CN112267452A - 一种利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，涉及生态修复技术领域，解决了现有技术中存在的现有矿山修复系统修复效果较差的技术问题，包括以下步骤(i)‑(v)，(i)建立隔离坝，并使隔离坝和矿山之间形成顶部开口的腔体；(ii)～(iv)在所述腔体的内壁上依次铺设防渗层和排水层，并填充固体废弃物，防渗层包括层级设置的土工布和土工膜，排水层包括层级设置的土工布和输水层；(v)在所述固体废弃物的顶部铺设防渗层和覆土层；本发明通过填埋固体废弃物，一方面能够修复开采过度的矿山，另一方面能够合理处理固体废弃物，通过铺设防渗层和排水层能够即时排出固体废弃物产生的渗滤液，避免污染环境，保证矿山修复效果。
Description
技术领域
本发明涉及生态修复技术领域，具体涉及一种利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法。
背景技术
矿产资源是地球上重要的不可再生资源，随着人类对矿产资源的巨大需求和盲目超强度的开采消耗，矿产资源将会逐渐耗竭，同时由于矿产资源的过度利用和开发，也使得大量山体和土地遭到破坏；固体废弃物是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态颗粒、垃圾、炉渣、污泥、废气制品、破损器皿、残次品、变质食品等，伴随着社会的延续，固体废弃物日益增多，对环境的污染压力愈大，无论是矿山修复的问题，还是固体废弃物合理处理的问题，均是当前亟待解决的问题，现有已出现的利用填埋垃圾来治理矿山的系统，虽然起到填埋补充矿山缺失的作用，但是垃圾所产生的废气和废水往往处理不当，容易对环境造成二次污染，从而整体上影响矿山的修复效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，以解决现有技术中存在的现有矿山修复系统修复效果的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(防渗层包括依次层级设置的土工布、土工膜和土工布，能够有效隔离固体废弃物，防止其产生的渗滤液污染邻近土壤，防渗效果显著；排水层包括依次层级设置的土工布、输水层和土工布，一方面能够隔离固体废弃物的渗滤液，另一方面用于渗滤液的导流；排水层连通设置有排水管路，能够排出渗滤液；步骤(i)中隔离坝通过铺设土工格栅，并铺土压实而成，隔离坝结构牢固；固体废弃物顶部依次铺设防渗层、排水层和覆土层，能够有效排出渗入覆土层内的多余雨水；步骤(v)中覆土层通过铺设土工格栅并铺土压实而成，覆土层结构牢固；覆土层上设置生态袋，一方面具有美化环境的作用，另一方面能够防止水土流失；步骤(v)中，固体废弃物顶部在铺设防渗层和覆土层之前，首先铺设排气层，能够用于排出固体废弃物中产生的废气；隔离坝远离矿山一侧设置为阶梯状，每层阶梯设置蓄水沟，相邻阶梯间设置有导流槽，一方面能够减少雨水冲刷，另一方面能够用于多余雨水的导流和蓄存等)；详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，至少包括以下步骤：
(i)在矿山缺失的一侧建立隔离坝，所述隔离坝和所述矿山之间形成顶部开口的腔体；
(ii)在所述腔体的内壁上铺设防渗层，所述防渗层包括层级设置的土工布和土工膜；
(iii)在所述防渗层铺设完成后，继续铺设排水层，所述排水层包括层级设置的土工布和输水层；
(iv)在所述排水层铺设完成后，所述隔离坝和所述矿山之间形成填充空腔，向所述填充空腔内填充固体废弃物，并压实；
(v)在所述固体废弃物的顶部铺设防渗层和覆土层，所述腔体内壁上的防渗层和所述固体废弃物顶部的防渗层相连并包裹所述固体废弃物。
本发明所述矿山包括尾矿和荒山等。
优选地，所述防渗层包括依次层级设置的土工布、土工膜和土工布。
优选地，所述排水层包括依次层级设置的土工布、输水层和土工布；所述输水层设置为碎石层或者土工排水网。
优选地，所述腔体内的排水层连通设置有排水管路，所述固体废弃物的渗滤液能通过所述腔体内的排水层输送至所述排水管路。
优选地，步骤(i)中，在矿山缺失一侧按照预定距离铺设土工格栅，之后铺土并压实，建立由底部至顶部厚度逐减的隔离坝。
优选地，步骤(v)中，在所述固体废弃物的顶部依次铺设防渗层、排水层和覆土层。
优选地，步骤(v)中，当所述固体废弃物顶部的排水层铺设完成后，按照预定距离铺设土工格栅，之后铺土并压实，形成顶部两侧分别与矿山缺失侧和隔离坝顶部相连的覆土层。
优选地，所述覆土层上设置有生态袋，所述生态袋设置在所述覆土层的外侧，所述土工格栅反包所述生态袋。
优选地，步骤(v)中，在所述固体废弃物的顶部铺设防渗层和覆土层之前，在所述固体废弃物的顶部铺设排气层。
优选地，所述隔离坝远离所述矿山的一侧设置为阶梯状，每层阶梯的顶部均设置有蓄水沟，相邻所述阶梯之间的蓄水沟通过导流槽相连通。
本发明提供的一种利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法至少具有以下有益效果：
所述利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法至少包括步骤(i)-步骤(v)，步骤(i)在矿山缺失的一侧建立隔离坝，隔离板和矿山之间形成顶部开口的腔体，为后续固体废弃物的填充提供空间；
步骤(ii)在腔体的内壁上铺设防渗层，所述防渗层包括层级设置的土工布和土工膜，防渗层能隔绝隔离坝、地面以及矿山，避免后续腔体内的固体废弃物对其邻近土壤造成污染；
步骤(iii)在防渗层铺设完成后，继续铺设排水层，所述排水层包括层级设置的土工布和输水层，排水层位于防渗层和固体废弃物之间，能够将固体废弃物产生的渗滤液导流出去；
步骤(iv)在所述排水层铺设完成后，所述隔离坝和所述矿山之间形成填充空腔，向所述填充空腔内填充固体废弃物并压实，固体废弃物充满矿山缺失的一侧，能够通过掩埋固体废弃物，充分补充矿山的缺失侧；
步骤(v)在所述固体废弃物的顶部铺设防渗层和覆土层，腔体内壁上的防渗层和固体废弃物顶部的防渗层相连并包裹所述固体废弃物，将固体废弃物完全隔离起来，覆土层能使尾矿或者开采过度的荒山恢复至初始的形态；
本发明通过填埋固体废弃物，一方面能够修复开采过度的矿山，另一方面能够合理处理固体废弃物，在修复的过程中，通过铺设防渗层能够有效隔绝固体废弃物，通过铺设排水层能够及时排出渗滤液，避免固体废弃物产生的渗滤液污染邻近土壤，避免二次污染，保证矿山修复效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明采用本方法建造的矿山修复系统结构示意图；
图2是本发明防渗层结构示意图；
图3是本发明排水层结构示意图；
图4是本发明排水层另一实施方式结构示意图；
图5是本发明采用本方法另一实施方式建造的矿山修复系统结构示意图；
图6使本发明阶梯状隔离坝结构简视图。
附图标记
1、隔离坝；11、蓄水沟；12、导流槽；2、矿山；3、防渗层；31、土工布；32、土工膜；4、排水层；41、土工排水网；42、碎石层；5、覆土层；51、土工格栅；6、排水管路；7、生态袋；8、排气层；9、排气管；101、第一输送管；102、喷头；103、第二输送管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，如图1-图4所示，所述利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法至少包括以下步骤：
(i)在矿山2缺失的一侧建立隔离坝1，隔离坝1和矿山2之间形成顶部开口的腔体；
(ii)在所述腔体的内壁上铺设防渗层3，防渗层3包括层级设置的土工布31和土工膜32；
(iii)在防渗层3铺设完成后，继续铺设排水层4，排水层4包括层级设置的土工布31和输水层；
(iv)在排水层4铺设完成后，隔离坝1和矿山2之间形成填充空腔，向所述填充空腔内填充固体废弃物，并压实；
(v)在所述固体废弃物的顶部铺设防渗层3和覆土层5，所述腔体内壁上的防渗层3和所述固体废弃物顶部的防渗层3相连并包裹所述固体废弃物。
作为可选地实施方式，如图2所示，防渗层3设置为层级结构，其顶层和底层均设置土工布31，土工膜32位于顶层土工布31和底层土工布31之间，依次层级设置的土工布31、土工膜32和土工布31具有良好的隔离防渗效果，能够有效隔绝固体废弃物。
作为可选地实施方式，排水层4设置为层级结构，其顶层和底层均设置土工布31，所述输水层位于顶层土工布31和底层土工布31之间。
如图3所示，所述输水层设置为土工排水网41，土工排水网41可以设置为二维土工排水网或者三维土工排水网。
如图4所示，所述输水层设置为碎石层42。
作为可选地实施方式，所述腔体内的排水层4连通设置有排水管路6，所述固体废弃物的渗滤液能通过所述腔体内的排水层4输送至排水管路6，排水管路6可以连接污水处理装置，对渗滤液的及时处理。
作为可选地实施方式，步骤(i)中，在矿山2缺失一侧按照预定距离铺设土工格栅51，之后铺土并压实，建立由底部至顶部厚度逐减的隔离坝1，土工格栅51可以设置为单向土工格栅，也可以设置为双向土工格栅。
作为可选地实施方式，步骤(v)中，在所述固体废弃物的顶部依次铺设防渗层3、排水层4和覆土层5。
所述固体废弃物的顶部位于防渗层3和覆土层5之间设置排水层4，能够有效排出渗入覆土层5内的自然雨水。
可选地，如图1所示，在固体废弃物一侧的防渗层3外预铺排水层4，该处排水层4的两端分别连接排水管路和固体废弃物顶部的排水层4，能够将自然雨水导流至对应排水管路内，从而排出。
作为可选地实施方式，步骤(v)中，当所述固体废弃物顶部的排水层4铺设完成后，按照预定距离铺设土工格栅51，之后铺土并压实，形成顶部两侧分别与矿山2缺失侧和隔离坝1顶部相连的覆土层5，覆土层5的厚度根据实际需要进行调节，覆土层5一方面用于掩埋固体废弃物，另一方面使过度开采的矿山恢复至起始的形态。
作为可选地实施方式，覆土层5上设置有生态袋7，生态袋7设置在所述覆土层5的外侧，土工格栅51反包生态袋7，采用土工格栅反包技术，结构牢固，能够防止水土流失，生态袋7中含有植物种子，使修复后的矿山能够生长绿植，既能进一步防止水土流失，又能美化环境。
实施例2：
实施例2与实施例1的不同点是：如图5所示，步骤(v)中，在所述固体废弃物的顶部铺设防渗层3和覆土层5之前，首先在所述固体废弃物的顶部铺设排气层8，排气层8采用砾石和炉渣铺设而成，其后在顶部铺设粘土层和土工膜，铺设完成后，再依次铺设防渗层3、排水层4和覆土层5；排气层8连通设置有排气管9，排气管9的出气端与废气收集处理装置相连，排气层8和排气管9能够及时排出固体废弃物产生的废气。
作为可选地实施方式，如图6所示，隔离坝1远离矿山2的一侧设置为阶梯状，每层阶梯的顶部均设置有蓄水沟11，相邻所述阶梯之间的蓄水沟11通过导流槽12相连通，当雨量较大时，蓄水沟11和导流槽12能够用于雨水的蓄存和导流，能够有效防止雨水冲刷，同时多余的雨水能够通过蓄水沟11储存起来，蓄水沟11的深度大于导流槽12槽口的深度，当水位达到槽口位置时，才能导流至相邻的下层蓄水沟11内。
如图5所示，隔离坝1上相邻阶梯之间的坡面上设置有第一输送管101，蓄水沟11内设置有灌溉动力装置，第一输送管101的进水端设置在对应蓄水沟11内且与所述灌溉动力装置相连，第一输送管101上设置有若干喷头102，能够对绿植进行灌溉，合理利用多余雨水。
如图5所示，位于下层蓄水沟11内的灌溉动力装置为其相邻上侧坡面上的绿植提供灌溉动力。
覆土层5上也设置有第一输送管路，其与最顶层位置的蓄水沟11相连，其上设置有若干喷头102，能够对覆土层5上的绿植进行灌溉。
作为可选地实施方式，如图5所示，隔离坝1内靠近阶梯侧的位置倾斜设置有排水层4，其一端与所述固体废弃物上侧的排水层4相连，另一端通过对应排水管路与阶梯最底层位置的蓄水沟11相连，一方面能够合理利用渗入土壤内部的多余雨水，另一方面能够辅助防渗层3防止雨水浸入固体废弃物。
位于最底层位置的蓄水沟11连通设置有第二输送管103，第二输送管103与位于最顶层位置的蓄水沟11相连通，位于最底层位置的蓄水沟11内设置有上水泵，能够将水输送至最顶侧位置的蓄水沟11内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
(i)在矿山(2)缺失的一侧建立隔离坝(1)，所述隔离坝(1)和所述矿山(2)之间形成顶部开口的腔体；
(ii)在所述腔体的内壁上铺设防渗层(3)，所述防渗层(3)包括层级设置的土工布(31)和土工膜(32)；
(iii)在所述防渗层(3)铺设完成后，继续铺设排水层(4)，所述排水层(4)包括层级设置的土工布(31)和输水层；
(iv)在所述排水层(4)铺设完成后，所述隔离坝(1)和所述矿山(2)之间形成填充空腔，向所述填充空腔内填充固体废弃物，并压实；
(v)在所述固体废弃物的顶部铺设防渗层(3)和覆土层(5)，所述腔体内壁上的防渗层(3)和所述固体废弃物顶部的防渗层(3)相连并包裹所述固体废弃物。
2.根据权利要求1所述的利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，其特征在于，所述防渗层(3)包括依次层级设置的土工布(31)、土工膜(32)和土工布(31)。
3.根据权利要求1所述的利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，其特征在于，所述排水层(4)包括依次层级设置的土工布(31)、输水层和土工布(31)；
所述输水层设置为碎石层(42)或者土工排水网(41)。
4.根据权利要求1所述的利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，其特征在于，所述腔体内的排水层(4)连通设置有排水管路(6)，所述固体废弃物的渗滤液能通过所述腔体内的排水层(4)输送至所述排水管路(6)。
5.根据权利要求1所述的利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，其特征在于，步骤(i)中，在矿山(2)缺失一侧按照预定距离铺设土工格栅(51)，之后铺土并压实，建立由底部至顶部厚度逐减的隔离坝(1)。
6.根据权利要求1所述的利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，其特征在于，步骤(v)中，在所述固体废弃物的顶部依次铺设防渗层(3)、排水层(4)和覆土层(5)。
7.根据权利要求6所述的利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，其特征在于，步骤(v)中，当所述固体废弃物顶部的排水层(4)铺设完成后，按照预定距离铺设土工格栅(51)，之后铺土并压实，形成顶部两侧分别与矿山(2)缺失侧和隔离坝(1)顶部相连的覆土层(5)。
8.根据权利要求7所述的利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，其特征在于，所述覆土层(5)上设置有生态袋(7)，所述生态袋(7)设置在所述覆土层(5)的外侧，所述土工格栅(51)反包所述生态袋(7)。
9.根据权利要求1所述的利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，其特征在于，步骤(v)中，在所述固体废弃物的顶部铺设防渗层(3)和覆土层(5)之前，在所述固体废弃物的顶部铺设排气层(8)。
10.根据权利要求1所述的利用土工合成材料修复过度开采矿山的方法，其特征在于，所述隔离坝(1)远离所述矿山(2)的一侧设置为阶梯状，每层阶梯的顶部均设置有蓄水沟(11)，相邻所述阶梯之间的蓄水沟(11)通过导流槽(12)相连通。
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| CN107152073A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-12 | 张诒治 | 一种利用垃圾修复荒山的方法 |
| AU2020100486A4 (en) * | 2019-11-13 | 2020-05-21 | Jiangxi Academy of Environmental Protection Sciences | Structure and method for three-dimensional restoration of slope soil in abandoned ion-absorbed rare earth mining area |
| CN111642369A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-11 | 交通运输部科学研究院 | 一种用于生态型加筋土边坡结构的太阳能滴灌系统及其铺设方法 |
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2020
- 2020-10-29 CN CN202011184580.6A patent/CN112267452A/zh active Pending
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