[发明专利]一种大型矿山生态恢复与保持的智能系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山领域，特别是涉及一种用于大型矿山生态恢复与保持的智能系统与方法。

背景技术

我国经济的较快发展，对能源的需求持续保持，特别是西部地区大型露天煤矿的发展，但是这些大型露天煤矿的发展对区域地下水造成了地下水漏斗，即区域性缺水，而排土场高数百米，更导致排土场和矿区生态恢复困难，生态保持更难；

煤炭开采方式一般分为井工开采和露天开采两种方式，露天开采首先对采区地表剥离，对土壤层次和结构造成严重的破环，开采期间会产生数额巨大的剥离岩石固体废弃物的大量堆积。对土地资源进行了大量破坏，使良田荒芜、耕地减少、土地污染，影响工农业生产。以神华伊敏露天矿为例，排土场高且大，采用疏水开采，造成水位下降，露天矿堆土场上方很难存活植物和植被，没有植被和植物，露天矿堆土场的粉尘等随风漂流，对周围环境造成极大影响，对生态环境造成污染，同时没有植物的水土保持作用，对堆土场本身的安全造成极大隐患。

主要难点有以下几点：

1、设计开采和堆土形式与参数，优化的开采和堆土形式与参数直接决定了后期的一系列设计参数；

2、排土场内部保水装置的设计；

3、植被种类的选取和种植区域选择；

4、排土场的水位太低，蓄水能力太差，特别是植物需要的包气带水很难保持，同时堆土场太高，容易造成滑坡等灾害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的大型矿山生态恢复与保持的智能系统，本发明还提供了所述只能系统的建造及使用方法。

一种大型矿山生态恢复与保持的智能系统，所述大型矿山包括堆土场，所述智能系统包括设置在所述堆土场内部的第一隔水层、第二隔水层和第三隔水层；所述第一隔水层为长方形，水平设置在所述堆土场内部，所述第二隔水层为正方形水槽，数量为多个，均匀设置在所述第一隔水层的上部，所述第三隔水层设置在靠近所述堆土场四周边坡的位置；所述第一隔水层包括长方形的隔水树脂软板层和与其四周连接的防滑阻水装置，所述防滑阻水装置包括水平阻水板、多个平行设置的竖直阻水板和多个平行设置的防滑板，所述水平阻水板连接在所述多个竖直阻水板的底端，形成多个阻水槽，所述防滑板为倾斜设置，其上端与所述水平阻水板的底部相连。

本发明所述的大型矿山生态恢复与保持的智能系统，其中，在所述隔水树脂软板层上固定有多个第一土壤湿度传感器，在所述第一隔水层上种植根系较长的植物；

所述隔水树脂软板层、所述水平阻水板、所述竖直阻水板和所述防滑板均由隔水树脂软板构成；所述隔水树脂软板为以下两种中的一种：

(I)聚氯乙烯透明软板；

(II)所述隔水树脂软板由如下方法制备得到：将对苯二甲酸二甲酯100g、甲基苯乙烯80g、三碱式硫酸铅10g和轻质碳酸钙各10g在惰性气体保护下搅拌，搅拌时温度维持在120℃，充分搅拌后加入软脂酸1.5g、软脂酸钡1.5g和催化剂5g，最后放常温成模。

本发明所述的大型矿山生态恢复与保持的智能系统，其中，所述第二隔水层包括大水槽、连接在所述大水槽左右两侧的第一小水槽、连接在所述大水槽前后的第二小水槽；在部分所述第二隔水层上固定有第二土壤湿度传感器，所述第二隔水层上种植有根系较短的植物。

本发明所述的大型矿山生态恢复与保持的智能系统，其中，所述第三隔水层包括隔水树脂硬板和均匀固定在所述隔水树脂硬板上的多个护水槽，所述隔水树脂硬板为倾斜设置，与所述堆土场的边坡平行，在所述堆土场边坡和所述隔水树脂硬板之间水平设置有多个船型的所述护水槽，其一端固定在所述隔水树脂硬板上。

本发明所述的大型矿山生态恢复与保持的智能系统，其中，所述第三隔水层的数量为多个，沿所述堆土场的四周边坡均匀设置，处于同一个侧面的多个所述第三隔水层平行设置，相邻两个所述第三隔水层之间具有一定间隔，每隔4～5个在所述第三隔水层上设置有3个第三土壤湿度传感器，分别固定在最上部、中间和最下部的所述护水槽上。

本发明所述的大型矿山生态恢复与保持的智能系统，其中，所述隔水树脂硬板为以下两种中的一种：

(i)环氧玻璃纤维板；

(ii)所述隔水树脂硬板由如下方法制备得到：将对苯二甲酸二甲酯100g、甲基苯乙烯80g、三碱式硫酸铅10g和轻质碳酸钙各10g在惰性气体保护下搅拌，搅拌时温度维持在120℃，充分搅拌后加入硬脂酸1.5g、硬脂酸钡1.5g和催化剂5g，最后放常温成模。