CN206646527U - 一种采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统 - Google Patents

一种采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统，所述采矿迹地包括平面地和边坡，所述土壤水力侵蚀控制的系统包括：相对而设的两个平缓坡、导流渠和蓄水池，相对而设的两个平缓坡设置在所述平面地上，其中一个平缓坡的坡顶与所述边坡的坡脚连接，导流渠与蓄水池连通。本实用新型的土壤水力侵蚀控制系统通过合理布设导流渠、蓄水池和平缓坡，可有效降低水土流失强度，减少对边坡的冲刷以及减少对下游沙量的输送。此外，还可对雨水进行有效收集，从而用于植物灌溉，化害为利；另外，使用轻质材料降低蓄排水设施被雨水掏空而崩塌的可能性，保证了设施的实用性及使用年限长久性。

Description

一种采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统
技术领域
本实用新型涉及一种土壤水力侵蚀控制的系统，尤其涉及一种离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统。
背景技术
目前，离子型稀土矿的开采工艺有池浸、堆浸和原地浸矿三种。与池浸和堆浸相比，原地浸矿被认为是更环保的开采工艺，但是使用原地浸矿工艺后，仍然带来了以下一些环境问题：
第一，土壤结构受到破坏，结构松散，易造成山体滑坡现象，大量下泄的泥沙也为环境带来了不良影响，造成较大的安全隐患。
第二，使用原地浸矿工艺的矿山一般会出现地形陡、孔网参数布置不合理、注液强度过大、雨季强注液、收液方式不合理等问题，从而破坏地壳结构、边坡稳定性、岩体应力分布及土壤结构。
第三，岩石应力变化，岩体移动变形、破坏，且土壤结构松散，使得边坡强度降低，当超过一定极限之后，易发生边坡崩塌、滑坡和泥石流等灾害，对地质环境造成二次损伤。
第四，导致迹地土壤养分流失、土壤生产力降低、土地沙漠化。
第五，浸矿剂、废液等污染物渗入土壤，参与毛细管作用损坏植物根系，使植物生长停滞并丧失固水保土功能，易造成水土流失，且严重影响植物的生长。
由上述可知，原地浸矿工艺对环境的危害具有隐蔽性、潜伏性、不可逆性、长期性等特性，亟需治理以减少其对环境的影响。
目前离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制方法以工程措施治理方式为主，主要包括：土坡修建挡土墙，沟口修建拦渣坝，排水截水措施，控制边坡角度，平整梯田等。然而，这些工程措施存在以下问题：
(1)成本过高。工程措施基本以钢筋混凝土为主，造价高昂。
(2)效果不好，易损坏。这些工程措施多采用排水为主的方式治理土壤结构破坏的迹地，且没有充分考虑原地浸矿后土壤结构破坏导致的结构疏松、抗剪及荷载能力弱的问题，多采用砖砌石、浆砌石等用材建设排水工程，导致工程措施易被冲垮、使用年限短、灵活性不足等问题出现。
因此，针对目前土壤水力侵蚀控制方法存在的技术问题，有以下方面需要进行考虑：
(1)原地浸出导致山体不稳定，土体软化，抗剪强度降低，故需要保证系统措施的稳定性、实用性及年限性。
(2)边坡稳定性差，易滑坡，故需要减少雨水对边坡的冲刷，保证其稳定性，降低地质灾害概率。
(3)土壤结构被破坏，表层土壤结构松散，易形成水土流失，故需对雨水进行有序截流、引流，减少对地表冲刷，减少沙量对下游的输送。
(4)污染物随雨水进入下游，对下游水体的污染严重，治理难度大，故需要通过蓄排水系统，最大程度地将雨水控制在迹地内，为迹地所用。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，所述采矿迹地包括平面地和边坡，其特征在于，所述土壤水力侵蚀控制的系统包括：相对而设的两个平缓坡、导流渠和蓄水池，相对而设的两个平缓坡设置在所述平面地上，其中一个平缓坡的坡顶与所述边坡的坡脚连接，导流渠与蓄水池连通；
所述平面地的宽度大于预设宽度，两个平缓坡分别从边坡坡脚的方向以及与边坡坡脚的方向相对的采矿迹地边缘向中间倾斜，形成中间低两边高的地形；
所述导流渠至少设有两条，其中一条设在平缓坡上、非缓坡坡顶且临近边坡坡脚的位置处，另一条导流渠设置在或靠近平面地中间的位置；
所述蓄水池设在平缓坡上且位于导流渠末端而非平缓坡坡顶的位置处。
本实用新型中的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统是针对梯田形状的采矿迹地设置的。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，所述平缓坡上设有若干田块，相邻两田块之间设有导流沟。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，田块的宽度为1.5m～2.5m，长度为2.5m～4m，所述田块上种植作物。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统的优选实施方式，其中，所述预设宽度为8～12m。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，平缓坡的坡度为1°～3°；更优选地，平缓坡的坡度为1°。当坡度＜1°时，利用大型机械平整较难，工作量及成本相应增大；若坡度＞3°，则不利于采矿迹地的水土流失的控制，坡度过大，平缓坡所形成的水流流速加快，易造成冲刷；当坡度为1°时，对采矿迹地的水土流失的控制效果最好。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，所述导流渠的宽为40cm、高为30cm。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，设在临近边坡坡脚的位置处的导流渠距离边坡坡脚的距离为1-1.5m。因边坡土体松软，若太靠近坡脚，则易造成边坡失稳、坍塌；若离边坡坡脚太远，不利于坡面水体收集，同时易对坡脚至导流渠这段距离的平面造成冲刷，距离边坡坡脚的距离选择1-1.5m最适合。
更为优选地，当相对而设的两个平缓坡的坡顶之间的距离＞36m时，所述导流渠为多条，相邻两条导流渠之间相隔10～12m。例如相对而设的两个平缓坡的坡顶之间的距离为50米，在中间要设一条导流渠，则这两边的宽度各为25 米，也要在这两边的平面上再各设一条导流渠，故这个相对而设的两个平缓坡的坡顶之间的距离为50米的平面地上，其实一共设了3条导流渠。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，所述导流沟的宽度和深度均比所述导流渠小，所述导流沟的流水方向根据所述导流渠进行设置。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，所述导流沟中间及旁边播撒有匍匐类草种。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，所述导流渠的材质为HDPE防渗膜，更优选地，所述HDPE防渗膜的厚度为0.5～1.5mm，最优选为1.0mm。当防渗膜小于 0.5mm时，由于太薄容易被尖锐的物件划损，经太阳长期晒之后，容易老化、破损；而厚度大于1.5mm的膜相对较硬，特别是厚度大于1.8mm的膜因为太硬不易施工，不易打造所需形状且成本较高。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，所述蓄水池的材质为HDPE防渗膜。更优选地，所述HDPE防渗膜的厚度为1.2～1.8mm，最优选为1.5mm。当防渗膜小于 1.2mm时，由于太薄不能实现承重，且更易划损；而大于1.8mm的膜因为太硬不易施工，不易打造所需形状且成本较高。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，所述边坡的边缘设有田埂；更优选地，所述田埂的宽度为0.8m～1.2m，高度为25cm～35cm。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，在所述蓄水池还设置有溢流渠，所述溢流渠用于将过量的水排入下一级蓄水设施。
作为本实用新型所述的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的水力侵蚀控制系统的优选实施方式，其中，蓄排水系统进一步设置有沉沙池，所述沉沙池设于所述蓄水池与导流渠之间并分别与蓄水池和导流渠连通，沉沙池上清液经中间段导流渠排入蓄水池。沉沙池用于沉淀水中的固体颗粒物。
采用本实用新型的技术方案对原地浸出采矿迹地进行水力侵蚀控制后，可有效降低水土流失强度，减少对边坡的冲刷以及减少对下游沙量的输送。此外，本实用新型所述的技术方案可对雨水进行有效收集，从而用于植物灌溉，化害为利。另外，使用轻质材料降低蓄排水设施被雨水掏空而崩塌的可能性，保证了设施的实用性及使用年限长久性。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下有益效果：
本实用新型的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统通过合理布设导流渠、蓄水池，可以有效控制径流冲刷，稳定边坡，减少水力侵蚀；同时，减少了山体荷载，避免了滑坡和径流控制设施的不均匀沉降和损毁；满足植物灌溉需求；减少对下游污染物的输送；
本实用新型的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统通过合理布设平缓坡可以使雨水更有效收集，不仅减少对平缓坡的冲刷，同时能更好地将其上的雨水通过导流沟引入蓄水池，化害为利，充分利用；另外，生态草沟可减缓径流速度，减少地表冲刷。
本实用新型的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统的蓄排水系统使用轻质材料的蓄排水系统，可减少山体的荷载；降低系统因被雨水冲刷掏空而崩塌的可能性，保证设施的实用性及使用年限长久性；降低成本。
附图说明：
图1为本实用新型的一种典型的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地(相对而设的两个平缓坡的坡顶之间的距离＞12m)的土壤水力侵蚀控制系统的结构示意图；
图2为本实用新型的一种典型的离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地(相对而设的两个平缓坡的坡顶之间的距离＞12m)的土壤水力侵蚀控制系统的蓄排水系统结构示意图；
其中，1、平缓坡；2、边坡；3、坡脚；4、采矿迹地边缘；5、田埂；6、导流渠；61、第一导流渠；62、第二导流渠；63、第三导流渠；7、田块；8、导流沟；9、蓄水池；10、溢流渠；11、沉沙池。
具体实施方式
为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制系统，所述采矿迹地包括平面地和边坡2，包括：相对而设的两个平缓坡1、导流渠6和蓄水池9，相对而设的两个平缓坡1设置在所述平面地上，其中一个平缓坡1的坡顶与边坡的坡脚3连接，导流渠6与蓄水池9连通。
所述平面地的宽度大于预设宽度，两个平缓坡1分别从边坡坡脚3的方向以及与边坡坡脚3的方向相对的采矿迹地边缘4向中间倾斜，形成中间低两边高的地形，以从两边向中间汇水。
其中，所述预设宽度可为8～12m；在一个实施例中，所述预设宽度为10m，所述平面地的宽度大于10m。
进一步地，为了更好地控制采矿迹地的水土流失，平缓坡的坡度为1°～3°，更优选为1°。
进一步地，所述平缓坡上设有若干呈阵列式排布的田块7，相邻两田块7之间设有导流沟8。其中，田块7的宽度为1.5m～2.5m，长度为2.5m～4m，所述田块7上种植作物。所述导流沟8的宽度和深度均比所述导流渠6小，所述导流沟8的流水方向根据所述导流渠6进行设置。优选地，所述导流沟中间及旁边播撒有匍匐类草种。
所述导流渠6至少设有两条，其中一条设在平缓坡1上、非缓坡坡顶且临近边坡坡脚的位置处，以便于收集从边坡流下的水，另一条导流渠设置在或靠近平面地中间的位置处，以便于收集从两个平缓坡流下的水。
其中，设在临近边坡坡脚的位置处的导流渠距离边坡坡脚的距离为1-1.5m。因边坡土体松软，若太靠近坡脚，则易造成边坡失稳、坍塌；若离边坡坡脚太远，不利于坡面水体收集，同时易对坡脚至导流渠这段距离的平面造成冲刷，距离边坡坡脚的距离选择1-1.5m最适合。
优选地，当相对而设的两个平缓坡的坡顶之间的距离＞36m时，所述导流渠可大于两条，相邻两条导流渠之间相隔10～20m。如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，相对而设的两个平缓坡的坡顶之间的距离为50.8米时，共设置三条导流渠，其中，第一导流渠61设于距离边坡坡脚1m的位置处，第二导流渠62设于距离边坡坡脚20m的位置处，第三导流渠63设于距离第二导流渠 10m的位置处(图2中未示出第一条导流渠)。进一步地，所述导流渠的宽为 40cm、高为30cm。
优选地，所述导流渠的材质为HDPE防渗膜，其中所述HDPE防渗膜的规格根据稀土采矿迹地土壤理化性质、降雨强度、蓄排水要求等进行选择，优选地，所述HDPE防渗膜的厚度为0.5～1.5mm，在本实用新型的一个更优选的实施例中，所述导流渠的材质为1.0mm的HDPE防渗膜。当防渗膜小于0.5mm时，由于太薄容易被尖锐的物件划损，经太阳长期晒之后，容易老化、破损；而大于1.5mm的膜相对较硬，特别是大于1.8mm的膜因为太硬不易施工，不易打造所需形状且成本较高。
所述蓄水池9设在平缓坡1上且位于导流渠6末端而非平缓坡坡顶的位置处。在所述蓄水池9下游还可设置有溢流渠，所述溢流渠10用于将过量的水排入下一级蓄水设施。进一步地，土壤水力侵蚀控制系统还包含沉沙池11，所述沉沙池11设于所述蓄水池9与导流渠6之间并分别与蓄水池6和导流渠6连通，沉沙池11上清液经中间段导流渠排入蓄水池9。沉沙池11用于沉淀水中的固体颗粒物。
蓄水池的位置设置具体根据蓄水池体积大小、土壤承压能力等因素确定；在所述蓄水池下游设置有溢流渠，所述溢流渠用于将过量的水排入下一级蓄水设施。在一个实施例中，蓄水池长为13m，宽为8m，深为2m；蓄水池设于靠近坡脚约10m，距离边坡边缘4-5m位置处。
优选地，所述蓄水池的材质为HDPE防渗膜。更优选地，所述HDPE防渗膜的厚度为1.2～1.8mm，最优选为1.5mm。当防渗膜小于1.2mm时，由于太薄不能实现承重，且更易划损；而大于1.8mm的膜因为太硬不易施工，不易打造所需形状且成本较高。
进一步地，所述边坡的边缘设置有田埂；更优选地，所述田埂的宽度为0.8 m～1.2m，高度为25cm～35cm。
采用本实用新型的技术方案对原地浸出采矿迹地进行水力侵蚀控制后，可有效降低水土流失强度，减少对边坡的冲刷以及减少对下游沙量的输送。此外，本实用新型所述的技术方案可对雨水进行有效收集，从而用于植物灌溉，化害为利。另外，使用轻质材料降低蓄排水设施被雨水掏空而崩塌的可能性，保证了设施的实用性及使用年限长久性。
实施效果：
建设后，用侵蚀沟样方法测定迹地原地貌侵蚀模数为13684t/km2·a，落实相关措施后，水土流失控制高达93％，土壤侵蚀由极强度侵蚀变为轻度侵蚀；而平面雨水反向汇水，减少雨水对边坡的冲刷，边坡稳定，未出现滑坡或坍塌现象。
另外，用防渗膜铺设的导流渠流水顺畅，未有淤砂积聚，亦未出现掏空或沙埋的现象；生态草沟有效减缓地表径流速度，未出现冲刷沟，效果显著。此外，蓄水池可有效减少了对下游沙量的输送，降低河床被淤积的风险。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，所述采矿迹地包括平面地和边坡，其特征在于，所述土壤水力侵蚀控制的系统包括：相对而设的两个平缓坡、导流渠和蓄水池，相对而设的两个平缓坡设置在所述平面地上，其中一个平缓坡的坡顶与所述边坡的坡脚连接，导流渠与蓄水池连通；
所述平面地的宽度大于预设宽度，两个平缓坡分别从边坡坡脚的方向以及与边坡坡脚的方向相对的采矿迹地边缘向中间倾斜，形成中间低两边高的地形；
所述导流渠至少设有两条，其中一条设在平缓坡上、非缓坡坡顶且临近边坡坡脚的位置处，另一条导流渠设置在或靠近平面地中间的位置处；
所述蓄水池设在平缓坡上且位于导流渠末端而非平缓坡坡顶的位置处。
2.根据权利要求1所述的采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，其特征在于，所述平缓坡上设有若干田块，相邻两田块之间设有导流沟。
3.根据权利要求2所述的采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，其特征在于，所述田块的宽度为1.5m～2.5m，长度为2.5m～4m，所述田块上种植作物。
4.根据权利要求1所述的采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，其特征在于，所述边坡的边缘设有田埂，所述田埂的宽度为0.8m～1.2m，高度为25cm～35cm。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，其特征在于，所述平缓坡的坡度为1°～3°；所述预设宽度为8～12m。
6.根据权利要求1～4任意一项所述的采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，其特征在于，所述导流渠的宽为40cm、高为30cm。
7.根据权利要求1～4任意一项所述的采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，其特征在于，所述导流渠的材质为HDPE防渗膜。
8.根据权利要求1～4任意一项所述的采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，其特征在于，所述蓄水池的材质为HDPE防渗膜。
9.根据权利要求1～4任意一项所述的采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，其特征在于，在所述蓄水池还设置有溢流渠，所述溢流渠用于将过量的水排入下一级蓄水设施。
10.根据权利要求1～4任意一项所述的采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的系统，其特征在于，所述土壤水力侵蚀控制的系统还包含沉沙池，所述沉沙池位于所述蓄水池与导流渠之间并分别与蓄水池和导流渠连通，沉沙池上清液经中间段导流渠排入蓄水池。
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