CN114710989B - 一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法，在露天矿排土场各个台阶最后施工成型阶段铺设厚隔水层；在厚隔水层上使用双层圆套筒开挖种植坑；双层圆套筒插入到厚隔水层中后，将内层套筒连同其内部的隔水层材料一起取出，外层套筒留在厚隔水层中；在种植坑底铺设储水层；储水层铺设完成后在外层套筒内部中央放入土壤筒；土壤筒外壁距离外层套筒内壁有间隙；在间隙内填入碎石形成导水环；在厚隔水层和种植坑上表面铺设蒸发阻滞层。储水层与导水环将地表降水汇集，为植被种植提供局部的富水环境；大部分地表降水通过导水环进入种植坑土壤内部，避免水分自然下渗造成的土壤内细颗粒迁移和蒸发造成的土壤盐渍化。

Description

一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法
技术领域
本发明涉及一种干旱区露天矿排土场，具体涉及一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法。
背景技术
‌我国西北部的新疆、甘肃、宁夏、蒙西、陕北等地区矿产资源丰富，分布着大量的露天矿山；同时该地区气候干旱、年降水量少、蒸发量大、植被覆盖率低、原始生态脆弱，高强度的资源开发进一步加剧了矿区水资源供应紧张和生态环境恶化。近年来随着生态文明理念的不断深入，矿产资源开发与生态环境保护之间的矛盾日益突出，政府、企业和民众对矿区生态环境修复的重视程度也越来越高。但是水资源的匮乏给矿山开采后的植被恢复及后续自我保持带来了巨大压力。如何设计一种适合于露天矿开采后排土场的土壤水分收集及保持方法，进而为植被种植提供良好环境，不断提高矿区生态修复的效果，成为当前重要的研究课题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法，适合降水量少的西北部地区，防止水下渗，将水汇集起来，为植物生长提供长期稳定供水。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法，包括以下步骤：
步骤一：在露天矿排土场各个台阶最后施工成型阶段，在台阶平台上铺设连续的厚隔水层；
步骤二：在厚隔水层上使用双层圆套筒开挖种植坑，种植坑深度不大于厚隔水层厚度的一半，种植坑直径为深度的1-2倍；
步骤三：双层圆套筒插入到厚隔水层中后，将内层套筒连同其内部的隔水层材料一起取出，外层套筒留在厚隔水层中；
步骤四：在种植坑底铺设厚度5-10cm的碎石层作为储水层，碎石粒径为5-10mm；
步骤五：储水层铺设完成后在外层套筒内部中央放入土壤筒，土壤筒内部填入轻度压实的表土；土壤筒外壁距离外层套筒内壁有2-3cm的间隙；
步骤六：在步骤五的间隙内填入与储水层一样的碎石形成导水环；
步骤七：在厚隔水层和种植坑上表面采用粒径10-15mm的碎石铺设蒸发阻滞层；
步骤八：按照S=d*[（Q’/q）/a ] 1/2=d*[（1.5Q/q）/a]1/2，在平台上设置种植坑；
其中：S为种植坑设置间距，单位为m；d为种植坑的直径，单位为m；a为大气降水径流系数；Q’为根据灌溉需水量折算的年降水量要求，单位为mm；Q’为查表得到的生态修复物种灌溉需水量，单位为t/亩；q为当地预期年降水量，单位为mm。
进一步的，所述厚隔水层的厚度不小于2m。
进一步的，所述内层套筒外壁设有滑轨，外层套筒的底部向内弯曲与内层套筒贴合。
进一步的，所述步骤五中土壤筒内压实的表土上表面高度比厚隔水层上表面高度矮1-2cm。
进一步的，所述厚隔水层上铺设的蒸发阻滞层厚度为3-5cm，种植坑上铺设的蒸发阻滞层厚度为1-2cm。
进一步的，所述土壤筒高度比外层套筒短，土壤筒上端卡接有限位梁，限位梁的两端下方由外向内分别间隔设有限位凹槽和限位挡板。
与现有技术相比，本发明设置的储水层与导水环，将地表降水汇集，为植被种植提供局部的富水环境；大部分地表降水通过导水环进入种植坑土壤内部，避免水分沿土壤层自然下渗造成的土壤内细颗粒迁移和蒸发造成的土壤盐渍化；厚隔水层阻断了大气降水的进一步下渗通道从而延长了水分在表土中的存留时间，促进植被生长；整体工艺与露天矿生产衔接，不增加额外的生产成本；蒸发阻滞层减少大气降水蒸发的同时，避免日晒、温差、冷热交替等造成的厚隔水层风化，从而起到保持隔水效果的作用。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明双层圆套结构示意图；
图3为本发明土壤筒和外层套筒配合使用结构示意图；
图4为图3中A-A的局部放大图；
图中：1、厚隔水层；2、种植坑；3-1、内层套筒；3-2、外层套筒；3-3、土壤筒；3-4、滑轨；3-5、限位梁；3-6、限位凹槽；3-7、限位挡板；4、储水层；5、导水环；6、蒸发阻滞层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
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。
本发明提供一种技术方案：如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：在露天矿排土场各个台阶最后施工成型阶段，采用矿区剥离物中质地细腻、压实后孔隙较少的具有阻水效果的土壤在台阶平台上铺设连续的厚隔水层1；厚隔水层1的厚度不小于2m，设置厚度超过2m的厚隔水层1是为了避免大气降水对边坡安全的危害同时避免大气降水下渗到排土场内部影响对降水的利用。
步骤二：在厚隔水层1上使用双层圆套筒开挖种植坑2，种植坑2深度不大于厚隔水层1厚度的一半，种植坑2直径为深度的1-2倍；
步骤三：双层圆套筒包括相互套嵌的内层套筒3-1和外层套筒3-2，双层圆套筒插入到厚隔水层1中后，将内层套筒3-1连同其内部的隔水层材料一起取出后形成种植坑2，外层套筒3-2留在厚隔水层1中支撑种植坑2的坑壁；如图2所示，为了能够在插入厚隔水层1的同时保证内外两层套筒之间不会有土壤进入，外层套筒3-2的底部向内弯曲与内层套筒3-1贴合；插入厚隔水层1中后，为了方便取出内层套筒3-1，在内层套筒3-1外壁设有内嵌滚珠的滑轨3-4，将内外层的接触方式由面接触改为线接触，减少后期内外层相对移动时的阻力。
步骤四：在种植坑2底铺设厚度5-10cm的碎石层作为储水层4，碎石粒径为5-10mm；按孔隙率30%估算，储水量为面积的15-30mm等效降雨量。
步骤五：储水层4铺设完成后在种外层套筒3-2内部中央放入土壤筒3-3，土壤筒3-3内部填入轻度压实的表土，土壤筒3-3内压实的表土上表面高度比厚隔水层1上表面高度矮1-2cm；土壤筒3-3外壁距离外层套筒3-2内壁有2-3cm的间隙；如图3和4所示，为了保证土壤筒3-3能够放在外层套筒3-2的中心位置，土壤筒3-3高度设置的比外层套筒3-2矮一些，土壤筒3-3上端卡接有限位梁3-5，限位梁3-5的两端下方由外向内分别间隔设有限位凹槽3-6和限位挡板3-7，限位挡板3-7卡接在土壤筒3-3的内壁，然后将限位凹槽3-6卡在外层套筒3-2的上端，此时土壤筒3-3和外层套筒3-2的圆心重合即土壤筒3-3位于外层套筒3-2的中心位置。
步骤六：在步骤五的间隙内填入与储水层4一样的碎石形成导水环5。
步骤七：在厚隔水层1和种植坑2上表面采用粒径10-15mm的碎石铺设蒸发阻滞层6；厚隔水层1上铺设的蒸发阻滞层6厚度为3-5cm，种植坑2上铺设的蒸发阻滞层6厚度为1-4cm；这样使得种植坑2地表（土壤高度加蒸发阻滞层6厚度）较周边区域低，起到汇水的作用；蒸发阻滞层6作用是在减少大气降水蒸发的同时，避免日晒、温差、冷热交替等造成的厚隔水层1风化，从而起到保持隔水效果的作用。
步骤八：按照S=d*[（Q’/q）/a ] 1/2=d*[（1.5Q/q）/a]1/2，在平台上设置种植坑2；其中：S为种植坑2设置间距，单位为m；d为种植坑2的直径，单位为m；a为大气降水径流系数，参照《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2019）中5.3.13规定，按级配碎石路面取0.45；Q’为根据灌溉需水量折算的年降水量要求，单位为mm；Q’为查表得到的生态修复物种灌溉需水量，单位为t/亩；q为当地预期年降水量，单位为mm。
以内蒙古自治区鄂尔多斯为例，渠灌种植玉米定额分别为5300吨/公顷、4400吨/公顷，计算种植间距分别为S=d*[（Q’/q）/a ] 1/2=d*[（1.5Q/q）/a]1/2=0.4*（0.1*5300/150/0.45）1/2=0.4*2.8=1.12m。以内蒙古锡林郭勒盟、呼伦贝尔市为例，一年生禾本科牧草定额分别为3750吨/公顷，计算种植间距分别为S=0.1*（0.1*3750/150/0.45）1/2=0.1*2.4=0.24m。
大气降水快速透过蒸发阻滞层6，其中种植坑2范围内的水直接渗入到种植坑2内的土壤层，其他区域的水沿厚隔水层1汇流至导水环5中，并且快速下渗至种植坑2深部存储在储水层4和导水环5内，在后期缓慢渗透至土壤体内，为植物生长提供长期稳定供水；长期不降雨时，土壤水在毛细阻滞作用下不会向储水层4和导水环5渗透，避免土壤水流失。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在露天矿排土场各个台阶最后施工成型阶段，在台阶平台上铺设连续的厚隔水层（1）；
步骤二：在厚隔水层（1）上使用双层圆套筒开挖种植坑（2），种植坑（2）深度不大于厚隔水层（1）厚度的一半，种植坑（2）直径为深度的1-2倍；
步骤三：双层圆套筒插入到厚隔水层（1）中后，将内层套筒（3-1）连同其内部的隔水层材料一起取出，外层套筒（3-2）留在厚隔水层（1）中；
步骤四：在种植坑（2）底铺设厚度5-10cm的碎石层作为储水层（4），碎石粒径为5-10mm；
步骤五：储水层（4）铺设完成后在外层套筒（3-2）内部中央放入土壤筒（3-3），土壤筒（3-3）内部填入压实的表土；土壤筒（3-3）外壁距离外层套筒（3-2）内壁有2-3cm的间隙；
步骤六：在步骤五的间隙内填入与储水层（4）一样的碎石形成导水环（5）；
步骤七：在厚隔水层（1）和种植坑（2）上表面采用粒径10-15mm的碎石铺设蒸发阻滞层（6）；
步骤八：按照S=d*[（Q’/q）/a ] 1/2=d*[（1.5Q/q）/a]1/2，在平台上设置种植坑（2）；
其中：S为种植坑（2）设置间距，单位为m；d为种植坑（2）的直径，单位为m；a为大气降水径流系数；Q’为根据灌溉需水量折算的年降水量要求，单位为mm；Q’为查表得到的生态修复物种灌溉需水量，单位为t/亩；q为当地预期年降水量，单位为mm。
2.根据权利要求1所述的一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法，其特征在于：所述厚隔水层（1）的厚度不小于2m。
3.根据权利要求1所述的一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法，其特征在于：所述内层套筒（3-1）外壁设有滑轨（3-4），外层套筒（3-2）的底部向内弯曲与内层套筒（3-1）贴合。
4.根据权利要求1所述的一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法，其特征在于：所述步骤五中土壤筒（3-3）内压实的表土上表面高度比厚隔水层（1）上表面高度矮1-2cm。
5.根据权利要求4所述的一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法，其特征在于：所述厚隔水层（1）上铺设的蒸发阻滞层（6）厚度为3-5cm，种植坑（2）上铺设的蒸发阻滞层（6）厚度为1-2cm。
6.根据权利要求1所述的一种基于平台集水种植坑的露天矿排土场的构建方法，其特征在于：所述土壤筒（3-3）高度比外层套筒（3-2）短，土壤筒（3-3）上端卡接有限位梁（3-5），限位梁（3-5）的两端下方由外向内分别间隔设有限位凹槽（3-6）和限位挡板（3-7）。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3623054C1 (en) * 1986-07-09 1987-10-08 Werner Poether Device for introducing soil-improving agents to predetermined soil depths
CN103733822A (zh) * 2013-01-05 2014-04-23 孙德森 一种生态治理植物播种方法
CN111727685A (zh) * 2020-07-30 2020-10-02 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 一种用于盐渍化土地治理的种植结构
WO2020252780A1 (zh) * 2019-06-21 2020-12-24 刘容彰 智能化植保与养护系统
CN112715083A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 江苏省中成建设工程总公司 一种矿山复垦中沉陷区底部蓄提水方法
CN114233383A (zh) * 2021-12-03 2022-03-25 国家能源投资集团有限责任公司 一种露天煤矿储水系统的建造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105104062A (zh) * 2015-08-19 2015-12-02 陈怀荗 一种多功能城市海绵绿地的施工方法
RU2655548C1 (ru) * 2017-06-26 2018-05-28 Анатолий Юрьевич Ермаков Способ рекультивации открытых горных выработок
CN110214493B (zh) * 2019-04-15 2022-05-31 中国矿业大学 一种提高土壤含水率快速施肥的露天矿内排地层重构方法
CN112982449B (zh) * 2021-02-09 2022-06-07 中国矿业大学(北京) 一种露天矿排土场生态再造模型与应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3623054C1 (en) * 1986-07-09 1987-10-08 Werner Poether Device for introducing soil-improving agents to predetermined soil depths
CN103733822A (zh) * 2013-01-05 2014-04-23 孙德森 一种生态治理植物播种方法
WO2020252780A1 (zh) * 2019-06-21 2020-12-24 刘容彰 智能化植保与养护系统
CN111727685A (zh) * 2020-07-30 2020-10-02 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 一种用于盐渍化土地治理的种植结构
CN112715083A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 江苏省中成建设工程总公司 一种矿山复垦中沉陷区底部蓄提水方法
CN114233383A (zh) * 2021-12-03 2022-03-25 国家能源投资集团有限责任公司 一种露天煤矿储水系统的建造方法

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