湖北省云应盐矿区工业指标的变化及对资源储量估算的影响

阮志桥, 申 文, 蒋之飞, 丁厚炳

(1.湖北省国土资源厅 资源储量评审中心,湖北 武汉 430072; 2.湖北省地质局 第八地质大队,湖北 襄阳 441002;3.湖北省地质局 第六地质大队,湖北 孝感 432100)

湖北省云应盐矿区工业指标的变化及对资源储量估算的影响

阮志桥1,2, 申 文1, 蒋之飞3, 丁厚炳2

(1.湖北省国土资源厅 资源储量评审中心,湖北 武汉 430072; 2.湖北省地质局 第八地质大队,湖北 襄阳 441002;3.湖北省地质局 第六地质大队,湖北 孝感 432100)

2008年湖北省国土资源厅颁布实施了《湖北省盐矿地质勘查规程》、《湖北省盐矿水溶开采设计规程》、《湖北省水溶开采生产技术管理规程》(简称“新三项规程”)。 “新三项规程”中,NaCl边界品位由35%下调至30%,经济可采纯盐厚度、开采层间距增加幅度较大。按“新三项规程”重新划分开采层后,资源储量总量和开采层资源储量总体有所增加;另由于间隔层加大,开采后形成地面塌陷的机率降低,对环境保护有利。云应盐矿区部分井田,因盐群纯盐厚度较小、埋深大、盐群间距远等原因,虽资源储量总量会增加,但开采层资源储量或会减少。通过实例分析，认为“新三项规程”条件下经济可采纯盐厚度开采层间距等关键指标调整符合客观实际，很有必要;综合利用Na2SO4品位由≥5%调整至≥8%可能并不符合实际情况，应维持5%不变。建议尽快推进“新三项规程”条件下资源储量核实工作。

盐矿;工业指标;储量估算;云应

1 云应盐矿资源概况

据《湖北省矿产资源储量表》最新统计,湖北省盐矿(固体NaCl)矿区22处,至2013年底资源储量累计查明矿石量33.5亿t、NaCl量23.8亿t,保有矿石量33.1亿t,保有NaCl量23.56亿t。矿区22处中,已开采利用10处,未利用11处,闭坑1处。湖北省盐矿资源主要分布在云应盐矿区。

云应盐矿区受南部长江埠断裂、北部三合店断裂和东部道人桥断裂控制,郎君桥断裂纵横盆地中心,影响着沉积中心和迁移。云应盐矿区岩盐赋存具有如下特点：①埋深大,一般在150 m以下,盆地中部可达670余米。②岩盐层数多,单层厚度小,但累计厚度大。③地层产状平缓,倾角0°～10°,连续性好,水溶采矿较方便。④岩盐矿层结构、构造简单,物质组分较单一,可溶性好,溶解速度大,在0～10Be′时,平均侧溶蚀速度为6.9 mm/h,在0～5Be′时,平均上溶溶蚀速度为8.00 mm/h,平均溶解速度为1.77 g/cm2·h[1]。⑤各开采层的顶、底板均具有相对隔水性,抗压强度大于矿石的抗压强度,不溶或者微溶于水,适宜于对井水力压裂连通、对井水平对接连通。⑥井温随钻孔的深度增加而升高,开采区间内,井温为32～45℃有利岩盐溶解。

云应盐矿区各井田盐群数因所处盆地位置不同,受断裂破坏及影响程度不同,盐群数从数层到70多层不等,《湖北省云应盆地盐矿资源评价报告》(1988)对整个云应地区的盐群重新作了统一编号。现以湖北省云应盐矿区程家巷井田北区K3开采层为例简单介绍盐群特征。K3开采层由三个盐群九个盐层组成,其顶板埋深296.22～828.50 m,开采层厚度14.26～21.37 m,平均厚度17.55 m。主要开采盐群K3开采层为石盐与硬石膏岩互层结构,局部出现石盐与钙芒硝岩互层结构,内部结构复杂—极复杂。开采层上、下部盐层厚而密集,中部薄而稀疏,可比性较好。含矿率42.68%～78.61%,平均67.65%,变化系数44.69%,顺倾向增大,变化较稳定;盐层总厚7.38～16.80 m,平均12.16 m,变化系数69.70%,顺倾向增厚,变化不稳定。该开采层以块状矿石为主,条带状、团块状次之。盐层NaCl品位64.61%～74.53%,平均69.41%,变化系数10.25%,变化均匀。纯盐厚度5.50～11.79 m,平均8.40 m,变化系数69.63%,变化较稳定。盐层中伴生Na2SO4含量2.68%～6.59%,平均4.86%,变化系数61.24%,变化不均匀。

2 工业指标调整情况

2008年,湖北省国土资源厅颁布实施了《湖北省盐矿地质勘查规程》、《湖北省盐矿水溶开采设计规程》、《湖北省水溶开采生产技术管理规程》(简称“新三项规程”),取代原湖北省矿产储量委员会1983年颁布的《湖北省云应地区盐矿采区勘探规程》、《湖北省云应地区盐矿水溶开采设计规程》、《湖北省云应地区盐矿水溶采矿生产技术管理规程》(简称“原三项规程”),作为盐矿资源的统筹规划、统一管理、开发利用、安全生产的依据。

三项规程工业指标对照情况见表1、表2。

表1 新旧三项规程工业指标对照表

表2 新三项规程中对云应盐矿区开采层高度、最小可采厚度的规定

需要说明的是,盐矿勘查虽有国家行业标准《盐湖和盐类矿产地质勘查规范》(DZ/T 0212—2002),但该标准对于岩盐的工业指标只有边界品位和最低工业品位两项规定,同时称“钻井水溶开采,因矿石质量、水溶性能及开采方式不同,对可采厚度及夹石剔除厚度的要求差别很大,各矿区可根据上述因素具体确定”。可见,规范并未对纯盐厚度、开采层间距等指标作出明确规定,因此在使用时存在很大局限性,这也是“新三项规程”出台的主要原因。

3 不同指标资源储量变化情况

2008年以后,应采用“新三项规程”提交报告,但2012年湖北省煤炭地质勘查院编制的《湖北省云应盐矿区隔蒲—庙头井田宏博盐矿石盐矿资源储量核实报告》及《湖北省云应盐矿区长江井田石盐矿资源储量核实报告》,由国土资源部资源储量评审中心评审,采用的仍是“原三项规程”的工业指标。

2013年采用“新三项规程”编制,经审查备案的《湖北省应城市云应矿区一号井田石盐矿资源储量核实报告(截至2012年底)》(下称《一号井田核实报告》)[2],与前次按“原三项规程”的结算报告相比,其工业盐群由原来的33个,增加至43个;开采层由原来的10个调整为4个,可供开采的工业盐群数量由13个增加到14个;纯盐厚度由41.33 m增加到42.28 m;纯盐资源储量总量增加了约25%,其中基础储量增加了约50%,资源量16%。《湖北省云应盐矿区应城东井田石盐矿资源储量核实报告(截至2012年底)》(下称《应城东井田核实报告》)[3],与前次按“原三项规程”的结算报告相比,纯盐资源储量总量增加了约32%,增加幅度较大。

资源储量总量增加的原因,主要是因边界品位的降低,重新圈定盐群,一方面盐群数量增加,另一方面部分盐群因厚度增加导致资源储量增加。开采层资源储量增加的原因,主要是重新划分开采层,开采层间距加大,划入开采层的工业盐群数量总体增加,且将原开采层之间的部分盐群划入。

《一号井田核实报告》、《应城东井田核实报告》核实范围均位于云应盐矿区的西部,且紧邻。云应盐矿区的东部各井田,如长江井田,普遍纯盐厚度较小、埋深较大、盐群更多,在“新三项规程”条件下,资源储量可能会减少。

表3为长江井田2006年度结算报告划分的14个开采层[4],累加总盐群厚度为57.43 m,“新三项规程”条件下部分原开采层可以归并,且部分非开采层盐群进入新的开采层,但不可避免的多数开采层将不能利用。据正在编制中的长江井田核实报告(未经审查,数据可能会有变化),重新划分了5个开采层：KⅠ纯盐厚度10.9 m,KⅡ纯盐厚度11.43m,KⅢ纯盐厚度4.16 m,KⅣ纯盐厚度3.71 m,KⅤ纯盐厚度11.54 m,合计纯盐厚度41.74 m,远小于长江井田2006年度结算报告累计纯盐厚度57.43 m,且不说KⅣ(埋深>800 m)纯盐厚度仅3.71 m,小于最低可采厚度。

表3 云应盐矿区长江井田开采层基本特征表

4 讨论

“新三项规程”总结了全省盐矿近四十年的勘查、开采技术经验,结合国家现行规范而制订,合理可行,但还有值得讨论的地方。

4.1 开采层工业盐群划分

盐矿作为一个采用水溶法开采的较为特殊的矿种,无论是资源储量的估算还是开采,与一般的固体矿产相比,均有其特殊性。资源储量估算首先要圈出一般工业盐群,可以理解为边界品位以上的矿体。其次要圈定工业盐群,可以理解为工业矿体;开采层工业盐群,可以理解为可以利用的工业矿体,是能利用的对象。开采层工业盐群一般包含一个或多个工业盐群不等,且其纯盐厚度(最低可采厚度)在不同的埋深条件下有不同要求,所有开采层工业盐群累计采动高度(不仅指本开采层,系全矿区)有限制,并且各开采层间隔要>50 m。

现以两个实例说明工业盐群、开采层的关系。《一号井田核实报告》之前,原开采层包括13个开采盐群(05、1、61、9、13、14、15、20、26、29、30、35、39),划分出K1-K10等10个开采层。《一号井田核实报告》则包括14个开采盐群(1、2、9、10、11、12、13、14、15、29、30、39、40、41),划分出4个开采层,含14个工业盐群。

《应城东井田核实报告》包括了四里棚—协合店井田、烧香台井田、烧香台盐矿远景区,此前的勘查报告划分31个工业盐群,其中13个工业盐群划为10个开采层。《应城东井田核实报告》划分37个工业盐群,划分出4个开采层,含17个工业盐群。

从上述可以看出,在同一个井田内,工业盐群或开采层的划分,都是一个弹性指标,带有很大的人为因素。一旦指标变动,盐层、开采层的划分也会随之变动。

“新三项规程”条件下开采层的划分,既要充分考虑盐群工业类型、盐群厚度、分布等地质特征,又要考虑各井田的开采实际状况和布井情况,在地质条件相近的井田最好能大体统一,避免随意性过大。

4.2 经济纯盐厚度

“新三项规程”与“原三项规程”相比,最大的变化是纯盐厚度与开采层间距,前者由1.5 m大幅提高,后者提高2倍多。

“新三项规程”大幅提高了纯盐厚度,是比较切合客观实际的。纯盐厚度实际是最低可采厚度,它是工业指标中最重要的指标,盐矿的最低可采厚度可以通过预可研或可研确定,笔者在编制2006年度长江井田结算报告时,与企业方进行过测算,用建井投资变化系数、盐价变化系数和盐井服务年限变化系数,对原定开采层纯盐厚度1.50 m进行校正,尝试确定经济开采层纯盐厚度。当时认为,经济开采纯盐厚度取3.50 m,并以此作参照,认为长江井田结算报告虽按当时指标估算资源储量,14个开采层中有经济价值的开采层只有K101(37盐群)、K12(56盐群)、K13(60盐群)和K15(65盐群)四个。

建议在利用“新三项规程”时,根据实际需要,经济纯盐厚度也可根据可行性研究的结论来确定。

4.3 开采层间距

开采层间距原规定≥20 m,以采矿实践看采盐对井组的实际服务年限一般远大于实际设计服务年限,表明地下溶腔比预想的要大,20 m的间距显然太小了,“新三项规程”在调查研究的基础上,确定开采层间距≥50 m,是比较合适的。

“新三项规程”根据实际情况增加开采层高度,同时明确允许累计采动高度,是很有必要的。

4.4 伴生Na2SO4品位

《应城东井田核实报告》伴生的Na2SO4指标定为8%,矿石量、纯盐量总量都增加了约30%,幅度相当,而伴生的Na2SO4反而下降了约57%,反映了不纯盐层中其含量偏低,平均了工业盐群及开采层的品位而达不到综合利用。

《一号井田核实报告》伴生的Na2SO4指标定为5%,总矿石量增加了约25%,伴生的Na2SO4增加了约64%。

二者相比,大相径庭,原因是云应盐矿区盐矿中伴生品位大多在5%～10%之间,同一层位也在这一区间变化,如按8%估算,同一层中将会分化成能用区段与不能用区段,与水溶开采实际不相适应,按5%就不会出现这种情况;从各大盐厂的卤水质量调查来看,制盐后期由于水分蒸发及盐的结晶析出,残卤中Na2SO4含量均达到或超过了8%,达到规范中的卤水综合评价指标,且云应盐矿区相当部分盐厂正在利用这部分资源,节约了能耗,降低了污染,产生了一定的经济效益;《盐湖和盐类矿产地质勘查规范》附录E注5,指出盐类矿产共伴生,并可综合利用的,其工业指标可适当降低。

综上,建议在利用新三项规程时,伴生Na2SO4指标仍可定为5%。

5 尽快推进“新三项规程”条件下资源储量核实工作

从前文可以看出,在“新三项规程”条件下,因边界品位的降低,重新圈定盐群,盐群数量一般要增加且部分盐群会因厚度增加导致资源储量增加,故资源储量总量肯定要增加。

但开采层资源储量,则受不同井田的盐群纯盐厚度、盐群间距、埋深等因素的影响,加之开采层间距扩大和开采层本身扩大,导致开采层重新划分,原开采层工业盐群有的会被舍弃,有的会新进入,导致开采层资源储量会有变化。正常情况下,开采层资源储量会随井田资源储量总量增加而增加,但像长江井田这类纯盐厚度较小、埋深较大、盐群更多的情况,开采层资源储量可能会减少。

“新三项规程”虽已实施近十年,但目前湖北省资源储量表中盐矿的资源量几乎全是按“原三项规程”来估算的,应尽快推进现有开采矿山按“新三项规程”来进行核实工作,摸清家底,便于资源储量的管理。

致谢:成文过程中,得到了熊继传教授级高级工程师等的指导,李江洲老前辈审稿提供了部分资料数据,在此表示感谢。

[1] 杜登文，胡远清，周文平,等.湖北省云应盐矿区程家巷井田石盐矿详查报告[R].孝感:湖北省鄂东北地质大队,2008.

[2] 申祥云，阮志桥，宁红辉，等.湖北省云应盐矿区长江井田资源/储量结算报告[R].襄樊:襄樊地源矿业开发有限公司,2006.

[3] 江拯，陈拥军，李泽，等.湖北省应城市云应矿区一号井田石盐矿资源储量核实报告(截至2012年底》[R].武汉:湖北天地源勘查设计有限公司,2013.

[4] 方明,任文亮,刘洋,等.湖北省云应盐矿区应城东井田石盐矿资源储量核实报告(截至2012年底)[R].孝感:湖北省鄂东北地质大队,2012.

(责任编辑：陈文宝)

The Effect of Change of Industrial Index on Reserves Estimationin Yunying Salt Mine,Hubei Province

RUAN Zhiqiao1,2, SHEN Wen1, JIANG Zhifei3, DING Houbing2

(1.EvaluationCenterofResourcesReserves,DepartmentofLandandResourcesofHubeiProvince,Wuhan,Hubei430072; 2.EighthGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Xiangyang,Hubei441002; 3.SixthGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Xiaogan,Hubei432100)

In 2008sepecificationsforsaltmineralexplorationinHubei,sepecificationsforsaltminesolutionmininginHubei,sepecificationsfortechnologumanagementofsolutionmininginHubeiwerepromulgated by Department of Land and Resources of Hubei Province (hereinafter referred to as the“new three rules”).In the “new three rules”, the cut-off grade of NaCl was reduced from 35% to 30%, and the economic growth of the thickness of the pure salt and the increase of the distance between the mining layers was larger. According to re-division of mining layer, total resources reserves and resources reserves of exploitation bed increase.Due to small pure salt thickness of salt group,buried depth,remote salt group spacing and other reasons,although the total reserves of resources will increase, but resource reserves of mining layer may be reduced.Through the example analysis,the authors think it is necessary key indicators such as spacing of economic thickness of the pure salt mining mining layer etc. accord with objective reality under the condition of “three new rules”.Comprehensive utilization of Na2SO4grade does not conform to the actual situation,should remain unchanged at 5%.Verification of resource reserves is recommend.

salt mine; industrial index; reserves estimation; Yunying

2014-12-25;改回日期:2015-05-07

阮志桥(1968-),男,教授级高级工程师，地质矿产勘查专业,从事地质勘查及技术管理工作。E-mail:331987301@qq.com

P619.21+1; P624.7

A

1671-1211(2016)01-0105-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201601019

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20151217.1333.032.html 数字出版日期:2015-12-17 13:33