山东省水泥用灰岩矿资源现状及开发利用
2022-11-09孙越琦刘晓克从相军
孙越琦,刘晓克,从相军
(中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队,山东 济南 250100)
山东省水泥产业位居全国前列,是重要水泥生产基地,产品销往省内外,已经产生了较好的社会和经济效益。水泥灰岩作为山东省优势矿种,其勘查程度高[1-2],成矿规律和赋存层位已基本查明,资源保障程度高。现阶段,山东水泥产业正朝着创新、绿色、低碳和智能方向发展。
1 时空分布情况
1.1 成矿时代
山东省水泥用灰岩成矿时代主要为寒武纪及奥陶纪,赋存在寒武系张夏组及奥陶系马家沟群北庵庄组、五阳山组和八陡组中;另外,在震旦系蓬莱群香夼组,寒武系朱砂洞组、炒米店组也有少量分布[3]。水泥用灰岩矿区118处,其中赋存于寒武系地层中的66处、奥陶系地层中的45处、震旦系地层中的7处。主要分布于鲁西地区,以沂沭断裂带为界,寒武系及奥陶系石灰岩分布于鲁西隆起区,震旦系石灰岩分布于鲁东胶辽隆起区(表1)[4-6]。
表1 山东省水泥用灰岩成矿时代及分布情况
山东省水泥用灰岩矿勘查程度较高,提交的勘查报告中,普查阶段占6.58%,详查阶段占37.32%,勘探阶段占56.10%。
1.2 资源特征
截至2020年底,山东省累计查明资源量95.18亿t,保有资源量83.98亿t,保有储量23.37亿t。但水泥用灰岩资源在全省分布不均匀,枣庄市境内分布最多,占全省查明资源量的25.58%,其次为济宁市、泰安市、济南市、临沂市、潍坊市、烟台市、淄博市、日照市(表2)。
表2 山东省各地市水泥用灰岩资源量情况
山东省水泥用灰岩矿区118个,其中大型39个,中型58个,小型21个(表3)。矿区多集中在鲁西地区,以大、中型矿区为主,少量分布在鲁东栖霞—蓬莱一带(图1)。
表3 山东省水泥用灰岩矿区分布及数量
图1 山东省水泥用灰岩矿资源分布图
2 开发利用现状
2.1 矿山企业情况
截至2020年底,山东省水泥用灰岩矿山企业56个(表4),其中:生产矿山44个,占78.57%;在建矿山4个,占7.14%;停产矿山3个,占5.36%;占用未开采矿山5个,占8.93%。此外,大型矿山23个,占41.07%;中型矿山30个,占53.57%;小型矿山3个,占5.36%。
表4 各地市矿山生产状态及规模一览表 (单位:个)
截至2020年底,山东省水泥矿山企业累计查明资源量407 573.5万t,保有资源量332 385.0万t,生产规模10 336.6万t/年,剩余服务年限约32.16年(表5)。枣庄市生产规模最大3 596万t/年,临沂市生产规模最小370万t/年;济南市剩余服务年限最长约43.86年,日照市剩余服务年限最短约14.36年。总体上,各地市水泥企业剩余服务年限差距较大,位于14~45年之间。
表5 各地市矿山企业生产规模及服务年限一览表
2.2 供需形势分析
自“十三五”以来,山东省水泥工业发展较平稳。2020年水泥产量15 768万t,约占全国总量的6.58%,位于全国第二位,较2019年同比增涨1 411万t。2015~2020年山东省水泥产量呈波状起伏(表6),其中2018年产量为12 280万t,2019年产量为14 357万t,总体稳定在1.5亿t~1.6亿t。
表6 2015~2020年山东省水泥产量表
“十四五”时期,水泥发展仍将处于重要战略机遇期,基础设施建设和房地产开发处于稳定发展阶段,预计水泥总体需求将保持平稳[7]。
3 资源开发利用分析
3.1 开发利用现状
山东省水泥用灰岩部分矿区位于生态保护红线内,包括水土保持生态保护区、水源涵养生态保护区、森林自然公园和省级自然保护区等。受影响的矿区数目31个,主要分布在济南、潍坊、济宁、枣庄。受影响的水泥用灰岩保有资源量11.42亿t,占全省保有资源量13.60%。
各地市受影响资源量占本地市保有资源量百分比差距较大,济南市受影响最大占比23.04%,泰安市受影响最小占比2.15%(表7)。
表7 受生态保护红线影响的资源量统计表
截至2020年底,利用可信度系数对山东省水泥用灰岩资源量类型进行评估,评估后保有资源量65.43亿t。在扣除受生态保护红线、闭坑及压覆影响的资源量后,山东省水泥用灰岩可供开发利用资源量为53.54亿t,占全省保有资源量63.75%。枣庄市可供开发利用资源量最多,日照市最低(表8)。
表8 山东省水泥用灰岩可供开发利用保有资源量统计表 (单位:万t)
3.2 发展优势
(1)资源有保障。作为山东省优势矿种,水泥用灰岩资源量大,勘查程度高。可供开发利用资源量达到50多亿t,占到总保有量一半以上,服务年限有保障。
(2)开采技术先进。山东石灰岩开采历史悠久,可追溯到古代,而近代水泥厂最早于1923年在济南建立[1]。现今,全国首条世界级低能耗新型干法水泥全智能生产线落户泰安,成为水泥行业智能制造示范引领基地。
(3)地理位置优势。山东省紧邻华北、华中、渤海、黄海交通便利,陆运、航运十分发达。水泥产品能够满足省内需求,同时对省外地区也有销售。
(4)产业集群度高。水泥资源主要集中在鲁西地区,矿山企业以大中型规模为主,规模化、集约化水平较高,矿山生产系统现代化程度较高,矿山企业“多、小、散”局面基本改变。
(5)绿色发展。生态恢复治理和绿色矿山建设成绩显著,全省建成国家级绿色矿山约90座,数量位居全国第二。各矿山企业均实行边开采边治理的生产方式,进而实现绿水青山的建设[8]。
3.3 开发利用建议
(1)加快发展包括硫(铁)铝酸盐水泥在内的耐腐蚀、耐低温环境特种水泥,满足于特殊工程及新领域的要求,提高产品附加值。
(2)济南、淄博、枣庄、青州、新泰地区部分企业资源紧张,剩余服务年限较短,可先在内部进行产能整合及调整。在利用原有生产设备,在矿区范围内可考虑深部扩界,也可寻找临近可用的石灰岩作为后备矿山。在资源丰富矿山,建立水泥熟料生产线;在距离不远的资源稀缺矿山,建立粉磨站,提高水泥供应能力。
(3)对已有石灰岩矿山企业,做好监督管理工作,保证资源优质优用,严禁优质水泥矿山用作建筑石料等“高质低用”的行为。同时做好废石综合利用,如与优质矿石搭配使用及生产骨料等手段,做到资源不浪费,实现变废为宝[9-10]。
(4)开展水泥企业超低排放改造,整合退出低效落后产能,减量置换高效、智能、绿色生产线。加大水泥窑协同处置生活垃圾和危废处置力度,提升服务城市功能,承担社会责任[11-12]。
(5)建立集余热发电、风力发电、光伏发电、垃圾发电于一体的“低碳园区”,打造绿色能源及“零外购电”自给自足型矿山企业,同时推进生物质气化补充热能的建设。