陕西某铁路压覆矿产资源勘查及工程地质条件评价

■　郑艳

（西安地质矿产勘查开发院陕西西安710000）

陕西某铁路压覆矿产资源勘查及工程地质条件评价

■郑艳

（西安地质矿产勘查开发院陕西西安710000）

本文评价了铁路沿线的工程地质条件，包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件等。介绍了某铁路压覆矿产勘查成果，确定了压覆矿产种类，评估了压覆矿产的储量，并提出铁路施工存在的工程问题。

压覆矿产工程地质条件煤层

压覆矿产资源种类及压覆资源/储量的依据，是地矿勘查单位提交的、经过了有关部门评审、并在国土资源部门进行了资源/储量备案的正式勘查报告。凡铁路线压覆范围在正式报告储量计算范围内的视为压覆了该资源，否则均视为不压覆资源。因此必须进行压覆矿产勘查工作。

1　铁路沿线工程地质条件评价

某某铁路，其位于陕西省延安市、渭南市及山西省运城市、临汾市，沿线经过了我省的黄陵矿区、渭北矿区、韩城矿区等大型煤炭资源富集地。

1.1地形地貌

本铁路线在陕西境内主要经过了黄土梁峁沟壑区、渭北黄土台塬区、黄河河流阶地区三个地貌单元。黄土高原梁峁沟壑区呈条状岭岗或穹状丘陵状，海拔高程750-～950m，与洛河现代河床高差约200m。渭北黄土台塬区，塬面平坦、开阔，地势总体以1～5度的纵坡向东南缓倾，村庄密布，道路纵横，海拔高程550～750m。黄河河流阶地区，主要为黄河东崖阶地，地形开阔，起伏不大，呈台阶状，局部发充冲沟，一般台面平缓，台缘陡峭，海高程在360～430m。

1.2地层岩性

铁路线西段及中段所经地区，地表出露地层主要为第四系黄土，东段主要北部出露石炭-二叠纪基岩地层。区内地层由老至新揭露的地层主要有：太古界（Ar），寒武系（∈），奥陶系（0），石炭系（C），二叠系（P），三叠系（T），第三系（N），第四系（Q）。

其中石炭系（C）为一套海陆交互相含煤沉积，缺少下统，仅有中、上统沉积。包括中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t），是铁路沿线重要含煤地层。

1.3地质构造

某某铁路陕西段位于渭北煤田北部，区域构造位置处于中朝准地台一级构造单元汾渭新生代地堑内，基本构造形态是一向北倾斜的单斜构造，产状平缓，倾角一般5度，沿倾向和走向均发育有次一级小规模褶曲，伴有北东向及东西向断裂构造，断裂构造性质为高角度的正断裂。与铁路有关的断裂构造主要龙门大断裂。龙门大断裂位于铁路线北，为渭河平原与陕甘宁台坳的分界线，属正断裂性质，断层走向50～70度，断裂面倾向东南，倾角70度左右。

据统计，有史以来铁路经过地区，几百年来未发生过大的地震，因此地震对铁路的破坏较小。

1.4水文地质条件

本区为渭北台塬区，地表以第四系黄土沉积为主，地表水相对较发育，地下水分布普遍。

根据地下水的埋藏条件，含水层的富、透水性及充水空间的性质，沿线地下水类型主要为第四系松散层孔隙潜水、层状基岩孔隙裂隙水、裂隙水及岩溶裂隙水。

2　压覆矿产勘查

某某铁路经过地区的矿产主要有煤炭、铁矿、铝土矿、矿泉水等，经系统勘查工作后，并向省国土资源厅提交过勘查报告和资源/储量（有上表资源/储量）的矿产仅为煤炭。煤炭资源在铁路线经过区段广泛分布，是铁路线压覆的主要矿产。

2.1沿线煤层评价

根据铁路沿线矿产勘查及资料收集，区内共有可采煤层5层，分别为3、4、5、6、10号煤层，但本铁路沿线经过地段的可采煤层只有4、5、6、10号等4层，且分布在某某矿区北部边缘地带，3号煤层在铁路经过区域为无煤区或是厚度较小的不可采区。

煤层主要位于山西组下部、太原组中部及上部，铁路线从某某矿区北部边缘经过，煤层厚度1.0～5.0m，煤层结构简单，局部含1-2层夹矸。埋深635～830m。

区内煤以中灰分、中高硫、高发热量、低挥发分为特征，煤灰为瘦煤或贫煤，主要用于火力发电，其次可作为动力及一般工业锅炉用煤。

2.2压覆煤层确定

该铁路线仅压覆煤炭资源。铁路线经过地区的煤层分别有3、4、5、6、10号5层煤，但铁路线经过了可采区的只有4、5、6、10号4层煤层，其余煤层在铁路线经过地区均为不可采或为无煤地段。因此，初步确定铁路线通过地段的4、5、6、10号煤层为压覆煤层，并根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》对其采深与采厚比值做进一步计算，来确定是否压覆煤炭资源/储量。

依据“三下采煤规程”中对国家Ⅰ级铁路压覆资源的“薄及中厚煤层的采深与单层采厚比大于或等于150，厚煤层及煤层群的采深与分层采厚比大于或等于200，允许采用全部垮落法进行试采”（第64条）之规定，铁路线经过中采区的4、5、6、10号煤层中，4号煤层为薄煤层，采深与单层采厚比为511～800，远大于150，因此不需要留设铁路保护煤柱；5号煤层为厚煤层，采深与单层采厚比为142～855，部分地段小于200，因此需要留设铁路保护煤柱；6号煤层为薄—中厚煤层，采深与单层采厚比为446～851，远大于150，因此不需要留设铁路保护煤柱；10号煤层为中厚—厚煤层，采深与单层采厚比为247～555，均大于200，因此不需要留设铁路保护煤柱。综上所述，铁路线不压覆4、6、10号煤层资源，仅压覆5号煤层资源。

2.3压覆煤层储量

压覆资源/储量的估算以“某某矿区中深部详查报告”的储量计算为依据，在原报告相应煤层储量计算图上，采用分割的方法进行。

资源/储量估算公式为：

Q=S·M·D

式中：Q—块段资源/储量（t）；

S—煤层的块段面积（m2）；

M—煤层的块段平均厚度（m）；

D—煤层的平均视密度（t/m3）；

计算结果以万吨为单位表示。

由于压覆资源储量估算采用的是分割法，因此块段划分及资源/储量估算参数，除压覆面积在矢量化后的煤层底板等高线及资源储量估算图中利用MAPGIS软件由计算机自动读取外，其余各参数均与原“某某矿区中深部详查报告”相同。

该铁路线为国家Ⅰ级，围护带宽度取20m。经计算5号煤层铁路保护煤柱留设宽度为以铁路路基外侧为准外推297m。共压覆5号煤层面积6.959km2，压覆煤炭资源/储量3039.8万吨。

3　工程问题

该铁路在韩城市附近，由于过去小煤窑较多，加之当时的管理粗放，形成了位置摸糊、形态复杂、范围不清的采空，对铁路线的建设可能会造成一定影响，建议建设单位在施工过程中密切注意并有必要的预防措施。

[1]张士虎.建设项目压覆矿产资源调查评估方法探讨[J].资源环境与工程, 2012.

[2]刘晓东,左胜华,曹虎生.压覆矿产资源储量估算中保护煤柱边界的确定[J].陕西煤炭,2015.

F416.1[文献码]B

1000-405X（2016）-3-261-1

郑艳（1981～），女，学士，水文专业，中级工程师。