角正割值

h—估算块段煤层的平均厚度(m)

ARD—估算资源储量煤层的视密度(吨/m³)

γ₀—煤层平均含矸率(％)

矿井煤层倾角大于45°，采用地质块段落法在立面投影图上估算资源储量，其公式为：

Q＝S·cscα·h·ARD·(1-γ₀)

式中：Q—估算块段资源储量(千吨)

S—块段投影立面积(千m²)

cscα—估算块段煤层的倾角余割值

h—估算块段煤层的平均厚度(m)

ARD—估算资源储量煤层的视密度(吨/m³)

γ₀—煤层平均含矸率(％)

第三部分：

估算实例对比

实例：渣渡矿区东段金盘仑井田塞海煤矿资源储量估算

1、塞海煤矿历年资源储量估算及资源储量变动

塞海煤矿位于渣渡矿区东段金盘仑井田69线处，属涟源市湄江镇塞海村管辖，其地理坐标为：东经111°45′01″～111°45′31″；北纬27°53′01″～27°53′24″。范围面积为0.2403km2，准采深度为+200～+50m。主采煤层5煤层为典型构造煤。

塞海煤矿建于1984年，是一个已有近二十年开采历史的矿井，根据有关行业管理政策和法规，为规范矿山生产秩序，做到安全、有序、有章可循,合理地开发矿产资源，同时进一步弄清煤矿准采范围内的煤炭资源，掌握资源动态，便于储量管理。涟源市塞海煤矿特委托湖南省煤田地质局第二勘探队在塞海煤矿采矿范围和准采深度范围内，于2004年10月提交了至2003年10月底《湖南省冷水江市渣渡矿区金盘仑井田涟源市塞海煤矿资源储量报告》。该报告占用《湖南省涟邵煤田北段渣渡矿区东段详查地质报告》资源储量38万吨，共获经济基础储量(122b)30.1万吨，其中预可采储量(122)为21.1万吨。见表1、塞海煤矿占用资源储量分割图(图5)：

2003年10月底塞海煤矿5^下煤层分割平衡表

表1

至2012年3月，矿山范围仍由8个拐点圈定，范围面积仍为0.2403km²，准采深度为+200～+50m，矿山范围拐点坐标由北京54坐标改为西安80坐标，实际位置无变动。见表2。

塞海煤矿范围拐点坐标表

80西安坐标系 表2

2012年度矿山储量年报估算全矿井共获经济基础储量(122b)39.9万吨，采损量21.7万吨，累探量61.6万吨。见表3、塞海煤矿5煤层资源储量估算图(图6)。

截至2012年3月底塞海煤矿资源储量估算结果汇总表

单位；万吨 表3

该矿自2003年10月首次资源储量报告至2012年年报后基本停产闭坑。从2003年10月至2012年3月间，矿山保有资源(未采动)面积107.64千m²,保有资源储量(122b)39.9万吨；矿山采损资源(已采动)面积39.16千m²,采损资源储量(122b)21.7万吨；估算资源储量增加23.6万吨。

2、塞海煤矿按“构造煤资源储量估算方法”估算结果

仅根据钻孔数据对该矿范围内资源储量进行估算，目的是与原资源储量报告及年报累计探明资源储量进行对比，找出估算偏差，进行合理分析。数据来源于1986年湖南省煤田地质局二队提交并通过评审的《湖南省涟邵煤田北段渣渡矿区东段详查地质报告》。

矿井煤层倾角小于45°，采用地质块段落法在平面投影图上估算资源储量，其公式为：

Q＝S·cecα·h·ARD·(1-γ₀)

式中：Q—估算块段资源储量(千吨)

S—块段投影立面积(千m²)

cecα—估算块段煤层倾角(度)的正割值，平均倾角15°

h—估算块段煤层的平均厚度(m)，按钻孔厚度取值(表4)。原塞海煤矿占用18-C一个块段，本次按大块段估算。平均煤层厚度h＝(10.36+16.42+4.4+3.23)/4＝8.6m

ARD—估算资源储量煤层的视密度(吨/m³)，按《湖南省涟邵煤田北段渣渡矿区东段详查地质报告》取1.39吨/m³

γ₀—煤层平均含矸率(％)

根据表4煤层结构及分层厚度：

6901孔γ＝51％；6902孔γ＝46％；

6902孔γ＝13％；7003孔γ＝50％；

γ_0＝40％

取整估算该矿资源储量

Q＝S·cecα·h·ARD·(1-γ₀)＝109(万吨)

钻孔5煤层厚度结构表 表4

3、塞海煤矿“构造煤资源储量估算方法”与矿山历年估算偏差分析

1)塞海煤矿“构造煤资源储量估算方法”估算资源储量109万吨，矿山最终年报估算资源储量61.6万吨，仍有偏差47.4万吨。

2)实际上，该矿自2003年10月首次资源储量报告至2012年年报后基本停产闭坑。从2003年10月至2012年3月间，矿山保有资源(未采动)面积107.64千m²,保有资源储量(122b)39.9万吨；矿山采损资源(已采动)面积39.16千m²,采损资源储量(122b)21.7万吨；估算资源储量增加23.6万吨。

完全采动是完全探明，增加23.6万吨是已采动面积39.16千m²完全探明的结果。如果未采动面积107.64千m²全采完全探明，预计增加资源储量可按下式类比计算：

Q_预增＝Q_采增S_保/S_动＝23.6*2.75＝64.9(万吨)

Q_预增--------------------------------------------预计增加资源储量

Q_采增-----------------------------采动块段已增加资源储量

S_保---------------------------------------------------------保有块段面积

S_动---------------------------------------------------------动用块段面积

3)考虑到保有块段重算，重算增量进行扣减

矿山保有资源(未采动)面积107.64千m²,保有资源储量(122b)39.9万吨；按面积比率法占用原《湖南省涟邵煤田北段渣渡矿区东段详查地质报告》18-C块段资源储量为：

Q_占＝Q_18-C>占/S_18-C＝283.3*107.64/1186＝25.7(万吨)

Q_占--------------------------------------------矿山现保有块段占用资源储量

Q_18-C--------------------------------------原详查报告18-C块段资源储量

S_占--------------------------------------------------------------矿山现保有块段面积

S_18-C------------------------------------------------原详查报告18-C块段面积

重算增量＝保有资源储量-矿山现保有块段占用资源储量＝39.9-25.7＝14.2万吨

这样，该矿山探明资源储量总量为61.6+64.9-14.2＝112.3万吨，与“构造煤资源储量估算方法”估算资源储量109万吨基本相符。估算准确率高。

选定块段对比(预估算对比)

既然上述实例对比估算准确率高，对一些尚未开发的资源块段进行预估算，分析可能存在的偏差会有多大。

采用与“实例对比估算”相同的估算方法，根据湖南省煤田地质局第二勘探队1986年提交的《湖南省涟邵煤田北段渣渡矿区东段详查地质报告》77线附近21-C块段资源量重算对比，原21-C块段估算级资源量25.8万吨，采用“构造煤资源储量估算方法”估算该块段资源量82万吨，相差56.2万吨。对比结果是存在重大偏差。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。