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1、矿区土地复垦及其技术 矸石山土地复垦,一、矿区土地复垦的概念和分类,（一）矿区土地复垦的概念复垦：是指将被破坏的地区恢复到近似破坏前的状态。包括场地恢复到近似破坏前的地形，植物和动物群落也恢复到近似破坏前的水平。矿区土地复垦：依据矿山生态学、土地经济学、环境科学、测绘学、土壤学及区域规划等理论，结合采矿工程特点，对采矿过程中因挖损、塌陷、压占、污染等造成破坏的土地采取整治措施，使其恢复到可供利用状态或恢复生态的活动。土地复垦是一项综合工程技术，其最终目的是恢复土地的生产力，实现矿区生态系统新的平衡。,（二）矿区土地复垦的分类,二、矸石山土地复垦,矸石山土地复垦一般可分为三种情况：1.煤矸石可以
2、综合利用：煤矸石可用作建筑材料和化工原料，,发热量高的还可以作为沸腾炉的燃料或作为坑口电厂的原料等。（这是煤矸石资源化利用的最佳途径）,2.矸石可作为填充材料：用于填充采矿场或塌陷区的土地，这时煤矸石可全部清除。,3.矸石山整型和覆绿：由于各种原因煤矸石不能长期利用，对煤矸石山进行整型和覆绿。（此处着重讨论第三种情况）,（一）矸石山整型技术,整型:即将矸石山平整或修整为阶地状，使它能抗御水和风的侵蚀，并在平整的表面上采取农业化学措施以保证植被的生长。矸石山整型包括矸石山的扁平化和阶地化两种。,矸石山扁平化：即将锥形的矸石山改造成扁平化的矸石场。在矸石山扁平化施工前，应先预先剥离、保留矸石山残积
3、风化层和矸石山周围的表土层，它们是整型后矸石场表层覆盖和生物复垦的重要资源。残积风化层一般用水枪冲刷剥离，表土层一般用推土机剥离。,矸石山阶地化：即在矸石山的坡面上建立阶地，覆盖土壤，栽种树木，在不消除矸石山的情况下采用绿化的办法，消除矸石山对周围环境的有害影响。,（二）矸石山覆绿的立地条件,覆绿，即矸石山生物复垦与植被建立，修复矿山生态环境。矸石山覆绿必须首先考虑矸石山的立地条件。1.机械组成 矸石山可在短期内风化，矸石山坡面表面一般有0.1左右灰黑色颗粒状的残积风化层，下层为未风化的矸石块。风化层的机械组成包括石、砾、砂、粉砂及更细的粒级。砂以下颗粒一般可占10%左右，如堆积时间较长，可增
4、加到20%40%，一般只要砂以下的颗粒占10%，植物就可生长。,2.水分状况 矸石风化物比土壤颗粒粗得多，水分运行有其特殊的规律，易渗透，不易蒸发。矸石中的泥岩类成分水浸后崩解，粉碎，并随水淋移，形成一托水层，使下渗的水分不会很快渗入深层，故矸石山浅层含有一定的重力水可供植物利用，但矸石总孔隙率低，有效含水量偏低，仅为黄土的61.68%。3.酸度 新的矸石山风化物的PH值为7左右。但矸石风化物的PH值会受到风化程度以及矸石自然状况的影响，矸石自燃产生的的SO2，H2S等常会使风化层局部变酸，严重时PH为5左右，局部PH值可达3.5。植物生长与酸度有密切关系，含硫低的矸石山风化层多在微酸性到中性
5、之间，可生长植物，含硫高的的矸石山风化层呈酸性到强酸性，多不生长植物。,4.营养元素 新排放的煤矸石可耕性差，必须覆土后才能复垦。矸石山表层风化物具有一定的蓄水保肥能力，可逐渐发育成土壤。但矸石所含的养分含量低，仅相当于56级土壤的营养元素含量，尤其是可被植物利用的速效养分含量更低，属很贫瘠的土壤。5.重金属与土壤自然背景值比较，煤矸石中镉超标最为严重，铜次之，铬,铅,和锌均为超标，随着风化程度的增加，矸石中重金属含量并未发现显著性变化。,6.地表温度 矸石风化物为灰黑色，吸热性很强，比浅色的黄土增温快。据测定，矸石山气温较周围黄土山地平均偏高3.2，空气湿度偏低5.5%；春季地温偏高，矸石山
6、上植物萌芽早2025天，夏季矸石山地表温度可达4050 严重时发生自燃，烧死植物幼苗。7.土壤生物 土壤中的动物与微生物对于土壤改良和植被恢复均具有重要的意义。但与周边黄土相比较，矸石山土壤中的微生物、动物含量明显偏少，不利于植物的生长。总之，矸石及矸石风化层通气、透水性能好，有一定的保水能力，但地表高温、有效养分不足、重金属污染、土壤生物缺乏，特别是自燃后的矸石酸性强、盐分高，给植被恢复带来了极大的困难。,（三）矸石山覆绿技术,1.矸石山基质改良 根据矸石山的立地条件，要取得良好的复垦效果，必须对矸石、基质改良。用于矸石山基质改良的物质包括：表土、无机化学肥料、有机废料、绿肥等。酸性矸石场未
7、经中和处理就种植，则矸石淋溶后的酸性物质会通过毛细作用上升到土层，造成土壤的酸化，从而严重影响植物生长和土壤微生物的生成和发育。酸性矸石基质改良物质一般采用CaO或CaCO3，方法是将其破碎后均匀地撒入矸石场，翻耕深度1015cm，用量依矸石的pH值和中和材料的纯度以及矸石层的深度而定。,对于无毒性、养分含量低的矸石山，由于矸石山结构物松散，持水保肥能力差，施用的速效肥很容易淋溶流失，因此应施加缓释肥或有机肥。绿肥作用能够吸收土壤深层的养分，具有固氮作用，在其本身腐烂后，氮元素营养便留在土壤中有利于增加土壤的养分，并改善土壤的物理结构，促进植物的发育。2.矸石山植物种类的选择（1）选择树种原则
8、 矸石山虽然用土壤覆盖，但深层气温高，植物选择主要以乡土植物和草灌为主，采取平台栽树、坡地种草的方法。,另外，植物的抗旱、抗风、耐寒能力要强。针对矸石山的透水漏肥、保水能力差、持水量偏低的特点，宜选用抗逆性强、耐寒、耐旱、耐瘠薄、抗污染能力强的树种。(2)主要树种生物学特性及造林技术,火炬树：其适应性强，耐旱、耐寒、极喜光、抗污染能力强。造林技术措施为植苗造林，以春季截干造林效果最好。根系生长速度快，萌发力极强，减少初植密度，也可以达到同样的绿化效果。,刺槐：其耐干旱、贫瘠，生长快，防护效益大，极喜光，怕风，不耐庇荫，宜在向阳背风处栽植。刺槐根系发达，具有根瘤固氮功能，有利于改良矸石山土壤，又可以治理污染，应选作矸石山主要造林树种。造林时间在春、秋两季皆可栽植，但以春季截干造林效果最好,可与侧柏、油松、杨树营造带间或块间混交林。,油松：有较强的耐寒、耐干旱能力，能在各种坡向、坡位和多种质地上正常生长。主根、侧根丰富，喜光，适应作为荒山造林先锋树种。春、秋、冬季均可进行植苗造林，以春季最好，要适时早栽,可与侧柏、山杨混栽。油松还可以进行播种造林，播种宜在秋季进行。播种时宜采用覆草戴帽法，即油松播种覆土后，在播种点上先覆盖上一把草，然后在推6cm7cm厚的小土堆，待幼苗出土时，将土帽揭去，草留在原处给幼苗遮阳，即可防旱、防鸟兽害，又有利于发芽保全苗。,
