CN108307719A - 一种煤炭塌陷区土壤改进方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤炭塌陷区土壤改进方法，涉及煤炭塌陷区修复技术领域；改进技术如下：煤炭塌陷区土壤中煤炭和煤矸石的清理清除，腐化剂和pH电解液加入，后期生物调理剂和pH电解液喷洒，再进行施肥，最后翻耕后土壤闲置3‑6个月即可；本发明处理方法简单易行，操作不复杂，持续时间长，可有效高效缓解处理煤炭塌陷区土壤，且处理后的煤炭塌陷区土壤利用率高。

Description

一种煤炭塌陷区土壤改进方法

技术领域：

本发明涉及煤炭塌陷区修复技术领域，具体涉及一种煤炭塌陷区土壤改进方法。

背景技术：

煤矿采煤之后留下的下陷的地域。同意于沉陷区。对采煤塌陷区进行综合治理普遍认为是一个世界难题。由于采矿塌陷区所在城市矿产资源储量比较大，分布范围广，开发时间一般比较久远，矿区的生产活动及其产生的废气、废水、废渣等严重污染了周边环境。采矿塌陷破坏了地表形态，导致土壤养分和有机物因耕地坡度增大而加速流失，肥力大幅大降。同时导致农业基础设施受损被毁，农业生产环境逐步恶化。

紧密结合土地利用总体规划、城镇规划和新农村建设规划，拉坡地以复垦造地、补充耕地为主，实施占补平衡，促进农民增收，维护社会稳定；已征转用的稳沉塌陷区域，可根据村镇建设规划整理后新增建设用地，用于压煤村庄搬迁等村镇建设；空心村与废弃窑场等建设用地，可由政府投入或企业交纳土地复垦费进行治理，治理后的土地通过建设用地置换盘活存量土地。

对于煤炭塌陷区域是很好利用的土地资源，本发明对煤炭塌陷区域土壤改进，以有效合理利用煤炭塌陷区土壤资源。本发明开发一种煤炭塌陷区土壤改进方法。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种煤炭塌陷区土壤改进方法，使用本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种煤炭塌陷区土壤改进方法，改进技术如下：

1、煤炭塌陷区土壤中煤炭和煤矸石的清理清除，首先采用捡石机将土壤中表面存在的大块煤炭和煤矸石清理捡出，煤矸石和煤炭长或宽≥6cm；将煤炭塌陷区土壤反复翻耕3-5次，至土壤中不见大块煤炭和煤矸石；

2、步骤1土壤翻耕3-5次同时，向土壤中加入腐化剂和pH电解液，并通过翻耕将腐化剂均匀分布于土壤中，在第1次或第2次翻耕时先喷洒pH电解液，pH电解液用量为4-8L/亩；在土壤翻耕第3次或第4、5次时加入腐化剂，腐化剂用量为20-30kg/亩；

3、将施有腐化剂的土壤放置30-50天，后向土壤表面中喷洒生物调理剂和pH电解液，后将土壤深度翻耕，先喷洒pH电解液再加入生物调理剂，把生物调理剂翻耕入土壤下，待土壤修复60-80天，pH电解液用量为1-3L/亩，生物调理剂用量为10-20kg/亩。

4、继步骤3修复后的土壤，再通过浅度翻耕，并同时向土壤中加入复合肥料，复合肥施肥量为40-60kg/亩，向土壤中补充氮、磷、钾、钙、钠、锰、硫、硼、铜、铁、钼、锌。

5、翻耕后土壤闲置3-6个月，即可针对当地农耕条件进行使用。

其中所述步骤2中腐化剂组分包括：草木灰23-35份、沙土30-40份、腐殖质15-21份，麸皮10-16份，豆粕8-15份，玉米粉12-16份，生石膏1.5-3.5份、蛭石10-14份、硅藻土11-17份、草木灰6-10份、发酵泥18-21份、使君子3-8份、贯仲2.5-7份、狼毒3-9份、苦楝子7-11份、黄柏8-16份、秦皮10-17份、白矾4-9份、蛇床子6-11份、金银花2-7份；

所述发酵泥是由猪粪45-55份、玉米秸秆15-20份、烟草梗13-19份、水40-51份在发酵池内经发酵、沉淀而得的沉淀泥。

腐化剂中的中药组份使君子、贯仲、狼毒、苦楝子、黄柏、秦皮、白矾、蛇床子、金银花配伍组成，抑制土壤中表面病菌生长，阻止土壤中病菌的繁衍，保持土壤中水分和营养元素含量，提供以后土壤植物生长所需的各种微量元素，双效功能。

所述腐化剂制备方法为：将使君子、贯仲、狼毒、苦楝子、黄柏、秦皮、白矾、蛇床子、金银花均匀混合放入粉碎机中粉碎，然后加水煎煮，煎煮时的加水量是上述原料总重量的5-10倍，然后过滤，将滤液浓缩成相对密度为2.12-2.36g/ml的水提稠膏备用，将水提稠膏与剩余原料均匀搅拌混合，并将混合物加入旋转混合熟化机中，将混合物料熟化5-10min；

其中述说熟化条件为：熟化机温度控制在35-55℃，旋转速度为5-10圈/min。

所述的腐化剂的使用方法为：将腐化剂撒于土壤，翻耕后将腐化剂压于土壤下方，后再翻耕后土壤表面撒一层腐化剂，之后在土壤表面铺盖一层秸秆层，在秸秆层上铺撒鸡粪、牛粪等畜类粪便，在畜类粪便上再铺上西瓜藤或秸秆或稻草或茅草等，后将生石灰后铺在西瓜藤或秸秆或稻草或茅草上，然后等待30-50天，待秸秆上层生石灰消失，后将没有腐化的西瓜藤或秸秆或稻草或茅草清除即可。

其中步骤3所述生物调理剂包括：木质素酶7-13份、轻质碳酸钙14-20份、樟脑11-16份、硬脂酸8-15份、水杨酸5-11份、陶土16-21份、易混槽黑5-10份、芦荟胶5-9份、硅藻泥12-19份、活性炭9-13份、纳米改性醇酸树脂6-11份、大蒜素4-9份、超氧化物气化酶11-19份、基质胶13-25份、有益菌组合物4-8份。

所述有益菌组合物包括：土壤木霉、青霉、黄绿木霉、绿色木霉、拟康氏木霉、哈茨木霉、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米曲霉一种或多种。

所述生物调理剂制备方法为：取上述生物调理剂中轻质碳酸钙、硬脂酸、水杨酸、陶土、易混槽黑置于混合搅拌机中，混合均匀后，后向混合物中加入樟脑、芦荟胶、硅藻泥、活性炭、纳米改性醇酸树脂、大蒜素，继续加热搅拌20-30min，待温度降至25-35℃时，并向混合物中加入基质胶，基质胶混合均匀，后向混合物中加入有益菌组合物，将混合物料制备成颗粒状，颗粒直径大小0.2-0.8cm，即得生物调理剂。

生物调理剂保存于通风避光的包装袋中，并维持湿度在35-45％。

生物调理剂制备过程中所述搅拌速度为200-500rpm/min。

生物调理剂制备过程中所述加热温度控制在55-80℃。

所述生物调理剂的使用方法为：对煤炭塌陷区土壤土地每间隔8-15cm间距进行翻耕垄沟，并向垄沟中撒播生物调理剂，撒播后用土壤将垄沟覆盖，使生物调理剂于土壤中充分发挥作用，土壤修复60-80天；生物调理剂可以有效调理煤炭塌陷区土壤生态平衡和生态环境，以修复土壤的生态环境。

所述步骤3深度翻耕，土壤深度翻耕深度为5-10cm。

使君子：使君子具有一定的药用价值，它是一种非常有效的祛除蛔虫的药物，对小儿蛔虫寄生十分有效。使君子的果实中，含有可以祛除蛔虫的成分；除此之外，使君子，还具有抗皮肤真菌的作用，对许多病菌都有抑制作用。可以抗肠寄生虫，和其他的一些虫病。也可以治疗面黄肌瘦、小孩子腹胀等。

贯仲：贯仲能够杀蛔、绦、蛲虫，清热，解毒，凉血，止血；可用于治疗风热感冒；温热斑疹，吐血，衄血，肠风便血，血痢，血崩，带下等。

狼毒：逐水祛痰，破积杀虫。

苦楝子：理气、止痛、清湿热、驱虫。治疥癣、冻疮、行气止痛、杀虫、脘腹胁肋疼痛；疝痛；虫积腹痛；头癣。

本发明优点和有益效果是：

(1)通过本发明对煤炭塌陷区土壤进行改进，使得土壤因为废气、废水、废渣等严重污染得到改善；恢复了因采矿塌陷破坏了地表形态，改善土壤养分和有机物因耕地坡度增大而加速流失的破坏，肥力大幅修复，同时减少农业基础设施受损被毁，增进农业生产环境。

(2)煤炭塌陷区土壤初期处理减少土壤中煤炭或煤矸石，减少给土壤带来的耕种麻烦，其次翻耕有利于土壤疏松和供养。

(3)pH电解液对土壤酸碱度调节，有利于恢复以后农作物或植物生长需求，并且为后期处理中加入腐化剂和生物处理剂奠定基础的酸碱平衡。

(4)使用腐化剂和生物调理剂可以为土壤输送养分，并增加土壤营养价值以后期土壤使用，同时处理土壤中病虫害，减少农作物生长过程中病虫害产生，生物调理剂可以有效调理煤炭塌陷区土壤生态平衡和生态环境，以修复土壤的生态环境。

(5)本发明处理方法简单易行，操作不复杂，持续时间长，可有效高效缓解处理煤炭塌陷区土壤，且处理后的煤炭塌陷区土壤利用率高。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1：

一种煤炭塌陷区土壤改进方法；

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种煤炭塌陷区土壤改进方法，改进技术如下：

1、煤炭塌陷区土壤中煤炭和煤矸石的清理清除，首先采用捡石机将土壤中表面存在的大块煤炭和煤矸石清理捡出，煤矸石和煤炭长或宽≥6cm；将煤炭塌陷区土壤反复翻耕4次，至土壤中不见大块煤炭和煤矸石；

2、步骤1土壤翻耕4次同时，向土壤中加入腐化剂和pH电解液，并通过翻耕将腐化剂均匀分布于土壤中，在第1次和第2次翻耕时先喷洒pH电解液，在土壤翻耕第3次和第4次时加入腐化剂，pH电解液用量为5.5L/亩；腐化剂用量为20kg/亩。

3、将施有腐化剂的土壤放置50天，后向土壤表面中喷洒生物调理剂和pH电解液，后将土壤深度翻耕，先喷洒pH电解液再加入生物调理剂，把生物调理剂翻耕入土壤下，待土壤修复70天，pH电解液用量为2L/亩，生物调理剂用量为10.5kg/亩。

4、继步骤3修复后的土壤，再通过浅度翻耕，并同时向土壤中加入复合肥料，复合肥施肥量为40kg/亩。

5、翻耕后土壤闲置6个月，即可针对当地农耕条件进行使用。

其中所述步骤2中腐化剂组分包括：草木灰23份、沙土30份、腐殖质15份，麸皮10份，豆粕8份，玉米粉12份，生石膏1.5份、蛭石10份、硅藻土11份、草木灰6份、发酵泥18份、使君子3份、贯仲2.5份、狼毒3份、苦楝子7份、黄柏8份、秦皮10份、白矾4份、蛇床子6份、金银花4份；

所述发酵泥是由猪粪45份、玉米秸秆15份、烟草梗13份、水40份在发酵池内经发酵、沉淀而得的沉淀泥。

腐化剂中的中药组份使君子、贯仲、狼毒、苦楝子、黄柏、秦皮、白矾、蛇床子、金银花配伍组成，抑制土壤中表面病菌生长，阻止土壤中病菌的繁衍，保持土壤中水分和营养元素含量，提供以后土壤植物生长所需的各种微量元素，双效功能。

所述腐化剂制备方法为：将使君子、贯仲、狼毒、苦楝子、黄柏、秦皮、白矾、蛇床子、金银花均匀混合放入粉碎机中粉碎，然后加水煎煮，煎煮时的加水量是上述原料总重量的5倍，然后过滤，将滤液浓缩成相对密度为2.12-2.36g/ml的水提稠膏备用，将水提稠膏与剩余原料均匀搅拌混合，并将混合物加入旋转混合熟化机中，将混合物料熟化10min；

其中述说熟化条件为：熟化机温度控制在35℃，旋转速度为5圈/min。

所述的腐化剂的使用方法为：将腐化剂撒于土壤，翻耕后将腐化剂压于土壤下方，后再翻耕后土壤表面撒一层腐化剂，之后在土壤表面铺盖一层秸秆层，在秸秆层上铺撒鸡粪、牛粪等畜类粪便，在畜类粪便上再铺上西瓜藤或秸秆或稻草或茅草等，后将生石灰后铺在西瓜藤或秸秆或稻草或茅草上，然后等待50天，待秸秆上层生石灰消失，后将没有腐化的西瓜藤或秸秆或稻草或茅草清除即可。

其中步骤3所述生物调理剂包括：木质素酶7份、轻质碳酸钙14份、樟脑11份、硬脂酸8份、水杨酸5份、陶土16份、易混槽黑5份、芦荟胶5份、硅藻泥12份、活性炭9份、纳米改性醇酸树脂6份、大蒜素4份、超氧化物气化酶11份、基质胶13份、有益菌组合物4份。

所述有益菌组合物包括：绿色木霉、拟康氏木霉、哈茨木霉、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米曲霉多种。

所述生物调理剂制备方法为：取上述生物调理剂中轻质碳酸钙、硬脂酸、水杨酸、陶土、易混槽黑置于混合搅拌机中，混合均匀后，后向混合物中加入樟脑、芦荟胶、硅藻泥、活性炭、纳米改性醇酸树脂、大蒜素，继续加热搅拌20min，待温度降至30℃时，并向混合物中加入基质胶，基质胶混合均匀，后向混合物中加入有益菌组合物，将混合物料制备成颗粒状，颗粒直径大小0.4-0.6cm，即得生物调理剂。

生物调理剂保存于通风避光的包装袋中，并维持湿度在35-40％。

生物调理剂制备过程中所述搅拌速度为300-400rpm/min。

生物调理剂制备过程中所述加热温度控制在55-60℃。

所述生物调理剂的使用方法为：对煤炭塌陷区土壤土地每间隔10-12cm间距进行翻耕垄沟，并向垄沟中撒播生物调理剂，撒播后用土壤将垄沟覆盖，使生物调理剂于土壤中充分发挥作用，土壤修复80天。

所述步骤3深度翻耕，土壤深度翻耕深度为7-10cm。

实施例2：

一种煤炭塌陷区土壤改进方法；

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种煤炭塌陷区土壤改进方法，改进技术如下：

1、煤炭塌陷区土壤中煤炭和煤矸石的清理清除，首先采用捡石机将土壤中表面存在的大块煤炭和煤矸石清理捡出，煤矸石和煤炭长或宽≥6cm；将煤炭塌陷区土壤反复翻耕5次，至土壤中不见大块煤炭和煤矸石；

2、步骤1土壤翻耕5次同时，向土壤中加入腐化剂和pH电解液，并通过翻耕将腐化剂均匀分布于土壤中，在第1次和第2次翻耕时先喷洒pH电解液，在土壤翻耕第3次和第4、5次时加入腐化剂，pH电解液用量为5L/亩；腐化剂用量为25kg/亩；

3、将施有腐化剂的土壤放置50天，后向土壤表面中喷洒生物调理剂和pH电解液，后将土壤深度翻耕，先喷洒pH电解液再加入生物调理剂，把生物调理剂翻耕入土壤下，待土壤修复80天,pH电解液用量为1.5L/亩，生物调理剂用量为11kg/亩。

4、继步骤3修复后的土壤，再通过浅度翻耕，并同时向土壤中加入复合肥料，复合肥施肥量为45kg/亩。

5、翻耕后土壤闲置5个月，即可针对当地农耕条件进行使用。

其中所述步骤2中腐化剂组分包括：草木灰35份、沙土40份、腐殖质21份，麸皮16份，豆粕15份，玉米粉16份，生石膏3.5份、蛭石14份、硅藻土17份、草木灰10份、发酵泥21份、使君子8份、贯仲4.5份、狼毒9份、苦楝子9份、黄柏13份、秦皮12份、白矾9份、蛇床子8份、金银花7份；

所述发酵泥是由猪粪55份、玉米秸秆15份、烟草梗13份、水40份在发酵池内经发酵、沉淀而得的沉淀泥。

腐化剂中的中药组份百步、贯仲、狼毒、苦楝子、黄柏、白头翁、金银花配伍组成，抑制土壤中表面病菌生长，阻止土壤中病菌的繁衍，保持土壤中水分和营养元素含量，提供以后土壤植物生长所需的各种微量元素，双效功能。

所述腐化剂制备方法为：将使君子、贯仲、狼毒、苦楝子、黄柏、秦皮、白矾、蛇床子、金银花均匀混合放入粉碎机中粉碎，然后加水煎煮，煎煮时的加水量是上述原料总重量的6倍，然后过滤，将滤液浓缩成相对密度为2.12-2.36g/ml的水提稠膏备用，将水提稠膏与剩余原料均匀搅拌混合，并将混合物加入旋转混合熟化机中，将混合物料熟化10min；

其中述说熟化条件为：熟化机温度控制在50-55℃，旋转速度为10圈/min。

所述的腐化剂的使用方法为：将腐化剂撒于土壤，翻耕后将腐化剂压于土壤下方，后再翻耕后土壤表面撒一层腐化剂，之后在土壤表面铺盖一层秸秆层，在秸秆层上铺撒鸡粪、牛粪等畜类粪便，在畜类粪便上再铺上西瓜藤或秸秆或稻草或茅草等，后将生石灰后铺在西瓜藤或秸秆或稻草或茅草上，然后等待50天，待秸秆上层生石灰消失，后将没有腐化的西瓜藤或秸秆或稻草或茅草清除即可。

其中步骤3所述生物调理剂包括：木质素酶13份、轻质碳酸钙20份、樟脑16份、硬脂酸15份、水杨酸11份、陶土21份、易混槽黑10份、芦荟胶9份、硅藻泥13份、活性炭9份、纳米改性醇酸树脂11份、大蒜素9份、超氧化物气化酶11份、基质胶15份、有益菌组合物6份。

所述有益菌组合物包括：土壤木霉、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米曲霉多种。

所述生物调理剂制备方法为：取上述生物调理剂中轻质碳酸钙、硬脂酸、水杨酸、陶土、易混槽黑置于混合搅拌机中，混合均匀后，后向混合物中加入樟脑、芦荟胶、硅藻泥、活性炭、纳米改性醇酸树脂、大蒜素，继续加热搅拌25min，待温度降至28-30℃时，并向混合物中加入基质胶，基质胶混合均匀，后向混合物中加入有益菌组合物，将混合物料制备成颗粒状，颗粒直径大小0.5-0.7cm，即得生物调理剂。

生物调理剂保存于通风避光的包装袋中，并维持湿度在38-40％。

生物调理剂制备过程中所述搅拌速度为200-250rpm/min。

生物调理剂制备过程中所述加热温度控制在60-75℃。

所述生物调理剂的使用方法为：对煤炭塌陷区土壤土地每间隔12-15cm间距进行翻耕垄沟，并向垄沟中撒播生物调理剂，撒播后用土壤将垄沟覆盖，使生物调理剂于土壤中充分发挥作用，土壤修复80天。

所述步骤3深度翻耕，土壤深度翻耕深度为10cm。

对本发明提供的实施例中分别进行试验考察，将实施例1和实施例2处理后的煤炭塌陷区土壤土地种植作物(小麦、花生)进行考察，结果如表1，表2所示；对比例为普通大田地种植。实施例1种植小麦，实施例2种植花生

表1小麦、花生长势及采收情况(均施肥)

检测项目	普通种植(小麦)	普通种植(花生)	实施例1	实施例2
					粒径	2.36-3.35mm	1.2×0.6cm	2.28-3.25mm	1.05×0.6cm
产量(kg/百亩)	1200	700	1108	650

表2小麦、花生主要矿物质元素含量(每100g)

检测名称	普通种植(小麦)	普通种植(花生)	实施例1	实施例2
					碳水化合物(g)	75.2	23.8	72.5	22.5
膳食纤维(g)	10.8	6.3	9.3	6.41
					蛋白质(g)	11.9	21.7	11.5	12.05
水(g)	10	4.1	8.9	3.96
					脂肪(g)	1.3	48.0	1.08	48.5
尼克酸(mg)	4	18.9	4.04	17.6
					钙(mg)	34	47	32.5	45.6
磷(mg)	325	326	318	331

由以上检测结果显示：经过本发明方法处理后的煤炭塌陷区土壤进行种植，考察本发明对煤炭塌陷区土壤改进方法。经过煤炭塌陷区土壤种植发现，小麦和花生粒径及亩产量均不低于普通正常种植，且在花生小麦成分含量上有部分是优于正常种植的，因此可以说明本发明煤炭塌陷区土壤改进方法是切实有效的。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种煤炭塌陷区土壤改进方法，其特征在于：改进技术如下：

(1)煤炭塌陷区土壤中煤炭和煤矸石的清理清除，首先采用捡石机将土壤中表面存在的大块煤炭和煤矸石清理捡出，煤矸石和煤炭长或宽≥6cm；将煤炭塌陷区土壤反复翻耕3-5次，至土壤中不见大块煤炭和煤矸石；

(2)步骤1土壤翻耕3-5次同时，向土壤中加入腐化剂和pH电解液，并通过翻耕将腐化剂均匀分布于土壤中，在第1次或第2次翻耕时先喷洒pH电解液，pH电解液用量为4-8L/亩；在土壤翻耕第3次或第4、5次时加入腐化剂，腐化剂用量为20-30kg/亩；

(3)将施有腐化剂的土壤放置30-50天，后向土壤表面中喷洒生物调理剂和pH电解液，后将土壤深度翻耕，先喷洒pH电解液再加入生物调理剂，把生物调理剂翻耕入土壤下，待土壤修复60-80天，pH电解液用量为1-3L/亩，生物调理剂用量为10-20kg/亩。

(4)继步骤3修复后的土壤，再通过浅度翻耕，并同时向土壤中加入复合肥料，复合肥施肥量为40-60kg/亩，向土壤中补充氮、磷、钾、钙、钠、锰、硫、硼、铜、铁、钼、锌。

(5)翻耕后土壤闲置3-6个月，即可针对当地农耕条件进行使用。

2.根据权利要求1所述的煤炭塌陷区土壤改进方法，其特征在于：其中所述步骤2中腐化剂组分包括：草木灰23-35份、沙土30-40份、腐殖质15-21份，麸皮10-16份，豆粕8-15份，玉米粉12-16份，生石膏1.5-3.5份、蛭石10-14份、硅藻土11-17份、草木灰6-10份、发酵泥18-21份、使君子3-8份、贯仲2.5-7份、狼毒3-9份、苦楝子7-11份、黄柏8-16份、秦皮10-17份、白矾4-9份、蛇床子6-11份、金银花2-7份。

3.根据权利要求2所述的煤炭塌陷区土壤改进方法，其特征在于：所述生物调理剂包括：木质素酶7-13份、轻质碳酸钙14-20份、樟脑11-16份、硬脂酸8-15份、水杨酸5-11份、陶土16-21份、易混槽黑5-10份、芦荟胶5-9份、硅藻泥12-19份、活性炭9-13份、纳米改性醇酸树脂6-11份、大蒜素4-9份、超氧化物气化酶11-19份、基质胶13-25份、有益菌组合物4-8份。