CN108513874A - 一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法。抗侵蚀基质由膨润土、沸石、黄腐酸、木纤维、聚合物、合成纤维组成；将抗侵蚀基质混合物加水制成浆液；在浆液中加入植物种子和肥料；通过喷播机将浆液喷涂在矸石山覆土层或营养层上，使边坡免受雨水侵蚀，并使种子快速发芽、生根、生长，保护矸石山边坡。其中，所述抗侵蚀基质混合物组成按重量份数计如下：膨润土600—1200份，沸石200—600份，黄腐酸20—40份，木纤维1400—2600份，聚合物20—100份，合成纤维0.5—2份。本发明配制的抗侵蚀植被层保水、保肥、疏松、透气，可有效抵御风雨侵蚀，防止矸石山边坡水土流失，快速形成植物群落，实现矿山生态修复。
Description
技术领域
本发明属于环境治理、矿山生态恢复领域，具体涉及一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法。
背景技术
煤矸石是煤矿排放量最大的工业固体废弃物，约占原煤产量的10—20%。目前全国有数千座矸石山尚未治理，并且每年还新增约数亿吨新矸石。矸石山不仅占用大量土地，破坏了周边的生态景观，同时向大气中释放大量有毒有害气体、粉尘，以及产生大量淋溶液。因此对矸石山的环境生态治理，责任重大，任务艰巨。
矸石山治理的常规方法：削坡整理→覆土→构筑排水渠→植被恢复，其中植被恢复是最主要内容之一。由于矸石山具有陡坡多、易自燃的特点，其植被恢复不同于其他废弃地，一旦被侵蚀，形成冲蚀沟，逐渐形成矸石山的漏风通道，极易引发矸石山自燃。因此植被恢复事关矸石山治理成功与否。
经实地调查已治理矸石山的现状，凡是自然发火的矸石山，表土层均有大量的侵蚀沟存在，凡是植被表土层被侵蚀，形成冲沟的地方，通过热成像扫描显示均为温度异常区，已有自然发火趋势，因此解决矸石山植被层抗侵蚀显得尤为重要和迫切。
现有矸石山治理植被恢复技术主要有：
1.人工撒播草籽，种草、植树。由于该方法喷洒不均匀，草籽易被鸟啄，植被生长缓慢，且不能抗雨水侵蚀。
2.采用客土喷播方式种草、植树。采用机械设备将种子添加于抗侵蚀基质混合物材料中，基质材料一般由种植土、纤维、黏结剂、复合肥、保水剂组成，进行大面积快速植被，能很好地保护种子与土壤接触，成坪快，大大减轻了劳动强度，提高了工作效率。因客土喷播基质仍以黄土为主，抗侵蚀效果能力非常有限。
发明专利CN105993259《用于矿区矸石山生态修复的基质材料和修复方法》公开了一种用于矿区矸石山生态修复的基质材料，由种子萌发层和根系诱导层组成，种子萌发层用于植被，由壤土、膨胀蛭石、植物纤维、保水剂、团粒剂、消毒剂、复合肥、种子混合物组成。该基质层的主要成分仍然是土，植物纤维是秸秆发酵腐熟而得，抗侵蚀能力较弱，因此该基质层其抗侵蚀能力有限。
鉴于上述原因，发明一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法。
发明内容
本发明提供了一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法，所述抗侵蚀植被层具有保水、保肥、抗侵蚀的特点。
本发明的技术方案为：
1、一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法，包括如下步骤：
抗侵蚀基质由膨润土、沸石、黄腐酸、木纤维、聚合物、合成纤维组成，将抗侵蚀基质混合物加水制成浆液，在浆液中加入植物种子，通过喷播机将浆液喷涂在矸石山覆土层或营养层上，使边坡免受雨水侵蚀，并使种子快速发芽、生根、生长，保护矸石山边坡。
其中，所述抗侵蚀基质混合物组成按重量份数计如下：
膨润土600—1200份
沸石200—600份
黄腐酸 20—40份
木纤维1400—2600份
聚合物20—100份
合成纤维0.5—2份。
其中，所述膨润土为天然矿物材料，主要成分为蒙脱石，其独特结构使其具有较强的吸水性、膨胀性、吸附性、分散性、粘着性、阳离子交换性、保水保肥性，对肥料有良好的缓释效果，并具有植物所需的常量和微量元素，为植物提供多种营养。膨润土的粘性能使抗侵蚀基质浆液更好的粘附到喷播面上。所述膨润土为钠基或钙基，粒度大小可以为100—200目。
其中，所述沸石具有吸附性和很高的离子交换速度，在改良土壤和发挥水肥作用方面作用独特，可降低土壤酸碱度，保持水分，提高肥料利用率和延长作用时间。其粒径小于3mm。
其中，所述黄腐酸为腐殖酸的一种，为有机胶体物质，有强大的吸水能力，有较强的保水、保肥性，对化肥有显著的增效作用，能够有效促进植物快速生长，增强作物抗逆性。大小可以为100-200目粉状。
其中，所述木纤维有机质含量高，保水性能好，吸水量大，释水缓慢均匀，能与种子、肥料较好的融合，能够防止风雨对表层土壤的侵蚀，改良土壤结构。其丰富的有机质，利于微生物生长，促进土壤熟化，增加土壤肥力，涵养水分和肥，为植物生长提供充足水分和养分。植被后期，可自然降解为有机肥，为植物提供长期养分。大小可以为0.7—5mm。
其中，合成纤维用于改善基质层的抗侵蚀性能。合成纤维可以为聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯晴纤维的束状单丝纤维，纤维直径可以为18μm，长度可以为5mm或6mm。
其中，聚合物为水分散性纤维素聚合物，用以增加基质的胶粘性,提高边坡抗侵蚀能力。包括甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、乙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素。
将上述物料混合，搅拌均匀，制成抗侵蚀基质混合物。
2、植物种子的选择
根据矸石山特点，为防止坡面被雨水侵蚀，应选择根系发达、耐旱、耐贫瘠、覆盖力强、适应性强、可粗放管理的草、灌植物。考虑矸石山坡面覆土较薄，乔木扎根太深，容易穿透封闭层进入矸石区，导致空气和水进入，因此不建议选用乔木。草、灌结合，可建立立体群落，实现多群种、多层次、多功能的优势组合和自然演替。冷季型草如多年生黑麦草、高羊茅、紫羊茅、早熟禾等，暖季型草如结缕草、狗牙根等，灌木可选用紫穗槐、柠条、胡枝子等，可单播也可混播。
3、喷播浆液配备
将水加入喷播机搅拌箱四分之一处，加入抗侵蚀基质混合物搅拌，然后加入植物种子，再加水，充分搅拌，直到制成粘稠浆料，为使植物早发芽，可加入一些肥料，如复合肥。也可加入染色剂，以观察喷播均匀程度和指示界限。其中植物种子的量与喷播面积有关，一般25-30g/m2。
4、施工工艺
将混合浆料均匀的喷涂在覆土层或营养层上，喷涂厚度5—20mm。
本发明具有以下优点：本发明的抗侵蚀植被层保水、保肥、疏松、透气，可有效抵御风雨侵蚀，防止矸石山边坡水土流失，可快速形成植物群落，实现矿山生态修复。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的内容作进一步的阐述，但实施例仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的特征及原理所做的等效变化，均包括于本发明专利申请范围内。
实施例一
山西晋能集团长治分公司王庄煤矿矸石山治理抗侵蚀植被恢复实施例
王庄煤矿矸石山治理项目共设六个马道，马道宽度5m，垂高5m，斜坡长11m，坡比1:2。在营养层上，采用客土喷播机进行植被。
1.基质混合料按重量份由以下组分构成：
钙基膨润土800份
沸石300份
黄腐酸 25份
木纤维2200份
甲基纤维素50份
聚丙烯纤维1份
将上述物料混合，搅拌均匀，制成抗侵蚀基质混合物。
2.植物种子选择
选择高羊茅、黑麦草、早熟禾等草本种子，混合比例5：3：2，喷播量25g/m2。灌木选用紫穗槐，喷播量8g/m2。
3.喷播浆液的配备
将水加入喷播机搅拌箱四分之一处，加入抗侵蚀基质混合物搅拌，然后加入植物种子，再加水，充分搅拌，直到制成粘稠浆料。将5kg复合肥加水融化，加入到搅拌箱内，为了观察喷播均匀程度和指示界限，加入2kg染色剂。
4.施工工艺
将上述喷播浆液均匀的喷涂在营养层上，喷涂厚度10mm左右。
经历数场大雨，矸石山坡面没有任何侵蚀发生，从上流下的雨水清澈，无泥沙。
实施例二
山西晋能集团长治分公司王庄煤矿东面坡抗侵蚀植被恢复实施例
王庄矸石山东面，因矸石场修路，形成裸露岩石不规则坡面，坡度30-70度不等，高度5-10m，已经进行了营养层构建，面积约2000m2。
1.基质混合料按重量份由以下组分构成：
钙基膨润土1200份
沸石500份
黄腐酸 30份
木纤维2500份
乙基羟乙基纤维素60份
聚氯乙烯纤维1.5份
将上述物料混合，搅拌均匀，制成抗侵蚀基质混合物。
2. 植物种子选择
选择高羊茅、黑麦草、早熟禾等草本种子，混合比例5：3：2，喷播量30g/m2。
3.喷播浆液的配备
将水加入喷播机搅拌箱四分之一处，加入抗侵蚀基质混合物搅拌，然后加入植物种子，再加水，充分搅拌，直到制成粘稠浆料。将5kg复合肥加水融化，加入到搅拌箱内，为了观察喷播均匀程度，加入2kg染色剂。
4.施工工艺
将上述喷播浆液均匀的喷涂在营养层表面，喷涂厚度13mm左右。
经历数场大雨，山坡坡面没有任何侵蚀发生，从上流下的雨水清澈，无泥沙。
实施例三
山西晋能集团长治分公司王庄煤矿西面坡抗侵蚀植被恢复实施例
王庄矸石山西面，因矸石场修路，形成裸露岩石不规则坡面，坡度50-80度不等，局部达90度，甚至范坡，高度5-10m，已经进行了营养层构建，面积约1500m2。
1.基质混合料按重量份由以下组分构成：
钙基膨润土1500份
沸石400份
黄腐酸 30份
木纤维2600份
羟乙基纤维素70份
聚乙烯纤维2份
将上述物料混合，搅拌均匀，制成抗侵蚀基质混合物。
2.植物种子选择
选择高羊茅、黑麦草、早熟禾等草本种子，混合比例5：3：2，喷播量30g/m2。
3.喷播浆液的配备
将水加入喷播机搅拌箱四分之一处，加入抗侵蚀基质混合物搅拌，然后加入植物种子，再加水，充分搅拌，直到制成粘稠浆料。将5kg复合肥加水融化，加入到搅拌箱内，为了观察喷播均匀程度，加入2kg染色剂。
4.施工工艺
将上述喷播浆液均匀的喷涂在营养层上，喷涂厚度15mm左右。
经历数场大雨，山坡坡面没有任何侵蚀发生，从上流下的雨水清澈，无泥沙。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）抗侵蚀基质混合物的制备：所述抗侵蚀基质混合物组成按重量份数计如下：
膨润土600—1200份
沸石200—600份
黄腐酸 20—40份
木纤维1400—2600份
聚合物20—100份
合成纤维0.5—2份；
（2）植物种子的选择；
（3）喷播浆液的制备：在上述抗侵蚀基质混合物中加水制成喷播浆液，在喷播浆液中加入植物种子和肥料；
（4）施工工艺：通过喷播机将所述喷播浆液喷涂在矸石山覆土层或营养层上。
2.根据权利要求1所述的一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法，其特征在于，所述植物种子包括至少一种草灌植物。
3.根据权利要求1所述的一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法，其特征在于，所述聚合物为水分散性纤维素聚合物，包括甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、乙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法，其特征在于，所述合成纤维为聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯晴纤维中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法，其特征在于，所述抗侵蚀基质混合物还包括染色剂。
6.根据权利要求1所述的一种矸石山边坡抗侵蚀植被恢复方法，其特征在于，所述浆液喷涂厚度为5-20mm。
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