地质块段法在南江煤矿资源储量估算中的应用实践

王 笠

（四川省地质矿产勘查开发局川西北地质队，四川 绵阳 621000）

南江煤矿隶属四川省巴中市南江县集洲街道所辖。矿区中心点地理座标：东经106°47′53″，北纬32°22′49″，面积12.124 8 km2。矿区大地构造位处扬子板块东北缘米仓山隆起带，北邻秦岭造山带，南靠川西前陆盆地，西与龙门山推覆构造带接壤。矿区及周边出露地层主要为三叠系中上统（T2-3）、侏罗系中下统（J1-2）及第四系全新统（Q4）。区内含煤岩系为上三叠统须家河组（T3xj），地层产状平缓，地质构造复杂程度中等。南江煤矿Y2煤层属大部可采较稳定煤层，结构复杂，平均厚度1.21 m；煤质属中灰（MA）、低挥发分（LV）、低硫（LS）、低磷（IP）、不粘结（BN）、中高发热量（MHQ）煤；主要用作发电动力用煤。

1 资源量估算范围和对象

资源量估算范围以四川省自然资源厅2021 年5月17 日颁发的采矿许可证为准。矿区面积12.124 8 km2，开采标高+850～+50 m。矿产资源估算对象为矿区内批准开采的Y2 煤层。本次估算的保有资源量范围（不含各类保护煤柱）由三个区块共25 个拐点坐标圈闭，总面积约1.588 6 km2，如图1。估算标高为+550～+50 m，估算基准日为2021 年7 月31 日。

图1 采矿权范围与保有资源量估算范围叠合示意图

2 资源量估算工业指标和方法

2.1 资源量估算工业指标

四川省属煤炭资源贫缺地区，根据《关于印发四川省煤炭资源量估算指标（暂行）的通知》（川国土资函〔2007〕441 号），结合矿山煤炭资源开采利用情况，确定Y2 煤层资源量估算工业指标见表1。

表1 Y2 煤层资源量估算工业指标

2.2 资源量估算方法和计算公式

南江煤矿Y2 可采煤层产状较稳定，煤层倾角为9°～26°，一般为15°～21°，均小于60°，因此在煤层底板等高线水平投影图上采用地质块段法估算资源量[1-4]。估算公式如下：

Q=S×M×D/cosα

式中：Q为资源量，104t；S为块段水平投影面积，m2；M为块段平均煤厚，m；D为煤容重，t/m3；α为块段平均倾角，（°）。

3 资源量估算参数的确定

3.1 煤层厚度

各煤厚点的煤层厚度为引用2009 年四川省地矿局区域地质调查队储量核实报告和矿山历次动态检测年报工作成果，以及本次实测煤点数据。

（1）单工程厚度（H）：为工程中见煤点所有煤分层厚度之和。对煤层中厚度≤0.05 m 的夹矸，与煤分层合并后作为煤层采用厚度。精确到0.01 m。

（2）块段平均煤厚（M）：根据煤层厚度变化情况，合理选择块段内及相邻见煤点采用厚度，将这些见煤点采用厚度的算术平均值作为块段平均煤厚（当煤点不均匀分布时，采用二次平均的方法进行计算），精确到0.01 m。

3.2 块段平面积（S）

在AutoCAD 制图软件矢量化后的煤层底板等高线及资源储量图上直接读取，然后按比例尺换算得出，精确到1 m2。

3.3 煤的视密度（D）

根据水洞井田原地质勘查报告与2009 年矿山核储报告，Y2 煤层视密度为1.55 t/m3。

3.4 块段平均倾角（α）

以实测为主。此外，在煤层底板等高线图上采用反正切函数计算，每个块段内至少均匀地计算三个值加以验证，然后求取平均值。

4 各类资源量界线的确定

4.1 风氧化带深度的确定

Y2 煤层露头一带地层倾角较缓，一般15°～21°。根据以往地质勘查资料，自煤层露头线以下垂深30 m 或顺层内推50 m 划为煤层风氧化带深部边界线。本次保有资源量估算范围内无煤层露头线及风氧化带边界线。

4.2 可采边界的确定

Y2 煤层东、西两端均存在古河床冲蚀带。生产巷道中揭露古河床冲蚀带附近的煤厚多数突变为0，少数陡变为0.10～0.20 m 左右，仅极少数地段呈现出由厚变薄的渐变关系。本次资源量估算中采用有限和无限外推法来确定可采边界：当有两个工程点控制，如一个可采（≥0.60 m），一个不可采（0.30～0.60 m）时，以两工程点间距离的1/2 作为可采范围边界线；当相邻不可采点煤层采用厚度（0～0.3 m）时，以实际工程间距的1/4 作为可采范围边界线。当可采点外无工程控制时，则以基本控制网度（1000 m×1000 m）的1/4（250 m）作为可采范围边界线。

4.3 采空区边界的圈定

因回采结束的煤巷均已封闭，对以往存在的采空区域，采用矿山提供的最近一次核储报告及年检资料进行界定。2021 年度开采动用范围以本次核实成果为准。

4.4 陷落柱边界的确定

南江煤矿在生产过程中目前已先后揭露陷落柱38 个，分布在+550 m 水平有24 个，+320 m 水平有14 个。目前，各陷落柱及影响范围已基本查清，按矿山提供的测量成果资料进行确认。

4.5 特殊点处理原则

矿区西部的D05、D06 以及东部的126 见煤点，其煤厚分别为0.45 m、0.45 m、0.55 m。对于小于煤层最低可采厚度（＜0.60 m）的特殊点，根据其前后均可采且煤矿实际上能够利用等情况，仍将上述见煤点参加所在资源量估算块段的平均煤厚计算。

5 块段（采区）及水平划分

5.1 水平划分

根据矿山运输大巷布置情况，在批准的采矿标高+850～ +50 m 之间可划为+850～ +550 m、+550～+320 m、+320～ +163 m 以及+163～ +50 m 四个开采水平。

本次资源量估算中除对2009 年矿山核储报告中的保留块段不作变动外，其余块段均按+550 m标高、+320 m 标高、+163 m 标高、+50 m 标高分别估算资源量。

5.2 块段划分原则

各块段划分以煤层底板等高线平面投影图为基础，在充分考虑采矿权边界、保护煤柱界线、采空区界线、勘探线位置、开采水平、煤层控制程度等条件下，按资源量类型进行划分。

控制资源量块段以“KZ”表示，推断资源量块段以“TD”表示。块段编号顺序是按煤层从高至低、由西往东连续编号，如KZ -采1、TD-保①等。

对2009 年核储报告中的动用资源量块段、保护煤柱等块段保持原状不动，只改变其编号顺序。

6 资源量类型确定条件

矿区内以往曾多次开展过地质勘查工作，特别是经矿井几十年生产巷道揭露，其地层、构造、煤层、煤质及其他开采技术条件等基本查明，矿区构造复杂程度属中等，煤层稳定程度属较稳定，勘查类型划为二类Ⅱ型，煤炭地质勘查工作基本达到详查程度。根据《矿产地质勘查规范 煤》（DZ/T 0215-2020）、《固体矿产资源储量分类》（GB/T 17766-2020），本次估算的资源量分为两类：

（1）控制资源量：为煤层受探矿工程和生产井巷控制的部分，控制网度≤1000 m×1000 m。煤层空间分布、形态、产状和连续性已基本确定，其煤类、煤质是基于较多的取样工程和开采利用中详尽的信息数据来估算的，地质可靠程度较高。

（2）推断资源量：为煤层仅有稀疏工程控制的外推部分。煤层的空间形态、产状和连续性是合理推断的，其煤类、煤质是基于有限的取样工程和开采利用中少量信息数据来估算的，地质可靠程度较低。

7 资源量估算结果

（1）累计查明资源量。经本次矿山资源量核实，截至2021 年7 月31 日，南江煤矿采矿权范围内累计查明煤炭资源量1 291.3 万t。其中，历年动用资源量883.1 万t，保有资源量323.0 万t，另有保护煤柱资源量85.2 万t。

（2）动用资源量。截至2021 年7 月31 日，矿区范围内历年动用煤炭资源量883.1 万t。

（3）保有资源量。截至2021 年7 月31 日，矿区范围内保有（控制+推断）煤炭资源量323.0 万t。其中，控制资源量181.3 万t，推断资源量141.7 万t。

8 资源储量估算方法评估

本次矿山资源量核实范围、对象与2009 年核储报告基本一致。两次资源量估算结果相比较，累计查明资源量增加了252.0 万t，变化率为24.2%。这说明采用地质块段法对南江煤矿Y2 煤层资源量的估算方法合理，储量估算参数选择正确。

本次较2009 年储量核实资源量增加的主要原因有：（1）Y2 煤层在矿区深部可采范围内的厚度有所增大。经本次核实，Y2 煤层深部（+320 m 以下）可采范围内的煤层平均厚度为1.21 m，与2009 年储量核实报告中相应地段平均煤厚为0.82 m 相比，可采煤层厚度增加了0.39 m。（2）位于矿区西部的G1 古河床经+320 m 水平延伸巷道揭露证实，该处古河床冲刷带边界较2009 年核储报告中的推测位置向西突出了500 m 左右。