GB 50215-2015 煤炭工业矿井设计规范
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

2 矿井资源/储量、设计生产能力和服务年限

2.1 矿井资源/储量

2.1.1 中型及以上矿井初步可行性研究应根据评审备案的井田详查或勘探地质报告进行,可行性研究和初步设计应根据评审备案的井田勘探地质报告进行,小型矿井可行性研究和初步设计应根据评审备案的井田勘探或井田详查(最终)地质报告进行,且应经认真分析研究后,对勘查程度、资源可靠性、开采条件及经济意义等做出评价并提出建议。

地质勘查报告是编制矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计的基础资料及基本依据。地质报告准确与否,直接关系到工程咨询的可靠性和合理性,关系到矿井建设投资效果和安全高效的生产。因此矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计应对地质报告认真分析研究,作出评价,并提出建议。

评价应着重三个方面:一是勘查程度及资源可靠性是否达到地质勘查规范要求和工程咨询文件编制的需要;二是开采条件(包括构造、水文、煤层、煤质、开采技术条件等)是否满足工程咨询要求的深度和广度;三是探明的、控制的、推断的资源量划分是否准确,能否满足工程咨询从经济意义上对矿井资源/储量类型划分和估算的要求。当这三个方面的某些内容不能满足矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计文件编制要求时,应提出补充地质勘查的意见。

本次修改将原规范“矿井预可行性研究……”改为“矿井初步可行性研究……”。将原规范“根据批准的……”改为“根据评审备案的……”,因为现在国家已将“批准”地质勘查报告的程序改为由有资质的单位评审后在国土资源部储量司(或国土资源部委托的地方国土部门)备案的程序。

关于小型矿井勘探工作,在《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215—2002的5.5条勘探阶段中规定“5.5.2.2对于拟建小型矿井的井田,勘探的工作程度可根据矿井建设的实际需要,参照5.5.2.1条并加以简化和调整。资源/储量的比例要求参照附录E(注:在本规范中将它列在附录D)中对小型井的要求确定”。小型矿井的地质勘查报告由审批它的地方政府的地质矿产主管部门审核(批)或备案。

2.1.2 矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计,应分别根据井田详查和勘探地质报告提供的“推断的”、“控制的”、“探明的”资源量,按国家现行标准《固体矿产资源/储量分类》GB/T 17766及《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215的有关规定划分矿井资源/储量类型,计算“矿井地质资源量”、“矿井工业资源/储量”、“矿井设计资源/储量”和“矿井设计可采储量”。划分矿井资源/储量类型及计算矿井资源/储量,应符合本规范附录A、附录B和附录C的规定。

本条根据现行国家标准《固体矿产资源/储量分类》GB/T17766及现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215,进行矿井储量类型划分及计算。本条有两层含义:

(1)矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计阶段,应根据现行的固体矿产资源/储量分类标准,对相应地质勘查阶段提出的煤炭资源量(333、332、331)进行可行性评价和按经济意义分类及计算。

(2)为便于交流、统计和使用,把经过可行性评价和按经济意义分类的矿井资源/储量归并为“矿井地质资源量”、“矿井工业资源/储量”、“矿井设计资源/储量”、“矿井设计可采储量”四类。其归并原则和计算方法详见本规范附录C。

本条所述四个“量”的内涵是:

(1)矿井地质资源量:是指地质勘查报告提供的查明的井田煤炭资源量(包括探明的、控制的、推断的内蕴经济的资源量)。该资源量仅经过概略研究,未经过可行性研究或初步可行性研究,未按经济意义划分出类型。它所表达的是井田地质勘查程度和矿井煤炭资源丰富程度的总体概念。

(2)矿井工业资源/储量:是指地质资源量经可行性评价后,其经济意义在边际经济及以上的基础储量及推断的内蕴经济的资源量乘以可信度系数之和。把边际经济的基础储量和推断的内蕴经济的资源量的大部分划入工业资源/储量的主要原因:第一,边际经济的基础储量,就其勘查程度已达到详查或勘探程度,其经济意义虽在初步可行性研究或可行性研究的当时是不经济的,但接近盈亏平衡点;第二,推断的内蕴经济的资源量,其勘查程度只达到了普查程度要求,估算的资源量可信度低,还不能通过可行性评价按经济意义分类型,但其经济意义介于经济一次边际经济的范围内,如全不计入或全部计入,均不能较好地反映矿井工业资源/储量的实际。同时还应考虑到,在一般情况下,推断的内蕴经济的资源量经过进一步勘查和可行性评价,其经济意义在边际经济及以上的基础储量所占比例,和控制的、探明的内蕴经济的资源量按经济意义分类出的基础储量所占比例不会相差太大。鉴于上述情况,将推断的内蕴经济的资源量乘以可信度系数纳入矿井工业资源/储量。

关于推断的资源量333的可信度系数取值问题:如上所述,推断的资源量333,就其勘查程度属普查,地质构造和煤层赋存条件、开采技术条件等尚未基本查明,还不能对其按经济意义分出类型。而详查和勘探阶段提交的推断的资源量333占矿井总资源量的比例均较大(如详查阶段提交的推断的资源量约占矿井总资源量的40%~50%),如果不加分析把推断的资源量333的可信度系数取值过大,则工业资源/储量可能偏离实际较多,最后计算出的矿井可采储量即可能偏大;如果可信度系数取值过小,则将造成矿井可采储量过少,以致造成矿井设计生产能力论证的不合理性。为此,在本条及附录C制订时,进行了多次专家论证,根据专家论证和以往设计经验以及地质勘查、井下开采的实际情况,认为详查和勘探阶段提交的推断的资源量333中有70%~90%达到边际经济及以上的基础储量是可以成立的,故可信度系数值取0.7~0.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井,333的可信度系数取0.9;地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井取0.7。

国土资源部于2006年7月14日发布的《矿业权评估收益途径评估方法修改方案》规定“资源储量在矿业权有效期(或评估年限)开发范围内的,可信度系数在0.5~0.8范围中取值”。

(3)矿井设计资源/储量:工业资源/储量减去永久煤柱的损失量为设计资源/储量。

(4)矿井设计可采储量:矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱煤量后乘以采区采出率,为矿井设计可采储量。

需要说明的是:2010年7月国土资源部咨询研究中心在北京召开了新的“固体矿产资源/储量分类”国家标准的评审会。储量司、勘查司的领导、两位地质方面的院士和有关方面的专家40余人参加评审。评审中一致同意将原标准中的“边际经济的”、“次边际经济的”两类取消,变为表1。

表1  固体矿产资源/储量分类

讨论中不少专家建议将“经济的”中的“储量”名称沿用原标准的词句。目前该新国标尚未颁布,我们仍执行现有标准,待新标准颁布后,则按新标准执行。在计算中去掉边际经济的和次边际经济的两类储量/资源量。

2.1.3 矿井各类资源/储量比例应符合现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215的有关规定,并应符合本规范附录D的规定。对于移交和达产的首采区应为探明的经济储量,在条件许可时,大型及以上矿井应进行三维地震勘探。

本条为新增条文。在咨询和设计工作中不仅要注意总的资源/储量,而且要重视勘查程度高的资源/储量比例,特别是在前期开采时的比例,以保证矿井可靠的稳定的生产。

对于移交生产和达到设计生产能力首采区,历来煤炭和其他矿业的规定都要求勘查程度最高以保证矿井投产后迅速达到生产能力。现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215—2002第5.5.2.1条规定,“在初期采区范围内主要可采煤层一般应全部为探明的”。

为控制断层构造,便于综合机械化工作面布置,增加了“在条件许可时,大型及以上矿井应进行三维地震勘探。”

2.1.4 计算矿井设计资源/储量时,应从工业资源/储量中减去断层、防水、井田境界、地面建(构)筑物等永久保护煤柱煤量及因法律、社会、环境保护等因素影响不得开采的保护煤柱煤量;计算设计可采储量时,应从设计资源/储量中减去工业场地、井筒、井下主要巷道等保护煤柱煤量,然后乘以采区(盘区或带区)采出率。矿井各类保护煤柱的留设应符合国家及行业对建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采的有关规定;高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路必须留设永久保护煤柱,铁路两侧永久保护煤柱线以内设为禁采区;煤矿开采及疏排水不得引起高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路路基、桥梁及隧道基础的沉降变形和承载力的降低。

本条为原规范第2.1.3条。本条有六点需要说明:

(1)本条的核心是强调各种永久和保护煤柱的留设要求及计算方法,必须符合现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》和《煤矿防治水规定》的有关规定。这是一条重要安全性的规定,故本条列为强制性条文,必须严格执行。

(2)对地面建(构)筑物压煤,凡是技术经济合理的能迁移的就迁移;不能迁移的则根据现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定,必须留煤柱。可以安全经济开采或部分开采的则要开采或后期开采以提高资源采出率。

(3)在原规范“计算设计可采储量时应从设计资源/储量中减去工业场地、井筒、井下主要巷道等保护煤柱煤量”之后加上了“然后乘以采区采出率”使“设计可采储量”的计算正确。

(4)根据国家标准将“回采率”改为“采出率”,本规范其他章节出现“回采率”的全部改为“采出率”。

(5)现行国家标准《煤矿科技术语》GB/T 15663.3对“采区”的定义为:“阶段或开采水平内沿走向划分为具有独立生产系统的开采快段。近水平煤层采区称盘区,倾斜长壁分带开采的采区称带区。”由此可见,“盘区”、“带区”是“采区”的一种特例,“采区”包括“盘区”和“带区”的概念,本规范以下统称“采区”。

(6)禁采区是法律规定不得开采的矿产资源区域,国土资源部将矿产资源开发利用类型分为禁采区、开采区和限采区;禁采区(含禁采地段)含义是:禁采(保护)矿种分布区、地质灾害危险区、基本农田保护区、自然保护区、森林公园、地质公园、旅游度假区、地质(矿业)遗迹保护区、历史文物名胜古迹所在地、军事要地、城镇规划区以及水源地、公墓园区及其周边地区。禁采地段是指交通干线、电信光缆、高压线路、河流(河砂开采除外)等线型分布的禁采范围。

对于本规范来讲,禁采区就是为保护建筑物、线路或井巷工程等设施不受破坏而留设的地下永久保护煤柱范围内禁止开采的区域,与矿井划分的采区概念不同,采区是在阶段或开采水平内沿走向划分为具有独立生产系统的可以开采的块段。

如果在矿井设计之前高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路已存在或已核准(审批),矿井设计应在高速铁路禁采区范围以外根据矿井开拓布置、地质构造等因素划分采区,相反,如矿井已建成生产或已核准(审批),而后又规划建设高速铁路、城际铁路等客运专线或设计速度200km/h的客货共线铁路,铁路设计应根据矿井设计或生产实际确定线路方案和禁采范围,并尽量减少对矿井生产建设的影响;确有影响时,矿井应根据铁路的禁采区范围修改设计。

高速铁路、城际铁路等客运专线或设计速度200km/h的客货共线铁路必须留设永久保护煤柱为新增内容,依据《铁路安全管理条例》第二十七条、三十四条、九十一条及一百零七条,并参照现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关条款制订。高速铁路是指设计开行时速250km以上(含预留),并且初期运行时速200km以上的客运列车专线铁路;根据现行行业标准《城际铁路设计规范》TB 10623规定,城际铁路是指专门服务于相邻城市间或城市群,旅客列车设计速度200km/h及以下(分120km/h、160km/h及200km/h三档)的快速、便捷、高密度客运专线铁路。由于高速铁路、城际铁路等客运专线或设计速度200km/h的客货共线铁路速度快,密度高,运送人员多,一旦煤矿开采造成地表沉降变形,将会危及高速铁路的运行安全,将给人民生命和国家财产带来极大的危害,故作为强制性条文必须严格执行。

具体永久保护煤柱尺寸大小应根据现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》及国家和行业标准的有关规定,结合煤层厚度、倾角、埋深、含水层性质等赋存条件以及上覆岩层或土层性质计算确定。

2.1.5 矿井采区的采出率应符合下列规定:

1 特殊和稀缺煤类应符合下列规定:

1)厚煤层不应小于78%,其中采用一次采全高的厚煤层不应小于83%;

2)中厚煤层不应小于83%;

3)薄煤层不应小于88%。

2 其他煤类应符合下列规定:

1)厚煤层不应小于75%,其中采用一次采全高的厚煤层不应小于80%;

2)中厚煤层不应小于80%

3)薄煤层不应小于85%。

煤炭是国家宝贵的不可再生的资源,我国煤炭资源虽然很丰富,但人均占有并不比世界主要产煤国多,因此要考虑长远、立足当前、合理开采、提高煤炭开采的采出率。

原规范规定的厚煤层、中厚煤层和薄煤层的采区采出率是“七五”以来历次规范和标准规定的合理要求,是应该达到的。本次修订对原规范有两点修改。

(1)根据国家发展改革委、能源局关于《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》的要求,增加了第1款,对特殊和稀缺煤类采区采出率作出具体规定,该规定所称的特殊和稀缺煤类,是指具有某种煤质特征、特殊性能和重要经济价值,资源储量相对较少的煤炭种类,包括肥煤、焦煤、瘦煤和无烟煤等;国家发展改革委、能源局根据国民经济发展需要,适时公布特殊和稀缺煤类矿区范围(首批公布的特殊和稀缺煤类矿区范围见该规定的附件),该文件规定“特殊和稀缺煤类矿井采区回采率:薄煤层不低于88%,中厚煤层不低于83%,厚煤层不低于78%。”;其他煤类为第2款,与原规范基本一致。

(2)本条修订时,根据不同煤类对可以一次采全高的厚煤层的采区采出率作了具体规定,第1款特殊和稀缺煤类的第1项加上了“采用一次采全高的厚煤层不应小于83%”的规定,第2款其他煤类的第一项加上了“采用一次采全高的厚煤层不应小于80%”的规定。因为我国现行的规程规定地下开采的中厚煤层厚度为1.3m~3.5m,3.5m以上为厚煤层,而近年来,综合机械化发展很快,在围岩和煤层条件较好,赋存较稳定的缓倾斜煤层,普遍在4m~6m的厚煤层采用了一次采全高,现正试验7m及以上的一次采全高,一般工作面长度都在240m~350m,走向推进长度在3000m~6000m,不仅安全高效,而且采区采出率也很高,因此,可以一次采全高的厚煤层与中厚煤层的采区采出率一致是应该能达到的。