[发明专利]一种基于煤矸石的采煤沉陷区充填复垦方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种煤矿开采沉陷区充填复垦方法，尤其涉及的是一种基于煤矸石的采煤沉陷区充填复垦方法。

背景技术

我国是煤炭工业发展大国，煤炭资源的大规模开采和利用，造成土地资源大量流失。近年来利用煤矿废弃物如煤矸石等进行采煤沉陷区的充填复垦，可以缓解大量煤矿废弃物堆积、压占土地的环境问题，是恢复矿区耕地的有效途径。但现有技术并没有考虑到不同颗粒级的煤矸石填充基质对复垦后的土壤的保水保肥性和透气性等土壤栽培性质的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于煤矸石的采煤沉陷区充填复垦方法，以提高充填复垦后的采煤沉陷区重构土壤的栽培性质。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于煤矸石的采煤沉陷区充填复垦方法，该方法以煤矸石作为填充基质，对采煤沉陷区进行填充，然后在填充基质上覆土，所述填充基质中，粒径小于80mm的煤矸石所占比例为40％以上。

进一步优选地，所述粒径小于80mm的煤矸石所占比例为70％-95％。

进一步优选地，所述覆土的厚度为30-70cm。

进一步优选地，所述覆土的厚度为50-60cm。

进一步优选地，对于采煤沉陷区的塌陷水域，所述充填复垦方法包括以下步骤：

(1)用未分选的自然状态下的煤矸石填充塌陷水域；

(2)用粒径小于80mm的煤矸石所占比例为70％以上的煤矸石为填充基质继续填充；

(3)覆土至填充区域与地表高度一致。

进一步优选地，所述步骤(1)中，填充的高度为塌陷水域底部至地表以下1.5m。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供了一种基于煤矸石的采煤沉陷区充填复垦方法，该方法利用不同颗粒级配比的煤矸石作为填充基质，相比于自然状态下的煤矸石具有更好的保水保肥性和透气性，尤其是以粒径小于80mm的煤矸石所占比例为70％-95％的煤矸石作为填充基质，其重构土壤培育的农作物各生理生态特征均表现良好，说明本发明的充填方法获得的重构土壤更利于农作物的生长。

附图说明

图1为不同时期各试验田土壤含水量监测结果柱状图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明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，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

1、试验方法

本实施例以淮南创大“煤矸石充填复垦示范基地”为实验区域，利用实验区域内土壤理化性质和玉米各生理生态指标变化情况等方法和手段，探究不同颗粒级煤矸石作为填充基质对实验区域重构土壤理化性质及其玉米生理生态特性的影响。该实验区域位于淮南市潘集矿区，总面积为2000m²，其中300m²作为“未分选煤矸石充填条件下不同覆土厚度”充填复垦试验区，平均分隔为10×10m²的试验田并根据70cm、50cm和30cm的上覆表土厚度依次标注为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号田；900m²作为“最佳覆土厚度条件下不同颗粒级配煤矸石”充填复垦试验区，平均分隔为10×30m²的试验田，以取自淮南朱集矿和潘北矿的不同颗粒级配掘进矸石或二洗矸作为填充基质，并根据粗、中粗和细颗粒级配依次标注为Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号田，上覆50-60cm黄土作为最佳厚度覆土层。各试验田之间及试验小区与外界田地间均用隔水土工布分隔。各试验田内重构土壤结构及煤矸石颗粒级配详细情况见表1：

表1各试验田重构土壤结构

本实施例的实验区域的基于煤矸石的采煤沉陷区充填复垦方法，包括以下步骤：

(1)试验田所在区域为原位塌陷水域，平均水深3m，实验区域内地下水位平均为-1.5m。实验区域工前先利用三角高程量法标定六块试验田的具体位置，根据试验田设计面积及塌陷深度计算煤矸石和覆土土壤的体积；

(2)利用未分选的掘进矸石填充塌陷水域，矸石填充高度为塌陷水域底部至地表以下1.5m；

(3)对实验区域及每块试验田均采用土工布进行垂向分隔，以防止实验区域于周边农田间及各试验田间的水分、养分及盐分的横向迁移；

(4)根据不同试验田的煤矸石颗粒级配方案(表1)进行分层填充，每充填30cm高度煤矸石后即用推土机整平，以确保每块试验田每次填充的地面标高一致；