一种沙漠治理方法技术

本发明专利技术提供一种沙漠治理方法，包括以下步骤，确定并开挖治理区域；铺设防渗层，对所述开挖治理区域的坡面和底面分别铺设坡面防渗层和底面防渗层；在所述防渗层上铺设蓄水层，所述蓄水层为第一煤矸石层和/或第一砂层，并对所述蓄水层浇灌无害化处理矿坑水；在所述蓄水层上填埋挡水层，所述挡水层包括多层第二煤矸石层；在所述挡水层上铺设隔离层且碾压平整；在所述隔离层上铺设保水层，所述保水层为第三煤矸石层或煤矸石与保水剂的混合物；在所述保水层上填埋土壤基质层至标高，并碾压平整；种植植物并进行抚育管理。本发明专利技术利用煤矸石的高保水特性，在划定沙漠治理区域改变沙漠土壤结构，并选择适于气候带立地条件下的植物对沙漠进行治理绿化。

A method of desert control

The invention provides a method for desert control, including the following steps, determining and excavating a control area, laying an anti seepage layer, laying slope surface and bottom impervious layers on the slope and bottom surface of the treatment area, and laying a reservoir on the impervious layer, which is the first coal gangue and / or the first sand layer. The water retaining layer is covered with a multi layer second coal gangue layer, and an isolation layer is laid on the water retaining layer, and the water retaining layer is laid on the isolation layer, and the water retaining layer is a third coal gangue layer or a coal gangue and water retaining agent. Mixture; landfill soil matrix layer to elevation on the water retaining layer and roll flat; plant and tend. The invention uses the high water retention characteristics of the coal gangue to change the desert soil structure in the delimited desert control area, and select the plants suitable for the climate zone site to harness and greening the desert.

【技术实现步骤摘要】
一种沙漠治理方法
本专利技术涉及沙漠治理领域，特别涉及一种沙漠治理方法。
技术介绍
煤矸石是成煤过程中与煤伴生的一种含碳量低的黑色岩石，是在煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物。煤矸石除含有一定量的可燃煤外，SiO2和Al2O3的含量在50％以上，另外还含有一定量的CaO、MgO、Fe2O3、K2O和Na2O等金属氧化物，是一个包含多种矿物的混合物。它包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。口前煤矿的排矸量约占煤炭开采量的8％-20％，平均约为12％，已成为我国累训一堆积量和占用场地最多的工业废弃物。煤矿采掘和洗煤等过程中产生的煤矸石可达原煤产量的70％。随着煤矿开采的不断进行，矸石山现已超过约100万方，成为企业环保的一大难题。随着矸石的不断积累，两矿矸石占地量增加，需要扩大矸石山占地面积、增加扩占地面的挡风抑尘网和矸石山的运移工程量，这每年都需要数百万的费用。矸石堆积占用大量土地，使土地生产力下降，且造成景观破坏。土壤是很难再生的资源，地球上要形成lcm厚的土壤，需经300-500年的漫长岁月。我国是一个耕地资源非常紧缺的国家，耕地资源十分宝贵。堆贮煤歼石需要占用大量土地，且随着煤歼石排放量的增加，占地面积还将进一步增大，其前景十分令人担忧。随着矸石山高度的不断增加，需要增高有严格环保要求的挡风抑尘网，过高的挡风抑尘网受高原风沙损坏影响加剧，每年两矿对挡风抑尘网的增高和维修也需要不少的费用。随着矸石山高度的不断增加，矸石山翻矸系统不断更改，榆树井、新上海一号煤矿的翻矸系统大约2年多时间就改一次，现都更改三四次之多，每次更改都需要上百万费用。随着山体面积的扩大，不断增加山体上方汽运矸石堆放距离和运输成本。国家环保政策要求越来越严，地方环保部门的执法力度日益增强，矸石山的环保问题几乎每年造成政府部门的罚款。煤矸石经煤炭开采由地下转移到地上，其所处的氧化还原环境发生极大变化。当煤矸石中有机物质氧化产生热量的速率超过热量的散发速率的时候，热量就会在煤矸石山内部堆积最终引发自燃。煤矸石堆放的过程中产生的热量会导致很多微量元素粒子发生复杂的变化最终导致其挥发。挥发性元素释放到大气中会造成环境和人体健康的危害。在煤矸石自燃的过程中很多因素会影响矿物和微量元素的转变和挥发，如微量元素的挥发性，在煤矸石中的含量，赋存方式，物理性质，与矿物发生的化学反应以及燃烧条件等等。煤矸石中含有As、Cr、Hg和Cd等22种有害微量元素，在矸石山露天堆放的过程中，部分矸石山会发生自燃，这些有害微量元素会在燃烧的过程中逸出到大气中，另外含有有害微量元素的粉尘会随风迁移，降落到地表后经过雨水的淋溶作用进入土壤。随着土壤中有害微量元素总量增加，活性有害微量元素会随之增加，进而会被作物吸收，如果人食用了这种作物就会危害身体健康。另外大部分煤矸石中含有硫铁矿，经过氧化及雨水淋溶作用会产生硫酸，使环境呈酸性，有时还会呈强酸性，这些强酸性液体会进一步与矸石发生化学反应夹带着有害微量元素渗入土壤，从而加剧了对土壤的污染。由于煤矸石是具有一定热值和以Al2O3(52％-65％)、Si02(16％-36％)为主要化学成分，矿物成分为高岭石、伊利石、蒙脱石、勃母石、石英、方解石、黄铁矿及碳质组成的复合矿物质，当前对煤矸石的资源化利用主要包括热值利用(煤矸石发电、混烧及煤矸石制砖等)、矿物利用(煤矸石制水泥、建筑砌块)、化工利用(聚合氯化铝、分子筛、白炭黑等)及填充支撑利用等途径。目前，国内外煤歼石综合利用的途径主要有：利用煤矸石发电，生产建材，开发煤歼石中的共、伴生矿物，利用煤矸石生产肥料，利用煤矸石筑路、填坑等。在煤矸石中，除含有多种有益于农作物生长的元素外，还含有大量泥质页岩，泥质页岩有机质含量一般在20％左右，用作肥料可以增加土地肥力，也可改善土壤结构。目前整体煤矸石的用量相对于总量较少，因此有必要开发并扩大其应用范围。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是解决煤矸石的利用和沙漠治理。为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种沙漠治理方法，包括以下步骤：S1、确定并开挖治理区域，按照设计要求确定治理区域，测量计算治理区域的面积、平均深度和最大深度，以此估算治理区域各层的填埋厚度，并对治理区域进行施工放样和开挖；S2、铺设防渗层，对所述开挖治理区域的坡面和底面分别铺设坡面防渗层和底面防渗层，用于防止水流渗透；S3、在所述防渗层上铺设蓄水层，所述蓄水层为第一煤矸石层和/或第一砂层，用推土机将所述第一煤矸石层和/或砂层推开铺设好所述蓄水层，并对所述蓄水层浇灌无害化处理矿坑水，确保蓄水层的沉降稳定和安全；S4、在所述蓄水层上填埋挡水层，所述挡水层包括多层第二煤矸石层，每一层所述第二煤矸石层用推土机摊开铺设好，并对每一层所述挡水层煤矸石浇灌无害化处理矿坑水，确保挡水层的沉降稳定和安全；S5、在所述挡水层上铺设隔离层且机械碾压平整，所述隔离层为不燃物材料，用于隔绝氧气，防止底部煤矸石发生氧化；S6、在所述隔离层上铺设保水层，所述保水层为第三煤矸石层或煤矸石与保水剂的混合物，所述保水层的煤矸石为无害化处理煤矸石；S7、在所述保水层上填埋土壤基质层至标高，并碾压平整；S8、种植植物并进行抚育管理。进一步的，所述开挖治理区域包括沿斜面向下开挖，将治理区域的坑边修理压实成坡面，所述坡面与所述底面的角度控制在15°-35°，开挖深度为5m-13m，挖出的土方均匀堆放于隔壁的未开挖划线区内。进一步的，所述坡面防渗层的材料为高密度聚乙烯，对位于所述坡面的坡口处的防渗材料采用锚固沟法进行锚固；所述坡面防渗层的厚度控制在1.5mm-5mm。进一步的，所述底面防渗层的材料为煤矸石、砂、黏土或黄土中一种或几种的混合物，所述防渗层的厚度为100mm-200mm。优选的，所述底面防渗层的煤矸石粒径小于等于100mm。优选的，所述底面防渗层的密实度不小于90％。进一步的，所述第一煤矸石层和所述第一砂层间隔铺设。进一步的，所述第一煤矸石层的煤矸石粒径大于等于100mm。进一步的，所述第二煤矸石层的煤矸石粒径大于等于150mm。进一步的，所述挡水层的厚度为300cm-800cm。优选的，所述隔离层的密实度大于0.8。优选的，所述隔离层为沙子。进一步的，所述隔离层的厚度为10cm-100cm。进一步的，所述保水层的煤矸石的粒径不大于100mm。优选的，添加所述保水剂的质量为所述保水层的煤矸石重量的1％-2％。进一步的，所述保水剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐和聚谷氨酸树脂中的一种或多种。进一步的，所述保水层的厚度为10cm-100cm。进一步的，所述土壤基质层为素土、煤矸石粉末、沙子、和有机质的混合物，用于提供植物生长所需要的养分。进一步的，所述土壤基质层的厚度结合所述防渗层、蓄水层、挡水层、隔离层和保水层的总厚度与所述治理区域的开挖深度确定，所述土壤基质层不小于60cm。优选的，所述煤矸石粉末的粒径小于等于3mm。进一步的，所述有机质包括池塘污泥、生活垃圾、作物秸杆、人畜粪便或堆制绿肥的至少一种。所述有机质除释放大量养分外，在土壤微生物作用下还能够转化成腐殖质，其根系腐烂后也有胶结和团聚作用，可以有效改善土壤理化性质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沙漠治理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、确定并开挖治理区域，按照设计要求确定治理区域，测量计算治理区域的面积、平均深度和最大深度，以此估算治理区域各层的填埋厚度，并对治理区域进行施工放样和开挖；S2、铺设防渗层，对所述开挖治理区域的坡面和底面分别铺设坡面防渗层和底面防渗层，用于防止水流渗透；S3、在所述防渗层上铺设蓄水层，所述蓄水层为第一煤矸石层和/或第一砂层，用推土机将所述第一煤矸石层和/或砂层推开铺设好所述蓄水层，并对所述蓄水层浇灌无害化处理矿坑水，确保蓄水层的沉降稳定和安全；S4、在所述蓄水层上填埋挡水层，所述挡水层包括多层第二煤矸石层，每一层所述第二煤矸石层用推土机摊开铺设好，并对每一层所述挡水层煤矸石浇灌无害化处理矿坑水，确保挡水层的沉降稳定和安全；S5、在所述挡水层上铺设隔离层且机械碾压平整，所述隔离层为不燃物材料，用于隔绝氧气，防止底部煤矸石发生氧化；S6、在所述隔离层上铺设保水层，所述保水层为第三煤矸石层或煤矸石与保水剂的混合物，所述保水层的煤矸石为无害化处理煤矸石；S7、在所述保水层上填埋土壤基质层至标高，并碾压平整；S8、种植植物并进行抚育管理。

【技术特征摘要】
1.一种沙漠治理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、确定并开挖治理区域，按照设计要求确定治理区域，测量计算治理区域的面积、平均深度和最大深度，以此估算治理区域各层的填埋厚度，并对治理区域进行施工放样和开挖；S2、铺设防渗层，对所述开挖治理区域的坡面和底面分别铺设坡面防渗层和底面防渗层，用于防止水流渗透；S3、在所述防渗层上铺设蓄水层，所述蓄水层为第一煤矸石层和/或第一砂层，用推土机将所述第一煤矸石层和/或砂层推开铺设好所述蓄水层，并对所述蓄水层浇灌无害化处理矿坑水，确保蓄水层的沉降稳定和安全；S4、在所述蓄水层上填埋挡水层，所述挡水层包括多层第二煤矸石层，每一层所述第二煤矸石层用推土机摊开铺设好，并对每一层所述挡水层煤矸石浇灌无害化处理矿坑水，确保挡水层的沉降稳定和安全；S5、在所述挡水层上铺设隔离层且机械碾压平整，所述隔离层为不燃物材料，用于隔绝氧气，防止底部煤矸石发生氧化；S6、在所述隔离层上铺设保水层，所述保水层为第三煤矸石层或煤矸石与保水剂的混合物，所述保水层的煤矸石为无害化处理煤矸石；S7、在所述保水层上填埋土壤基质层至标高，并碾压平整；S8、种植植物并进行抚育管理。2.根据权利要求1所述的一种沙漠治理方法，其特征在于：所述开挖治理区域包括沿斜面向下开挖，将治理区域的坑边修理压实成坡面；所述坡面...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖庆华，张德军，王玉强，刘宝开，刘广宇，刘建荣，
申请(专利权)人：内蒙古上海庙矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15