一种地埋式生态修复模块及露天煤矿排土场植被重建方法

技术领域

本发明涉及土地复垦技术领域，特别是一种地埋式生态修复模块及露天煤矿排土场植被重建方法，适用于露天矿山生态环境治理。

背景技术

目前，我国的露天煤矿排土场为岩土混合物堆砌形成，水、肥流失较快，且排土场经过重型设备反复碾压、压实后，其土壤严重板结，土壤孔隙度较低，不利于植被建植，直接栽种植被难以成活。

目前主要的治理措施包括客土改良或采用穴状栽植坑覆土的方式进行生态修复，采用客土改良的方式一方面需进行表土剥离堆存，堆存过程中土壤肥力也会流失，同时矿山堆垫面积远大于原地表面积，导致表土不足无法客土。尽管可以采用穴状整地栽植树木，但由于客土量较小，同时水分流失及养分流失较快，导致植被成活率较低。因此，目前尚无适于露天煤矿排土场植被重建的设施和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种地埋式生态修复模块和露天煤矿排土场植被重建方法,解决了露天煤矿山排土场土壤板结严重，水肥流失较快，植被重建困难的问题，其利用地埋式生态修复模块能够有效快速的形成植物栽植区，防止水肥营养丢失，使植被重建，治理露天矿山生态环境。

本发明采用的的技术方案是：该地埋式生态修复模块包括植被栽植区块，技术要点是：所述植被栽植区块主要由蓄水棒、保水围挡和栽植区组合连接形成，蓄水棒为两组支架形蓄水棒，支架形蓄水棒利用排土场排弃物和含有水泥的拌合物模压成形，带有底梁和中部两立柱，外围套有无纺布管套，两组支架形蓄水棒沿长度方向并排设置；保水围挡为矿山剥离物置于无纺布套中形成的围绕蓄水棒的四根立柱固定设置的围挡，保水围挡围成的空间形成栽植区。

所述植被栽植区块底部设置有椰丝营养毯。

所述椰丝营养毯为BOP拉伸网包裹的椰丝营养层和椰丝保水层形成的毯状结构，并利用BOP拉伸网缠绕固定在蓄水棒的底梁之间。

所述蓄水棒无纺布管套与保水围挡无纺布套为一体式结构。

所述地埋式生态修复模块的制作方法包括如下步骤：

制作蓄水棒：首先将排土场排弃物进行过5cm筛，取筛下物得到基质材料排弃物；再将排土场排弃物、水泥、钾水玻璃、风化煤、保水剂以7:1:0.5:0.5:0.5的质量份数比参水进行混合，搅拌至均匀的浆体倒入模具中，从而得到蓄水棒坯，再进行养护，然后套入预制的无纺布管套中形成最终的带有底梁和中部两立柱的支架形蓄水棒成品，两组支架形蓄水棒并排设置成为蓄水棒；

制作保水围挡：保水围挡选用0.5mm以下的排土场排弃物作为填充物,利用无纺布套套入；将保水围挡围绕一组蓄水棒的四根立柱与蓄水棒布套套为一体形成保水围挡；

制作栽植区：利用保水围挡围成的空间，形成栽植区；

最终形成地埋式生态修复模块。

所述植被栽植区块底部设置有椰丝营养毯，椰丝营养毯为利用BOP拉伸网包裹的椰丝营养层和椰丝保水层形成的毯状结构，并利用BOP拉伸网缠绕固定在蓄水棒的底梁之间，椰丝营养层主要由椰丝做成椰丝毯，由椰丝毯包裹牛羊粪有机肥及乙烯树脂制作而成；椰丝保水层主要由椰丝毯包裹高吸水性树脂制作而成，将椰丝营养层和椰丝保水层铺于蓄水棒底部两横梁之间，通过BOP拉伸网进行固定成形。

该露天煤矿排土场植被重建方法包括如下步骤：

步骤1，在排土场平台区域挖出条形沟，将预制的多个地埋式生态修复模块沿长度方向依次连接置入沟中，形成多个种植槽；

步骤2，将挖出土置于非种植槽区域，将多于的土垫高非种植槽区域，形成便于水流流向种植槽中的3%-5%的坡度，在非种植槽区域撒播草籽。

步骤3，取带土球的植物栽植在种植槽区域或取0.5mm-10mm粒径范围的排土场排弃物在种植槽区进行回填栽植。

其中，地埋式生态修复模块制作方法为：

制作蓄水棒：首先将排土场排弃物进行过5cm筛，取筛下物得到基质材料排弃物；再将排土场排弃物、水泥、钾水玻璃、风化煤、保水剂以7:1:0.5:0.5:0.5的质量份数比参水进行混合，搅拌至均匀的浆体倒入模具中，从而得到蓄水棒坯，再进行养护，然后套入预制的无纺布管套中形成最终的带有底梁和中部两立柱的支架形蓄水棒成品，两组支架形蓄水棒并排设置成为蓄水棒；

制作保水围挡：保水围挡选用0.5mm以下的排土场排弃物作为填充物,利用无纺布套套入；将保水围挡围绕一组蓄水棒的四根立柱与蓄水棒布套套为一体形成保水围挡；

制作栽植区：利用保水围挡围成的空间，形成栽植区；

最终形成地埋式生态修复模块。

所述植被栽植区块底部设置有椰丝营养毯，椰丝营养毯为利用BOP拉伸网包裹的椰丝营养层和椰丝保水层形成的毯状结构，并利用BOP拉伸网缠绕固定在蓄水棒的底梁之间，椰丝营养层主要由椰丝做成椰丝毯，由椰丝毯包裹牛羊粪有机肥及乙烯树脂制作而成；椰丝保水层主要由椰丝毯包裹高吸水性树脂制作而成，将椰丝营养层和椰丝保水层铺于蓄水棒底部两横梁之间，通过BOP拉伸网进行固定成形。

本发明的优点及有益效果是：采用蓄水棒和保水围挡组合围成能够栽植区和间隔非种植槽区，巧妙的利用纺布套与排土场排弃物结合形成保水围挡并与蓄水棒固定形成栽植区；有效的利用了排土场排弃物，保护环境；地埋式生态修复模块制作方法，将排土场排弃物与各部分的对应的植物肥水养分通过立体空间结合提供更加利用植被的生长空间环境；露天煤矿排土场植被重建方法利用该地埋式生态修复模块能够形成连续的、大片区的快速植被重建，不但解决了排土场排弃物对环境污染的问题，同时提高了植被重建效率，对治理露天矿山生态环境起到积极的效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明的地埋式生态修复模块的俯视结构示意图；

图2为本发明的支架形蓄水棒侧视结构示意图；

图3为本发明的椰丝营养毯的横截面结构示意图；

图4为本发明的地埋式生态修复模块使用状态结构示意图；

图5为本发明的多组地埋式生态修复模块组合使用状态示意图。

图中序号说明：10蓄水棒、11底梁、12立柱、20保水围挡、30栽植区、40椰丝营养毯、41椰丝营养层、42椰丝保水层、50带土球的植物、60非种植槽区域。

具体实施方式

根据图1至5对本发明作详细描述。实施例一，如图1所示，一种地埋式生态修复模块，其包括可以形成独立的植被栽植区块，植被栽植区块主要是由蓄水棒、保水围挡和栽植区组合连接形成。其中，蓄水棒为两组支架形蓄水棒，如图2所示，支架形蓄水棒利用排土场排弃物和含有水泥的拌合物模压成形，带有底梁和中部两立柱，外围套有无纺布管套，两组支架形蓄水棒沿长度方向并排设置；如图1所示，保水围挡为矿山剥离物置于无纺布套中形成的围绕蓄水棒的四根立柱固定设置的围挡。如图4所示，保水围挡及椰丝营养毯围成的空间形成栽植区。其中，矿山剥离物主要包括泥岩及生土等露天采矿所需剥离的地层结构，或可选择排土场排弃物进行筛分后获得。

作为进一步改进，椰丝营养毯如图3所示，还可以在植被栽植区块底部设置有椰丝营养毯，采用带有椰丝植被营养层。椰丝营养毯还可以采用BOP拉伸网包裹的椰丝营养层和椰丝保水层形成的毯状结构，并利用BOP拉伸网缠绕固定在蓄水棒的底梁之间。利用BOP拉伸网固形的椰丝营养毯与蓄水棒固定形成下部的营养区，栽植区具有保水和提供水肥功能的立体型模块化的植被栽植区。

作为进一步改进，可以将蓄水棒无纺布管套与保水围挡无纺布套采用一体式结构，便于形成整体结构。

地埋式生态修复模块的制作方法包括如下步骤：

制作蓄水棒：首先将排土场排弃物进行过5cm筛，取筛下物得到基质材料排弃物；再将排土场排弃物、水泥、钾水玻璃、风化煤、保水剂以7:1:0.5:0.5: 0.5的质量份数比参水进行混合，搅拌至均匀的浆体注入模具中，待灌注混合料凝固后拆除模具，从而得到蓄水棒坯，再进行养护，然后套入预制的无纺布管套中形成最终的带有底梁和中部两立柱的支架形蓄水棒成品，两支架形蓄水棒并排设置成为一组蓄水棒；所述水泥为通用水泥，主要为了增加蓄水棒一定的强度；所述钾水玻璃为液态硅酸钾，主要增加排土场排弃物间粘合效果；风化煤为露天煤矿常见形态，其粒径控制小于5cm，可以增加蓄水棒涵养水源的比表面积；保水剂为聚丙烯酰胺，主要用于增加蓄水棒保水能力。

制作保水围挡：保水围挡选用0.5mm以下的排土场排弃物作为填充物, 0.5mm以上部分可用于回填至栽植区，降低复垦土壤板结程度，套入30cm*30cm无纺布套中，形成保水围挡；将保水围挡围绕一组蓄水棒的四根立柱与蓄水棒布套套为一体形成保水围挡；

制作栽植区：利用保水围挡及底部椰丝营养毯绑围成的空间，形成栽植区；通过保水围挡、椰丝营养毯营造一个适宜的植物生长环境。栽植区的栽植形式可分为两种，一种为带土球栽植，将小型乔木或灌木以带土球的形式直接放入栽植区中，然后填土至水平。或将排土场排弃物进行筛分，取0.5mm-10mm粒径范围排弃物进行回填种植。

最终形成地埋式生态修复模块。

作为进一步改进，还可以在植被栽植区块底部设置有椰丝营养毯，制作椰丝营养毯：利用BOP拉伸网包裹的椰丝营养层和椰丝保水层形成的毯状结构，并利用BOP拉伸网缠绕固定在蓄水棒的底梁之间，椰丝营养层主要由椰丝做成椰丝毯，由椰丝毯包裹牛羊粪有机肥及乙烯树脂制作而成，使用量30-40g/m

实施例二，如图5所示，一种利用上述地埋式生态修复模块的露天煤矿排土场植被重建方法，包括如下步骤：

步骤1，利用挖掘机在排土场平台区域挖出条形沟，将预制的多个地埋式生态修复模块沿长度方向依次连接置入沟中，便形成多个种植槽；

步骤2，将挖出土置于非种植槽区域，将多于的土垫高非种植槽区域，形成3%-5%的坡度，便于水流流向种植槽中，在非种植槽区域撒播草籽；

步骤3，取带土球的植物栽植在种植槽区域，也可以取0.5mm-10mm粒径范围的排土场排弃物在种植槽区进行回填栽植。

作为进一步改进，还可以在地埋式生态修复模块的植被栽植区块底部设置有上述椰丝营养毯。

综上所述，实现了本发明的目的。