山东省水泥用灰岩矿资源现状及开发利用

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。