一种采煤迹地排土场土壤重构方法

技术领域

本发明涉及矿区土壤重构领域，具体涉及一种采煤迹地排土场土壤重构方法，尤其应用于露天煤矿排土场土壤重构。

背景技术

煤炭的露天开采产生的剥离物和煤矸石数量巨大，通常被堆放成一座座排土场，不仅侵占大量宝贵的土地资源，还大大增加了植被恢复所需的表土数量，致使矿区表土匮乏。不仅如此，以上活动极大地破坏了矿区的地形地貌和植被，极易引发地质灾害，并造成土壤结构破坏和养分流失，引发严重的生态环境问题，必须进行生态恢复，而重构土壤的好坏直接影响植被的存活和生长，对于矿区生态恢复至关重要。

土壤重构指对矿山损毁土地采用工程、物理、化学、生物等改良措施，重新构造土壤基质或适宜的种植层，形成适宜植被生长的土壤剖面结构、肥力及水分等条件。现有多关注土体表层种植层的改良，缺乏关于土壤剖面结构和功能的重构技术。然而，不同土壤组分的交互作用是土壤重构的前提和关键，需要因地制宜、就地取材地从整个土壤剖面的角度进行排土场的土壤重构，形成剖面结构合理、养分状况充足及水分承载力良好的土壤类型。

发明内容

本发明为解决现有排土场土壤重构方法表土匮乏、土壤结构性差的技术问题，提供一种采煤迹地排土场土壤重构方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种采煤迹地排土场土壤重构方法，由下到上依次形成母质层、隔水层和种植层，包括以下步骤：

步骤1，对排土场进行表土剥离，剥离的表土运至附近单独存放并；

步骤2，将煤炭开采产生的矸石，包括剥离物和煤矸石，过5mm的筛，对于直径大于5mm的矸石进行分层碾压堆放，形成母质层；

步骤3，在母质层上覆盖粉煤灰和砒砂岩混合物，并进行平整和压实，形成隔水层；

步骤4，将过5 mm筛后直径小于5 mm的矸石与表土混合均匀覆盖于隔水层上方，形成种植层。

进一步的，步骤1中剥离厚度为20～50 cm。

进一步的，所述步骤1中剥离并单独存放的表土应该用防尘网进行苫盖，避免发生扬尘和土壤流失。

进一步的，当步骤1中表土混有矸石时，过5 mm筛后单独存放并苫盖。

优选的，所述步骤2中矸石分层碾压堆放时，为了保证堆体的稳定性，有效防止地质灾害的发生同时提高施工效率，分层碾压厚度为5～8 m。

进一步的，步骤3中的粉煤灰和砒砂岩应就近运输，达到固废消纳的同时节约成本；步骤3所述粉煤灰和砒砂岩的混合质量比为2:1，压实相对密度不小于0.67、隔水层的厚度为15～20 cm。

进一步的，步骤4直径小于5 mm的矸石按照质量比为30～50%的比例与表土混合。

进一步的，步骤4所述种植层的容重范围为1.30～1.50 g/cm3、厚度大于30 cm。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

1、本发明提出的隔水层不仅可以有效阻止水分下渗，提高土壤水分含量，还可以提高粉煤灰的资源化利用效率。

2、本发明充分利用矸石进行种植层土壤构建，不仅可以在一定程度上弥补表土数量的不足，减少客土使用量，还可以提高渣土边坡的稳定性，对矿区植被恢复具有重要的积极意义。

3、本发明就地取材，变废为宝的同时降低了矿区植被恢复成本，具有较好的经济效益。

附图说明

图1为本发明的采煤迹地排土场土壤重构示意图。

图中标记如下：

1-母质层，2-隔水层，3-种植层。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例

一种采煤迹地排土场土壤重构方法，具体为由下到上依次形成母质层1、隔水层2和种植层3，如图1所示。

主要包括以下步骤：

步骤1，在选定的排土场进行表土剥离，剥离厚度为20～50 cm，剥离后的表土单独堆放并用防尘网进行苫盖，避免发生扬尘造成环境污染和土壤流失。

步骤2，将过5 mm筛后直径大于5 mm的矸石进行纵向分层碾压堆放，即每排放5～8m厚度的矸石就借助推土机进行平整，并进行碾压夯实；然后再在此基础上继续堆放下一层矸石，循环直至顶层，形成母质层1。

步骤3，母质层101堆放完成后，依据因地制宜、就地取材的原则，用卡车运输附近电厂产生的粉煤灰与砒砂岩按照2:1的比例进行混合，然后用推土机进行平整，并进行碾压夯实，压实相对密度应不小于0.67、厚度范围应为15～20 cm，形成隔水层2。

步骤4，步骤3完成后，将过5 mm筛后直径小于5 mm的矸石按照质量比为30～50 %的比例与剥离的表土分别称重，混合均匀，形成容重范围为1.30～1.50 g/cm

以宁夏回族自治区贺兰山保护区大峰矿排土场为例，根据矿区实际情况，采用上述排土场土壤重构方法，其步骤如下：

步骤1，表土剥离：根据排土场实际情况，剥离排土场20 cm的表土，由于该地土层较薄，剥离的表土混合部分矸石，故过5mm筛后存放于排土场旁边的空地上，并用遮阳网进行苫盖。

步骤2，母质层构建：将开采产生的矸石过5 mm筛，直径小于5mm的部分堆放至剥离的表土旁边，并用遮阳网进行苫盖；直径大于5 mm的部分进行纵向分层碾压堆放，每层控制在5～8 m厚度内，碾压前和碾压过程中伴随场地平整，以保证最后每层矸石的平整，为后续隔水层重构做准备。

步骤3，隔水层构建：就近运输粉煤灰和砒砂岩，按照2:1的比例进行混合，然后用推土机进行平整，并进行碾压夯实，压实相对密度大于0.70，最终形成厚度为15～20 cm的隔水层；为了有效防止水分下渗，在母质层和四周坡面处均构建隔水层。

步骤4，根据《土地复垦质量控制标准(TD/T 1036-2013)》规定，在我国北方草原地区，以再造草原为目的的复垦，有效土层厚度应大于30 cm；根据矿区实际情况，将过5 mm筛后直径小于5 mm的矸石按照质量比为30～40 %的比例与剥离过5 mm筛的表土分别称重，混合均匀，形成容重范围为1.40～1.50g/cm

最后应说明的是：以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。