CN104067720B - 煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法，包括夯实田坎修复和搅浆沉降田面修复，搅浆沉降田面修复包括以下步骤：翻耕泡田，包括：翻耕和灌水泡田，翻耕和灌水泡田同时进行；水整田，包括：搅浆整田；翻耕泡田和搅浆整田间隔重复进行三次，第一次翻耕结束后，需泡田3-5天，待泡透垡片后进行搅浆整田，第二次及第三次翻耕后马上进行搅浆整田，每次搅浆整田结束后需待水田泥浆澄清后再进行下一次翻耕；本方法弥补了矿区土地复垦技术中对损毁水田修复技术缺乏的空缺，使得西南山地煤矿采空沉陷稳定区大量的损毁水田的修复提供了技术职称，夯实田坎修复技术及搅浆沉降田面修复技术的应用，方法操作简单易行，且耗时短，见效快。

Description

煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法
技术领域
本发明涉及一种水田耕作领域，特别涉及一种煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法。
背景技术
在西南山区，随着地下大量区域煤矿被采空，形成了大面积的采空区，这些采空区经过长时间的地质作用逐渐趋于沉陷稳定，也就形成了大量的采空沉陷稳定区。然而，位于这些采空稳定区上方的地表耕地资源由于采空区的不均匀沉陷，导致其上方的耕地资源受到不同程度的破坏，从而给原本耕地资源就紧缺的西南山区居民的正常生产生活带来了严重的影响，并且加剧了西南山区本已严峻的人地矛盾。水稻种植一直被作为西南山区当地农民粮食生产中最重要的一部分，不仅是保证采空区居民家庭粮食安全的重要来源，而且对于改善其生态环境及土地资源可持续发展均有着非常重要的作用。但由于大量采空区上方的水田均已被采煤采矿作业带来的长期地质作用(沉降、塌陷、断裂、地裂缝等)所损毁，出现无法保水现象，已不能够满足正常的水稻种植，从而导致当地居民的基本生活需要得不到满足，存在严重的粮食安全隐患。
目前，为解决上述问题，西南山地煤矿采空沉陷稳定区土地复垦及生态修复多采用土壤重构与培肥技术进行，这些土方法主要是针对旱作区域土地进行复垦，且存在改土放量大、操作复杂、耗费时间较长、资金投入量大且不易于当地农民掌握等缺点。对于位于采空沉陷稳定区的损毁水田至今仍然缺乏相关修复技术的研究。
发明内容
有鉴于此，本发明针对西南山地煤矿采空沉陷稳定区损毁水田修复与再利用的需求，构建一套适用于西南丘陵山地煤矿采空区损毁水田的简单、有效、快速的修复方法，可对犁底层及已损毁不透水层由于不均匀沉降产生的细微裂缝进行填堵修复，保证水田底层的保水效果，满足正常的水稻种植。
本发明的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法，包括夯实田坎修复和搅浆沉降田面修复，搅浆沉降田面修复包括以下步骤：
翻耕泡田，翻耕泡田包括：翻耕和灌水泡田，翻耕和灌水泡田同时进行；
水整田，水整田包括：搅浆整田；
翻耕泡田和搅浆整田间隔重复进行三次，其中，第一次翻耕结束后，需泡田3-5天，待泡透垡片后进行搅浆整田，第二次及第三次翻耕后马上进行搅浆整田，每次搅浆整田结束后沉淀3天以上，保持水层5-7cm，不能落干，待水田泥浆澄清后再进行下一次翻耕。
进一步，每次翻耕泡田的翻耕深度为20-25cm，灌水深度为垡片高度的2/3。
进一步，每次搅浆整田的搅浆深度为15-20cm，搅浆次数为未损毁水田的3-5倍。
进一步，搅浆整田采用牛犁拉耙法、小型水田平整机法或小型水田打浆机法。
进一步，翻耕采用传统的牛犁法或小型旋耕机法。
进一步，夯实田坎修复包括：开挖、分层回填夯实和人工修边；
开挖包括：沿着田坎线方向开挖，其中，开挖深度为50cm，开挖坡比为1:0.25；
分层回填夯实包括：对于开挖后的基槽进行土壤分层回填并夯实，其中，分层厚度为20cm，压实度不小于90％，每层夯实结束后将土体表面刨毛后再进行下一层土体的回填；
人工修边包括：对形成的夯实田坎修边，使得田坎宽度不小于40cm，田坎超出田面高度不少于30cm。
本发明的有益效果：本发明的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法，在田面修复中，一边灌水一边进行翻耕，在翻耕的同时可达到初步搅浆的效果，使泥浆初步沉降填堵裂缝，然后进行搅浆整田，并再次重复进行翻耕泡田和水整田两次，即翻耕泡田和水整田两步骤间隔重复进行三次，从而保证把土壤搅烂，形成细粒泥浆，使得泥浆通过沉降作用，对犁底层及已损毁不透水层由于不均匀沉降产生的细微裂缝进行填堵修复；本方法弥补了矿区土地复垦技术中对损毁水田修复技术缺乏的空缺，使得西南山地煤矿采空沉陷稳定区大量的损毁水田的修复提供了技术职称，夯实田坎修复技术及搅浆沉降田面修复技术的应用，方法操作简单易行，便于当地居民掌握，且耗时短，见效快。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明提供的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法的第一实施例的流程示意图；
图2为本发明提供的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法的第二实施例的流程示意图；
图3为本发明实施例中夯实田坎修复实施示意图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明提供的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法的第一实施例的流程示意图，其包括：
步骤S11、夯实田坎修复；
在步骤S11后，进行搅浆沉降田面修复，包括三次翻耕和三次水整田，其中，水整田又称耙田，则三次翻耕和三次水整田又称三犁三耙，具体的，搅浆沉降田面修复包括以下步骤：
步骤S12、第一次翻耕泡田，包括：翻耕和灌水泡田，且翻耕和灌水泡田同时进行，该次翻耕结束后泡田3-5天，待泡透垡片后进行第一次搅浆整田；
步骤S13、进行第一次搅浆整田，待第一次搅浆整田结束后沉淀3天以上，保持水层5-7cm，不能落干，待水田泥浆澄清后进行第二次翻耕；
步骤S14、进行第二次翻耕，该次翻耕后马上进行下次搅浆整田；
步骤S15、进行第二次搅浆整田，待第二次搅浆整田结束后沉淀3天以上，保持水层5-7cm，不能落干，待水田泥浆澄清后进行第三次翻耕；
步骤S16、进行第三次翻耕，该次翻耕后马上进行下次搅浆整田；
步骤S17、进行第三次搅浆整田，待该次搅浆整田结束后沉淀3天以上，保持水层5-7cm，不能落干。
其中，水整田又称磨田或耙田，主要目的是把犁块搅碎，同时把田面整平。本发明实施例中，翻耕和灌水泡田一般在每年的四月中旬进行，一边灌水一边翻耕，即翻耕和灌水同时进行，在翻耕的同时可达到初步搅浆的效果，使泥浆初步沉降填堵裂缝，然后通过搅浆，从而保证把土壤搅烂，形成细粒泥浆，使得泥浆通过沉降作用，对犁底层及已损毁不透水层由于不均匀沉降产生的细微裂缝进行填堵修复，在搅浆整田结束后保持水层5-7cm30天以上，经过三犁三耙后，方可对水田进行水稻的正常种植。
在本实施例中，其中，翻耕的深度为20-25cm，灌水的深度为垡片高度的2/3，；翻耕采用传统的牛犁法或小型旋耕机法；搅浆整田的搅浆深度为20-23cm，搅浆次数为未损毁水田的3-5倍；搅浆整田采用牛犁拉耙法、小型水田平整机法或小型水田打浆机法。翻耕泡田与搅浆整田各3次，并且交叉进行，第一次翻耕结束后，需泡田3-5天，进行第一次搅浆整田；第二次及第三次翻耕后马上进行搅浆整田；每次搅浆整田结束后，需沉降3-5天，具有重复作业，保证泥浆沉降效果良好的目的。
如图2所示，本发明提供的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法的第二实施例的流程示意图，并结合具体实施例进行说明，其包括：
步骤S21、沿着田坎线方向开挖，其中，开挖深度为50cm，开挖坡比为1:0.25，如图3所示，本步骤为夯实田坎修复第一步；
步骤S22、对于开挖后的基槽进行土壤分层回填并夯实，其中，分层厚度为20cm，压实度不小于90％，每层夯实结束后将土体表面刨毛后再进行下一层土体的回填，如图3所示，本步骤为夯实田坎修复第二步；
步骤S23、对形成的夯实田坎进行人工修边，使得田坎宽度不小于40cm，田坎超出田面高度不低于30cm，如图3所示，本步骤为夯实田坎修复第三步；
然后进行搅浆沉降田面修复，包括三次翻耕和三次搅浆整田，其中，搅浆整田又称水整田或耙田，则三次翻耕和三次搅浆整田又称三犁三耙，具体的，搅浆沉降田面修复包括以下步骤：
步骤S24、第一次翻耕泡田，包括：翻耕和灌水泡田，且翻耕和灌水泡田同时进行，该次翻耕结束后泡田3-5天，待泡透垡片后进行第一次搅浆整田；
步骤S25、进行第一次搅浆整田，待第一次搅浆整田结束后沉淀3天以上，保持水层5-7cm，不能落干，待水田泥浆澄清后进行第二次翻耕；
步骤S26、进行第二次翻耕，该次翻耕后马上进行下次搅浆整田；
步骤S27、进行第二次搅浆整田，待第二次搅浆整田结束后沉淀3天以上，保持水层5-7cm，不能落干，待水田泥浆澄清后进行第三次翻耕；
步骤S28、进行第三次翻耕，该次翻耕后马上进行下次搅浆整田；
步骤S29、进行第三次搅浆整田，待该次搅浆整田结束后沉淀3天以上，保持水层5-7cm，不能落干。
本实施例，采用人工夯实作业原理对田坎进行修复，开挖深度大，压实度高，田坎宽度和超出田面高度均较为理想，不仅方法操作简单易行，便于当地居民掌握，且耗时短，见效快，能有效的防止田埂漏水。
本实施例中，形成的夯实田坎宽度可为40cm、45cm、50cm，最优为40cm，超出田面高度为30cm、35cm、40cm，最优为30cm，在有特殊通行需求的，可按照其相应的要求进行适当的拓宽与加高。
本实施例中，翻耕深度为20-25cm，灌水深度为垡片高度的2/3；翻耕采用传统的牛犁法或小型旋耕机法；搅浆整田的搅浆深度为20-23cm，搅浆次数为未损毁水田的3-5倍；搅浆整田采用牛犁拉耙法、小型水田平整机法或小型水田打浆机法。
依据上述两种实施例的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法的具体实施方式，进行了田间实验，选择重庆市綦江县境内的松藻矿区为实验研究区，根据采矿资料及物探分析法，选择采空沉陷稳定区内赶水镇梅子村已损毁水田及未损毁水田进行实验田的布置。实验设计如下：
(1)对照组1(CK1)：未损毁水田常规耕种，不做修复处理；
(2)对照组2(CK2)：损毁水田常规耕种，不做修复处理；
(3)措施组1(T1)：未损毁水田修复处理；
(4)措施组2(T2)：损毁水田修复处理。
供试水稻品种为T优109，2011年4月25日开始育种，5月26日移栽，栽插密度为25cm×15cm(行距×株距)。按照当地农民耕作要求，使用了尿素、碳铵及磷肥等肥料。为防治病虫害，并喷洒了相关农药。水稻的各生育阶段均采用定点、定人、定期的方法对水稻生长过程进行观测。同时，收集并记录每块实验田的翻耕整田时间、沉淀时间，水稻的移栽期、返青期、分蘖期、孕穗期、抽穗期及成熟期，各生育阶段灌溉水量(Q)、灌水次数、降雨量(P)、蒸发量(E)及雨水漫流量(q)以及分区单收、晒干风净后的测产值等数据。利用上述观测数据，计算有效降雨量(P-q)及灌溉用水利用效率(消耗单位体积的灌溉用水(1m3)所生产粮食的量，kg·m-3)。
表1(见下表)田间实验灌溉用水数据
表2(见下表)灌溉用水利用效率分析
处理方式 灌溉水量(m3·hm-2) 产量(kg·hm-2) 灌溉用水利用效率(kg·m-3)
CK1 8000 6450 0.806
CK2 12900 6150 0.477
T1 7900 6495 0.822
T2 9000 6570 0.730
分析田间实验研究结果：将T1与CK1对比可知，本修复方法对未损毁水田保水性的提升作用不明显；对比T2与CK2可知，本修复方法对损毁水田保水性的提升效果显著，在灌溉用水利用效率(η)上，保水效果提高了(ηCK2-ηT2)/ηCK2,即：53.1％；对比T2与CK1、CK2可知，本修复方法对损毁水田保水能力修复程度显著，在灌溉水利用效率上，修复程度达(ηCK2-ηT2)/(ηCK1-ηCK2)，即：76.9％。同时，此方法还具有一定的增产作用，但不明显。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法，包括夯实田坎修复和搅浆沉降田面修复，其特征在于：所述搅浆沉降田面修复包括以下步骤：
翻耕泡田，所述翻耕泡田包括：翻耕和灌水泡田，所述翻耕和所述灌水泡田同时进行；
水整田，所述水整田包括：搅浆整田；
所述翻耕泡田和所述搅浆整田间隔重复进行三次，其中，第一次翻耕结束后，需泡田3-5天，待泡透垡片后进行搅浆整田，第二次及第三次翻耕后马上进行搅浆整田，每次搅浆整田结束后沉淀3天以上，保持水层5-7cm，不能落干，待水田泥浆澄清后再进行下一次翻耕；
所述夯实田坎修复包括：开挖、分层回填夯实和人工修边；
所述开挖包括：沿着田坎线方向开挖，其中，开挖深度为50cm，开挖坡比为1:0.25；
所述分层回填夯实包括：对于开挖后的基槽进行土壤分层回填并夯实，其中，分层厚度为20cm，压实度不小于90％，每层夯实结束后将土体表面刨毛后再进行下一层土体的回填；
所述人工修边包括：对形成的夯实田坎修边，使得田坎宽度不小于40cm，田坎超出田面高度不少于30cm。
2.根据权利要求1所述的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法，其特征在于：每次所述翻耕泡田的翻耕深度为20-25cm，灌水深度为垡片高度的2/3。
3.根据权利要求2所述的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法，其特征在于：每次所述搅浆整田的搅浆深度为15-20cm，搅浆次数为未损毁水田的3-5倍。
4.根据权利要求3所述的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法，其特征在于：所述搅浆整田采用牛犁拉耙法、小型水田平整机法或小型水田打浆机法。
5.根据权利要求4所述的煤矿采空沉陷稳定区损毁水田的修复方法，其特征在于：所述翻耕采用传统的牛犁法或小型旋耕机法。
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