CN102392455A - 矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术，按照以下工艺、步骤实施：根据经验、计算及土地使用性质综合优化确定排土场坡度、坡长、平盘宽度；排土场堆积边坡设计削坡开级为三级，每级坡高9～11m，边坡平盘宽4～8m，坡率：第一级1∶2.0～2.1，第二级1∶1.7～1.8，第三级1∶1.45～1.60；平盘整治成水平、坡式或反坡式；第一、二级边坡采用浆砌石拱架植草，坡底护裙、浆砌片石边坡平盘及其排水沟、坡面镶边设计施工，第三级边坡用香根草护坡绿化技术，在排土场平盘首先播种百喜草，用种量15～25g/m2，播种后及时维护管理，查苗补缺，当多数茎蘖进入孕穗旺长期时，刈割留高20～30cm，一年刈割1～2次，1～2年后在平盘种植果树或农作物。本发明综合采用工程措施、生物措施，来确保矿山排土场安全，达到良好的生态恢复效果、景观效果，并且种植因地制宜的植物、造价比较低。
Description
技术领域
本发明涉及矿山废弃地的生态恢复技术，具体涉及一种矿山排土场整治并恢复生态的方法、措施。
背景技术
矿产资源开发引发了大量生态环境问题，矿山开发产生的大量废弃地所引发的环境问题、安全问题、占用耕地、林地等问题，一直以来受到国际社会的广泛关注和重视。早在上世纪50 年代，矿山开采引发的生态环境问题便得到了发达国家的重视，各国先后实施严格的矿区土地复垦和生态环境保护制度，及时恢复对破坏的矿区生态环境及时修复。随着全球性的环境、土地、资源和人口问题的日益突出，特别是“可持续发展”的理念为各国人民所认同，土地复垦已越来越受到世界各国的普遍重视。
随着我国经济的较快发展, 工业原料、能源的需求量日益增大, 矿产资源开采日趋频繁, 矿山开采不可避免对生态环境产生一定的破坏, 由此引发的环境污染和生态破坏问题尤为突出, 这也是当前人们十分关注的重要问题之一。以我国重点金属矿山为例, 约有90%为露天开采。每年剥离岩土220 M t ～260M t，破坏土地面积占破坏土地总数的27%。无论是井工采矿还是露天开采, 剥离表土和采矿废石、废渣等矿山废弃物的堆积, 对矿区及周围的植被产生严重的破坏。造成地表裸露、土质松软, 导致水土流失、森林破坏。另外, 我国西北生态环境脆弱地区土地沙漠化日益加剧, 南方石漠化严重。
尽管国内在矿区废弃地复垦的立法、治理方法和研究成果方面取得了大量的成就，然而，有关矿区废弃地复垦及生态恢复方面还存在一些不足和挑战。
目前，国内复垦技术的研究大多停留在基本途径的研究方面。已完成的土地复垦工程多是某单一用途的复垦，尚未综合考虑安全问题、环境问题、生态问题的协调、统一，复垦的整体经济和环境效益较差。另外，土地复垦途径研究多为工程复垦技术的研究，生物复垦技术研究进行的较少，尤其是植被快速恢复技术、土壤改良技术缺乏，使复垦土地生产力低，土壤肥力恢复较慢。
矿山排土场, 占地面积较大, 地形地貌受到变迁、水土流失严重、周围大气和水体被污染、生态失衡, 破坏了生态环境的自然景观, 威胁着周围居民的生活与身体健康, 影响工农关系。为了既能有效地利用与开发矿产资源, 又能保护生态环境, 排土场的生态恢复与重建就成为一项必不可少的任务。
目前比较大的排土场生态恢复技术，传统方法是，坡面完全由浆砌石拱架植草，主要以工程措施为基础，并且草种主要为地方杂草，工程造价高，生态恢复效果差，难以起到改善并恢复生态环境，修复地域景观的目的。本发明提出的排土场生态恢复技术，主要采用生物措施，辅助一定的工程措施，来达到良好的生态恢复效果，并且种植因地制宜的植物、造价比较低，达到良好的改善生态环境效果和景观效果。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术，该技术综合采用工程措施、生物措施，来确保矿山排土场安全，达到良好的改善生态环境效果和景观效果。
为达到上述目的，本发明矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术采用以下技术方案：
本发明矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术按照以下工艺、步骤实施：
（1）排土场坡度、坡长、平盘宽度的综合优化确定
①首先根据矿山类型以及排土场的实际状况由经验确定需要整治的排土场坡度、坡长、平盘宽度；
②然后通过极限平衡法、有限元法等计算方法来进行安全校核，直到达到安全允许标准；
③按照土地用途，确定确定边坡角度的上限值。
综合考虑以上三点，对排土场坡度、坡长、平盘宽度进行综合优化确定。
（2）排土场削坡模式
排土场堆积边坡设计削坡开级为三级，每级坡高9～11m，边坡平盘宽4～8m，坡率：第一级1∶2.0～2.1，第二级1∶1.7～1.8，第三级1∶1.45 ～1.60。在排土场边坡平盘的外缘设有地埂。
较优的排土场削坡模式为：排土场堆积边坡设计削坡开级为三级，每级坡高10m，边坡平盘宽4～8m；坡率：第一级1∶2.0，第二级1∶1.75，第三级1∶ 1.50。
（3）排土场平盘整治
① 水平式平盘
平盘整治成水平，该形式适宜于种植旱作、果树等。
② 坡式平盘
平盘宽度较宽达6～8m且向内有1°～3°的坡度时，顺坡向每隔一定间距沿等高线修筑地埂而成田地。依靠逐年耕翻、径流充淤并加高地埂，使田面坡度逐年变缓，最终成水平田地，所以这是一种过渡形式。
③ 反坡式平盘
平盘稍向内侧倾斜，反坡2°～5°，一般可达3°，适宜于4～6m的较窄平盘，能增加田面蓄水量，并使暴雨时过多径流由平盘内侧安全排走。适于栽种旱作与果树。
干旱地区造林所修反坡式较窄平盘，反坡可为11°～21°。
（4）平盘及坡面生态恢复措施
第一、二级边坡采用浆砌石拱架植草，坡底护裙、浆砌片石边坡平盘及其排水沟、坡面镶边设计施工；第三级边坡用香根草护坡绿化技术。
在坡面按0.9～1.1m垂直高距等高开挖深14～16cm的水平种植沟，在沟内施有机肥，并加施N、P，K肥，草种植后及时浇定根水。
在排土场平盘首先播种百喜草，用种量15～25g/m2，最佳为20g/m2，播种后及时维护管理，查苗补缺，当多数茎蘖进入孕穗旺长期时，刈割留高20～30cm，一年刈割1～2次，利用百喜草的速生快长耐贫瘠特性，在短期内覆盖平盘涵养水土；1～2年后在平盘种植果树或农作物。
附图说明
图１是排土场水平式平盘整治示意图。
图2是排土场坡式平盘整治示意图。
图3是排土场反坡式平盘整治示意图。
图中参数为：坡面坡度为θ，坡长为L，坡面底宽为b，坡高为h，平台宽度为d，坡率i=（h/b）。
具体实施方式
为了进一步描述本发明，下面结合附图对本发明矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术作更详细说明。
（1）综合优化确定排土场坡度、坡长、平盘宽度
排土场边坡设计一般采用直线形方案，施工条件简单，操作方便。
首先根据矿山类型以及排土场的实际状况由经验确定需要整治的排土场坡度、坡长、平盘宽度，然后通过极限平衡法、有限元法等计算方法来进行安全校核，直到达到安全允许标准。针对不同的矿山不同的岩土力学参数具体问题具体分析，在这里不详叙。
排土场台阶坡面角除满足安全要求外，还需满足土地的使用要求。不同的土地用途，对于边坡角度都有一定的要求，一般存在一个上限值。
（2）排土场削坡模式
排土场堆积边坡设计削坡开级为三级，每级坡高10m，边坡平盘宽4～8m；坡率i：第一级1∶2.0，第二级1∶1.75，第三级1∶ 1.50；在平盘的外缘设有地埂。
（3）排土场平盘整治
① 水平式平盘
由图1所示的排土场水平式平盘整治示意图看出，采用水平式平盘整治，平盘整治成水平，该形式适宜于种植旱作、果树等。
② 坡式平盘
由图1所示的排土场坡式平盘整治示意图看出，采用坡式平盘整治，平盘宽度达7m且向内有1.5°的坡度，顺坡向每隔一定间距沿等高线修筑地埂而成田地。依靠逐年耕翻、径流充淤并加高地埂，使田面坡度逐年变缓，最终成水平田地。
③ 反坡式平盘
由图3所示的排土场反坡式平盘整治示意图看出，采用反坡式平盘整治，平盘稍向内侧倾斜，反坡3°，平台宽度5m。这种方式能增加田面蓄水量，并使暴雨时过多径流由平盘内侧安全排走。适于栽种旱作与果树。
（4）平盘及坡面生态恢复措施
第一、二级边坡采用浆砌石拱架植草，坡底护裙、浆砌片石边坡平盘及其排水沟、坡面镶边设计施工；第三级边坡用香根草护坡绿化技术。
在排土场平盘首先播种百喜草，利用其速生快长耐贫瘠特性，在短期内覆盖平盘面，用种量15～25g/m2，最佳为20g/m2；1～2年后，在平盘种植果树或农作物。
植草技术：先平整坡面，在坡面上沿等高线方向大致整成梯田式带状小平面，并让准备植草的草带有一定疏松的土壤，整地时，切忌沿等高线方向整成两端高、中间低。
植草：在坡面按1m垂直高距等高开挖深15cm的水平种植沟，在沟内施有机肥，并加施N、P，K肥，草种植后及时浇定根水。
养护：播种后及时维护管理，查苗补缺，当多数茎蘖进入孕穗旺长期时，刈割留高20～30cm，一年刈割1～2次。
整个排土场的排水系统按照专门的排水工程设计方案进行。
Claims (5)
1.一种矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术，其特征在于按照以下工艺、步骤实施：
（1）排土场坡度、坡长、平盘宽度的综合优化确定
①首先根据矿山类型以及排土场的实际状况由经验确定需要整治的排土场坡度、坡长、平盘宽度；
②然后通过极限平衡法、有限元法等计算方法来进行安全校核，直到达到安全允许标准；
③按照土地用途，确定确定边坡角度的上限值；
综合考虑以上三点，对排土场坡度、坡长、平盘宽度进行综合优化确定；
（2）排土场削坡模式
排土场堆积边坡设计削坡开级为三级，每级坡高9～11m，边坡平盘宽4～8m，坡率：第一级1∶2.0～2.1，第二级1∶1.7～1.8，第三级1∶1.45 ～1.60；
在排土场边坡平盘的外缘设有地埂；
（3）排土场平盘整治
平盘整治成水平、坡式或反坡式；
（4）平盘及坡面生态恢复措施
第一、二级边坡采用浆砌石拱架植草，坡底护裙、浆砌片石边坡平盘及其排水沟、坡面镶边设计施工；第三级边坡用香根草护坡绿化技术；
在排土场平盘首先播种百喜草，用种量15～25g/m2，播种后及时维护管理，查苗补缺，当多数茎蘖进入孕穗旺长期时，刈割留高20～30cm，一年刈割1～2次；1～2年后在平盘种植果树或农作物。
2.如权利要求1所述的矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术，其特征在于：所述的边坡平盘宽4～6m ，平盘整治成反坡式，平盘稍向内侧倾斜，反坡2°～5°。
3.如权利要求1所述的矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术，其特征在于：所述的边坡平盘宽6～8m，平盘整治成坡式，向内有1°～3°的坡度，顺坡向每隔一定间距沿等高线修筑地埂而成田地，依靠逐年耕翻、径流充淤并加高地埂，使田面坡度逐年变缓，最终成水平田地。
4.如权利要求1、2或3所述的矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术，其特征在于：在坡面按0.9～1.1m垂直高距等高开挖深14～16cm的水平种植沟，在沟内施有机肥，并加施N、P，K肥，草种植后及时浇定根水。
5.如权利要求4所述的矿山排土场安全整治及生态修复、重建技术，其特征在于：排土场的坡率为：第一级1∶2.0，第二级1∶1.75，第三级1∶ 1.50，百喜草的用种量为20g/m2。
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