簡(jiǎn)軍峰
陜西省能源局

摘要：從煤礦區地面經(jīng)過(guò)的油氣長(cháng)輸管道大多存在壓覆煤炭資源問(wèn)題，管道企業(yè)主要關(guān)注煤礦留設保護煤柱的大小，煤礦企業(yè)則關(guān)注壓覆后的生產(chǎn)布局調整，雙方共同關(guān)心壓覆資源量的補償金額是多少。同時(shí)管道通過(guò)采空區時(shí)如何保證安全運行也是需要雙方配合解決的難點(diǎn)問(wèn)題。本文從法律法規層面尋求雙方共贏(yíng)的依據，做到既有利于保障管道運行安全，又有利于節約利用壓覆的煤炭資源。

關(guān)鍵詞：油氣管道；煤礦采空區；安全保護；資源利用

油氣長(cháng)輸管道路由從煤礦區內通過(guò)有兩種情況，一是煤礦未采動(dòng)的實(shí)體煤，二是已經(jīng)采過(guò)的采空區。如何處理好雙方關(guān)系，既是保障油氣長(cháng)輸管道運行安全，又是合理利用、節約煤炭資源，維護國家能源安全和公共安全的需要。以陜西省為例，全省在役油氣長(cháng)輸管道96條，總里程10383公里，其中約70%經(jīng)過(guò)延安市、榆林市、咸陽(yáng)市等主要煤炭產(chǎn)區，管道壓覆煤炭資源的情況比較普遍。

1  涉及壓覆礦產(chǎn)資源的法律法規

（1）礦產(chǎn)資源法（第三十二條）。

編制國土空間規劃應當合理規劃建設項目的空間布局，避免、減少壓覆礦產(chǎn)資源。

建設項目論證時(shí)，建設單位應當查詢(xún)占地范圍內礦產(chǎn)資源分布和礦業(yè)權設置情況。省級以上人民政府自然資源主管部門(mén)應當為建設單位提供查詢(xún)服務(wù)。

建設項目確需壓覆已經(jīng)設置礦業(yè)權的礦產(chǎn)資源，對礦業(yè)權行使造成直接影響的，建設單位應當在壓覆前與礦業(yè)權人協(xié)商，并依法給予公平、合理的補償。

戰略性礦產(chǎn)資源原則上不得壓覆；確需壓覆的，應當經(jīng)國務(wù)院自然資源主管部門(mén)或者其授權的省、自治區、直轄市人民政府自然資源主管部門(mén)批準。

（2）管道保護法（第四十六條）。

管道建設工程通過(guò)礦產(chǎn)資源開(kāi)采區域的，管道企業(yè)應當與礦產(chǎn)資源開(kāi)采企業(yè)協(xié)商確定管道的安全防護方案，需要礦產(chǎn)資源開(kāi)采企業(yè)按照管道安全防護要求預建防護設施或者采取其他防護措施的，管道企業(yè)應當承擔由此增加的費用。

礦產(chǎn)資源開(kāi)采企業(yè)未按照約定預建防護設施或者采取其他防護措施，造成地面塌陷、裂縫、沉降等地質(zhì)災害，致使管道需要改建、搬遷或者采取其他防護措施的，礦產(chǎn)資源開(kāi)采企業(yè)應當承擔由此增加的費用。

（3）煤礦安全規程（第一百二十二條至第一百二十四條）。

建（構）筑物下、水體下、鐵路下及主要井巷煤柱開(kāi)采，必須設立觀(guān)測站，觀(guān)測地表和巖層移動(dòng)與變形，查明垮落帶和導水裂縫帶的高度，以及水文地質(zhì)條件變化等情況。取得的實(shí)際資料作為本井田建（構）筑物下、水體下、鐵路下的以及主要井巷煤柱開(kāi)采的依據。

建（構）筑物下、水體下、鐵路下，以及主要井巷煤柱開(kāi)采，必須經(jīng)過(guò)試采。試采前，必須按其重要程度以及可能受到的影響，采取相應技術(shù)措施并編制開(kāi)采設計。

試采前，必須完成建（構）筑物、水體、鐵路，主要井巷工程及其地質(zhì)、水文地質(zhì)調查，觀(guān)測點(diǎn)設置以及加固和保護等準備工作；試采時(shí)，必須及時(shí)觀(guān)測，對受到開(kāi)采影響的受護體，必須及時(shí)維修。試采結束后，必須由原試采方案設計單位提出試采總結報告。

（4）建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開(kāi)采規范（第三十三條至第三十五條）。

按構筑物的重要性、用途以及受開(kāi)采影響引起的不同后果，將礦區范圍內構筑物保護等級分為五級（表 1）。

表 1 礦區構筑物保護等級劃分

在礦井、水平、采區設計時(shí)，對構筑物應當劃定保護煤柱。保護等級為特級、I級、Ⅱ級構筑物必須劃定保護煤柱。

構筑物受護范圍應當包括受護對象及其圍護帶。圍護帶寬度必須根據受護對象的保護等級確定，可按規定的數值選用（表 2）。

表 2 構筑物各保護等級的圍護帶寬度 

2  留設礦區構筑物保護煤柱方法

《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開(kāi)采規范》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《三下開(kāi)采規范》）第三十六條規定，構筑物保護煤柱設計宜采用垂線(xiàn)法或者垂直剖面法。特級構筑物保護煤柱應當采用邊界角留設，其他保護煤柱按移動(dòng)角留設。

第四十條規定，留設長(cháng)輸管線(xiàn)保護煤柱時(shí)，受護對象邊界按照地埋管線(xiàn)以埋線(xiàn)開(kāi)挖溝外邊緣為界、架空管線(xiàn)以架空管線(xiàn)基礎的外邊緣為界。

目前，留設保護煤柱以垂直剖面法為主，該方法實(shí)際上是一種圖解法（圖 1）。首先通過(guò)被保護物體的最外角點(diǎn)作平行于煤層走向和傾向的４條線(xiàn)，得一矩形保護范圍，再向外圈出寬度為 s 的圍護帶，即構成保護邊界 a、b、c、d。通過(guò)保護范圍中心作沿煤層傾斜方向的剖面圖（圖 1左上部分，Ⅱ—Ⅱ剖面），保護邊界為 m、n，從 m、n分別作表土層移動(dòng)角φ，得表土層與基巖接觸面的保護邊界 m1、m1。再從 m1、n1分別作基巖移動(dòng)角γ與β煤層交于m2、m2。同理，在走向剖面圖（圖 1右上部分Ⅰ—Ⅰ剖面）求得 q1、k1，q2、k2，q3、k3等點(diǎn)，將m2、n2，q2、k2，q3、k3各點(diǎn)投影到平面圖上，即得煤柱的平面投影A、B、C、D，也就得到了某煤層保護煤柱的長(cháng)和寬。將該投影的平面面積按煤層傾角轉換為真實(shí)面積，與煤層厚度和煤的密度相乘，即可求得保護煤柱壓煤量的多少。

圖 1 垂直剖面法 

以陜西省榆林市某煤礦為例，礦區范圍內有2、3、3-1、4-1，4-2、5上、5，6、7、9號共10層可采煤層，礦井設置三個(gè)開(kāi)采水平，一水平大巷設置在2號煤層，水平標高＋750 m，開(kāi)采2、3、3-1、4-1號煤層；二水平大巷設置在5號煤層內，水平標高＋640 m，開(kāi)采4-2、5上和5號煤層；三水平大巷設置在9號煤層，水平標高＋590 m，開(kāi)采6、7、9號煤層。

依據《開(kāi)采規范》，油氣長(cháng)輸管道在礦區構筑物保護等級劃分為Ⅰ級，圍護帶寬度取20 m。松散層移動(dòng)角ψ=45°；巖層移動(dòng)角δ=β=γ=70°；巖層邊界角δ=β=γ=55°。井田最上部2號煤層埋深410 m～590 m，經(jīng)采用垂直剖面法計算，一水平2號煤層輸氣管線(xiàn)一側、二水平5號煤層輸氣管線(xiàn)一側三水平9號煤層輸氣管線(xiàn)一側的煤柱寬度分別為365 m～378 m、407 m～420 m和432 m～445 m。

可以看出，在寬度上，地表僅是1條直徑1米左右的管道，但長(cháng)度一般比較長(cháng)。投影到煤礦井下，按規范必須留設數百米寬的保護煤柱，寬度乘以油氣長(cháng)輸管道的長(cháng)度，面積則非常大。壓覆資源量是面積乘以厚度，再乘以密度。如果煤層厚度大，可采層數多，壓煤量就非常大，占壓補償也非常高。

3  開(kāi)采（試采）礦區構筑物保護煤柱要求

《開(kāi)采規范》第四十一條規定，構筑物保護煤柱開(kāi)采應當進(jìn)行專(zhuān)門(mén)開(kāi)采方案設計，各類(lèi)構筑物地表允許變形值依據構筑物抗變形能力確定。

第四十二條規定，構筑物下壓煤符合本規范第二十一條的相應要求時(shí)，允許開(kāi)采。

第四十三條規定，構筑物下壓煤符合本規范第二十二條的相應要求時(shí)，允許進(jìn)行試采。

第五十條規定，長(cháng)輸管線(xiàn)下采煤，除了滿(mǎn)足其壓煤開(kāi)采或者試采相應要求外，還應當滿(mǎn)足下列條件：即長(cháng)輸管線(xiàn)滿(mǎn)足安全運行的有關(guān)規定和要求；長(cháng)輸管線(xiàn)的預計地表變形值小于允許變形值，或者預計的地表變形值大于允許變形值，但經(jīng)采前開(kāi)挖、采后維修加固能夠實(shí)現安全使用要求。

因此，油氣長(cháng)輸管道下的壓煤在一定條件下是可以開(kāi)采或試采的。

4  問(wèn)題與建議

實(shí)體煤區域應該留設保護煤柱，煤柱的大小依據《開(kāi)采規范》留設。管道企業(yè)面臨的問(wèn)題可能是壓覆資源的補償，但對于煤礦企業(yè)最主要的問(wèn)題是管道保護煤柱割裂了井田內煤層的連續分布，造成布置水平大巷、采煤工作面難度增大，甚至造成采煤工作面推進(jìn)長(cháng)度銳減，增加采煤工作面搬家頻次、運營(yíng)成本等。

建議采取一種既能保護管道，又能使雙方利益最大化的方法，在管道保護法等法律、法規層面予以明確，做到有法可依。鼓勵研究不同埋深煤層煤炭開(kāi)采后對管道的影響，不要一刀切。鼓勵煤礦企業(yè)采用充填開(kāi)采工藝，減少地表變形達到保護管道的目的，且對該工藝應給予政策傾斜。管道經(jīng)過(guò)煤礦采空區時(shí)，煤礦企業(yè)應提供采空區的分布、開(kāi)采時(shí)間等，為管道企業(yè)研判地表變形提供依據。

作者簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)軍峰，1965年生，1986年畢業(yè)于西安礦業(yè)學(xué)院，高級工程師。從事過(guò)煤礦學(xué)科教學(xué)，煤炭礦區規劃編制、礦井初步設計審查等煤炭行業(yè)管理工作，近年從事油氣長(cháng)輸管道保護工作。聯(lián)系方式：13709125317，705715137@qq.com。