CN113647308B - 复绿修复回填材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复绿修复回填材料，包括以重量份数计，客土100份，煤渣10‑15份，干态的鼠茅草种0.5‑2份，建筑固废10‑20份，秸秆20‑30份，熟石灰2‑4份。本方案通过针对性地设计矿坑等复绿修复材料，有效地改善了废弃资源的回收利用，同时通过采用特殊的辅助恢复植物，在增强水土固定能力的同时，也有利于改善回填土的生态恢复。

Description

复绿修复回填材料
技术领域
本发明是关于环境修复技术，特别是关于一种复绿修复回填材料。
背景技术
煤炭等矿产资源的开发和利用，在促进经济和社会发展的同时，也带来了一系列生态环境灾害。在开采完成后遗留的矿坑等会对地表生态和安全产生极大的影响，包括开采过程中产生的大量剥离物堆积而成的排土场土壤瘠薄，加之排土过程中重型卡车碾压使地表严重压实，造成植物扎根困难，在降雨条件下形成大量地表径流，因排土场非均匀沉降产生沉降裂缝，降雨后径流汇集钻入裂缝，集中下渗，下渗水从下伏边坡间出露，诱发崩塌、滑坡和坡面泥石流，乃至整体榻陷。这些都会对周边区域的生产生活造成极大的影响。
针对矿坑等因生产作业而形成的地表或者地下遗留，目前一般采用填埋修复的方案对其进行恢复。在传统的回填材料中，大量地利用了矿渣、混凝土、工业固废、建筑固废等材料，虽然实现了废弃资源的回收再利用，但是这些材料在受到地下水的长时间浸泡时，易析出碱性物质而发生“返碱”，这就会影响回填材料的营养和种植能力，进而影响回填区域的复绿工作。另外回填材料由于比较松散，极易产生水土流失，故而在现有的方案中通常都是在地面覆盖防护网，增加施工时间的同时，也增加了作业成本。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复绿修复回填材料，其能够通过针对性地设计矿坑等复绿修复材料，有效地改善了废弃资源的回收利用，同时通过采用特殊的辅助恢复植物，在增强水土固定能力的同时，也有利于改善回填土的生态恢复。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了复绿修复回填材料，包括以重量份数计，客土100份，煤渣10-15份，干态的鼠茅草种0.5-2份，建筑固废10-20份，秸秆20-30份，熟石灰2-4份。
在本发明的一个或多个实施方式中，建筑固废包括由废砖或废混凝土预制块经破碎得到的粒径1-2厘米的碎块颗粒物。
在本发明的一个或多个实施方式中，建筑固废还包括由泡沫混凝土砌块经破碎得到的粒径0.5-1厘米的碎块颗粒物。这里约占建筑固废总量的10-20wt.％。
在本发明的一个或多个实施方式中，建筑固废为经过磷酸二氢钙溶液喷淋预处理的。优选的，喷淋量为10-20kg/m3。
在本发明的一个或多个实施方式中，磷酸二氢钙溶液为在室温下的饱和溶液。
在本发明的一个或多个实施方式中，鼠茅草种在混合前还经过常温水浸泡至草种增重10-20％。这里控制浸种的时间，是为了在降低额外的水源消耗的同时，适当地激活种子的活力，增加种子在地下生长发育能力，避免在修复初期土质过于松散，而发生缺水影响发芽生长，同时又可以避免地下水短期过多而发生种子腐败。
在本发明的一个或多个实施方式中，常温水中还添加有0.1-0.3wt.％的吸附剂。
在本发明的一个或多个实施方式中，吸附剂为糊化淀粉。这里可以是废弃淀粉，起到保湿和储水的目的。
在本发明的一个或多个实施方式中，秸秆和熟石灰两者经过充分混合后再与其它原料混合。优选的，混合后将含水率10-20v/v％的秸秆(以压实体积计量)和熟石灰的混合物在200-400kg/m2的压力下存放6-8h，以实现秸秆的初步纤维化和熟化。纤维化后的秸秆，增强了土壤营养恢复效率的同时，也可以进一步地应对返碱现象，增强与析出碱的结合，进一步地促进有机质的分解。
与现有技术相比，根据本发明实施方式的复绿修复回填材料，在一方面充分利用了工业固废作为回填材料，在实现废弃资源回收再利用的同时，也利用了固体废弃物为回填材料区域提供微量元素，并且充分利用这些固体废弃物自身所有的微孔结构，而在地下提供适量的储水、微生物繁殖空间，并且有利于修复区域织物根系的固定和根系的发育生长，促进根系的生长发育。当然这些储水结构，也有利于增加碱析出物在固废内部的存储和与存储的磷酸二氢钙中和反应，起到缓释和消耗的作用，并固定磷钙等元素，同时有利于长期内有机物腐败产生的有机酸、营养元素的存储，而实现环境“返碱”和储肥的目的。同时充分利用了鼠茅草的特性，在不影响正常复绿种植作业的同时，有效增强了修复区域的土壤肥力修复，加快回填材料中固废微孔对营养物质的吸附储存，从而有效增强修复的效率和速度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1
本实施例的复绿修复回填材料，包括以重量份数计，客土100份，煤渣10份，干态的鼠茅草种0.5份，由废砖经破碎得到的粒径1-2厘米的碎块颗粒物10份，并加入预先混合过的秸秆20份和熟石灰2份充分混合，混合后将含水率10v/v％的秸秆(以压实体积计量)和熟石灰的混合物在200kg/m2的压力下存放8h，以实现秸秆的初步纤维化和熟化。建筑固废在混合前在室温下经过饱和磷酸二氢钙溶液喷淋处理，喷淋量为10kg/m3。鼠茅草种在混合前经添加有0.1wt.％的糊化淀粉的常温水浸泡至草种增重10％。
本实施例实施时，在山西某地的露天煤矿坑进行应用性实施，回填材料厚度30cm，修复后，于春季修复地面种植松树、杉树、柳树等树木，同时监控鼠茅草生长状态。绿植一年成活率约98％，两年成活率约97％，同时生长态势良好，无营养不良，生长状态正常，自第2年开始至第5年，相较同一地区的林木长势对照以每年林木的距地1m距离的胸围计算，有5-10％的额外增长。
同时，在矿坑修复区域鼠茅草生长状态良好，在第一年鼠茅草3月在地表覆盖率达到70％以上，当年4-7月则实现了全部覆盖，在鼠茅草完全腐败后，当年土壤中有机质含量增加0.8-1％，此后的第2-5年则逐渐增加至1.1-1.8％、2.2-2.5％、2.7-3.2％、3.5-4％。并在修复的5年内监控土壤pH值，发现修复区域pH稳定，没有明显的返碱现象。
实施例2
本实施例的复绿修复回填材料，包括以重量份数计，客土100份，煤渣12份，干态的鼠茅草种2份，由废混凝土预制块经破碎得到的粒径1-2厘米的碎块颗粒物15份，并加入预先混合过的秸秆22份和熟石灰3份充分混合，混合后将含水率15v/v％的秸秆(以压实体积计量)和熟石灰的混合物在400kg/m2的压力下存放7.5h，以实现秸秆的初步纤维化和熟化。建筑固废在混合前在室温下经过饱和磷酸二氢钙溶液喷淋处理，喷淋量为20kg/m3。鼠茅草种在混合前经添加有0.15wt.％的糊化淀粉的常温水浸泡至草种增重20％。
本实施例实施时，在山西某地的露天煤矿坑进行应用性实施，回填材料厚度30cm，修复后，于春季修复地面种植松树、杉树、柳树等树木，同时监控鼠茅草生长状态。绿植一年成活率约98％，两年成活率约97％，同时生长态势良好，无营养不良，生长状态正常，自第2年开始至第5年，相较同一地区的林木长势对照以每年林木的距地1m距离的胸围计算，有5-10％的额外增长。
同时，在矿坑修复区域鼠茅草生长状态良好，在第一年鼠茅草3月在地表覆盖率达到70％以上，当年4-7月则实现了全部覆盖，在鼠茅草完全腐败后，当年土壤中有机质含量增加0.7-1％，此后的第2-5年则逐渐增加至1.1-1.5％、2.2-2.4％、2.6-3.0％、3.2-3.6％。并在修复的5年内监控土壤pH值，发现修复区域pH稳定，没有明显的返碱现象。
实施例3
本实施例的复绿修复回填材料，包括以重量份数计，客土100份，煤渣13份，干态的鼠茅草种1.3份，由废混凝土预制块经破碎得到的粒径1-2厘米的碎块颗粒物20份，并加入预先混合过的秸秆28份和熟石灰4份充分混合，混合后将含水率18v/v％的秸秆(以压实体积计量)和熟石灰的混合物在300kg/m2的压力下存放6.5h，以实现秸秆的初步纤维化和熟化。建筑固废在混合前在室温下经过饱和磷酸二氢钙溶液喷淋处理，喷淋量为12kg/m3。鼠茅草种在混合前经添加有0.23wt.％的糊化淀粉的常温水浸泡至草种增重15％。
本实施例实施时，在山西某地的露天煤矿坑进行应用性实施，回填材料厚度30cm，修复后，于春季修复地面种植松树、杉树、柳树等树木，同时监控鼠茅草生长状态。绿植一年成活率约98％，两年成活率约97％，同时生长态势良好，无营养不良，生长状态正常，自第2年开始至第5年，相较同一地区的林木长势对照以每年林木的距地1m距离的胸围计算，有5-10％的额外增长。
同时，在矿坑修复区域鼠茅草生长状态良好，在第一年鼠茅草3月在地表覆盖率达到70％以上，当年4-7月则实现了全部覆盖，在鼠茅草完全腐败后，当年土壤中有机质含量增加0.6-0.9％，此后的第2-5年则逐渐增加至1.1-1.6％、2.1-2.3％、2.7-3.1％、3.4-3.8％。并在修复的5年内监控土壤pH值，发现修复区域pH稳定，没有明显的返碱现象。
实施例4
本实施例的复绿修复回填材料，包括以重量份数计，客土100份，煤渣14份，干态的鼠茅草种1.8份，由废混凝土预制块经破碎得到的粒径1-2厘米的碎块颗粒物10份，由泡沫混凝土砌块经破碎得到的粒径0.5-1厘米的碎块颗粒物5份，并加入预先混合过的秸秆23份和熟石灰2.4份充分混合，混合后将含水率13v/v％的秸秆(以压实体积计量)和熟石灰的混合物在250kg/m2的压力下存放7h，以实现秸秆的初步纤维化和熟化。建筑固废在混合前在室温下经过饱和磷酸二氢钙溶液喷淋处理，喷淋量为14kg/m3。鼠茅草种在混合前经添加有0.13wt.％的糊化淀粉的常温水浸泡至草种增重18％。
本实施例实施时，在山西某地的露天煤矿坑进行应用性实施，回填材料厚度30cm，修复后，于春季修复地面种植松树、杉树、柳树等树木，同时监控鼠茅草生长状态。绿植一年成活率约98％，两年成活率约97％，同时生长态势良好，无营养不良，生长状态正常，自第2年开始至第5年，相较同一地区的林木长势对照以每年林木的距地1m距离的胸围计算，有7-12％的额外增长。
同时，在矿坑修复区域鼠茅草生长状态良好，在第一年鼠茅草3月在地表覆盖率达到70％以上，当年4-7月则实现了全部覆盖，在鼠茅草完全腐败后，当年土壤中有机质含量增加0.9-1％，此后的第2-5年则逐渐增加至1.3-2.0％、2.4-2.6％、2.8-3.5％、3.7-4.3％。并在修复的5年内监控土壤pH值，发现修复区域pH稳定，没有明显的返碱现象。
实施例5
本实施例的复绿修复回填材料，包括以重量份数计，客土100份，煤渣15份，干态的鼠茅草种0.8份，由废砖经破碎得到的粒径1-2厘米的碎块颗粒物15份，由泡沫混凝土砌块经破碎得到的粒径0.5-1厘米的碎块颗粒物3份，并加入预先混合过的秸秆30份和熟石灰3.6份充分混合，混合后将含水率20v/v％的秸秆(以压实体积计量)和熟石灰的混合物在350kg/m2的压力下存放6h，以实现秸秆的初步纤维化和熟化。建筑固废在混合前在室温下经过饱和磷酸二氢钙溶液喷淋处理，喷淋量为16kg/m3。鼠茅草种在混合前经添加有0.3wt.％的糊化淀粉的常温水浸泡至草种增重16％。
本实施例实施时，在山西某地的露天煤矿坑进行应用性实施，回填材料厚度30cm，修复后，于春季修复地面种植松树、杉树、柳树等树木，同时监控鼠茅草生长状态。绿植一年成活率约98％，两年成活率约97％，同时生长态势良好，无营养不良，生长状态正常，自第2年开始至第5年，相较同一地区的林木长势对照以每年林木的距地1m距离的胸围计算，有8-13％的额外增长。
同时，在矿坑修复区域鼠茅草生长状态良好，在第一年鼠茅草3月在地表覆盖率达到75％以上，当年4-7月则实现了全部覆盖，在鼠茅草完全腐败后，当年土壤中有机质含量增加0.8-1.2％，此后的第2-5年则逐渐增加至1.5-1.8％、2.3-2.7％、2.8-3.4％、3.7-4.2％。并在修复的5年内监控土壤pH值，发现修复区域pH稳定，没有明显的返碱现象。
对比例1
本对比例的复绿修复回填材料，包括以重量份数计，客土100份，煤渣10份，干态的鼠茅草种0.5份，由废混凝土预制块经破碎得到的粒径1-2厘米的碎块颗粒物10份，并加入预先混合过的秸秆20份和熟石灰2份充分混合，混合后将含水率10v/v％的秸秆(以压实体积计量)和熟石灰的混合物在200kg/m2的压力下存放8h，以实现秸秆的初步纤维化和熟化。建筑固废在混合前在室温下经过饱和磷酸二氢钙溶液喷淋处理，喷淋量为10kg/m3。鼠茅草种在混合前经添加有0.1wt.％的糊化淀粉的常温水浸泡至草种增重40％。
本方案实施时，在山西某地的露天煤矿坑进行应用性实施，回填材料厚度30cm，修复后，于春季修复地面种植松树、杉树、柳树等树木生长状态正常，同时监控鼠茅草生长状态。
同时，在矿坑修复区域鼠茅草生长状态良好，在第一年鼠茅草3月在地表覆盖率达到40-50％，播种区域有大片未发芽空缺，翻土发现有部分种子霉变，在鼠茅草完全腐败后，当年土壤中有机质含量增加0.1-0.2％，此后的第2-5年则逐渐增加至0.2-0.3％、0.4-0.6％、0.7-0.9％、1-1.2％。并在修复的5年内监控土壤pH值，发现修复区域pH稳定，没有明显的返碱现象。
对比例2
本对比例的复绿修复回填材料，包括以重量份数计，客土100份，煤渣10份，干态的鼠茅草种0.5份，由废砖经破碎得到的粒径1-2厘米的碎块颗粒物10份，并加入预先混合过的秸秆20份和熟石灰2份充分混合，混合后将含水率10v/v％的秸秆(以压实体积计量)和熟石灰的混合物在200kg/m2的压力下存放8h，以实现秸秆的初步纤维化和熟化。建筑固废在混合前在室温下经过饱和磷酸二氢钙溶液喷淋处理，喷淋量为10kg/m3。鼠茅草种在混合前经添加有0.1wt.％的糊化淀粉的常温水浸泡至草种增重5％。
本方案实施时，在山西某地的露天煤矿坑进行应用性实施，回填材料厚度30cm，修复后，于春季修复地面种植松树、杉树、柳树等树木生长状态正常，同时监控鼠茅草生长状态。
同时，在矿坑修复区域鼠茅草生长状态良好，在第一年鼠茅草3月在地表覆盖率达到40-50％，播种区域有大片未发芽空缺，在鼠茅草完全腐败后，当年土壤中有机质含量增加0.1-0.3％，此后的第2-5年则逐渐增加至0.4-0.5％、0.5-0.7％、0.8-1％、1.1-1.3％。并在修复的5年内监控土壤pH值，发现修复区域pH稳定，没有明显的返碱现象。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (1)

1.一种复绿修复回填材料，包括以重量份数计，客土100份，煤渣10-15份，干态的鼠茅草种0.5-2份，所述鼠茅草种在混合前还经过常温水浸泡至草种增重10-20％，建筑固废10-20份，秸秆20-30份，熟石灰2-4份；所述建筑固废包括由废砖或废混凝土预制块经破碎得到的粒径1-2厘米的碎块颗粒物，所述建筑固废还包括由泡沫混凝土砌块经破碎得到的粒径0.5-1厘米的碎块颗粒物，所述建筑固废为经过磷酸二氢钙溶液喷淋预处理的，喷淋量为10-20kg/m3，其中秸秆和熟石灰两者经过充分混合后再与其它原料混合，混合后将以压实体积计量含水率10-20v/v％的秸秆和熟石灰的混合物在200-400kg/m2的压力下存放6-8h，以实现秸秆的初步纤维化和熟化，所述磷酸二氢钙溶液为在室温下的饱和溶液，所述常温水中还添加有0.1-0.3wt.％的吸附剂，所述吸附剂为糊化淀粉。
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