1973年蓟县划归天津市，当年既开始地质找矿。经过30余年，几代人的工作(自上个世纪七十年代矿山筹建至今,矿山领导班子已更迭6届)，矿山已成为天津振兴水泥有限公司（2*2500t/d）与天津市水泥厂(1000t/d+2*600t/d)的可靠的石灰质原料基地。矿山综合利用了低品位的矿石，实现了0排废。不仅扩大了矿石储量与矿石利用范围，延长了矿山服务年限，还将剥离物全部用在工业用途上。
从对复杂的低品位矿床利用的设计与生产中，我们产生了一些切身体会与实践经验。
1．概况
该矿位于天津市蓟县城北东4km处。矿区名称为天津市蓟县东营房矿区。矿区范围北起刘庄子，南至东营房；西起骆驼岭，东至双峪。南北长3km，东西宽1km，面积3km2。矿区包括大火尖山、考山、转山等采区，目前开采的是大火尖山及考山采区。
矿山由天津水泥工业设计研究院设计，天津工程公司施工。1982年建设，1986年建成。1998年扩建，设计产量为150万t/a。2004年矿山产量232.12万t/a（如包括页岩总产量为242.12万t/a）。（予计2005年矿山总产量300万t/a）
2．矿床地质
2．1地质概况
矿区位于燕山沉降带，蓟县扭陷区，蓟县——洪水庄向斜北东翼。矿区出露地层主要为中上元古界（震旦亚界）地层、少量寒武系及第四系残破积物。矿体属蓟县系铁岭组灰岩。
矿区岩层从北东至南西，由老至新叙述如下（见表1）：
表1 矿区地层表
2.2地质圈矿指标
Ⅰ级品CaO≥48%MgO≤3%
Ⅱ级品CaO≥45%MgO≤3.5%
2.3质量控制指标
质量控制指标：CaO≥47.5%，MgO≤3.2%。
按此指标全矿的Ⅰ级品与Ⅱ级品均可搭配使用，还可搭配部分夹层。
大火尖山采夹层搭配的原则是：
165~195m三个水平的夹石允许全部掺入；
120~150m三个水平的夹石允许掺入1/2；
60~105m四个水平的夹石允许掺入1/3。
2.4矿区地质储量
表2 矿区质储量表(万吨)
说明：截止到2004年底，矿山已开采水泥灰岩1424.88万t，建筑灰岩498.57万t。
3．针对复杂的低品位资源的综合利用，设计中采取了以下主要措施。
3.1矿山生产水泥灰岩与建筑灰岩两个品种
按水泥厂的需要，将矿层及部分可搭配的夹层做为水泥石（水泥灰岩）生产，其余品位不合格的夹层，全部做为建筑石（建筑灰岩）生产。
在设计中采用了两套溜井系统，分别卸入水泥石或建筑石。分别经过装车峒室装入6.5m3侧卸式矿车运往破碎卸料仓。（水泥的破碎输送系统与建筑石的破碎输送系统分别设置）。
3.2合理确定出矿水泥石的工业指标
按国家规范及生产实践，合理确定水泥石的出矿工业指标，是充分利用低品位矿石的关键之一。
设计工业指标为：CaO≥47.5%
MgO≤3.2%
R2O≤0.5%
本矿为低钙、低碱、高镁矿床，所以在此重点说明MgO指标的确定。
按国家标准水泥中的MgO≯5.0%，计算中以熟料中的MgO≤5%计。
按一般规律+3S的机率为99.99%
公式Xmax=3S+
=Xmax-3S
=Xmax-3R.
=4.35%
式中：R——变异系数
S——标准偏差
——品位平均值
R=×100%
熟料均匀时R≤5%
熟料中等均匀时R≤10~15%
熟料不均匀时R>15%
工厂设予场化堆场，熟料均匀取R=0.05
当熟料控制MgO为4.35%时，其最大值不会超过5%
即=4.35%
Xmax=5%
熟料的MgO由4.35%折算回石灰石的MgO含量按石灰石×1.3料耗→熟料，石灰石中的MgO可为3.35%，按石灰石×1.4料耗→熟料，石灰石中的MgO可为3.1%。
取其中间值石灰石控制MgO=3.2%。
经水泥厂的生产实践，按此值控制出矿石品位，熟料中的MgO则为4%±。不仅熟料强度符合国家规范要求，而且熟料颜色发青，较为好看，生产的水泥具有低干缩性，很受市场青睐。
3.3矿床模型模拟
本设计利用地质报告提供的石灰石矿山地质资料，采用CQMS软件系统对矿石质量进行研究分析和地质设计，为今后的生产勘探及搭配开采提供必要的图件和数据。
3.4采用横向开采法
本矿为山坡露天矿床，采用自上而下分水平。工作面垂直走向布置，沿走向推进，采用横向开采法。
在工作面上，矿、夹层能全部出露，为搭配开采创造了前提的条件。以MgO为控制指标，夹层的最大允许掺入率见下式：
Q=×100%
=×100%
=34.5%
式中：Q——夹层最大允许渗入率%
P——矿石进厂最低工业品位（MgO=3.2%）
P1——矿层MgO平均品位2.32%
P2——夹层MgO平均品位5.75%
3.53个采区统一规划
为了合理的使用矿产资源，进行质量搭配及扩大矿山能力的需要，进行了大火尖山、考山、转山三山的统一规划。
3.6采掘进度计划的编制
设计中，采掘进度计划编制为5~10年。
4．矿山生产情况与对矿石质量控制的措施
4.1矿山产量
表3矿山产量统计表
从以上统计可以看出，由1986~1998.5，其建筑石与水泥石之比为1.41:1(t/t)。而在1998.6振兴水泥厂的新型干法线投产之后，由于水泥厂的配料与工艺设计是针对矿山铁岭组灰岩的特征进行的。设计上采取了一系列的有效措施，矿山与水泥厂生产中又有效地进行了质量控制与管理，矿山生产的建筑石与水泥石之比降到0.04:1(t/t)。使矿产资源得到了充分的利用。
4.2矿山对矿石质量控制的措施
4.2.1生产勘探
矿山配备QJD-50型取样钻机做生产勘探使用。按50×50m的网度，在采矿工作面上刻槽与钻孔取样。刻槽的规格为5×2cm的矩形，样长为2m。矿山在240m、225m与210m水平进行过此项工作。并据生产勘探所取得的数据，绘制各开采水平的地质平面图。图中标出各矿层与夹层的储量与质量。
4.2.2按年度水泥石的数量及质量指标，根据各开采水平的地质情况编制年度、季度、月度采掘进度计划。保证采掘设备调动不过于频繁，上下水平的工作线保持规定的超前距离，扩邦与延深工作的协调，按计划准备新水平，保证在多台段开采时的三级矿量。这样均衡了生产剥采比，解决了采剥失调的现象。
4.2.3闭路式的质量控制体系
矿山质量控制是在采掘进度计划指导下，进行质量控制。
钻孔取样：对深孔爆破和每个钻孔的孔渣均取样化验，化验结果标注在“深孔爆破钻孔平面图”上。可确定工作面各位置的矿石品位。
爆堆取样：横向5~10m一个样，每样2kg。对潜孔钻取样后的界定的界限做一验证。给采矿车间下达配矿通知。
铲窝取样：每天上午在挖掘机作业的铲窝取样，取样化验结果1~2小时出来，通知运矿汽车司机按规定将矿石卸入溜井，进行人工配矿。
水泥石入仓取样：每小时取1个样。取样结果通知破碎车间进行入仓搭配。
车皮取样：在出厂的火车上，每车皮取3个样，一列车做一混合样，通知水泥厂。进行出矿与入厂矿石品位对比。
通过以上措施的实施，在水泥生产的均化链中，使矿山开采这一环节的均化作用，达到充分体现。
5．水泥厂对低品位原料的利用
5.1针对原料的特点，水泥厂工艺设计上采取了多项生产控制措施。在均化、配料及煅烧上，各项设计的方案措施都是行之有效的。
5.2搞好原料均化链的四个环节。
5.2.1矿山开采：质量搭配、均衡开采。
5.2.2原料予均化
石灰石予均化堆场，（Φ80m圆型均化堆场），储存量28,000t。
砂岩、铁矿石、铝矾土和煤的均化，设矩型予均化堆场。
5.2.3原料调配
原料调配站设置四个配料仓：石灰石、砂岩、铝矾土和铁矿石仓。并设置X萤光分析仪，检测半成品及成品。将根据分析出的各个率值数值及时调整原料配比。
5.2.4新型多点流式生料均化库
采用TP-1型生料均化库，库底带中心锥，库底环形充气区耗气量少，每个卸料口上部有钢制减压锥，入库生料经溢流式生料分配器使生料在库内均匀分布。库底有套筒式小仓，小仓集称重、喂料、搅拌作用于一体。出库生料CaO的标准偏差<0.25%。
5.3生产控制
5.3.1生产实践证明，2000t/d予分解窑可以利用低品位石灰石生产出优质低碱熟料。窑的热力强度高，适应能力强。熟料结粒细小，均匀，没有黄心料，磨制的水泥呈浅灰色。从岩相分析结果证明，烧出的熟料结构致密，矿物晶体发育规则，比较完整。
5.3.2合理调整熟料率值。经多次调整，将率值控制在：
KH=0.90±0.02
SM=2.7±0.1
AM=1.3±0.1
当KH值在0.92以下时，熟料中的f.CaO都能得到很好的控制。
5.4水泥的实物质量水平
表4P.O42.5水泥主要物化指标表
在工厂生产P.O52.5水泥时，其28天抗压强度达60MPa以上。振兴厂利用铁岭组灰岩生产的低碱水泥，已广泛地利用到京津地区桥梁建筑、机场跑道、港口码头、地下工程等大型混凝土建筑中。如首都机场西跑道和东、西跑道联络线，通往首都机场的北京五环线等均使用了振兴厂的正通牌低碱水泥。
6.对直接顶、底板围岩的利用
矿体的直接顶板围岩是条带状硅质石灰岩，直接底板围岩，是锰质、硅质石灰岩，它们的岩性均属于泥质灰岩。据测算，东营房矿区（包括大火尖山、考山及转山3个采区）的上述顶底板围岩约为5000万t。
直接顶、底板围岩化学品位表(%)
其中顶板夺厚约9.53m，底板厚约26.68m。底板围岩约占问题总量的75%，其值是KH=1.24，SM=6.0,AM=2.0。
以上品位的围岩属高硅、低钙、低铝的岩石，经专家论证，初步配料计算及借鉴有关厂矿的经验可知，此种围岩是可以做为水泥原料使用的。
初步配料方案如下表(表6)
表6 初步配料方案
为了落实上述方案，矿山已属专门立项进行研究。天津市国土资源局对该项目已拨出专项资金，予以支持。
7．对间接顶、底板围岩的利用
矿区的间接底板围岩是蓟县系洪水庄组的砂质页岩、石英砂岩，间接顶板围岩是青白口系下马岭组的砂页岩。目前，间接顶板围岩已广泛出露。仅2004年，剥离砂页岩10万t以上，剥离出的砂、页岩全部供给了蓟县开发区的页岩砖厂，做为烧制页岩的原料。
利用页岩和煤矸石作原料，生产性能优良的新型节能保温墙体材料（页岩多孔砖）取代被禁止生产使用的实心粘土砖，是节土、节地、资源综合利用的最佳措施之一。
表7物料及动力消耗表
8．结语
8.1蓟县铁岭组灰岩是高镁、低钙、高硅、低碱的矿层，对其利用是取其长项（低碱），克服其短项（高镁、低钙）。2000t/d以上的新型干法窑，由于热力强度高，煅烧时对各种原料的适应性强。实践证明，在设计与生产时，采取了均化及合理配料的措施后，用低品位原料是可以生产出高标号的低碱水泥的。
8.2为了充分利用矿产资源，提高水泥企业的效益，对矿石的工业指标，应做进一步的研究。目前振兴厂已将CaO含量46~47.5%的石灰石利用到50%±；对于石灰石中MgO的指标，辽宁工源水泥厂已放到4%。而长江三峡大坝对水泥中MgO的指标要求到3.5~5%，以利用其微膨胀性，达到减少裂缝的效果。
8.3目前，天津水泥石矿已达到0排废。对矿床的直接顶板（条带状硅质灰岩）、直接底板（锰质硅质灰岩）正研究其做为水泥原料的利用问题。对间接顶板（下马岭组砂页岩），间接底板（洪水庄组砂页岩），已做为页岩多孔砖原料的利用。对矿夹层中的迭层石，符合条件的部分则做为“奇石”工艺品，加工后供应市场。矿山综合利用的前景是美好的，矿山真正可做到“无废料”矿山。以单一眼光看待的“废料”，经综合利用都将都成为“有用之材”。
8.4天津市是环渤海经济圈的中心城市，又是缺山，少资源的沿海城市，对其所属的蓟县地区的矿产资源的综合开发和利用更具重要意义。天津水泥石矿不仅对矿体夹层全部利用，达到了0排废；而且又对矿体的顶、底板围岩进行了综合开发和利用，贯彻了“把节约放在首位”的资源政策。近年来，矿山搞好绿化与规划，进一步向生态形的绿色矿山发展。
这是一实现“循环经济”，建设“节约型社会”的成功范例。
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