[发明专利]一种北方露天煤矿排土场边坡失稳与水土流失的防控方法

说明书

本发明属于矿山安全建设、环境治理、水土保持技术领域，具体地说，是一种北方露天煤矿排土场边坡失稳与水土流失的防控方法，包括以下步骤：（1）获取排弃到位排土场顶部平台及边坡的精细地形、水文网及汇水区；（2）统计排土场所在地区降雨数据；计算汇水区潜在储水/持水能力及所在微流域面积；（3）在排土场顶部平台内部汇水区布置储水植物塘；在排土场顶部平台外围汇水区和边坡平台汇水区布置持水潜流湿地；储水植物塘与持水潜流湿地由导水植物沟相连通；（4）分别在储水植物塘、持水潜流湿地和导水植物沟内种植适生植物，保持水土、防止径流冲刷、提升景观效果。

技术领域

本发明属于矿山安全建设、环境治理、水土保持技术领域，具体地说，是一种北方露天煤矿排土场边坡失稳与水土流失的防控方法。

背景技术

露天煤矿是指由于地理变化沉积在地表或浅层的煤炭层，通过直接露天采掘煤矿，是指将剥离物运输、排弃、堆积而形成的一种大型人工堆积体。通常情况下，露天煤矿排土场相对高度在几十到一百多米，将成为永久矿业遗迹。

在排土场堆存过程中，由于采用大型机械土石混排的生产工艺，使排土场出现异质性强、非均匀沉降等问题。排土场不仅彻底改变了原有地貌特征，而且对所在区域的降水等自然因素进行了重新分配、组合。地表覆盖物渗透率异质性强，雨季降水不仅形成地表径流，同时雨水汇集会沿裂缝流动，形成内部渗流、暗涌等，极易造成土壤侵蚀、滑坡等自然灾害。

露天煤矿排土场将伴随矿山开采一直存在，其边坡稳定性、水土流失等问题直接关系到矿山的安全生产。对排土场边坡失稳与水土流失的有效防控，可以阻止或减少排土场边坡滑动和蠕动，对有效防治边坡地质灾害具有十分重要的现实意义。

此外，我国露天煤矿大多处于干旱、半干旱的生态脆弱区，采矿活动对环境造成了一定破坏，加之北方地区蒸发量大、排土场整体持水性低，使得降雨资源难以保存，水肥流失严重，使排土场复垦植被长期处于缺水、缺肥状态，需要人工长期维护。因此，提高降雨资源利用率、减少水肥流失对排土场复垦植被自维持具有重要作用。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种北方露天煤矿排土场边坡失稳与水土流失的防控方法，以提高露天矿排土场边坡稳定性、减少水土流失、提高水资源的存储和调配。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种北方露天煤矿排土场边坡失稳与水土流失的防控方法，包括以下步骤：

步骤A：获取排弃到位排土场顶部平台及边坡的精细地形、水文网及汇水区；

步骤B：统计排土场所在地区降雨数据，计算汇水区潜在储水/持水能力及所在微流域面积；

步骤C：在排土场顶部平台内部汇水区布置储水植物塘，在排土场顶部平台外围汇水区和边坡平台汇水区布置持水潜流湿地，储水植物塘与持水潜流湿地由导水植物沟相连通；

步骤D：分别在储水植物塘、持水潜流湿地和导水植物沟内种植适生植物。

本发明的进一步改进，在步骤A所属的地形数据获取采用无人机、三维激光扫描等方式，其比例尺优于1：200。

本发明的进一步改进，在步骤A所属降雨强度为20年一遇强降雨单日降水量，根据降雨强度布置储水植物塘与持水潜流湿地的面积。

采用上述进一步方案的有益效果是：根据排土场顶部平台微地貌，结合当地水文情况因地制宜的布置分布式布置储水/持水单元，使系统更加高效。

本发明的进一步改进，储水植物塘中心深度为2.2m，边坡比小于等于1：3，储水植物塘与边坡底部使用粘土或土工布做防渗层，防渗层上覆盖0.5m厚腐殖土。