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煤炭資源儲量估算相關規定解讀

吳國強

作者簡介:吳國強,中國煤炭地質總局地質礦產司副司長,教授級高級工程師,礦產儲量評估師。

《固體礦產資源/儲量分類》( GB/T17766-1999)、《固體礦產資源地質勘查通則》( GB/T13908-2002)和《煤與泥炭地質勘查規範》( DZ/T026544)頒布以來,對指導和規範煤炭資源的勘查、開發和管理發揮了積極作用,但在實際工作中仍存在新舊標準混用等問題為此,國土資源部於2007年2月6日發布了《關於固體礦產資源儲量核實報告編制的規定》(國土資發[2007]26號),並於2007年2月14日發布了《關於貫徹落實〈煤與泥炭地質勘查規範〉的指導意見》(國土資發[2007]40號,以下簡稱《指導意見》)等壹系列文件, 如2007年4月25日發布的《關於全面實施固體礦產資源/儲量分類國家標準和勘查規範的通知》(國土資發[2007]68號),逐步完善了新規範。 為了更好地理解和貫徹新規範及相關文件的精神,筆者根據自己對新規範及相關文件的學習和理解,結合近年來礦產勘查和礦產資源儲量評價的實踐,談壹談對新規範資源儲量估算相關條款的壹些認識和體會,與同仁商榷。

1關於資源儲量的估算範圍

1.1勘查許可證範圍和采礦許可證範圍

首先,各階段勘查報告中的資源量和儲量估算範圍必須明確是在勘查許可證範圍內,即在探礦權登記平面坐標範圍內的可采煤層可采邊界內。

核查報告中的資源儲量估算範圍首先要明確在采礦許可證範圍內,即礦業權登記三維坐標範圍內的可采煤層可采邊界內。需要指出的是,相當多的報告編制者在估算資源儲量時忽略了采礦許可證級別的提高。

1.2露天煤礦勘探範圍

新規範規定了露天煤礦的工作程度,但沒有說明露天煤礦的勘探條件。近年來,隨著礦產勘查開發的市場化,壹些探礦權人提交的勘查報告在確定地下工作範圍和露天開采條件方面有些模糊,導致資源儲量估算和評價不準確。為了更好地實現新規範,有必要對它們進行解釋。筆者贊同舊規範的規定,即露天煤礦的開采範圍應由礦山設計部門根據礦區總體設計或在礦區可行性(預可行性)研究報告中,在詳細調查或相當工作程度的基礎上確定。也可參照表1中近似深邊界剝采比的要求,大致圈定露天勘探邊界。估算可行性(預可行性)研究報告確定的露天煤礦範圍內的資源量/儲量,估算未進行可行性(預可行性)研究的其他井工範圍內的資源量。

表1深邊界剝采比要求

露天煤礦的深部邊界壹般在勘探階段難以正式確定。為了劃定露天開采的深部邊界,可以利用鉆孔柱狀圖計算深部邊界附近的巖煤比,作為壹個近似的邊界剝采比,露天開采的深部邊界可以與煤礦設計部門商定。

固體礦產地質勘查及資源儲量報告編制文件及規範解釋

式中:o——松散覆蓋層的單位體積(m3);

R——露天開采下壹可采煤層上方所有巖石和不可采煤層的單位體積(m3 );

c——露天開采的全部可采煤層的單位體積(m3);

μ——煤炭回收率,85% ~ 95%;

D——煤的平均體積密度。

1.3預采區和初采區

勘探報告還應確定預采區(或第壹水平)和初采區(或第壹采區)。新規範對預采區(或壹水平)和初采區(或首采區)有如下說明。

預采區(第壹水平):傾角平緩的礦井,不以煤層深度劃分,而是分帶劃分,符合礦井設計生產能力和相應服務年限的開采分帶範圍。它是壹個預采區,相當於用壹個生產水平來保證這個水平的礦井設計生產能力和服務年限,它最淺的水平就是第壹水平。

初采區:第壹個達到礦井生產能力的采區(或第壹個同時開采的)為初采區,也稱為首采區。

國土資源部[2007]68號文件進壹步規定了預采區和初采區的劃定條件和工作程度要求:礦床(井田)勘探前,礦山設計部門應根據現有地質勘探成果提出預采區(或首采區、壹水平)範圍,預采區應具有保證壹定服務年限的資源,主要由探明和控制的資源組成。新規範規定了資源儲量比例:預采區範圍內探明和控制比例的壹般要求可參照附錄E1確定(要求露天礦比例增加10%),初采區範圍內的主要可采煤層應全部探明。

1.4擴(延)產礦井範圍

生產礦井的水平或垂直深度超出原批準地質報告的範圍,即生產礦井的擴(延)產範圍,應根據擴區所在井田的位置和礦井改擴建設計對擴(延)產範圍的要求,估算資源儲量。如果直接以擴展面積作為開發級別,其性質大致相當於壹級勘探,基本上主要是估算探明和控制的資源儲量;如果近期不作為開發水平,而是為了礦井生產能力提高後有足夠的資源儲量,其性質大致相當於二、三級勘探,基本上是以估算推斷資源量為主。

1.5覆蓋範圍

根據文件號的要求。國土資源部國土資發[2007]68號,新建建設項目壓覆礦產資源的,按照有關規定履行審批程序。現有建(構)築物因素(如鐵路、村莊等)、自然生態因素(如水源地、公園保護區等)、法律社會因素(如禁止開發區域等)覆蓋的礦產資源,不需要辦理覆蓋審批手續,但應在資源儲量報告中對覆蓋的礦產資源進行劃分,對估算的經濟資源量或預測的資源量進行審核備案,作為劃定礦區(申請開采)的依據。對於申請劃定礦區範圍前已經覆蓋的礦產資源,申請人在申請劃定礦區範圍時,應當扣除不能開采的部分。

2 .關於資源儲量估算中涉及的可采煤層

資源儲量估算涉及的可采煤層包括全區可采煤層、大部分可采煤層和局部可采煤層。

2.1全區可采煤層

是指在勘查評價範圍(通常是壹個井田或勘查區)內,煤層的厚度、灰分、硫分、發熱量全部或基本達到規定的資源量估算指標,可以開采利用的煤層。

2.2局部可采煤層

指在勘查評價範圍(通常為壹個井田或勘查區)內可開采利用的煤層,約占相對集中分布區的三分之壹,煤層厚度、灰分、硫分、發熱量全部或基本達到規定的資源量估算指標。

2.3最可采煤層

是指在勘查評價範圍(通常是壹個井田或勘查區)內,可采程度介於全區可采煤層和局部可采煤層之間的煤層。

2.4不可采煤層

在勘查評價範圍內(通常為壹個井田或勘查區),煤層厚度、灰分、硫分或發熱量未達到規定的資源量估算指標,或僅占很小比例;或者雖占壹定面積,但分散、不方便或無法開發。不可采煤層是否測量應根據具體情況確定。

需要指出的是,在預調查和找礦階段,應對勘探許可證範圍內所能見到的煤層進行全部取樣,提交檢查驗收評級,並做出初步評價;在詳查勘探階段,根據具體情況確定是否對勘探階段評估為不可采煤層的可采煤點進行抽樣檢查和驗收評級,但應在設計中明確規定。

3資源儲量估算的壹般工業指標

《指導意見》從多個方面詳細規定了資源儲量估算的壹般工業指標。筆者只是總結了所有相關方面,談了壹些具體應用中需要註意的問題。

3.1煤層厚度

指煤點的厚度。

3.1.1用厚度來評價煤層的穩定性。

采用厚度:按照規範規定的方法計算的煤層厚度稱為采用厚度,也稱為計算厚度。采用的厚度主要用於評價煤層的可采程度和穩定性,計算煤炭資源儲量。

但需要註意的是,舊規範對結構復雜的煤層穩定性評價有如下解釋:矸石層多,單層厚度很小,壹般小於煤層最小可采厚度。在地質勘探和煤礦生產中,不需要做分層對比,可以根據全層厚度的變化來評價煤層的穩定性。新規範和指導意見中沒有規定,實際應用中因人而異。筆者同意將全層結構復雜、厚度變化穩定的煤層的穩定程度定為ⅱ型,即相對穩定型。

3.1.2含矸煤層厚度的測定

采用厚度,也稱為估算厚度,主要用於評價煤層可采程度和估算資源儲量。在研究煤層的沈積環境、賦存規律和煤層對比時,全層厚度合適。

厚度等於或大於煤層最小可采厚度的矸石僅在個別煤層點發現,無需分層估算。

結構復雜的煤層:指夾矸層較多,但單層厚度很小,壹般小於煤層最小可采厚度的煤層。在地質勘探和煤礦生產中,不必做分層對比,根據全層厚度的變化即可評價煤層的穩定性。

復合煤層:指煤層厚,夾矸層多,厚度和巖性變化大。矸石分層厚度在壹定範圍內可能大於煤層最小允許厚度。在地質勘探和煤礦生產中,屬於應分層對比的煤層。

夾矸穩定、煤層分層可比的復合煤層:夾矸穩定、煤層分層可比的復合煤層,各煤層分層采用的厚度應分別按新規範8.4.1和8.4.2的規定計算。

夾矸不穩定的復雜煤層,無法進行煤層對比:在夾矸不穩定的復雜煤層中,雖然夾矸單層厚度有時等於或大於煤層最小可采厚度,但當夾矸總厚度不超過各煤層總厚度的1/2時,應將各煤層總厚度作為煤層采用厚度,采用厚度按本規範第8.4.3條計算。

通過比較,屬於同壹復雜煤層的煤層,當有厚度煤層的底板深度與復雜煤層的底層深度相差較大,影響資料使用時,是選擇有厚度煤層的底板深度還是復雜煤層的底層深度,可以根據設計和生產單位的要求合理選擇。

3.1.3臨界厚度

臨界厚度:舊規範中的壹個術語,指比規定的最小可采厚度小0.10m的煤層厚度。

新標準沒有規定是否對不符合工業指標的資源進行計量。在實際工作中,過去和現在都有煤層厚度比規範規定的最小允許厚度小0.10m,灰分40% ~ 50%,硫分大於3%的情況。筆者同意將這部分煤層單獨計算列出(核查報告應保留過去計算的“暫不可采儲量”)。這不僅是因為它符合國家鼓勵煤炭資源合理開發利用的政策,特別是臨界厚度采樣的要求,可以避免在壹些薄煤層和煤種變化較大的煤層進行資源儲量估算時煤質信息缺失的風險。在勘探和建設階段,對於最小可采厚度< < 1.30m和厚度為1.31 ~ 3.5m的煤層,確定鉆測井厚度的誤差壹般不大於0.10m和0.2m,經常出現測井可采而鉆井不可采時采用測井厚度的情況。如果需要煤芯而沒有處理,可以取樣彌補。據筆者了解,大部分不需要且鉆孔已封閉,導致煤質信息缺失。因此,建議在勘探設計中,應對鉆孔中所有具有臨界厚度的煤層增加煤芯樣品要求,並建議褐煤的臨界厚度比最小允許厚度小0.20米。

3.1.4采用煤層厚度時應註意的其他條件。

根據地震勘探資料解釋的煤層厚度的具體數字資料不能用於資源量估算,但在圈定最小可采邊界時,可結合鉆井資料用插值法確定煤層厚度的變化規律及其所確定的無煤區範圍,並綜合分析使用。

資源儲量估算應充分利用礦井核實報告揭示的煤層厚度;在資料可靠的情況下,還應充分利用槽(井)內煤層的厚度。在壹些報告的資源儲量估算中,這兩種數據的使用經常被忽略。

壹般受斷層影響的煤層增厚(缺失)點不參與資源量估算。

3.2最大灰分含量(Ad)

指可采煤層(或全層)的平均灰分。可采煤層的灰分是可采煤層可采部分各煤層的灰分和厚度不超過0.05m的所有單層的灰分的加權平均值

在資源儲量估算中,原煤灰分大於40%的,應分析其形成原因,合理選取其煤質數據;如果原煤灰分在可采煤點的40% ~ 50%範圍內,是否估算資源儲量可根據具體情況或探礦權人的要求決定。

3.3最低熱值(Qnet,d)

指本煤層可采煤點(或全層)的平均熱值。可采煤層發熱量是指可采煤層可采部分各煤層發熱量與厚度不超過0.05m m的所有單層發熱量的加權平均值,以幹基低位發熱量作為估算指標。

對於灰分和發熱量指標,壹般可以優先考慮灰分指標是否符合要求。當灰分指標滿足要求時,熱值指標可以忽略;當灰分指標超過規定指標時,以熱值指標為準。在確定估算指標時,要避免估算指標不合理,造成煤炭資源的浪費或破壞。

需要指出的是,煤質評定標準GB/T 15224.3—2004與GB/T 15224.3—1994的區別在於,它將按收到基的低位熱值範圍而不是幹基的高位熱值範圍進行分級。將無煙煤、煙煤、褐煤分別分類,熱值分類由原來的6個等級改為無煙煤、煙煤5個等級,褐煤3個等級。

資源儲量的估算指標是幹基低位發熱量。它們之間存在壹定的差異,在資源儲量估算和核實中應根據需要使用,並根據相關公式進行換算。

3.4最大含硫量(St,D)

指煤層(或全層)的平均含硫量。

可采煤層的含硫量是可采煤層可采部分各煤層含硫量和厚度不超過0.05m的所有單層含硫量的加權平均值

資源儲量估算中,原煤全硫大於3%的,應分析其形成原因,合理選取煤質數據,壹般不扣除大於3%的範圍,否則應估算資源量並單獨列出;原煤全硫大於3%且可采煤點分布在壹定範圍內的,壹般扣除大於3%的範圍,對其資源量進行估算並單獨列出。

對於可選性差、硫含量高的煉焦煤,不能作為煉焦煤資源儲量估算指標的選擇。新規範不明確,實際執行因人而異。筆者贊同舊規範的規定,即資源儲量應按非煉焦煤的指標進行估算。

需要指出的是,煤炭質量評定標準GB/T 15224.2—2004與GB/T 15224.2—1994的主要區別在於:除煉焦精煤和動力煤的分類外,動力煤中無煙煤、煙煤和褐煤的分類,並適當調整了煤的硫分等級(高於原標準)。需要註意的是,當煤的實測幹基高熱值不等於基準熱值時,應對硫含量進行換算,得到換算後的幹基全硫,然後對換算後的幹基全硫進行分類。

換算幹基總硫的計算方法:

固體礦產地質勘查及資源儲量報告編制文件及規範解釋

參考熱值:參考熱值是指不同煤種規定的幹基高熱值。各種煤的基準熱值見表2。

表2各煤種的基準熱值

4控制程度和區塊劃分

4.1各種資源估算區塊劃分的基本要求

新規範規定“各類區塊的劃分,原則上以勘探線、煤層底板等高線或達到相應控制水平的主體構造線為依據。”對應控制度是指“以對應密度的勘探項目中煤層連線內外的基本線間距(鉆孔間距)的1/4 ~ 1/2的距離圈定的整個範圍”的原則,由於沒有明確的使用條件,在實施上存在較大差異。2007年2月24日發布的指導意見對該條進行了解釋:相當於《舊規範》第10.1.7條、第1項、第2項的表述內容,包含兩層含義:達到相應的控制水平時,原則上以勘探線、煤層底板等高線或主要構造線為界線劃分各類區塊;其次,凡達到相應控制水平的勘探項目中煤點線內外基本線距(鉆孔間距)1/4 ~ 1/2的距離所圈定的範圍,均視為達到了同壹控制水平,不再視為外推範圍(圈定項目中煤點線外1/4 ~ 1)采用上述兩種方法的區塊劃分,應根據具體情況確定但對“凡達到相應控制水平的煤層的線內外基本線間距(鉆孔間距)1/4 ~ 1/2的距離所圈定的範圍,均認為達到了同樣的控制水平”的理解仍有分歧。筆者同意,這種塊段劃分方法應該適用於估算穩定煤層和相對穩定煤層的資源量和儲量,不適用。在估算相對穩定的煤層資源量和儲量時,應強調劃定已識別或控制的區塊,當超出工程煤突破點連線的距離為1/4 ~ 1/2時,工程煤突破點也必須控制在外側。

4.2地質可靠性的劃分條件

新規範在地質可靠度的劃分條件中明確規定了可采煤層本身的勘探研究程度,但不包括水文地質條件和其他開采技術條件(如瓦斯、工程地質條件、煤塵爆炸危險性等)的勘探研究程度。).不包括不是不重要,因為這些方面只能以井田(勘探區)為單位進行評價。這方面的地質工作量和質量在過去幾年中有所減弱和下降,而2007年2月24日發布的指導意見明確規定,新規定中所有涉及煤礦設計、施工和生產過程安全的條款都是強制性的,如與開采技術條件相對應的水文地質、工程地質、煤層瓦斯、煤塵爆炸危險性、煤層自燃和地溫變化等條款。規範中規定的工作量是能識別上述地質條件的最小工作量。因此,今後必須嚴格執行地質勘探設計和資源儲量評價。

4.3各類資源儲量的地質可靠性

探明煤炭資源儲量的地質可靠性:相當於舊規範的A級儲量條件。

煤炭資源控制儲量的地質可靠性:相當於舊規範的B級儲量條件。新規範第7.2.3條“所有勘探項目在詳查階段均達到控制要求”,指的是詳查階段的壹般情況,而非勘探階段受控資源儲量的地質可靠性條件。

煤炭資源儲量推斷地質可靠性:新規範第7.2.5條“所有勘查項目均滿足找礦階段的控制要求”,是指找礦階段的壹般情況,而非勘查階段或詳查階段推斷煤炭資源儲量的地質可靠性條件。推斷資源屬於探明煤炭資源。根據《固體礦產地質勘查通則》(GB/T 13908—2002),原則上不要求進行系統的工程控制。筆者贊同在找礦階段,壹般將“受控”鉆探工程的基線距離擴大壹倍,圈定為“推斷”資源。勘查階段或詳查階段推斷資源儲量的地質可靠性條件可按《固體礦產地質勘查通則》(GB/T 13908-2002)執行。

4.4斷層兩側分為推斷塊體、各種煤柱和上覆資源。

斷層兩側劃分為推斷區塊:由於斷層對煤層破壞的影響、斷層旁小斷層的發育、斷層位置和傾角的局部小範圍變化等因素,即使已識別出斷層,兩側資源儲量的可靠性也較差。所以規範規定在斷層兩側畫30 ~ 50m的區塊作為推斷區塊。和礦井設計中畫的斷層煤柱不壹樣。地質報告在統計總資源量和儲量時,壹般不做煤柱資源量和儲量的統計。

覆蓋資源:國土資源部[2007]68號文件規定的覆蓋範圍內單獨估算和統計的資源量。

煤炭資源儲量估算中的煤柱:煤炭資源儲量估算應主要考慮客觀地質條件,凡符合估算指標的均應進行估算。在礦山設計和開采中,如何利用上報的資源儲量原則上不應影響資源儲量的估算。在資源儲量分類中,不能因為將來可能被歸為煤柱而改變或降低分類。

《指導意見》在解釋煤炭資源儲量估算中的煤柱時還有壹段話:“煤柱的煤炭量在預調查、普查和詳查階段不單獨估算。在勘探階段,如果沒有進行預可行性研究或可行性研究,則不單獨估算煤柱的煤炭量。對於礦井設計和生產中可能采出的煤柱(如防水煤柱、斷層煤柱、方塊和建築煤柱等)。),如果設計部門有明確的劃分方案,可以單獨估算和統計。”這壹文字與國土資源部[2007]68號文件規定的上覆資源量存在重疊和矛盾。筆者認為,上覆資源估算與統計的規定應貫徹於勘探的各個階段,煤柱資源儲量估算與統計的規定應貫徹於勘探階段。

需要指出的是,在新規範實施前,壹些精查報告將各類煤柱(包括上覆資源)列為“暫不可采儲量”。因此,在核實資源儲量時,應區別於因厚度、灰分等工業指標而被列為“暫不可采儲量”的儲量。

參考

《固體礦產地質勘查通則》(GB/T 13908—2002)。北京:中國標準出版社,2000。

《固體礦產勘查/閉礦地質報告編寫規範》(DZ/T 0033—2002)。北京:地質出版社,2003。

《固體礦產資源/儲量分類》(GB/T 17766—1999)。北京:中國標準出版社,1999。

國土資源部儲備司。固體礦產地質勘查規範的新變化。北京:地質出版社,2003。

《泥炭地質勘探規範》(DZ/T 0215—2002)。北京:地質出版社,2004。

煤炭技術術語工作委員會。煤的專業術語。北京:煤炭工業出版社,1994。

煤質分類第1,2,3部分(GB/T 15224.1 . 2 . 3—2004)。北京:中國標準出版社,2004。