一种无表土覆盖的煤矸石充填复垦技术制造技术

本发明专利技术公开了一种无表土覆盖的煤矸石充填复垦技术，包括以下步骤：测量待修复塌陷区地下水埋深；按块径大小将用于填充的煤矸石进行分类；使用分类后的煤矸石对沉陷区进行填充，并达到设计填充高度；针对填充煤矸石分类的不同，在填充后的地块上覆盖一定厚度的按比例混合的煤矸石与土壤的混合物。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：解决了煤矸石堆放压占土地及带来的相关环境问题；根据煤矸石块度结构差异而设计表层煤矸石和土壤的混合比例，使整个复垦区的土地达到适宜种植的条件；提高土地复垦工程施工效率，节约熟土资源，可避免因大量取土造成土地资源的破坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土壤修复
，尤其涉及的是一种无表土覆盖煤矸石充填复垦技术。
技术介绍
对于作物而言，土壤只是提供养分、水分的载体和作物根系伸展、固持的介质，因此，在传统观念中，我们夸大了土壤对作物起到的作用。所以在复垦土地时，只需保证复垦地能够给作物提供足够的养料和水分，同时保持植物根系的延展和固定即可。在传统煤矸石填充复垦技术中，会在煤矸石填充复垦的垫层表层再覆盖50～70cm的土层，这不仅浪费了大量熟土资源、造成其它土地资源的破坏，而且增加了复垦成本。实际上，一般农作物根系主要集中在地表到地表以下30cm，因此只需将地表到地表以下30cm部分复垦适合作物根系固定即可。不同矿区或同一矿区不同开采阶段所产生的煤矸石自然块度相差很大。煤矸石中的较大块体往往是砂岩或粉砂岩类，这类岩石因粘土矿物含量少而表现为较低的孔隙率和较小的比表面积，从而表现出较小吸附或持水能力；而煤矸石中自然块度较小者通常以含粘土矿物成分较多的泥岩为主。较多的粘土矿物不仅易于风化，对作物根系的固定亦较强。以这种类型的煤矸石作为充填复垦的基底可以有效的保证作物的正常生长。因此，基于煤矸石块度结构组分的无表土覆盖的煤矸石充填复垦技术的研究成为本领域技术人员的研究重点。随着社会经济发展，煤炭的开采和利用总量逐年增加。同时，地下开采导致的大面积地表沉陷和产生大量的煤矸石。在地下水埋深较浅的平原矿区或降雨量较大且时间较均匀的地区，沉陷区的地势更加低洼而易积水，导致耕地无法耕作。长期以来，我国乃至国外的煤矸石只少量的用于建材或其它领域，煤矿区堆积如山的矸石山既压占土地资源有污染了环境。因此，多数煤矿企业选择煤矸石作为塌陷区充填复垦的材料。煤矸石块度结构和煤矸石对水分的吸附或水分保持存在一定联系，同时，煤矸石块度结构的大小也影响对作物根系的固定效果。通常，岩石对水分的吸附能力和持水能力决定于岩石的矿物成分和它们的空间排列，煤矸石中的较大块体往往是砂岩或粉砂岩类，这类岩石因粘土矿物含量少而表现为较低的孔隙率和较小的比表面积，从而表现出较弱吸附或持水能力，同时大块度的煤矸石块与块之间间隔较大，不易固定作物根系。煤矸石中自然块度较小者通常以含粘土矿物成分较多的泥岩为主，较多的粘土矿物易于风化，不仅具有较强的吸附或持水能力，对作物根系的固定亦较强。在此理论基础上，本专利技术在研究了地下水埋深较浅的前提下，用于填充复垦材料的煤矸石块度结构对复垦地表层一定厚度的煤矸石土壤混合物混合比例的影响的前提下，给出以下方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种无表土覆盖的煤矸石充填复垦技术。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种无表土覆盖的煤矸石充填复垦技术，其特征在于：其包括以下步骤：步骤一、使用水位管和钢尺水位计测量待修复塌陷区的地下水埋深，剔除地下水埋深年变化幅度大于50cm的地块和地下水埋深大于1.5m的地块；步骤二、按块径大小将用于填充的煤矸石进行分类；步骤三、使用分类后的煤矸石对沉陷区进行填充，并达到设计填充高度；步骤四、针对填充煤矸石分类的不同，在填充后的地块上覆盖一定厚度的按比例混合的煤矸石与土壤的混合物。作为对上述方案的进一步改进，步骤四为，针对填充煤矸石分类的不同，在填充后的地块上覆盖30cm厚的按比例混合的煤矸石与土壤的混合物。作为对上述方案的进一步改进，步骤二为，将块径小于等于50mm的煤矸体石的积百分含量占煤矸石总量50％以上的煤矸石划分为I类煤矸石；步骤四为，使用I类煤矸石填充的地块，在填充后的地块上覆盖30cm厚度的煤矸石与土壤的混合物，混合物中土壤与煤矸石的体积比为3:7。作为对上述方案的进一步改进，步骤二为，将块径大于50mm且小于等于100mm的煤矸体石的积百分含量占煤矸石总量50％以上的煤矸石划分为II类煤矸石；步骤四为，使用II类煤矸石填充的地块，在填充后的地块上覆盖30cm厚度的煤矸石与土壤的混合物，混合物中土壤与煤矸石的体积比为2:3。作为对上述方案的进一步改进，其特征在于：步骤二为，将块径大于100mm的煤矸体石的积百分含量占煤矸石总量50％以上的煤矸石划分为III类煤矸石；步骤四为，使用III类煤矸石填充的地块，在填充后的地块上覆盖30cm厚度的煤矸石与土壤的混合物，混合物中土壤与煤矸石的体积比为1:1。本专利技术相比现有技术具有以下优点：1.在沉陷区充填煤矸石，解决了煤矸石堆放压占土地及带来的相关环境问题；2、给出煤矸石块度与复垦地表层煤矸石、土壤的混合比例关系，对采煤塌陷区土地复垦工程实践有一定指导意义；3、根据煤矸石块度结构差异而设计表层煤矸石和土壤的混合比例，使整个复垦区的土地具有适宜种植的条件；4、本专利技术所涉及到煤矸石充填复垦区设计理念，合理设计煤矸石充填复垦区设计方案， 提高类似的土地复垦工程施工效率，同时可很大程度节约熟土资源，同时可避免因大量取土造成其它土地资源的破坏。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1一种无表土覆盖的煤矸石充填复垦技术，其特征在于：其包括以下步骤：步骤一、测量待修复塌陷区地下水埋深，利用水位管和钢尺水位计测量地下水埋深，通过各观测期水位平均值，确定地下水埋深以及变化幅度，剔除地下水埋深水位年变化幅度大于50cm的地块和地下水埋深大于1.5m的地块；之所以要剔除地下水埋深水位年变化幅度大于50cm的地块和地下水埋深大于1.5m的地块，是因为无表土覆盖会使得地表水分难以保持，因此需要一个稳定的地下水来补给植被或作物所需的水分，水位变化太大会导致水分供给不稳定，影响复垦后土地植被的生长；同样地下水埋深太深的话也不适用此方法。步骤二、将块径小于等于50mm的煤矸体石的积百分含量占煤矸石总量50％以上的煤矸石划分为I类煤矸石；对煤矸石进行分类，这样能够为后续混合土壤的比例提供依据，不同块径的煤矸石其达到复垦条件所需要的土壤比例不同，因为煤矸石之间的缝隙大小不一样，需达到固定植物根系的作用，就要预先考察填充材料的性质。步骤三、使用分类后的煤矸石对沉陷区进行填充，并达到设计填充高度；步骤四、使用I类煤矸石填充的地块，在填充后的地块上覆盖30cm厚度的煤矸石与土壤的混合物，混合物中土壤与煤矸石的体积比为3:7。通常，岩石对水分的吸附能力和持水能力决定于岩石的矿物成分和它们的空间排列，煤矸石中的较大块体往往是砂岩或粉砂岩类，这类岩石因粘土矿物含量少而表现为较低的孔隙率和较小的比表面积，从而表现出较弱吸附或持水能力，同时大块度的煤矸石块与块之间间隔较大，不易固定作物根系。煤矸石中自然块度较小者通常以含粘土矿物成分较多的泥岩为主，较多的粘土矿物易于风化，不仅具有较强的吸附或持水能力，对作物根系的固定亦较强。为了使填充后的地块实现复垦，我们通过在煤矸石中混合一定比例的土壤来填充煤矸石之间的空隙，是的植物根系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无表土覆盖的煤矸石充填复垦技术，其特征在于：其包括以下步骤：步骤一、使用水位管和钢尺水位计测量待修复塌陷区的地下水埋深，剔除地下水埋深年变化幅度大于50cm的地块和地下水埋深大于1.5m的地块；步骤二、按块径大小将用于填充的煤矸石进行分类；步骤三、使用分类后的煤矸石对沉陷区进行填充，并达到设计填充高度；步骤四、针对填充煤矸石分类的不同，在填充后的地块上覆盖一定厚度的按比例混合的煤矸石与土壤的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种无表土覆盖的煤矸石充填复垦技术，其特征在于：其包括以下步骤：
步骤一、使用水位管和钢尺水位计测量待修复塌陷区的地下水埋深，剔除地下水埋深年
变化幅度大于50cm的地块和地下水埋深大于1.5m的地块；
步骤二、按块径大小将用于填充的煤矸石进行分类；
步骤三、使用分类后的煤矸石对沉陷区进行填充，并达到设计填充高度；
步骤四、针对填充煤矸石分类的不同，在填充后的地块上覆盖一定厚度的按比例混合的
煤矸石与土壤的混合物。
2.如权利要求1所述一种无表土覆盖的煤矸石充填复垦技术，其特征在于：所述步骤四
为，针对填充煤矸石分类的不同，在填充后的地块上覆盖30cm厚的按比例混合的煤矸石与土
壤的混合物。
3.如权利要求2所述一种无表土覆盖的煤矸石充填复垦技术，其特征在于：所述步骤二
为，将块径小于等于50mm的煤矸体石的积百分含量占煤矸石总量50％以上的煤矸石划分为I
类煤矸石；所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：严家平，许正刚，姚军，
申请(专利权)人：安徽理工大学，淮南创大实业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34