简军峰
陕西省能源局

摘要：从煤矿区地面经过的油气长输管道大多存在压覆煤炭资源问题，管道企业主要关注煤矿留设保护煤柱的大小，煤矿企业则关注压覆后的生产布局调整，双方共同关心压覆资源量的补偿金额是多少。同时管道通过采空区时如何保证安全运行也是需要双方配合解决的难点问题。本文从法律法规层面寻求双方共赢的依据，做到既有利于保障管道运行安全，又有利于节约利用压覆的煤炭资源。

关键词：油气管道；煤矿采空区；安全保护；资源利用

油气长输管道路由从煤矿区内通过有两种情况，一是煤矿未采动的实体煤，二是已经采过的采空区。如何处理好双方关系，既是保障油气长输管道运行安全，又是合理利用、节约煤炭资源，维护国家能源安全和公共安全的需要。以陕西省为例，全省在役油气长输管道96条，总里程10383公里，其中约70%经过延安市、榆林市、咸阳市等主要煤炭产区，管道压覆煤炭资源的情况比较普遍。

1  涉及压覆矿产资源的法律法规

（1）矿产资源法（第三十二条）。

编制国土空间规划应当合理规划建设项目的空间布局，避免、减少压覆矿产资源。

建设项目论证时，建设单位应当查询占地范围内矿产资源分布和矿业权设置情况。省级以上人民政府自然资源主管部门应当为建设单位提供查询服务。

建设项目确需压覆已经设置矿业权的矿产资源，对矿业权行使造成直接影响的，建设单位应当在压覆前与矿业权人协商，并依法给予公平、合理的补偿。

战略性矿产资源原则上不得压覆；确需压覆的，应当经国务院自然资源主管部门或者其授权的省、自治区、直辖市人民政府自然资源主管部门批准。

（2）管道保护法（第四十六条）。

管道建设工程通过矿产资源开采区域的，管道企业应当与矿产资源开采企业协商确定管道的安全防护方案，需要矿产资源开采企业按照管道安全防护要求预建防护设施或者采取其他防护措施的，管道企业应当承担由此增加的费用。

矿产资源开采企业未按照约定预建防护设施或者采取其他防护措施，造成地面塌陷、裂缝、沉降等地质灾害，致使管道需要改建、搬迁或者采取其他防护措施的，矿产资源开采企业应当承担由此增加的费用。

（3）煤矿安全规程（第一百二十二条至第一百二十四条）。

建（构）筑物下、水体下、铁路下及主要井巷煤柱开采，必须设立观测站，观测地表和岩层移动与变形，查明垮落带和导水裂缝带的高度，以及水文地质条件变化等情况。取得的实际资料作为本井田建（构）筑物下、水体下、铁路下的以及主要井巷煤柱开采的依据。

建（构）筑物下、水体下、铁路下，以及主要井巷煤柱开采，必须经过试采。试采前，必须按其重要程度以及可能受到的影响，采取相应技术措施并编制开采设计。

试采前，必须完成建（构）筑物、水体、铁路，主要井巷工程及其地质、水文地质调查，观测点设置以及加固和保护等准备工作；试采时，必须及时观测，对受到开采影响的受护体，必须及时维修。试采结束后，必须由原试采方案设计单位提出试采总结报告。

（4）建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范（第三十三条至第三十五条）。

按构筑物的重要性、用途以及受开采影响引起的不同后果，将矿区范围内构筑物保护等级分为五级（表 1）。

表 1 矿区构筑物保护等级划分

在矿井、水平、采区设计时，对构筑物应当划定保护煤柱。保护等级为特级、I级、Ⅱ级构筑物必须划定保护煤柱。

构筑物受护范围应当包括受护对象及其围护带。围护带宽度必须根据受护对象的保护等级确定，可按规定的数值选用（表 2）。

表 2 构筑物各保护等级的围护带宽度 

2  留设矿区构筑物保护煤柱方法

《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》（以下简称《三下开采规范》）第三十六条规定，构筑物保护煤柱设计宜采用垂线法或者垂直剖面法。特级构筑物保护煤柱应当采用边界角留设，其他保护煤柱按移动角留设。

第四十条规定，留设长输管线保护煤柱时，受护对象边界按照地埋管线以埋线开挖沟外边缘为界、架空管线以架空管线基础的外边缘为界。

目前，留设保护煤柱以垂直剖面法为主，该方法实际上是一种图解法（图 1）。首先通过被保护物体的最外角点作平行于煤层走向和倾向的４条线，得一矩形保护范围，再向外圈出宽度为 s 的围护带，即构成保护边界 a、b、c、d。通过保护范围中心作沿煤层倾斜方向的剖面图（图 1左上部分，Ⅱ—Ⅱ剖面），保护边界为 m、n，从 m、n分别作表土层移动角φ，得表土层与基岩接触面的保护边界 m1、m1。再从 m1、n1分别作基岩移动角γ与β煤层交于m2、m2。同理，在走向剖面图（图 1右上部分Ⅰ—Ⅰ剖面）求得 q1、k1，q2、k2，q3、k3等点，将m2、n2，q2、k2，q3、k3各点投影到平面图上，即得煤柱的平面投影A、B、C、D，也就得到了某煤层保护煤柱的长和宽。将该投影的平面面积按煤层倾角转换为真实面积，与煤层厚度和煤的密度相乘，即可求得保护煤柱压煤量的多少。

图 1 垂直剖面法 

以陕西省榆林市某煤矿为例，矿区范围内有2、3、3-1、4-1，4-2、5上、5，6、7、9号共10层可采煤层，矿井设置三个开采水平，一水平大巷设置在2号煤层，水平标高＋750 m，开采2、3、3-1、4-1号煤层；二水平大巷设置在5号煤层内，水平标高＋640 m，开采4-2、5上和5号煤层；三水平大巷设置在9号煤层，水平标高＋590 m，开采6、7、9号煤层。

依据《开采规范》，油气长输管道在矿区构筑物保护等级划分为Ⅰ级，围护带宽度取20 m。松散层移动角ψ=45°；岩层移动角δ=β=γ=70°；岩层边界角δ=β=γ=55°。井田最上部2号煤层埋深410 m～590 m，经采用垂直剖面法计算，一水平2号煤层输气管线一侧、二水平5号煤层输气管线一侧三水平9号煤层输气管线一侧的煤柱宽度分别为365 m～378 m、407 m～420 m和432 m～445 m。

可以看出，在宽度上，地表仅是1条直径1米左右的管道，但长度一般比较长。投影到煤矿井下，按规范必须留设数百米宽的保护煤柱，宽度乘以油气长输管道的长度，面积则非常大。压覆资源量是面积乘以厚度，再乘以密度。如果煤层厚度大，可采层数多，压煤量就非常大，占压补偿也非常高。

3  开采（试采）矿区构筑物保护煤柱要求

《开采规范》第四十一条规定，构筑物保护煤柱开采应当进行专门开采方案设计，各类构筑物地表允许变形值依据构筑物抗变形能力确定。

第四十二条规定，构筑物下压煤符合本规范第二十一条的相应要求时，允许开采。

第四十三条规定，构筑物下压煤符合本规范第二十二条的相应要求时，允许进行试采。

第五十条规定，长输管线下采煤，除了满足其压煤开采或者试采相应要求外，还应当满足下列条件：即长输管线满足安全运行的有关规定和要求；长输管线的预计地表变形值小于允许变形值，或者预计的地表变形值大于允许变形值，但经采前开挖、采后维修加固能够实现安全使用要求。

因此，油气长输管道下的压煤在一定条件下是可以开采或试采的。

4  问题与建议

实体煤区域应该留设保护煤柱，煤柱的大小依据《开采规范》留设。管道企业面临的问题可能是压覆资源的补偿，但对于煤矿企业最主要的问题是管道保护煤柱割裂了井田内煤层的连续分布，造成布置水平大巷、采煤工作面难度增大，甚至造成采煤工作面推进长度锐减，增加采煤工作面搬家频次、运营成本等。

建议采取一种既能保护管道，又能使双方利益最大化的方法，在管道保护法等法律、法规层面予以明确，做到有法可依。鼓励研究不同埋深煤层煤炭开采后对管道的影响，不要一刀切。鼓励煤矿企业采用充填开采工艺，减少地表变形达到保护管道的目的，且对该工艺应给予政策倾斜。管道经过煤矿采空区时，煤矿企业应提供采空区的分布、开采时间等，为管道企业研判地表变形提供依据。

作者简介：简军峰，1965年生，1986年毕业于西安矿业学院，高级工程师。从事过煤矿学科教学，煤炭矿区规划编制、矿井初步设计审查等煤炭行业管理工作，近年从事油气长输管道保护工作。联系方式：13709125317，705715137@qq.com。