一种煤矸石山生态治理方法

摘要

本发明公开了一种煤矸石山生态治理的方法，包括煤矸石山边坡整理与稳定加固、植被混凝土填隙加固层构建、种植基材层构建、立体植被系统构建等步骤，具体实施步骤：煤矸石山经过坡面平整，在坡面因势利导修筑集排水构筑物，并在坡脚采用干砌石笼网进行加固；经过稳定化处理的煤矸石山喷播植被混凝土，填充煤矸石缝隙，同时加固坡体，调节酸碱平衡；接着在煤矸石山覆盖种植土，种植土层压实后喷播客土基质层，再铺设环保型植物纤维毯，最后在植物纤维毯上喷播植物种子层，种植乔灌木，在煤矸石山顶、坡面形成乔灌草立体植被系统。本发明解决了煤矸石山造成的粉尘污染、自燃爆炸和滑坡等问题，并实现生态环境改善的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及矿山生态治理领域，具体为一种煤矸石山生态治理方法。

背景技术

全国国有煤矿现有矸石山1500余座，堆积量30亿吨以上(占中国工业固体废物排放总量的40％以上)，到目前为止，受限于技术发展瓶颈，煤矸石的资源化利用率不高。技术不完善，地区发展不平衡，对环境的影响依然很严重。大量堆积的煤矸石具有以下危害：

(1)占用污染土地。煤矸石的大量堆放一方面占用大量的土地面积，另一方面还在影响着比堆放面积更大的土地资源，使得周围的耕地变得贫瘠，不能被利用。

(2)污染大气。煤矸石露天堆放会产生大量扬尘，这主要是由于在地面堆放的煤矸石受到长时间的日晒雨淋后，将会风化粉碎；另外，煤矸石吸水后会崩解，从而很容易产生粉尘。在风力的作用下，将会恶化矿区大气的质量。

(3)山体滑坡。当矸石堆场的矸石堆放不合理时，矸石山易发生边坡失稳，从而导致矸石山的崩塌、滑移，特别在暴雨季节，这种现象在山区尤为常见，易发生泥石流。

(4)自然与爆炸。煤矸石中含有残煤、碳质泥岩和废木材等可燃物，其中C、S可构成煤矸石自燃的物质基础。煤矸石露天堆放，日积月累，矸石山内部的热量逐渐积累。当温度达到可燃物的燃烧点时，矸石堆中的残煤便可自燃。自燃后，矸石山内部温度为800～1000C°，使矸石融结并放出大量的CO、CO2、SO2、H2S、NOx等有害气体，其中以SO2为主。同时煤矸石的自然容易引起火灾甚至爆炸事故。

在煤矸石的综合利用技术水平较低时期，为降低煤矸石的环境污染、减少火灾爆炸和山体滑坡事故，对煤矸石山进行生态治理既可以控制矸石山对周边土壤的侵害，减少粉尘污染，还可以增加矿区绿地面积，从而大大改善矿区环境。而植被的恢复也能大大降低矸石的自燃率，从而降低火灾和爆炸风险。煤矸石山不具备植物存活的基本条件，因此，在煤矸石山恢复植被需要采取人工干预的措施，提供植物生长所需的基层材料。

授权公告号为CN102561366的专利公开了一种矿区煤矸石山植被恢复技术，其矸石山植被恢复技术包括边坡稳定措施，矸石山压实整理措施，通过边坡覆土、改良基质为种植植被提供基质层，对梯田式植物种植的技术进行了详细描述，介绍了紫穗槐在坡面的种植流程。从工程实践经验来看，在坡面仅采用覆土的方式，水土流失仍然比较严重，尤其在植被保护层形成前这一问题更加突出。另外该专利中所公布的技术中选择的植物品种较单一，难以是矸石山形成稳定的生态系统

发明内容

本发明的目的在于提供一种在煤矸石山生态治理的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤矸石山生态治理方法，包括以下步骤：

(1)平整坡面，修筑分级平台，修筑集排水构筑物，采用干砌石笼网加固坡脚。

(2)喷播植被混凝土对山体进行填隙加固处理。

(3)构建种植基材层，覆盖种植土、客土喷播基质层、铺设植物纤维毯。

(4)在植物纤维毯上喷播、撒播草本种子，穴植灌木和乔木。

(5)植被养护管理。

进一步的，所述步骤(1)平整煤矸石山边坡，高度超过20米的山体进行分级处理，每级高度10～15米，平台宽度3～4米，平整后边坡坡度小于45°。

进一步的，所述步骤(1)修筑集排水构筑物，在坡顶修筑宽1.5～2米、高1～1.5米挡水墙，坡面每隔30～40米修筑排水沟，排水沟宽0.8～1.5米，深0.8米，与挡水墙联通。

进一步的，所述步骤(1)坡脚采用干砌石笼网加固，高度为0.8～1.2米，宽度0.6～1米。

进一步的，所述步骤(2)植被混凝土填隙加固层厚度5～8cm，由水泥、种植土、植被混凝土添加剂A和植被混凝土添加剂B组成，各组分重量百分比分别为78～85、5～10、3～6、4-6。

进一步的，所述步骤(3)覆盖种植土厚度20-30cm；客土喷播基质层厚度为8-12cm，由种植土、腐殖质、植物纤维、粘合剂、保水剂、复合肥等按比例组成；植物纤维毯规格为200-300g/㎡。

进一步的，所述步骤(4)煤矸石山形成由乔灌草构成的立体植被系统，集排水构筑物覆盖植被，形成柔性结构。

进一步的，所述步骤(5)通过科学管理养护保证植被成活率，达到植被覆盖度要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明针对污染严重，存在安全隐患的煤矸石山，综合应用了水土保持、人工基材、生态构建等技术措施，减少煤矸石的土壤污染、粉尘污染，降低山体滑坡、自然爆炸等安全隐患，实现矸石山的植被恢复和生态治理。其中山体加固、土工构筑物、土工材料等水土保持措施防止堆体滑坡垮塌，通过覆盖客土、喷播基材为植物生长提供必需的基材层，构建乔灌草立体植被系统，植被的恢复进一步促进山体的稳定，最终实现生态治理。

附图说明

图1是本发明一种煤矸石对植被恢复方法将煤矸石山植被恢复后的结构示意图；

图2是本发明一种煤矸石对植被恢复方法实施步骤(1)中坡面排水渠的界面示意图；

图3是本发明一种煤矸石对植被恢复方法实施步骤(1)中坡面分级示意图。

图中1为煤矸石层，2为植被混凝土填隙加固层，3为覆土层，4为客土喷播层，5为植物纤维毯，6为草本植物，7为灌木，8为乔木，9为挡水墙，10为干砌石笼网，11为分级平台。

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。

实施例1

如图1所示，矸石山高度在20米以下时，本实施例中一种煤矸石山生态治理方法，实施步骤如下：

(1)矸石山整理。综合考虑占地面积和转移工程量等因素，对散乱堆放的矸石进行整理，平整山体坡面，坡度小于45°；在坡顶利用煤矸石修筑挡水墙，宽1.5～2米、高1～1.5米；横向每隔30～40米修筑排水沟，排水沟宽0.8～1.5米，深0.8米，其断面结构如图2所示，排水沟由坡顶修至坡脚，与坡脚排水设施连接。矸石堆坡脚采用干砌石笼网进行加固处理，高度为0.8～1.2米，宽度0.6～1米，防止山体滑坡。(2)植被混凝土填隙加固层。植被混凝土由水泥、种植土、植被混凝土添加剂A和植被混凝土添加剂B组成，各组分重量百分比分别为78～85、5～10、3～6、4-6，加水搅拌均匀后采用高压泵喷射至坡面，填充煤矸石孔隙，直至坡面形成厚度为5～8cm的植被混凝土层。

(3)构建种植基材层。首先在坡面及山体平台覆盖种植土，坡面客土厚度不低于20cm，山体平台覆土厚度不低于30cm；然后采用客土喷播技术将按比例配制的基质层均匀的喷播到山体上，厚度达到8～12cm，基质由种植土、腐殖质、植物纤维、粘合剂、保水剂、复合肥等组成，根据种植土情况选择适宜的配合比，基质层具有保水、抗冲刷、缓释营养物质的特性，能够为植被生长提供长效养分供应；接着在基质层上铺盖植物纤维毯，规格为200-300g/㎡，具有水土保持、温度调节作用。

(4)植物种植。在顶部平台采用穴植的方式种植乔木及灌木，人工撒播草本植物种子；在坡面采用客土喷播技术喷播草本种子层，穴植灌木，植物以当地物种为主，配合以少量景观植物。

(5)管理养护。坡体通常缺水且易被冲刷，植物种植完成后，在前期需加强管理养护，保证种子的发芽率和移栽植物的成活率。

实施例2

如图3所示，矸石山高度达到20米以上时，本实施例中一种煤矸石山生态治理方法，实施步骤如下：

(1)边坡整理。对矸石山进行分级处理(如图3所示)，每10～15米为一级，各级之间修筑操作平台，宽度3～4米；坡面整理平整，坡度小于45°；在坡顶利用煤矸石修筑挡水墙，宽1.5～2米、高1～1.5米；横向每隔30～40米修筑排水沟，排水沟宽0.8～1.5米，深0.8米，其断面结构如图2所示，排水沟由坡顶修至坡脚，各级间排水沟联通，与坡脚排水设施连接。矸石堆每级坡脚均采用干砌石笼网进行进行加固处理，高度为0.8～1.2米，宽度0.6～1米，防止山体滑坡。

(2)后续步骤同实施例1的(2)～(5)。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。