CN113875344A - 一种煤矿山地质环境生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿山地质环境生态修复方法，包括以下步骤：S1、对露天煤矿进行调查；S2、在综合治理的初期，将治理区内影响施工的构筑物，垃圾，废弃物进行清除；S3、表层土收集；S4、上覆层岩石剥离，并且将剥离物堆放在预先选好的场址；S5、采出残煤；S6、封堵和覆盖深部边界煤柱；S7、修复区回填、整平，将最先剥离的岩石对其进行回填，整平，压实；S8、基质土覆盖；S9、在基质土回填后，在基质土回填范围内，选取合适的植物进行种植，进行生态修复；S10、修复后管理；S11、添加微生物，有助于保存土壤的肥沃性和通气性。本发明提供一种煤矿山地质环境生态修复方法，对废弃的露天煤矿和固体废弃物的资源化利用以降低修复成本，实现生态平衡。
Description
技术领域
本发明涉及生态修复技术领域，更具体的说是涉及一种煤矿山地质环境生态修复方法。
背景技术
我国煤炭资源丰富，露天矿场众多。但这也导致了大量土地资源被占用和浪费。矿场中的采空区，排土场，尾矿会产生大量高，陡且不稳定的废弃边坡，使区域内的地表裸露，水土流失，生物多样性退化。引发塌陷，崩塌，滑坡等多种地质灾害，导致矿区的生态系统失衡，制约一个地区的经济可持续发展。
目前较为广泛的矿山修复方法有：表面覆盖法，客土填埋法，飞播植被种法，每一个方法都存在一定的缺点。表面覆盖法的实施费用高，效果难以持续，且对耕地资源是一种破坏。客土填埋，即使用客土对原有的矿山进行覆盖，工作量大，成本高。飞播植物种法，需要通过特定的设备对坡面进行喷播作业，后期维护时间长，且受场地限制较大。以上三种方法都存在修复周期长，修复成本高，修复效果不明显且目的性过于单一等问题。就目前城市化的进程而言，城市离矿区越来越近，所以在考虑矿山修复时不能只考虑对一块区域单一的植被修复，还要注意到社会经济，发展，以及修复后矿山带来的实际价值等。
因此，为了改变现状，提供一种煤矿山地质环境生态修复方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种煤矿山地质环境生态修复方法，很好的解决了上述问题，提供一种经济成本低，存在社会效益，修复效果良好且长期有效的露天煤矿综合修复方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿山地质环境生态修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对露天煤矿进行调查：查看矿山的构筑物位置，现有的植被情况，岩石覆盖厚度，采空区，排土场，尾矿的位置等；
S2、清表：在综合治理的初期，将治理区内影响施工的构筑物，垃圾，废弃物进行清除；
S3、表层土收集：将综合治理区域地表以下50cm的表层土取出，单独堆放在预先找好的场地内，以备将来配置基质土使用；
S4、上覆层岩石剥离：在清除表层土之后，向下剥挖至煤层上部的岩石，并且将剥离物堆放在预先选好的场址；
S5、采出残煤：在上部岩层被挖走之后，将剩下的残余煤量收集，运至临时煤场进行堆放；
S6、封堵和覆盖深部边界煤柱：为防止煤层自燃，对边界煤柱采用5m以上的黄土进行封闭；
S7、修复区回填、整平：在将残余煤量收集完成后，将最先剥离的岩石对其进行回填，整平，压实；压实过程中可采用推土机和压路机共同作业，以防止压实不充分，导致沉降和水土流失；
S8、基质土覆盖：在岩石回填之后，将配置好的基质土均匀铺设在原地表上，以备日后复垦备用；
S9、复垦和绿化：在基质土回填后，在基质土回填范围内，选取合适的植物进行种植，进行生态修复；
S10、修复后管理：在种植后，安排人工定期对植物进行浇水，施肥和除虫，定期监测必要时进行补种；
S11、添加微生物：对修复后的区域添加如：蚯蚓、线虫、蚂蚁等微生物，有助于保存土壤的肥沃性和通气性。
优选的，在上述一种煤矿山地质环境生态修复方法中，所述基质土的配置
方法，具体步骤如下：
①、将当地生活污水处理厂的污泥，餐厨废弃物，动物粪便，秸秆，以及治理区域取出的表层土进行混合，混合比例宜为20％∶20％∶15％∶15％∶30％；
②、将①得到的混合物放入发酵仓中，密封发酵20天，在20天后对其进行翻倒和曝气，继续发酵20天；
③、将②中的混合物放入破碎机中，把尺寸较大餐余废弃物，秸秆等破碎至4cm以下，便于后期在铺设后腐烂形成有机肥；
④、将矸石或上覆层剥离的岩石破碎至预设粒径，将其与保水剂，土壤粘合剂，粉煤灰一起加入③中的混合物中，形成最终的具有复合肥料的基质土；
其中：岩石、混合物、粉煤灰的比例为25：65：10，保水剂为1kg/立方，土壤粘合剂为3kg/立方，岩石的预设粒径为50-100目。
优选的，在上述一种煤矿山地质环境生态修复方法中，所述S4中表层剥离的岩石，除破碎掺入基质土，填埋矿坑外，还将会制作为生态材料，绿色建材，填充材料和矿粉等。
优选的，在上述一种煤矿山地质环境生态修复方法中，所述S7中对修复区进行整平和回填时，矿坑可直接回填；坡度在75°以上的边坡，要先进行加固能保证其稳固在进行生态修复；坡度在35°-75°的边坡进行削坡处理，未形成台阶的尽量形成水平台阶，并在平台上开挖种植穴；35°以下的边坡可直接进行生态修复。
优选的，在上述一种煤矿山地质环境生态修复方法中，所述S8中进行基质土覆盖时，对于大于75°的边坡要预先铺设钢丝网，确保铺设的基质土不会发生滑移现象。
优选的，在上述一种煤矿山地质环境生态修复方法中，在每个坡面的坡脚可进行生态袋的铺设，铺设层数视边坡坡度而定，一般为5-10层。
优选的，在上述一种煤矿山地质环境生态修复方法中，所述基质土发酵温度为50℃-70℃，并通过粉煤灰调节pH值在5.5-8.5之间，含水率在30-40％。
优选的，在上述一种煤矿山地质环境生态修复方法中，所述S9中复垦与绿化时，草种宜选用抗盐碱，抗旱，抗病虫害，耐瘠薄，耐践踏的灌草，如：狗牙草，高羊茅等，适合坡底种植的爬山虎等；台阶上宜按照3m为间距设置种植穴种植树木，种植穴的尺寸为100cm×100cm×60cm，苗高1.2-1.5m，地径1.0-1.5cm，带土球；穴底覆有土层，松土剂，肥料，聚丙烯酰胺，配比20:3:1:1；树种可选樟子松，油松等；绿化要注意多种植物和树种的全方位，多层次相组合，形成多元的植物群落。
优选的，在上述一种煤矿山地质环境生态修复方法中，所述S11中在修复后的区域的两侧，各级台阶上，以及修复后的区域内部均设置排水沟，在排水沟的底部和两侧则设置有生态孔，雨水将通过生态孔渗入到基质土中。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下方面：
1、本发明在修复过程中，收回的部分残煤，可以补贴修补费用。大量使用原有的岩石可以降低成本，同时对多余的岩石可以用作绿色建材，制作矿粉，形成经济效益。
2、配置基质土中的有机肥料时，使用污水处理厂的淤泥，餐余垃圾，秸秆，动物粪便等。实现了废物资源化利用，做到无浪费，无污染，成本低的效果。
3、通过在基质土中添加外加剂，如保水剂，粉煤灰，粘合剂等，设置合理的配合比，提高种子的发芽率和树苗的成活率，减少后期补种的数量，降低成本。
4、采用黄土对边界煤柱进行覆盖，使其与外界隔离，防止煤柱自燃，造成环境的污染。
5、在修复区的各台阶，四周和内部修建排水沟，并且在排水沟上设置生态孔，在保证土壤水分充足的情况下，也防止了水土流失，提高了地表的抗冲刷能力。
6、在进行绿化的过程中，本发明在选择与矿山相适应的植物基础上，考虑生物多样性的原则，将多种植物进行综合，以弥补单一植被群不稳定的问题。同时添加动物，以保持土壤长期的肥沃性和透气性，提高植物成活率。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的修复方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图1，为本发明公开的一种煤矿山地质环境生态修复方法，包括：
S1、对露天煤矿进行调查：查看露天煤矿内构筑物位置，现有的植被情况，岩石覆盖厚度，采空区，排土场，尾矿的位置等；
S2、清表：在综合治理的初期，将治理区内影响施工的构筑物，垃圾，废弃物进行清除；
S3、表层土收集：将综合治理区域地表以下50cm的表层土取出，单独堆放在预先选好的场地内，以备将来配置基质土使用；
S4、上覆层的剥离：在清除表层土之后，向下剥挖至煤层上部的岩石，并且将剥离物堆放在预先选好的场地，这些岩石将用作配制基质土，制作绿色建材，以及填埋治理区的矿坑。
S5、采出残煤：在上部岩层被挖走之后，将剩下的残余煤量收集，运至临时煤场进行堆放，残煤将作为商品卖出，贴补煤矿生态治理的费用。
S6、封堵和覆盖深部边界煤柱：为防止煤层自燃，对边界煤柱采用5m以上的黄土进行封闭，使其与外界分隔。
S7、修复区的回填、整平：在将残余煤量收集完成后，将最先剥离的岩石对其进行回填，整平，压实。对于陡坡进行削坡处理，降低坡度；尽量形成宽度为3-4m作用的台阶。在回填压实过程中可采用推土机和压路机共同作业，以防止压实不充分，导致沉降和水土流失。在整平的过程中，沿修复区四周，内部和各台阶修建排水沟，在排水沟两侧设置生态孔，在防止水土流失的同时，保持土壤的水分充足，提高植物的成活率。
S8、基质土覆盖：在岩石回填之后，将配置好的基质土均匀铺设在原地表上，铺设厚度介于50cm-80cn之间，以备后续绿化。对于坡度在75°以上的边坡，要进行生态修复时要先进行加固能保证其稳固，且在铺设基质土之前，要先铺设钢丝网，防止土体的滑移。坡度在35°-75°的边坡进行削坡处理，未形成台阶的尽量形成水平台阶，并在平台上开挖种植穴。35°以下的边坡可直接进行生态修复。
S9、复垦和绿化：在基质土回填后，在基质土铺设范围内，选取合适的植物进行种植，进行生态修复。在植物选取时要考虑生物的多样性，将多种植物进行综合，建立植物群落，防止因为植物的单一性导致植被群的不稳定。同时要因地制宜，全面考虑修复区的生态环境特征，确保选择的植物能够适应当地的实际情况。比如：沙棘，连翘等植物主要分布在北方地区，对土壤和雨水的要求较低，成活率高，在山地阳坡上更适宜生长；白羊草等植物，这主要分布在亚热带，温带，适合在山坡草地，荒地上生长。
S10、修复后管理：在种植后，安排人工定期对植物进行浇水，施肥和除虫。定期监测必要时进行补种。
S11、添加微生物：对修复后的区域添加如：蚯蚓、线虫、蚂蚁等微生物，有助于保存土壤的肥沃性和通气性。
优选的，基质土的配置方法：考虑到矿山修复的经济效益，实现废物的资源化利用，具体步骤如下：
①、将当地生活污水处理厂的污泥，餐厨废弃物，动物粪便，秸秆，以及治理区域取出的表层土进行混合，混合比例宜为20％∶20％∶15％∶15％∶30％.
②、将①得到的混合物放入发酵仓中，密封发酵20天，在20天后对其进行翻倒和曝气，继续发酵20天。
③、将②中的混合物放入破碎机中，把尺寸较大餐余废弃物，秸秆等破碎至4cm以下，便于后期在铺设后腐烂形成有机肥。
④、将矸石或上覆层剥离的岩石破碎至预设粒径，将其与保水剂，土壤粘合剂，粉煤灰一起加入③中的混合物中，形成最终的具有复合肥料的基质土。
其中：岩石、混合物、粉煤灰的比例为25：65：10，保水剂为1kg/立方，土壤粘合剂为3kg/立方。
其中：岩石的预设粒径为50-100目。
优选的，表层剥离的岩石，除破碎掺入基质土，填埋矿坑外，还将会制作为生态材料，绿色建材，填充材料和矿粉等。
优选的，对修复区进行整平和回填时，矿坑可直接回填。坡度在75°以上的边坡，要先进行加固能保证其稳固在进行生态修复。坡度在35°-75°的边坡进行削坡处理，未形成台阶的尽量形成水平台阶，并在平台上开挖种植穴。35°以下的边坡可直接进行生态修复。
优选的，进行基质土覆盖时，对于大于75°的边坡要预先铺设钢丝网，确保铺设的基质土不会发生滑移现象。
优选的，每个坡面的坡脚可进行生态袋的铺设，铺设层数视边坡坡度而定，一般为5-10层。
优选的，基质土发酵温度为50℃-70℃，并通过粉煤灰调节pH值在5.5-8.5之间，含水率在30-40％。
优选的，复垦与绿化时，草种宜选用抗盐碱，抗旱，抗病虫害，耐瘠薄，耐践踏的灌草，如：狗牙草，高羊茅等，适合坡底种植的爬山虎等。台阶上宜按照3m为间距设置种植穴种植树木，种植穴的尺寸为100cm×100cm×60cm，苗高1.2-1.5m，地径1.0-1.5cm，带土球。穴底覆有土层，松土剂，肥料，聚丙烯酰胺，配比20:3:1:1。树种可选樟子松，油松等。绿化要注意多种植物和树种的全方位，多层次相组合，形成多元的植物群落。
优选的，在修复区的两侧，各级台阶上，以及修复区内部均设置排水沟，在排水沟的底部和两侧则设置有生态孔，雨水将通过生态孔渗入到基质土中。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种煤矿山地质环境生态修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对露天煤矿进行调查：查看矿山的构筑物位置，现有的植被情况，岩石覆盖厚度，采空区，排土场，尾矿的位置等；
S2、清表：在综合治理的初期，将治理区内影响施工的构筑物，垃圾，废弃物进行清除；
S3、表层土收集：将综合治理区域地表以下50cm的表层土取出，单独堆放在预先找好的场地内，以备将来配置基质土使用；
S4、上覆层岩石剥离：在清除表层土之后，向下剥挖至煤层上部的岩石，并且将剥离物堆放在预先选好的场址；
S5、采出残煤：在上部岩层被挖走之后，将剩下的残余煤量收集，运至临时煤场进行堆放；
S6、封堵和覆盖深部边界煤柱：为防止煤层自燃，对边界煤柱采用5m以上的黄土进行封闭；
S7、修复区回填、整平：在将残余煤量收集完成后，将最先剥离的岩石对其进行回填，整平，压实；压实过程中可采用推土机和压路机共同作业，以防止压实不充分，导致沉降和水土流失；
S8、基质土覆盖：在岩石回填之后，将配置好的基质土均匀铺设在原地表上，以备日后复垦备用；
S9、复垦和绿化：在基质土回填后，在基质土回填范围内，选取合适的植物进行种植，进行生态修复；
S10、修复后管理：在种植后，安排人工定期对植物进行浇水，施肥和除虫，定期监测必要时进行补种；
S11、添加微生物：对修复后的区域添加如：蚯蚓、线虫、蚂蚁等微生物，有助于保存土壤的肥沃性和通气性。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿山地质环境生态修复方法，其特征在于，所述基质土的配置方法，具体步骤如下：
①、将当地生活污水处理厂的污泥，餐厨废弃物，动物粪便，秸秆，以及治理区域取出的表层土进行混合，混合比例宜为20％∶20％∶15％∶15％∶30％；
②、将①得到的混合物放入发酵仓中，密封发酵20天，在20天后对其进行翻倒和曝气，继续发酵20天；
③、将②中的混合物放入破碎机中，把尺寸较大餐余废弃物，秸秆等破碎至4cm以下，便于后期在铺设后腐烂形成有机肥；
④、将矸石或上覆层剥离的岩石破碎至预设粒径，将其与保水剂，土壤粘合剂，粉煤灰一起加入③中的混合物中，形成最终的具有复合肥料的基质土；
其中：岩石、混合物、粉煤灰的比例为25：65：10，保水剂为1kg/立方，土壤粘合剂为3kg/立方，岩石的预设粒径为50-100目。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿山地质环境生态修复方法，其特征在于，所述S4中表层剥离的岩石，除破碎掺入基质土，填埋矿坑外，还将会制作为生态材料，绿色建材，填充材料和矿粉等。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿山地质环境生态修复方法，其特征在于，所述S7中对修复区进行整平和回填时，矿坑可直接回填；坡度在75°以上的边坡，要先进行加固能保证其稳固在进行生态修复；坡度在35°-75°的边坡进行削坡处理，未形成台阶的尽量形成水平台阶，并在平台上开挖种植穴；35°以下的边坡可直接进行生态修复。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿山地质环境生态修复方法，其特征在于，所述S8中进行基质土覆盖时，对于大于75°的边坡要预先铺设钢丝网，确保铺设的基质土不会发生滑移现象。
6.根据权利要求4所述的一种煤矿山地质环境生态修复方法，其特征在于，在每个坡面的坡脚可进行生态袋的铺设，铺设层数视边坡坡度而定，一般为5-10层。
7.根据权利要求2所述的一种煤矿山地质环境生态修复方法，其特征在于，所述基质土发酵温度为50℃-70℃，并通过粉煤灰调节pH值在5.5-8.5之间，含水率在30-40％。
8.根据权利要求1所述的一种煤矿山地质环境生态修复方法，其特征在于，所述S9中复垦与绿化时，草种宜选用抗盐碱，抗旱，抗病虫害，耐瘠薄，耐践踏的灌草，如：狗牙草，高羊茅等，适合坡底种植的爬山虎等；台阶上宜按照3m为间距设置种植穴种植树木，种植穴的尺寸为100cm×100cm×60cm，苗高1.2-1.5m，地径1.0-1.5cm，带土球；穴底覆有土层，松土剂，肥料，聚丙烯酰胺，配比20:3:1:1；树种可选樟子松，油松等；绿化要注意多种植物和树种的全方位，多层次相组合，形成多元的植物群落。
9.根据权利要求1所述的一种煤矿山地质环境生态修复方法，其特征在于，所述S11中在修复后的区域的两侧，各级台阶上，以及修复后的区域内部均设置排水沟，在排水沟的底部和两侧则设置有生态孔，雨水将通过生态孔渗入到基质土中。
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