赵东满
核工业金华勘测设计院有限公司 浙江省金华市 321017
摘要：为有效掌握某康复中心项目场地开挖平整施工中拟消耗石料（宕碴）资源储量，开展该项目开挖石料（宕碴）矿资源储量估算工作。前期进行的岩土工程详细勘察工作，基本查明了区内地层岩性、风化特征及水文地质条件。本次开采资源量估算工作，大致查明了项目区的地层岩性、构造等地质特征、石料矿体特征和开采技术条件，为后期工作提供详实的基础地质资料。
关键词：石料；宕碴；剥离物；储量估算
引言
根据委托方提供的1∶500项目区地形图，开展1:5000地质测量，大致查明项目区地质特征及石料矿体特征；第二，根据委托方圈定的范围作为项目区范围（即资源储量估算范围），以委托方划定的用地范围线作为终了边坡坡脚线，以设计的建筑物地坪标高+93.8m及设计的地下室标高+89.15m为最低开采线，分别估算工程开挖拟消耗的石料矿体资源储量、宕碴量及剥离物量；第三，矿石采样测试不作要求，将开采界内的中～未风化岩作为石料矿体开采利用，全～强风化岩作为宕碴利用，残坡积作剥离物。
一、项目区概况
（一）自然地理
项目区属丘陵区，区内自然山体坡度15～25°，北东侧人工开挖边坡坡度40～45°，调查中未见泉水出露，自然山体坡面现状植被不发育，主要以乔、灌木及杂草为主，覆盖率小于20%。
项目区地处亚热带海洋性季风气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛，光照充足。多年平均温度为18.1℃，极端最高温度为40.8℃，极端最低温度为-4.7℃，最热月份为七月，气温在28～35℃。多年平均无霜期279天，平均年日照1774.6 小时。多年平均水面蒸发量901.8毫米，多年平均降雨量为1884.7mm，雨量分布不均，多集中在4～9月份，以春雨、梅雨和台风雨为主，降雨量占全年雨量的80%左右，其中连续最大的四个月雨量占全年雨量的50～60%；雨季多暴雨和持续降雨，年平均暴雨、大暴雨次数为3.5～7.4次，时最大降雨在33.9mm以上，日最大降雨量可达323mm，台风雨过程雨量可达300～500mm；持续降雨日数一般3～15天，最长持续降雨日数达22天。
（二）项目区地质特征
项目区位于华南褶皱系（Ⅰ2）浙东南隆起区（Ⅱ4）温州—临海拗陷带（Ⅲ9）泰顺—青田拗断束（Ⅳ10）西段，区域内中生代火山喷发活动强烈，广泛分布中酸性火山碎屑－沉积岩系，侵入岩及断裂构造发育，金属、非金属矿产较丰富。
1、地层
项目区出露地层为下白垩统馆头组（K1gt）及第四系（Q）地层，由老至新分述如下：
（1）下白垩统馆头组（K1gt）
全区分布，岩性为灰色火山角砾岩，呈块状产出，出露厚度大于30m。
项目区大部分岩石风化较强，呈灰黄色，原岩结构已遭不同程度的破坏，呈块状—碎块状构造。根据钻孔资料及现场调查，强风化岩铅直厚度0.6～4.4m，项目区大部分缺失。
（2）第四系（Q）
分布在项目区表部及沟谷地带，以残坡积物为主，岩性为褐黄色含粘性土砾砂。砾石原岩成分为火山岩，强～中风化状，呈次棱角状，粒径一般为2～8cm，个别大于12cm，砂粒成分以石英、长石为主，粘性土胶结，胶结程度一般。根据钻孔资料及现场调查，残坡积层厚度不均匀，局部缺失，铅直厚度0.4～7.2m。
2、侵入岩
项目区未见侵入岩体。
3、构造
经本次地质调查，项目区范围内未发现断裂构造。
（三）矿床地质特征
根据委托书要求，将拟开挖的中～未风化岩层圈定为一个石料矿体（S），强风化层作宕碴（D），残坡积层作剥离物（B）。现将矿体特征简述如下：
1、矿体特征
石料矿体由中～未风化的火山角砾岩组成，矿体平面形态为近似长方形。长约86m，宽约83m，矿体厚度0～33.7m。石料矿体顶板为残坡积层及强风化岩，底板为中～未风化火山角砾岩。
2、矿石特征
矿石的岩性主要为火山角砾岩，火山角砾岩呈灰色，火山角砾结构，角砾状构造，岩石的矿物成分主要为火山角砾（＞80%）和胶结物（＜20%）。
火山角砾含量＞80%，多呈次棱角状，粒度2～12mm不等，成分为英安岩、安山岩和安玄岩组成的一套中酸性—中基性火山熔岩类。火山角砾之间的胶结物由粒度＜2mm的岩屑、斜长石晶屑及新鲜干净的绿泥石组成。有部分角砾和斜长石晶屑被碳酸盐稀疏交代。
3、矿石的自然类型
矿石的自然类型为火山碎屑岩类型。
4、矿石的物化性能
根据某康复中心项目岩石检测报告，矿石的天然单轴抗压强度104～168.6MPa，平均144.43MPa；干密度2.54g/cm3～2.71g/cm3，平均2.63g/cm3；湿密度2.56g/cm3～2.73g/cm3，平均2.64g/cm3；吸水率0.66%～1.15%，平均值0.995%；比重2.62g/cm3～2.76g/cm3，平均值2.71g/cm3。
二、矿床开采技术条件
（一）水文地质条件
区内水文地质条件较简单，地下水类型为松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水。
(1)松散岩类孔隙潜水
松散岩类孔隙潜水主要赋存于含粘性土砾砂中，主要接受大气降水的补给，其含水量受季节性、含粘性土砾砂厚度、汇水面积、降雨量等因素影响，变化较大，无统一的地下水位，水量贫乏，赋水性较差，透水性较好，以蒸发及沿土体孔隙渗流并从低洼地段排泄。
(2)基岩裂隙水
基岩裂隙水赋存于风化裂隙、构造裂隙中，无统一的地下水位，介质的含水性、导水性差，水量极贫，主要接受大气降水和上部孔隙水的补给，季节性动态变化大，水质优良，径流条件较差，沿节理裂隙渗流为主。
（二）工程地质条件
根据岩土体工程地质性质，自上而下将项目区岩石划分为三个工程地质层：松散岩类工程地质层、强风化岩工程地质层、中～未风化岩工程地质层，分述如下：
(1) 松散岩类工程地质层
该层主要由残坡积层组成。残坡积层铅直厚度0.4～7.2m。岩性为褐黄色含粘性土砾砂；砾石原岩成分为火山岩，强～中风化状，呈次棱角状，粒径一般为2～8cm，个别大于12cm，砂粒成分以石英、长石为主，粘性土胶结，胶结程度一般。该工程地质层孔隙度大，具有明显的沉降量，结构较松散，透水性较好，工程地质条件较差。
(2)强风化岩工程地质层
位于松散岩类工程地质层之下，铅直厚度0.6～4.4m。岩性为火山角砾岩。岩石中原有部分结构已破坏，其中长石等矿物成分已明显变化，节理、裂隙发育，呈块状-碎块状构造。强风化岩层工程地质条件较差。
(3) 中～未风化岩工程地质层
位于强风化基岩以下。岩性为火山角砾岩。岩石致密块状，整体性好，属于硬质矿石类型。岩石新鲜，结构稍有破坏，矿物成分基本未发生变化。该层工程地质条件良好。
（三）环境地质条件
根据《浙江省地震目录统计》记载，项目区及周边曾发生过六次具破坏性的地震，分别为：1813年10月17日温州的4.75级地震；1926年6月29日浙闽交界以东海域的5.25级地震；1960年7月21日平阳以东海域的5.0级地震； 2006年2月9日泰顺、文成交界处的4.60级地震；2011年11月8日东海海域发生7.0级地震，2014年10月25日泰顺、文成交界处的4.2级地震，对项目区均未造成破坏性损失。总之，项目区及周边地震活动较弱。按照全国地震区带划分，本区属东南沿海二等地震区东北段，接近三等地震区，为少震、弱震区。
根据国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），判定本项目区属于Ⅰ1类场地，Ⅱ类场地条件下，设计基本地震加速度值为0.05g，特征周期为0.35s。按《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）附录E，Ⅰ1类场地地震加速度值可根据调整系数Fa按式（E.1）确定：amax=Fa·amaxⅡ=0.80×0.05=0.04g，特征周期为0.25s。项目区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第1组，属区域地壳稳定区。
综上所述，项目区内水文地质条件、工程地质条件均属简单，环境地质条件复杂，开采技术条件以环境地质问题为主。
三、工作方法及质量评述
（一）工作方法
本次项目区1∶5000地质测量，以1∶500地形图为工作底图，采用穿越法与追索法相结合的地质路线、地质点观察，对已揭露的边坡及岩石露头进行调查。配合素描、照相、文字记录和样品采集等手段，实地勾绘地质界线和矿体界线，采用南方开思（Cass7.0）、CAD2006等软件编制图件。本次工作，完成项目区1∶5000地质修测0.007km2。查明了矿体的空间位置、形态、规模、产状，大致了解项目区的水文地质、工程地质、环境地质等矿床开采技术条件。
（二）质量评述
1、1∶500地形测量
于2018年12月对测区进行1:500现状地形图的测绘，测区交通较为便利，通视条件良好。本次作业采用的控制为1980西安坐标系，1985年国家高程基准。本次使用华测RTK利用WZCORS网在测区布控了三个控制点,点位中误差≤±5cm,高程误差≤±5cm。外业数据采集使用拓普康全站仪(TOPCON335),精确对中、整平，测站设置完毕测量前均做定向点或细部点检查，以确保所使用的控制数据准确无误。地形图按极坐标法施测地形、地物特征点,利用清华山维2005软件连接便携式计算机进行数据采集，现场绘制编辑，根据相应图式、规范对地物进行分层、编码。充分保证所测地物、地貌的真实性、合理性和准确性。
整个测区采集数据约42点，经外业检查，地形地物点相邻近点的平面中误差≤±10cm,山地等高线插求点的高程误差≤±20cm。内业运用清华山维2005整饰成图，成图比例尺为1:500，等高距为1m。测量控制精度符合《地质矿产勘查测量规范》的规定。
2、1∶5000地质测量
1∶5000地质测量的工作用图为实测的1∶500地形图。地质填图采用穿越法与追索法相结合圈定各类地质体。地质点采用地形地物结合罗盘交会定点，实地勾绘地质界线。观察路线1条（总长418m）、地质点5个、收集钻孔25个。对矿区的地层、岩石、构造及矿体作了较系统控制，其精度达到1∶5000地质测量要求。成图比例尺1∶1000。符合《技术要求》的规定。
四、资源储量估算
（一）工业指标
根据委托要求，残坡积层作为剥离物，强风化岩层作为宕碴，中—未风化岩石作为石料矿体。
（二）矿体圈定及块段划分
1、矿体圈定
在项目区范围内，以设计实际开挖底面为底界、钻孔控制及野外调查控制的强风化层底面为顶界圈定为石料矿体（S）。
2、块段划分
按剖面方位角36°，剖面线间距3.75～19.75m，并按相邻两个剖面组成一个估算块段，将矿体划分为0-1、1-2、2-3……8-9等9个估算块段。
（三）资源储量估算方法
依据矿体形态简单，矿石质量均一，地形起伏较大等特征，矿体资源量计算采用不等距垂直平行剖面法估算。
（四）资源储量估算参数的确定
1、面积（S）
指估算块段截面上矿体的面积，采用CAD软件在电脑中分别求得。
2、长度（L）
指估算块段两截面之间距离。
3、体积（V）
视估算块段两端截面的形状和面积，选择合适的体积公式，求取估算块段体积。
① 当两截面的形状相似，两者的面积差比值≤40%；或形状不同、但长轴基本相等，视块段为梯形体，采用梯形体积公式求取块段体积。
计算公式为：V=1/2(S1+S2)·L
② 当两截面的形状大致相似，两者的面积差比值＞40%；或两者面积相差不大，而形状不规则，视块段为截锥体，采用截锥体公式求取块段体积。
计算公式为：
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③当块段只有一个截面有效，另一端作楔形尖灭时，视块段为楔形体，采用楔形体公式求取块段体积。
计算公式为：V=1/2S·L
④当块段只有一个截面有效，另一端作点尖灭，视块段为角锥体，采用角锥体公式求取块段体积。
计算公式为：V=1/3S·L
上述公式中，V为体积，S1、S2分别为块段两截面面积，S为有效截面面积，L为两截面之间的距离。
4、体重
依据某康复中心项目岩石检测报告，岩石的比重为2.62g/cm3～2.76g/cm3，平均为2.71g/cm3，因此，石料矿体（中～未风化岩）体重取2.71t/m
3，根据同类型相邻矿山类比，宕碴(强风化岩)体重取2.3t/m3。
（五）资源储量类型的确定
拟开采矿体位于+89.15m（设计开挖最低整平标高）标高以上的丘陵，岩性单一，岩性为火山角砾岩，内部结构简单，属无风险的地表矿产。依据浙江省国土资源厅《转发国土资源部关于全面实施“固体矿产资源/储量分类”国家标准和勘查规范有关事项的通知》（浙土资办[2007]55号），附件2：中国矿业权评估师协会2007年第一号公告—《关于发布（中国矿业权评估准则—指导意见CMV13051-2007固体矿产资源储量类型的确定）》第2.9.1条，资源储量分类编码为控制的经济基础储量（122b）。
（六）资源储量估算结果
资源储量估算公式：Q=V·D
式中：Q—石料矿资源储量（吨）；
V—矿体的体积（m
3）；
D—矿石体重（t/m
3）。
经估算某康复中心项目开挖石料（宕碴）矿控制的经济基础储量(122b)为9.753万立方米（26.43万吨），见表1。
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注:估算结果表表5中估算的资源储量包含地下室开挖石料量，地下室开挖面积约2744m
2，开挖地坪面标高与开挖地下室底标高相对高差约4.65m，因此，地下室开挖方量为2744m
2×4.65m=12760m
3（约3.46万吨）。
（七）宕碴量估算结果
宕碴指矿体上覆的强风化层，由强风化火山角砾岩组成。经估算宕碴量为0.388万立方米（0.89万吨），见表2。
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（八）剥离物量估算结果
剥离物量指强风化岩上覆的残坡积层，由残坡积含粘性土砾砂组成。本次剥离物体重取经验值1.65t/m
3。经估算剥离物量为1.085万立方米（1.79万吨），见表3。
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五、结论
1、本次开采资源量估算工作，大致查明了项目区的地层岩性、构造等地质特征、石料矿体特征和开采技术条件。
2、依据提供的1∶500地形图和项目区范围、设计的场地整平高程、终了边坡坡脚线，采用不等距平行剖面法，利用CAD软件，计算项目区拟开挖石料矿体保有资源储量、宕碴量及剥离物量。
3、经估算某康复中心项目开挖石料（宕碴）矿控制的经济基础储量(122b)为9.753万立方米（26.43万吨），宕碴量为0.388万立方米（0.89万吨），剥离物量为1.085万立方米（1.79万吨）。