一种露天矿采场动态复垦方法

摘要

一种露天矿采场动态复垦方法。其技术方案是：第、二台阶采矿结束时，依次对第台阶坡面(1)和第台阶下部平盘(2)进行复垦，第三台阶下部平盘(6)同时采剥推进；第三台阶采矿结束时，依次对第二台阶坡面(3)和第二台阶下部平盘(4)进行复垦，第四台阶下部平盘(7)同时采剥推进；以此类推，直至最后个台阶采剥完毕，依次对最后第二个台阶坡面和最后第二个台阶下部平盘进行复垦，再对最后个台阶复垦。复垦时采用喷播绿化技术，在拟复垦台阶的下个台阶下部平盘上用喷播设备(5)依次对拟复垦台阶坡面和拟复垦台阶下部平盘进行喷播，喷播完毕用无纺布或草帘覆盖。本发明具有复垦效率高、复垦效果好、矿区生态环境恢复周期短和边采矿边复垦的优点。

说明书

技术领域

本发明属于采场动态复垦技术领域。具体是涉及一种露天矿采场动态复垦方法。

技术背景

矿产资源的开发有利于国民经济发展，但也会对矿区生态环境造成破坏，影响当地生态文明建设。国内大部分矿山采用露天开采，露天矿开采时排土场、工业场地、采场和运输公路的布置与施工会造成矿区土地资源的压占和挖损，尤其是采场采剥作业会直接挖损山体、移除植被，采剥后裸露的岩体不仅会改变矿区原始地貌，而且为后期的崩塌、滑坡等灾害埋下隐患。同时，采场剥离的表土堆积在排土场，在降雨条件下易发生泥石流灾害。

目前，国内露天矿普遍做法是先采矿后治理，即在矿山闭坑后才开始对矿区进行复垦，且采场台阶坡面多采用藤本植物复绿。由采矿结束后的台阶组成的最终边坡的坡面陡、平盘宽度小、高差大，复垦前必须进行处理，否则无法进行安全地复垦作业或不能使用较大型设备进行复垦。因此，先采矿后治理的做法往往造成矿区土地破坏时间长，采场复垦效率低、效果差。现在，国家进一步强调对矿区生态环境的恢复治理，明确提出新建矿山必须做好矿区复垦工作，使采矿破坏的生态环境最大程度地得到改善和恢复，实现矿山开采与环境保护协调发展。因此，先采矿后治理和采场台阶坡面采用藤本植物复绿的做法逐渐不能满足要求。

近年来，随着边坡复垦技术的不断发展，喷播绿化技术逐渐用于边坡复垦，它复垦成本低、效果好，并研制出许多高效率喷播设备，尤其适用于较陡岩质坡面的复垦，如果将该技术与采矿作业结合起来，可以实现露天矿采场边采矿边复垦的动态复垦作业，但目前没有这样的技术方法。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种效率高、效果好和矿区生态环境恢复周期短的露天矿采场动态复垦方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

第一台阶采矿和第二台阶采矿结束时，依次对第一台阶坡面进行复垦和第一台阶下部平盘进行复垦，第三台阶下部平盘同时采剥推进。

第三台阶采矿结束时，依次对第二台阶坡面 进行复垦和第二台阶下部平盘进行复垦，第四台阶下部平盘(7)同时采剥推进。

……。

第n-1(n为≥4的自然数)台阶采矿结束时，依次对第n-2台阶坡面进行复垦和第n-2台阶下部平盘进行复垦，第n台阶下部平盘同时采剥推进。

第n台阶采矿结束时，依次对第n-1台阶坡面进行复垦和第n-1台阶下部平盘进行复垦，第n+1台阶下部平盘同时采剥推进。

从上往下，直至最后一个台阶采剥完毕，依次对最后第二个台阶坡面进行复垦和最后第二个台阶下部平盘进行复垦；再对最后一个台阶复垦。

所述台阶坡面进行复垦的方法是：先对拟复垦台阶坡面去浮石和去危岩，然后在拟复垦台阶坡面上打锚杆和挂设三维网；最后在拟复垦台阶的下一个台阶下部平盘上采用喷播设备对拟复垦台阶坡面进行喷播，第一次喷播不含植物种子的喷播料，喷播厚度为7～9cm，第二次喷播含藤本植物和草本植物种子的喷播料，喷播厚度为2～4cm。

所述台阶下部平盘进行复垦的方法是：当拟复垦台阶坡面喷播完毕，对拟复垦台阶下部平盘进行喷播，第一次喷播不含植物种子的喷播料，喷播厚度为7～9cm，第二次喷播含灌木植物和草本植物种子的喷播料，喷播厚度为2～4cm。

拟复垦台阶坡面和拟复垦台阶下部平盘喷播完毕后，用无纺布或草帘覆盖。

所述喷播设备应满足：

H>2h>(1)

S>(>_max+>hcotα)(2)

式(1)和式(2)中：H表示喷播设备的扬程；

S表示喷播设备的水平喷播距离；

h表示台阶高度；

l_max表示拟喷播的台阶下部平盘的最大宽度；

α表示台阶坡面角。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

①复垦效率高

本发明在第一台阶采矿和第二台阶采矿结束时，在第二台阶下部平盘上采用喷播设备 依次对第一台阶坡面和第一台阶下部平盘进行喷播，第三台阶下部平盘同时采剥推进，喷播前无需对第一台阶坡面的角度和第一台阶下部平盘的宽度进行改变，机械化程度高、复垦工艺简单，采矿与复垦作业的车辆调运相互独立、互不影响，复垦效率高。

②复垦效果好

采场拟复垦台阶坡面和拟复垦台阶下部平盘一般均为裸露岩体，且拟复垦台阶坡面陡，采用喷播绿化技术进行复垦，通过打锚杆、挂设三维网和喷播等操作，使喷播料与岩层紧密粘结形成整体结构，防止因雨水冲刷所导致的喷播料流失和发生滑坡；拟复垦台阶坡面喷播含藤本植物和草本植物种子的喷播料，拟复垦台阶下部平盘喷播含灌木植物和草本植物种子的喷播料，喷播完毕后，用无纺布或草帘覆盖，植物种类搭配合理、分布均匀，喷播料保水性好，因此，植物成活率高、覆盖面积广，复垦效果好。

③矿区生态环境恢复周期短

在采剥作业期间对采场台阶进行复垦，减少了采剥后裸露岩体的暴露时间，对其进行较早复垦，能降低其发生滑坡、崩塌的机率；排土场内堆积的表土将作为喷播料的重要成分。随着采场的复垦，排土场内表土的堆积量随之减小，占地面积和后期复垦工作量会减少，缩短矿区生态环境的恢复周期。

④边采矿边复垦

采场内矿岩按台阶自上而下依次开采和复垦，当拟复垦台阶的下一个台阶采矿结束时，在其下部平盘上采用喷播设备对拟复垦台阶坡面和拟复垦台阶下部平盘进行喷播，并对喷播前后洒落的土石进行清理，避免对采剥作业产生影响；采剥作业的台阶下部平盘由外至内采剥推进，使其不影响拟复垦台阶坡面和拟复垦台阶下部平盘的复垦作业，同时也降低了采剥时爆破振动对已复垦台阶的影响；故本发明实现了边采矿边复垦。

因此，本发明具有复垦效率高、复垦效果好、矿区生态环境恢复周期短和边采矿边复垦的特点，适用于露天矿采场复垦。

附图说明

图1为本发明一种示意图；

图2为图1的三维示意图；

图3为图1的第二台阶坡面3和第二台阶下部平盘4的复垦示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制。

实施例1

一种露天矿采场动态复垦方法。所述动态复垦方法如图1和图2所示：

第一台阶采矿和第二台阶采矿结束时，依次对第一台阶坡面1进行复垦和第一台阶下部平盘2进行复垦，第三台阶下部平盘6同时采剥推进。

第三台阶采矿结束时，依次对第二台阶坡面3 进行复垦和第二台阶下部平盘4进行复垦，第四台阶下部平盘7同时采剥推进。

……。

第n-1n为≥4的自然数台阶采矿结束时，依次对第n-2台阶坡面进行复垦和第n-2台阶下部平盘进行复垦，第n台阶下部平盘同时采剥推进。

第n台阶采矿结束时，依次对第n-1台阶坡面进行复垦和第n-1台阶下部平盘进行复垦，第n+1台阶下部平盘同时采剥推进。

从上往下，直至最后一个台阶采剥完毕，依次对最后第二个台阶坡面进行复垦和最后第二个台阶下部平盘进行复垦；再对最后一个台阶复垦。

所述台阶坡面进行复垦的方法是：先对拟复垦台阶坡面去浮石和去危岩，然后如图3所示，在拟复垦台阶坡面上打锚杆10和挂设三维网9；最后在拟复垦台阶的下一个台阶下部平盘上采用喷播设备5对拟复垦台阶坡面进行喷播，第一次喷播不含植物种子的喷播料8，喷播厚度为7～9cm，第二次喷播含藤本植物和草本植物种子的喷播料8，喷播厚度为2～4cm。

所述台阶下部平盘进行复垦的方法是：当拟复垦台阶坡面喷播完毕，对拟复垦台阶下部平盘进行喷播，第一次喷播不含植物种子的喷播料8，喷播厚度为7～9cm，第二次喷播含灌木植物和草本植物种子的喷播料8，喷播厚度为2～4cm。

拟复垦台阶坡面和拟复垦台阶下部平盘喷播完毕后，用无纺布或草帘覆盖。

所述喷播设备5应满足：

H>2h>(1)

S>>_max+>hcotα>

式(1)和式(2)中：H表示喷播设备5的扬程；

S表示喷播设备5的水平喷播距离；

h表示台阶高度；

l_max表示拟喷播的台阶下部平盘的最大宽度；

α表示台阶坡面角。

本具体实施方式与现有技术相比具有的有益效果是：

①复垦效率高

本具体实施方式在第一台阶采矿和第二台阶采矿结束时，在第二台阶下部平盘4上采用喷播设备5 依次对第一台阶坡面1和第一台阶下部平盘2进行喷播，第三台阶下部平盘6同时采剥推进，喷播前无需对第一台阶坡面1的角度和第一台阶下部平盘2的宽度进行改变，机械化程度高、复垦工艺简单，采矿与复垦作业的车辆调运相互独立、互不影响，复垦效率高。

②复垦效果好

采场拟复垦台阶坡面和拟复垦台阶下部平盘一般均为裸露岩体，且拟复垦台阶坡面陡，采用喷播绿化技术进行复垦，通过打锚杆10、挂设三维网9和喷播等操作，使喷播料8与岩层紧密粘结形成整体结构，防止因雨水冲刷所导致的喷播料8流失和发生滑坡；拟复垦台阶坡面喷播含藤本植物和草本植物种子的喷播料8，拟复垦台阶下部平盘喷播含灌木植物和草本植物种子的喷播料8，喷播完毕后，用无纺布或草帘覆盖，植物种类搭配合理、分布均匀，喷播料8保水性好，因此，植物成活率高、覆盖面积广，复垦效果好。

③矿区生态环境恢复周期短

在采剥作业期间对采场台阶进行复垦，减少了采剥后裸露岩体的暴露时间，对其进行较早复垦，能降低其发生滑坡、崩塌的机率；排土场内堆积的表土将作为喷播料8的重要成分。随着采场的复垦，排土场内表土的堆积量随之减小，占地面积和后期复垦工作量会减少，缩短矿区生态环境的恢复周期。

④边采矿边复垦

采场内矿岩按台阶自上而下依次开采和复垦，当拟复垦台阶的下一个台阶采矿结束时，在其下部平盘上采用喷播设备5对拟复垦台阶坡面和拟复垦台阶下部平盘进行喷播，并对喷播前后洒落的土石进行清理，避免对采剥作业产生影响；采剥作业的台阶下部平盘由外至内采剥推进，使其不影响拟复垦台阶坡面和拟复垦台阶下部平盘的复垦作业，同时也降低了采剥时爆破振动对已复垦台阶的影响；故本具体实施方式实现了边采矿边复垦。

因此，本具体实施方式具有复垦效率高、复垦效果好、矿区生态环境恢复周期短和边采矿边复垦的特点，适用于露天矿采场复垦。

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