山東省水泥用灰巖礦資源現狀及開發利用

孫越琦，劉曉克，從相軍

(中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊，山東 濟南 250100)

山東省水泥產業位居全國前列，是重要水泥生產基地，產品銷往省內外，已經產生了較好的社會和經濟效益。水泥灰巖作為山東省優勢礦種，其勘查程度高[1-2]，成礦規律和賦存層位已基本查明，資源保障程度高。現階段，山東水泥產業正朝著創新、綠色、低碳和智能方向發展。

1 時空分布情況

1.1 成礦時代

山東省水泥用灰巖成礦時代主要為寒武紀及奧陶紀，賦存在寒武系張夏組及奧陶系馬家溝群北庵莊組、五陽山組和八陡組中；另外，在震旦系蓬萊群香夼組，寒武系朱砂洞組、炒米店組也有少量分布[3]。水泥用灰巖礦區118處，其中賦存于寒武系地層中的66處、奧陶系地層中的45處、震旦系地層中的7處。主要分布于魯西地區，以沂沭斷裂帶為界，寒武系及奧陶系石灰巖分布于魯西隆起區，震旦系石灰巖分布于魯東膠遼隆起區(表1)[4-6]。

表1 山東省水泥用灰巖成礦時代及分布情況

山東省水泥用灰巖礦勘查程度較高，提交的勘查報告中，普查階段占6.58%，詳查階段占37.32%，勘探階段占56.10%。

1.2 資源特征

截至2020年底，山東省累計查明資源量95.18億t，保有資源量83.98億t，保有儲量23.37億t。但水泥用灰巖資源在全省分布不均勻，棗莊市境內分布最多，占全省查明資源量的25.58%，其次為濟寧市、泰安市、濟南市、臨沂市、濰坊市、煙臺市、淄博市、日照市(表2)。

表2 山東省各地市水泥用灰巖資源量情況

山東省水泥用灰巖礦區118個，其中大型39個，中型58個，小型21個(表3)。礦區多集中在魯西地區，以大、中型礦區為主，少量分布在魯東棲霞—蓬萊一帶(圖1)。

表3 山東省水泥用灰巖礦區分布及數量

圖1 山東省水泥用灰巖礦資源分布圖

2 開發利用現狀

2.1 礦山企業情況

截至2020年底，山東省水泥用灰巖礦山企業56個(表4)，其中：生產礦山44個，占78.57%；在建礦山4個，占7.14%；停產礦山3個，占5.36%；占用未開采礦山5個，占8.93%。此外，大型礦山23個，占41.07%；中型礦山30個，占53.57%；小型礦山3個，占5.36%。

表4 各地市礦山生產狀態及規模一覽表 (單位：個)

截至2020年底，山東省水泥礦山企業累計查明資源量407 573.5萬t，保有資源量332 385.0萬t，生產規模10 336.6萬t/年，剩余服務年限約32.16年(表5)。棗莊市生產規模最大3 596萬t/年，臨沂市生產規模最小370萬t/年；濟南市剩余服務年限最長約43.86年，日照市剩余服務年限最短約14.36年。總體上，各地市水泥企業剩余服務年限差距較大，位于14～45年之間。

表5 各地市礦山企業生產規模及服務年限一覽表

2.2 供需形勢分析

自“十三五”以來，山東省水泥工業發展較平穩。2020年水泥產量15 768萬t，約占全國總量的6.58%，位于全國第二位，較2019年同比增漲1 411萬t。2015～2020年山東省水泥產量呈波狀起伏(表6)，其中2018年產量為12 280萬t，2019年產量為14 357萬t，總體穩定在1.5億t～1.6億t。

表6 2015～2020年山東省水泥產量表

“十四五”時期，水泥發展仍將處于重要戰略機遇期，基礎設施建設和房地產開發處于穩定發展階段，預計水泥總體需求將保持平穩[7]。

3 資源開發利用分析

3.1 開發利用現狀

山東省水泥用灰巖部分礦區位于生態保護紅線內，包括水土保持生態保護區、水源涵養生態保護區、森林自然公園和省級自然保護區等。受影響的礦區數目31個，主要分布在濟南、濰坊、濟寧、棗莊。受影響的水泥用灰巖保有資源量11.42億t，占全省保有資源量13.60%。

各地市受影響資源量占本地市保有資源量百分比差距較大，濟南市受影響最大占比23.04%，泰安市受影響最小占比2.15%(表7)。

表7 受生態保護紅線影響的資源量統計表

截至2020年底，利用可信度系數對山東省水泥用灰巖資源量類型進行評估，評估后保有資源量65.43億t。在扣除受生態保護紅線、閉坑及壓覆影響的資源量后，山東省水泥用灰巖可供開發利用資源量為53.54億t，占全省保有資源量63.75%。棗莊市可供開發利用資源量最多，日照市最低(表8)。

表8 山東省水泥用灰巖可供開發利用保有資源量統計表 (單位：萬t)

3.2 發展優勢

(1)資源有保障。作為山東省優勢礦種，水泥用灰巖資源量大，勘查程度高。可供開發利用資源量達到50多億t，占到總保有量一半以上，服務年限有保障。

(2)開采技術先進。山東石灰巖開采歷史悠久，可追溯到古代，而近代水泥廠最早于1923年在濟南建立[1]。現今，全國首條世界級低能耗新型干法水泥全智能生產線落戶泰安，成為水泥行業智能制造示范引領基地。

(3)地理位置優勢。山東省緊鄰華北、華中、渤海、黃海交通便利，陸運、航運十分發達。水泥產品能夠滿足省內需求，同時對省外地區也有銷售。

(4)產業集群度高。水泥資源主要集中在魯西地區，礦山企業以大中型規模為主，規模化、集約化水平較高，礦山生產系統現代化程度較高，礦山企業“多、小、散”局面基本改變。

(5)綠色發展。生態恢復治理和綠色礦山建設成績顯著，全省建成國家級綠色礦山約90座，數量位居全國第二。各礦山企業均實行邊開采邊治理的生產方式，進而實現綠水青山的建設[8]。

3.3 開發利用建議

(1)加快發展包括硫(鐵)鋁酸鹽水泥在內的耐腐蝕、耐低溫環境特種水泥，滿足于特殊工程及新領域的要求，提高產品附加值。

(2)濟南、淄博、棗莊、青州、新泰地區部分企業資源緊張，剩余服務年限較短，可先在內部進行產能整合及調整。在利用原有生產設備，在礦區范圍內可考慮深部擴界，也可尋找臨近可用的石灰巖作為后備礦山。在資源豐富礦山，建立水泥熟料生產線；在距離不遠的資源稀缺礦山，建立粉磨站，提高水泥供應能力。

(3)對已有石灰巖礦山企業，做好監督管理工作，保證資源優質優用，嚴禁優質水泥礦山用作建筑石料等“高質低用”的行為。同時做好廢石綜合利用，如與優質礦石搭配使用及生產骨料等手段，做到資源不浪費，實現變廢為寶[9-10]。

(4)開展水泥企業超低排放改造，整合退出低效落后產能，減量置換高效、智能、綠色生產線。加大水泥窯協同處置生活垃圾和危廢處置力度，提升服務城市功能，承擔社會責任[11-12]。

(5)建立集余熱發電、風力發電、光伏發電、垃圾發電于一體的“低碳園區”，打造綠色能源及“零外購電”自給自足型礦山企業，同時推進生物質氣化補充熱能的建設。