关于线性工程压覆矿产资源量估算方法的探讨——以国道107 线某段拟压覆矿产资源为例

刘 玥，史 亮，原妲丽，李 旭，许 栋

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南 信阳 464000）

随着城市化、工业化进程的加快，水库、厂房、铁路、公路、油气管道等带动国民经济和社会发展项目的建设呈逐年增加的趋势，建设项目征地范围难免会与周边的矿业权、矿产地范围有所重叠，建设项目压覆矿产资源的情况也呈快速增长态势。合理地确定压覆范围、估算压覆矿产资源储量，对科学合理的保护、开发利用建设项目所在区域的矿产资源，确保建设项目顺利进行至关重要。

在实际工作中通常根据工程类型、压覆的矿种和开采方式，结合建设项目行业规范、条例和《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》来确定围护带宽度，再依据建设项目的形态与矿体走向合理布置剖面，分析压覆区地质特征确定移动角等参数，采用垂直剖面法圈定压覆范围，估算压覆矿产资源储量。本文以国道107 线绕信阳市区一级公路某段压覆矿产资源为例，探讨建设项目压覆矿产资源储量估算方法。

1 建设项目概况

国道107 线绕信阳市区一级公路路线全长77.941km，占 地6768.81 亩，设 特 大 桥3 座5578m，大 桥24 座 共6354m，中小桥22 座共1079.24m，涵洞210 道；互通式立交4 座，互通式立交主线桥3 座共1718m；分离式立交3 处。涉及压覆矿产的路段为K47+400-K77+941 段，长30541m，路基宽度25.5m。

2 建设项目压覆矿产特征

经调查核实，建设项目压覆矿产资源为膨润土矿，所压覆的膨润土赋矿层位为白垩系周家湾组、陈棚组，主要岩性为砂砾岩、凝灰质页岩、玻屑凝灰岩、晶屑岩屑凝灰岩、膨土质凝灰岩、粗面凝灰岩等，均为中等坚硬岩石，顶底板稳定性能一般较好，其工程地质条件一般。矿体之间上下作平行排列，叠置共生。矿体呈层状，近东西走向，倾向北北东，倾角5°～15°，沿走向略有起伏，倾向稳定。工程导线走向与矿体走向基本垂直。

3 建设项目压覆范围计算方法

拟建公路穿越双桥膨润土矿区，所压覆的矿体涉及露天开采与地下开采，故需根据不同规程确定压覆范围。

3.1 压覆露天开采矿体范围

针对露天开采矿体，根据《爆破安全规程》《小型露天采石场安全管理与监督检查规定》（2015 年修改），露天开采区爆破安全距离不小于300m 的规定，按照路基边缘加300m爆破安全距离确定压覆范围。

3.2 压覆地下开采矿体范围

107 国道绕信阳市区一级公路为线性工程，依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》（2017）、《公路安全保护条例》等有关规定，结合本区实际情况，采用垂直剖面法计算压覆范围。

3.2.1 参数选取

（1）围护带宽度的确定。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》（2017）第三十三条规定，考虑G107 线绕信阳市区一级公路的具体情况，其保护等级为II 等，相应的围护带宽度取15 m。

（2）松散层厚度的确定。建设项目范围内，最上部地层为第四系，控制厚度14m～20m，主要由粘土、亚粘土组成，质地松软、松散，粘土具有可塑性，局部含砾石，工程地质条件差。结合收集到的地质报告、设计、剖面等提供的厚度数据，确定松散层厚度h=20m。

（3）岩层移动角的确定。根据建设项目压覆矿产特征矿体特征、岩石物理力学特征以及周边采区参数，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》（2017）《岩土工程勘察规范》《工程地质手册》，确定本次工作各岩层移动角度值为：

松散层移动角（φ）：φ=45°；

稳固岩层沿上山方向的移动角（γ）：γ=70°；

稳固岩层沿下山方向的移动角（β）：β=γ-0.5α，α为矿体倾角；

走向移动角（δ）：δ ＝70°；

工程导线走向与矿体走向方向基本垂直，取θ=90°，剖面处移动角γ=β=70°。

（4）矿体的埋深、倾角、围护带边界由各资源储量平面图及压覆矿产剖面图上确定各剖面矿体埋深。

3.2.2 垂直剖面法确定压覆边界

（1）首先将建设工程征地范围投影到储量估算平面图上，然后根据构建物等级及矿体开采方式确定其围护带宽度，得到地表受护边界；

（2）根据公路整体走向及矿体产状特征，选取4 个剖面计算：A-A'、B-B'、C-C'、D-D'（见图1）。结合矿体勘探线剖面图和水平投影图，求出A-A'、B-B'、C-C'、D-D'剖面上受护面积边界下方各矿体埋深H。

图1 建设工程与矿体、剖面位置示意图

（3）在A-A'、B-B'、C-C'、D-D'剖面图上，根据沿走向移动角确定受护边界下方沿走向方向的压覆范围（剖面示意图见图2）。

（4）在平面图上连接各矿体保护边界在地表的投影，所得出的多边形轮廓即为建设项目压覆区域边界的平面位置，若计算得到的地表压覆范围小于《公路安全保护条例》第十七条规定的100m 范围，则按照公路外缘起向外两侧100m 确定压覆范围，否则直接按照矿体走向方向的受护边界垂直投影至地表的范围确定压覆范围。

4 压覆资源量估算方法

（1）压覆资源量估算方法。压覆区内矿体形态为层状、似层状，多为薄矿层；矿体倾角平缓（5°～15°）；矿体分布范围内没有大的成矿后期断裂破坏；矿体内部结构、品位变化等在垂直方向上表现明显；矿体在各见矿工程、剖面间对应连续性好，具有明显的规律。因此本次压覆资源量估算方法基本沿用原报告资源量估算方法。

图2 垂直剖面示意图

（2）压覆资源量估算参数的确定。矿区勘探线剖面图和矿体资源量估算平面图均由MAPGIS 软件制成，根据计算出的拟压覆范围，在矿体资源量估算平面图上读出压覆块段水平面积。其他参数均采用最近审批或评审备案的原报告中数据。

5 结论及建议

（1）针对露天开采矿体与地下开采矿体，本文依据不同规程、行业技术规范，确定了建设项目压覆范围，为下一步估算压覆资源量提供了面积参数，用这种方法估算的压覆矿产资源得到了压覆方、被压覆方以及审核专家的认可，最大限度地保护了矿权人的利益，对类似线性工程压覆矿产资源储量的估算具有一定的参考价值。

（2）计算公路等线性工程压覆地下矿山范围时，采用垂直剖面法比垂线法更加直观易懂。根据拟建工程性质，参考《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》选取围护带宽度，再依据线性工程的形态与矿体走向合理布置剖面，分析压覆区地质特征确定移动角等参数，通过垂直剖面法确定压覆范围，另一方面也应结合建设项目行业规范、条例，综合考虑压覆范围。

（3）对于露天开采矿体压覆范围的确定，在考虑安全爆破距离的情况下，充分考虑相关地形、坡度等因素，结合相关行业规范条例来划定。