新時期水泥用灰?guī)r礦山資源綜合利用淺析

張志文

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心湖北總隊（湖北非金屬地質公司），湖北 武漢 430034）

湖北省位于長江中游，擔當著構建長江中游的綠色長廊，肩負生態(tài)安全屏障使命，省內長江流程1041公里，漢江流程858公里，河流采砂活動歷史悠久，由于湖北的九省通衢，砂石業(yè)一直較為興旺，近幾年為響應國家“綠水青山就是金山銀山”政策，湖北省對天然砂的開采開始進行整治，連續(xù)出臺了一系列有關政策，遍地開花的采砂活動將被禁止。近幾年，湖北省國家中部崛起定位后，經濟建設發(fā)展對砂石需求量有增無減，甚至存在一定的缺口。矛盾的化解成為當前首要任務，既要貫徹落實國家政策，亦要為經濟建設發(fā)展提供資源保障，使用機制砂替代天然砂非常具有必要性，同時依法合規(guī)的解決好機制砂礦源值得研究。

1 機制砂的特征

《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）中，將機制砂定義為“經除土處理，由機械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75mm的巖石、礦山尾礦或工業(yè)廢渣顆粒，但不包括軟質巖、風化的顆?！薄C制砂不同于天然砂，它的顆粒級配可調、相對穩(wěn)定，由于是機制而成，往往具一定的石粉含量，其外形多呈棱角狀，表面總體較粗糙。由于各地生產機制砂的礦源不一樣，所采用的加工生產設備和工藝也不同，故產出的機制砂特征不盡相同，但其質量若能滿足《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）中技術要求，則一般可應用于混凝土中。

《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）中對機制砂技術要求主要有七類，一般在礦源勘查中可基本查明機制砂用礦源特征，可作評價的主要指標有：石粉含量，泥塊含量，云母，SO3，Cl，堅固性，壓碎指標，堿集料反應。

2 水泥用灰?guī)r礦山資源地質特征

湖北省建材非金屬礦山種類較豐富，在資源儲量和生產規(guī)模方面，水泥用灰?guī)r礦仍位居前列，由于石灰?guī)r的產出地層較多，加之構造影響等因素，造成水泥用灰?guī)r礦山巖性較豐富，大部分礦山均存在頂?shù)装搴蛫A層，為研究其作為機制砂礦源的必要性，本次分區(qū)、分層位選擇了代表性水泥用灰?guī)r礦山不同巖性的頂板和夾層對象，對其規(guī)模和化學特征進行了統(tǒng)計研究，規(guī)模及質量統(tǒng)計見表1。

表1 代表性水泥用灰?guī)r礦山頂板和夾層規(guī)模及質量統(tǒng)計表

通過統(tǒng)計可看出，各礦區(qū)水泥用灰?guī)r礦山均存在大小規(guī)模的頂板和夾層，礦山建設之初，地質勘探報告及開發(fā)利用方案將該類資源均劃分為剝離體。從當前礦政管理看，表中少數(shù)礦區(qū)的剝離體量已經達到新立建筑石料用石灰?guī)r礦的中小型資源儲量規(guī)模，作為水泥原料礦山該類剝離體存放需設計專用堆場，顯然會占用大量自然資源，隨之而來的就是地質環(huán)境問題凸現(xiàn)。

按綠色礦山建設理念，結合當前機制砂發(fā)展形勢，為大致了解當前水泥用灰?guī)r礦山的剝離體資源應用于機制砂的適宜性，特分區(qū)對該類資源進行了物性測試，見表2。

按《建筑用砂》 （GB/T14684-2011）要求，表2中各區(qū)礦源質量總體較好，其中石粉含量和泥塊含量達到了機制砂Ⅱ類標準（MB值≤1.4），堅固性和壓碎指標均達到了機制砂Ⅱ類標準，結合礦源自然類型，未對云母等有害物質測試，所測試的有害物質指標均滿足Ⅱ類標準，經堿集料反應試驗后，試件無明顯裂縫、酥裂，膠體無外溢現(xiàn)象，14d的膨脹率為0.05%，可知堿活性弱。

綜上述，水泥用灰?guī)r礦山資源較豐富，存在的頂板和夾石規(guī)模較大，認為該類資源具備應用于機制砂礦源的必要性，通過有關數(shù)據(jù)的收集和測試研究，初步認為開發(fā)利用于機制砂的是適宜的。

表2 水泥用灰?guī)r礦山剝離體資源物性測試結果表

3 綜合利用建議

隨著天然砂資源的日益匱乏，采砂活動受有關政策影響也逐步關停，尋設機制砂礦山亦不符合我省當前礦業(yè)權、環(huán)保及林地等政策，采用機制砂替代天然砂已成為必然趨勢，利用已設水泥原料礦山的剝離體資源作為機制砂礦源可成為突破口，既滿足綠色礦山建設要求，也能彌補我省機制砂需求缺口。為此，建議加強對水泥原料礦山深入研究，進一步查清非礦規(guī)模及物化特征，以綜合利用方案為指導，對適宜于機制砂的資源進行綜合利用。