東山礦熔劑石灰接替資源方案研究

高占國

(山西太鋼工程技術(shù)有限公司)

東山礦位于山西省太原市，是太鋼主要的石灰石原料生產(chǎn)基地。為確保持續(xù)穩(wěn)定地為太鋼提供優(yōu)質(zhì)冶金石灰，保證礦山的可持續(xù)發(fā)展，東山礦開始思考石灰石礦的資源接替問題。石灰石產(chǎn)品的能力接續(xù)方案，首先考慮在太原市及周邊尋找接替資源，并自建石灰石新礦山。為此，東山礦和有關(guān)單位對太原周邊熔劑灰?guī)r礦點進(jìn)行了前期地質(zhì)調(diào)查工作，并委托中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山西總隊對太原市及周邊熔劑灰?guī)r含礦層位進(jìn)行了調(diào)查，以期為石灰石礦的資源接替提供指導(dǎo)。

1　太原市及周邊熔劑灰?guī)r礦調(diào)查

依據(jù)《太原市及周邊熔劑灰?guī)r礦調(diào)查報告》[1]，太原市周邊熔劑灰?guī)r含礦層位為奧陶系中統(tǒng)峰峰組二段(O2f2)，含礦地層主要分布于太原市東山、西山、陽曲縣南部、壽陽縣西部及北部、盂縣。按照《山西省太原市礦業(yè)權(quán)設(shè)置方案(2013—2015)》[2]中礦產(chǎn)資源開采規(guī)劃分區(qū)，太原市六城區(qū)范圍內(nèi)屬限制開采區(qū)。規(guī)劃期內(nèi)，太原市六城區(qū)范圍內(nèi)不再新建礦山，已有采礦權(quán)到期可依法延續(xù)，但不再進(jìn)行擴(kuò)大礦區(qū)范圍、變更開采深度和擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模等事宜。太原東山位于六城區(qū)的限制開采區(qū)，太原西山含礦地層分布于汾河南岸西銘—馬頭水—古交小南坪一帶，且馬頭水—古交小南坪一帶為汾河二庫保護(hù)區(qū)，屬禁采范圍，東部由南往北主要礦業(yè)權(quán)為太原獅頭水泥集團(tuán)有限公司、太原西山石膏礦等，也屬于六城區(qū)的限制開采區(qū)；陽曲縣南部已設(shè)置若干個礦權(quán)，含礦層位分布范圍內(nèi)基本無較大的空白區(qū)，找到可供進(jìn)一步工作靶區(qū)的前景較小。壽陽縣西部出露大面積峰峰組二段地層，有少量石炭系中統(tǒng)本溪組地層分布，成礦地質(zhì)條件較好；北部出露含礦地層上馬家溝組頂部，有零星石炭系中統(tǒng)本溪組地層分布，成礦地質(zhì)條件較好。盂縣含礦地層分布范圍較廣，根據(jù)以往地質(zhì)工作資料，盂縣西部由于剝蝕的原因，上馬家溝組頂部灰?guī)r厚度僅5 m左右，不具備開采價值，東部及南部有少量石炭系中統(tǒng)本溪組地層分布，礦層保存較完整，成礦地質(zhì)條件較好。

通過綜合分析研究，山西建材總隊和東山礦及有關(guān)專業(yè)人員對成礦地質(zhì)條件、找礦前景好的11個礦點(陽曲縣2個，古交市1個，壽陽縣3個，盂縣5個)進(jìn)行了實地踏勘調(diào)查，總結(jié)了各礦點熔劑灰?guī)r礦的含礦層位、分布范圍、成礦地質(zhì)特征、開采技術(shù)條件及外部生產(chǎn)環(huán)境，并初步估算了各礦點的資源量。

2　接替資源方案研究

通過對踏勘礦點的成礦地質(zhì)特征及開采技術(shù)條件分析，初步確定可作為下一步重點工作的礦點有3個。經(jīng)過對3個礦點的資源條件、外部建設(shè)條件、交通條件和運距綜合分析比較，發(fā)現(xiàn)壽陽縣石灰石礦區(qū)礦點優(yōu)勢明顯，故太原市及周邊地區(qū)新建石灰石礦山選址初步推薦選擇壽陽縣石灰石礦區(qū)。并將壽陽縣石灰石礦區(qū)作為東山礦的優(yōu)質(zhì)熔劑灰?guī)r接替資源基地開展預(yù)查地質(zhì)工作。

根據(jù)《山西省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃(2008—2015年)》[3]礦產(chǎn)資源開采規(guī)劃分區(qū)劃分的熔劑用灰?guī)r開采規(guī)劃區(qū)塊為嵐縣上馬鋪和杏花嶺區(qū)洪子峪北部熔劑用灰?guī)r2個規(guī)劃區(qū)塊。而太原市杏花嶺區(qū)位于六城區(qū)的限制開采區(qū)，東山洪子峪北區(qū)雖已取得礦權(quán)，但保有資源儲量小，征地費用高，環(huán)保壓力較大。

為此，太鋼地質(zhì)工程勘察公司對嵐縣上馬鋪石灰石礦進(jìn)行了地質(zhì)普查工作。通過普查基本查明了礦區(qū)內(nèi)石灰石礦體的空間分布、產(chǎn)出規(guī)律及礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、品質(zhì)、礦石特征，估算了普查區(qū)內(nèi)資源量。據(jù)此，對嵐縣上馬鋪與壽陽縣石灰石礦區(qū)新建礦山方案在成礦條件、建設(shè)條件和成本費用方面進(jìn)行了比選。從成礦條件和建設(shè)條件對比如下：

(1)壽陽縣石灰石礦區(qū)含礦層位為奧陶系峰峰組二段，嵐縣上馬鋪石灰石礦含礦層位為奧陶系上馬家溝組二段，兩個礦點的交通條件便利，外部建設(shè)條件較好。

(2)壽陽縣石灰石礦區(qū)估算資源量為28 000萬t，嵐縣上馬鋪石灰石礦估算資源量為3 400萬t，壽陽縣石灰石礦區(qū)資源量是上馬鋪石灰石礦資源量的8.2倍，壽陽縣石灰石礦區(qū)服務(wù)年限長。

(3)嵐縣上馬鋪石灰石礦的礦體厚度較大，約70 m左右，但夾層多，開采過程中礦石損失貧化大，質(zhì)量不穩(wěn)定。

(4)上馬鋪石灰石礦運距較長，約為壽陽縣石灰石礦區(qū)運距兩倍，且上馬鋪石灰石礦需要二次倒裝。

通過成本費用對比分析，嵐縣上馬鋪石灰石礦的年度費用比壽陽縣石灰石礦區(qū)要高。經(jīng)過對壽陽縣石灰石礦區(qū)與嵐縣上馬鋪石灰石礦成礦條件、建設(shè)條件及成本費用等的綜合比較，新建礦山選址推薦壽陽縣石灰石礦區(qū)，采用公路運輸石灰石塊礦至東山礦的運輸方案。

為了進(jìn)一步驗證壽陽縣石灰石礦區(qū)運輸方案的可行性，對壽陽縣石灰石礦區(qū)運輸方案進(jìn)行了現(xiàn)場踏勘，對礦石進(jìn)行了取樣化驗、試驗，同時開展了預(yù)查地質(zhì)工作。通過預(yù)查地質(zhì)工作共探求得壽陽縣石灰石礦區(qū)熔劑石灰?guī)r資源量8 000萬t，礦石CaO平均品位為53.9%。此次預(yù)查地質(zhì)工作探求的資源量與原估算約2.8億t的資源量出入較大，為了能夠獲取更好的接替資源，最終為東山礦新建石灰石礦區(qū)選定可靠的礦山后備基地，根據(jù)山西建材總隊提供的資源信息情況，探察到距東山礦140 km的平定縣石灰石儲量豐富且資源集中，東山礦對平定縣石灰石礦區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場踏勘和進(jìn)一步的地質(zhì)調(diào)查，現(xiàn)場取樣進(jìn)行了石灰石指標(biāo)化驗和試驗室焙燒試驗，了解了平定縣石灰石礦區(qū)的礦體產(chǎn)狀、規(guī)模等地質(zhì)情況及外部建設(shè)條件。并對平定縣石灰石礦區(qū)的資源開發(fā)方案與壽陽縣石灰石礦區(qū)的資源開發(fā)方案進(jìn)行了對比分析，對比分析結(jié)果見表1、表2。

表1　兩個礦區(qū)開發(fā)方案資源狀況與交通條件對比分析

由表1、表2可知，壽陽縣石灰石礦區(qū)資源劣于平定縣石灰石礦區(qū)，運輸條件優(yōu)于平定礦區(qū)?？紤]平定石灰石礦區(qū)利用村莊范圍以外1.37億t資源，平定礦區(qū)較壽陽礦區(qū)投資高出86 000萬元；平定礦區(qū)石灰成本較壽陽礦區(qū)成本高出16.4元/t。初步確定將壽陽縣石灰石礦區(qū)和平定縣石灰石礦區(qū)作為東山礦接替資源的新建礦點。

3　結(jié)　語

(1)通過東山礦熔劑石灰的接替資源工作研究，綜合考慮了石灰石產(chǎn)品的能力接續(xù)和礦山的可持續(xù)發(fā)展。首先在太原市及周邊尋找接替資源，對太原周邊熔劑灰?guī)r含礦層位進(jìn)行了地質(zhì)調(diào)查；然后根據(jù)山西省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃分區(qū)劃分對嵐縣上馬鋪與壽陽縣石灰石礦區(qū)新建礦山方案進(jìn)行了比選，同時對壽陽縣石灰石礦區(qū)開展了預(yù)查地質(zhì)工作。因預(yù)查工作探求的資源量與原估算資源量出入較大，進(jìn)一步對距東山礦140 km的平定縣石灰石礦區(qū)與壽陽縣石灰石礦區(qū)進(jìn)行了對比分析。經(jīng)過多方案論證、比選，初步確定將壽陽縣石灰石礦區(qū)和平定縣石灰石礦區(qū)作為東山礦接替資源的新建礦點。

表2　兩個礦區(qū)開發(fā)方案建設(shè)投資與運行成本對比分析

(2)盡管選取的新建石灰石礦區(qū)的石灰綜合成本較東山礦要高，但東山石灰石礦位于六城區(qū)的限制開采區(qū)，東山洪子峪北區(qū)雖已取得礦權(quán)，但環(huán)保壓力和批采難度較大。為了能持續(xù)穩(wěn)定地為太鋼公司提供優(yōu)質(zhì)冶金石灰，應(yīng)加快對東山礦新建石灰石礦區(qū)的可行性研究工作，盡快進(jìn)行立項建設(shè)。

[1]中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山西總隊.太原市及周邊熔劑灰?guī)r礦調(diào)查報告[R].太原：東山石灰石礦，2015.

[2]山西省太原市國土資源局.山西省太原市礦業(yè)權(quán)設(shè)置方案(2013—2015)[R].太原：太原市國土資源局，2013.

[3]山西省人民政府辦公廳.山西省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃(2008—2015年)[R].太原：山西省政府辦公廳，2011.