一种用于西北寒旱地区煤矸石堆场的无土植被恢复基质及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种用于西北寒旱地区煤矸石堆场的无土植被恢复基质及其制备方法与应用。本发明专利技术公开的无土植被恢复基质包括无土基质和营养基质。应用本发明专利技术的无土植被恢复基质可以实现煤矸石堆场的快速植被恢复。可以实现煤矸石堆场的快速植被恢复。

【技术实现步骤摘要】
一种用于西北寒旱地区煤矸石堆场的无土植被恢复基质及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于环境保护
，涉及一种用于西北寒旱地区煤矸石堆场的无土植被恢复基质及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]我国西北寒旱地区生态环境恶劣，降雨量少，昼夜温差较大，且伴随沙尘天气，部分草原区植被退化严重，土壤多为砂砾土，持水能力低，有机质、氮磷钾等营养成分少。加上煤矿区煤矸石堆场面积大，堆场表面覆土量需求大，土源又少，砂砾土在煤矸石堆场表面的固着能力差，极易被风沙吹蚀，因此，风力侵蚀影响大，进而造成煤矸石堆场植被恢复难度增大，生态环境较差。
[0003]我国煤炭资源丰富，煤矸石堆存量大，而煤矸石堆场植被恢复问题是现有技术的瓶颈。煤矸石堆场释放出SO2、CO、H2S和NOx等大量有害气体，并且以气态形式排入大气，对周边生态环境(土壤、地表水、地下水)造成严重破坏。
[0004]针对开采遗留的大量煤矸石堆场土源问题难解决、立地条件差、植被恢复难度大等问题，本着“源头控制、过程阻控、末端治理、生态修复相结合”的原则，以植被恢复为目标，进行煤矸石堆场的土壤和水分立地条件的改良，做到改善生态环境和周边居民生活质量，对煤矿周边环境、经济和社会可持续发展的具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于西北寒旱地区煤矸石堆场的无土植被恢复基质，该基质能够应用于西北寒旱地区的煤矸石堆场，实现植被恢复。
[0006]为达到上述目的，在一个方面，本专利技术提供一种无土植被恢复基质，包括无土基质和营养基质；
[0007]其中，所述无土基质是将动物排泄物、沼渣和农林废弃物在50
‑
60℃下混匀发酵5
‑
7天制成，所述无土基质中动物排泄物、沼渣和农林废弃物的体积份为：10
‑
25份的动物排泄物、25
‑
40份的沼渣和40
‑
60份的农林废弃物；
[0008]所述营养基质是将微生物菌剂、废弃原木屑和高分子胶结剂在20
‑
25℃下混匀，并按照微生物菌剂+废弃原木屑+高分子胶结剂与水的质量比为1:(0.5
‑
0.6)的量加水混匀制成的固液混合物，所述营养基质中微生物菌剂、废弃原木屑和高分子胶结剂的质量份为：10
‑
30份的微生物菌剂、459
‑
495份的废弃原木屑和15.3
‑
51份的高分子胶结剂；
[0009]所述无土基质和营养基质各自独立包装；
[0010]所述动物排泄物是指经过环境检测合格的牛和羊等动物的粪便腐熟后的产物；
[0011]所述沼渣的固体物含量在20％以下，富含有机质、腐殖质和氮磷钾，有机质、腐殖质、氮、磷、钾的含量可以分别为30％～50％、10％～25％、0.5％～1.5％、0.3％～0.6％、0.5％～1.0％；
[0012]所述农林废弃物是指农作物种植后以及林业修剪后的剩余的废弃物，包括秸秆、树叶剪枝、枯树叶和/或糠皮渣；
[0013]所述微生物菌剂是指目标微生物扩繁后的活菌制剂，包含乳酸菌和/或芽孢杆菌，其中，乳酸菌能够抑制有害微生物的繁殖，加剧有机物的腐烂分解，促进木质素等难分解的有机物的分解；芽孢杆菌能够降解有机污染物，如多环芳烃、苯酚和硝基苯等，在混合培养时能迅速消耗环境中的氧气，促进乳酸菌等厌氧微生物的生长；
[0014]所述废弃原木屑是指长度小于1cm的原木屑；
[0015]所述高分子胶结剂是指高分子聚丙烯酰胺(分子量在800万～20000万之间)和水溶性粘合剂混匀后的胶结剂。
[0016]在一些实施方案中，上述无土植被恢复基质由所述无土基质和营养基质组成。
[0017]在一些实施方案中，上述无土植被恢复基质中，所述动物排泄物为牛粪和羊粪的混合物，牛粪和羊粪的体积比为(1
‑
2):1；
[0018]所述沼渣中固体物质量百分比在20％以下；
[0019]所述农林废弃物是秸秆、树叶剪枝、枯树叶和糠皮渣的混合物，破碎直径小于1cm，所述秸秆、树叶剪枝、枯树叶和糠皮渣的质量比为(1.2
‑
2):(1
‑
2):(1
‑
2):1；
[0020]所述微生物菌剂由乳酸菌和芽孢杆菌组成，所述乳酸菌和芽孢杆菌的质量比为(1
‑
2):1；
[0021]所述废弃原木屑的长度小于1cm；和/或
[0022]所述高分子胶结剂为高分子聚丙烯酰胺和水溶性粘合剂混匀后的胶结剂，所述高分子聚丙烯酰胺和水溶性粘合剂的质量比为(4
‑
5):1。
[0023]在一些实施方案中，上述无土植被恢复基质中，所述动物排泄物中，所述牛粪和羊粪的体积比为1:1；
[0024]所述农林废弃物中，所述秸秆、树叶剪枝、枯树叶和糠皮渣的质量比为1.5:1.2:1.2:1；
[0025]所述微生物菌剂中，所述乳酸菌和芽孢杆菌的质量比为1:1；
[0026]所述高分子胶结剂中，所述高分子聚丙烯酰胺和水溶性粘合剂的质量比为4:1；和/或
[0027]所述营养基质配制时，所述微生物菌剂+废弃原木屑+高分子胶结剂与水的质量比为1:0.6。
[0028]在另一个方面，本专利技术提供上述任一所述的无土植被恢复基质的制备方法，包括如下步骤：
[0029]将所述动物排泄物、沼渣和农林废弃物在50
‑
60℃下混匀发酵5
‑
7天制成所述无土基质；
[0030]将所述微生物菌剂、废弃原木屑和高分子胶结剂在20
‑
25℃下混匀，并按照微生物菌剂+废弃原木屑+高分子胶结剂与水的质量比为1:(0.5
‑
0.6)的量加水混匀制成固液混合物而成；
[0031]二者在无土植被恢复时配合使用。
[0032]在另一个方面，本专利技术提供一种用于西北寒旱地区煤矸石堆场的无土植被恢复方法，包括如下步骤：
[0033](1)将煤矸石堆场坡面进行清坡，清除杂物，将已有侵蚀沟进行填平；
[0034](2)在煤矸石堆场坡面铺设植生板横档；
[0035](3)在坡面位置采用锚杆对坡面进行加固；
[0036](4)5月至8月，对应于每m2煤矸石堆场植被恢复面积，均匀回填0.5
‑
1.5m3上述任一所述的无土基质至坡面上；
[0037](5)当年5月至8月，在无土基质层上喷施上述任一所述的营养基质，喷至无土基质层浸透为止，营养基质的用量为对应于每m2煤矸石堆场植被恢复面积484.3
‑
576g/m2；
[0038](6)当年5月至8月，喷播植物种子，种子用量为10
‑
30g/m2；
[0039](7)养护。
[0040]在一些实施方案中，上述方法中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于西北寒旱地区煤矸石堆场的无土植被恢复基质，包括无土基质和营养基质；其中，所述无土基质是将动物排泄物、沼渣和农林废弃物在50
‑
60℃下混匀发酵5
‑
7天制成，所述无土基质中动物排泄物、沼渣和农林废弃物的体积份为：10
‑
25份的动物排泄物、25
‑
40份的沼渣和40
‑
60份的农林废弃物；所述营养基质是将微生物菌剂、废弃原木屑和高分子胶结剂在20
‑
25℃下混匀，并按照微生物菌剂+废弃原木屑+高分子胶结剂与水的质量比为1:(0.5
‑
0.6)的量加水混匀制成的固液混合物，所述营养基质中微生物菌剂、废弃原木屑和高分子胶结剂的质量份为：10
‑
30份的微生物菌剂、459
‑
495份的废弃原木屑和15.3
‑
51份的高分子胶结剂。2.根据权利要求1所述的无土植被恢复基质，其特征在于：所述动物排泄物为牛粪和羊粪的混合物，牛粪和羊粪的体积比为(1
‑
2):1；所述沼渣中固体物质量百分比在20％以下；所述农林废弃物是秸秆、树叶剪枝、枯树叶和糠皮渣的混合物，破碎直径小于1cm，所述秸秆、树叶剪枝、枯树叶和糠皮渣的质量比为(1.2
‑
2):(1
‑
2):(1
‑
2):1；所述微生物菌剂由乳酸菌和芽孢杆菌组成，所述乳酸菌和芽孢杆菌的质量比为(1
‑
2):1；所述废弃原木屑的长度小于1cm；和/或所述高分子胶结剂为高分子聚丙烯酰胺和水溶性粘合剂混匀后的胶结剂，所述高分子聚丙烯酰胺和水溶性粘合剂的质量比为(4
‑
5):1。3.根据权利要求2所述的无土植被恢复基质，其特征在于：所述动物排泄物中，所述牛粪和羊粪的体积比为1:1；所述农林废弃物中，所述秸秆、树叶剪枝、枯树叶和糠皮渣的质量比为1.5:1.2:1.2:1；所述微生物菌剂中，所述乳酸菌和芽孢杆菌的质量比为1:1；所述高分子胶结剂中，所述高分子聚丙烯酰胺和水溶性粘合剂的质量比为4:1；和/或所述营养基质配制时，所述微生物菌剂+废弃原木屑+高分子胶结剂与水的质量比为1:0.6。4.权利要求1
‑
3任一项所述的无土植被恢复基质的制备方法，包括如下步骤：将所述动物排泄物、沼渣和农林废弃物在50
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60℃下混匀发酵5
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7天制成所述无土基质；将所述微生物菌剂、废弃原木屑和高分子胶结剂在20
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25℃下混匀，并按照微生物菌剂+废弃原木屑+高分子胶结剂与水的质量比为1:(0.5

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，陈向，贾建忠，彭建国，狄小东，孙江，陈强，李凤钊，任旭，张柳，田多文，王铁军，李成虎，
申请(专利权)人：矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：