露天煤矿生态重建技术研究——以黔北某露天煤矿为例

土地资源是国家重要的自然资源,土地资源的合理开发利用有力地支持了国民经济的发展。但在闭坑的露天煤矿中,对矿山地形地貌、土地资源、生态植被等影响较大,为促进生态可持续发展,应积极采取自然恢复、辅助再生、生态重建等措施,及时对损毁区域进行生态修复,改善生态环境。实现煤炭开采扰动区域的地质环境达到稳定、损毁土地得到治理利用、生态系统功能得到恢复和提升、废弃资源得到综合利用等目标。本文以黔北某露天煤矿为例,通过采取生态重建技术该露天煤矿进行修复,恢复耕地33682 4 hm2,林地14262 6 hm2,农村道路1389 7 hm2,公路用地0271 8 hm2。通过地貌重塑、土壤重构、植被重建等生态重建技术对矿山损毁区进行修复,以期为同类型矿山生态修复提供借鉴。     

基于AHP-TOPSIS方法的薛家湾—龙口镇露天煤矿大型排土场生态修复效果评价

排土场修复是矿山生态修复取得突破性进展和显著成效的关键之一。为进一步优选排土场生态修复技术组合,支撑矿山生态修复和绿色矿山建设,以薛家湾—龙口镇露天煤矿5个不同修复技术组合排土场板块为研究对象,选取生态效益和经济效益2类9个评价指标,运用层次分析(analytic hierarchy process,AHP)法和优劣解距离(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)法构建排土场生态修复效果综合评价模型,确定最终权重并进行综合评价。研究区排土场修复最优解决方案为: 工程措施采用平整覆土+挡水围堰+坡面整形+条播技术; 植被措施采用柳树+沙打旺+草木犀+苜蓿+冰草+老芒麦。研究表明,在矿山生态修复效果的成效评价中,使用定性加定量的评价方法,能更好地反映出生态修复效果,可为科学评价生态修复效果提供支撑。     

北京门头沟地区岩质边坡生态修复技术研究

本文分别介绍了客土种植、钻孔种植穴种植这两种传统的裸露岩质边坡修复技术,以及生态植被袋护坡、团粒客土喷播这两种常用的新型裸露岩质边坡生态修复技术,并阐述了它们生态修复的特点。在北京门头沟军庄某废弃石灰石采石场内的裸露岩质边坡,进行了为期一年多的生态修复试验,根据岩质边坡坡度、表面破碎程度等不同特性,分别采用了客土种植、钻孔种植穴和生态植被袋护坡、团粒客土喷播这四种生态修复技术,并得出了相应的生态修复成果。在试验结论的基础上,对比分析了这几种在北京地区常用的岩质边坡修复技术的适宜性和经济性。     

放线菌对旱区露天煤矿排土场红豆草根系生长及根际土壤肥力的影响

针对旱区露天煤矿排土场土壤退化问题,采用高效放线菌菌剂接种及原位盆栽试验,探究了放线菌对新疆黑山露天煤矿排土场红豆草根系生长及根际土壤肥力的影响。结果表明:(1) 干旱条件下,放线菌接种可显著促进红豆草根系形态发育及生长。与对照相比,接种放线菌红豆草总根长、平均根系直径、根表面积及根总体积较不接菌对照均显著增加(P<0.05);根鲜重、茎叶鲜重及总鲜重较对照分别增加了77.24%、130%及103.49%。(2) 接种放线菌显著增强了红豆草的抗旱性。接菌根谷胱甘肽、脯氨酸含量和根系活力分别增加了35.36%、229.23%和363.75%,降低了丙二醛含量和根细胞质膜透性。(3) 接种放线菌显著提高了红豆草根际土壤肥力。供试放线菌在红豆草根际土壤中定殖量为2.5×105 cfu/g,接种后红豆草根际土壤细菌和放线菌总数较对照分别增加了113.7%和563.64%;根际土壤多酚氧化酶、脲酶及碱性磷酸酶活性较对照均达显著性增加(P<0.05);进而显著提高了根际土壤全氮、有效磷和速效钾含量,其中土壤全氮增加量最大。(4) 相关分析表明,红豆草根生物量与根际细菌和放线菌数量、土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性及全氮含量呈显著正相关(P<0.01)。结果证实了土壤接种放线菌通过增强植物的抗旱性,提高根际土壤微生物数量、酶活性及肥力水平,显著促进植物根系发育及生长,为旱区煤矿植被恢复及退化土壤改良提供了科学依据。      

论冰缘寒区景观生态与景观演变过程的基本特征

冰缘区复杂多样的地域环境和分异显著的生物带谱特征,形成了高寒环境条件下特有的景观生态格局和结构。景观异质镶嵌具有三向性带谱规律,并表现出不同方向上景观过渡的渐变和突变差异,在空间上形成４种基本景观结构类型。景观嵌块以环境和干扰类型为主,景观结构简单、粗粒化。景观格局变化速度快、范围大,气候条件变化、各类冰缘作用尤其是冻土冻融条件的改变。是景观生态过程的驱动力,形成特有的冻融生态过程。     

北京千灵山生态修复边坡稳定性研究

开采形成的矿山岩质高陡边坡,造成山体缺损、水土流失、生态破坏,容易产生边坡失稳、崩塌滑落等地质灾害,急需进行生态修复治理。本文以北京市西郊千灵山生态修复岩质高陡边坡为例,根据地质雷达实测剖面分析及室内试验得到的岩体内部结构信息和岩石力学参数,建立了生态边坡的地质力学模型,并用有限元强度折减法对千灵山岩质高陡边坡生态修复前后的稳定性进行了模拟计算。结果表明,非降雨、降雨（饱水）条件下自然岩石边坡和生态修复后的边坡其安全系数分别为17、12.5、5、2;边坡变形以坡脚和生态带区域的中下部位最大,边坡潜在滑动面主要沿坡脚45＆#176;方向上扩展。因此,岩石边坡坡脚和生态带区域的中下部位应是重点加固区,需通过锚杆加固和有效排水对之进行处理。     

高陡岩质边坡生态修复试验

高陡岩质边坡立地条件差,水热容量小,不具备植物生长所必需的土壤环境,其生态修复是目前山体生态恢复的一大难题。针对江苏连云港云山风景区马涧通道生态修复的需要,选取3种不同黏合剂进行喷播修复,开展生态修复基质试验研究,分析采用不同黏合剂的生态修复基质的施工及效果等情况,为后续马涧通道边坡生态修复工程的整体实施提供借鉴。     

寒区路堤边坡稳定性的力学分析

区路堤边坡,特别是由冻结的砾石填筑的路堤或含冻结的砂砾层的路堤边坡的破坏准则具有极高的非线性.假定冻土为理想弹塑性体,且符合相关联的流动法则,基于极限分析的上限理论,对非线性破坏准则的寒区路堤边坡稳定性问题,提出了一个既考虑了相关的非线性效应,又易于工程计算,且不失必要分析精度的实用方法.在实际工程应用时,可以利用已有的线性问题的分析结果或依据我们提出的方法使问题简化.     

北京建材化工厂采石场边坡生态修复施工实践

通过北京建材化工厂采石场边坡生态修复工程,论述了高边坡的治理措施：削坡、抗滑桩、挡墙和锚喷,采用种植槽和阶梯复绿法进行绿化,并采取了水利配套措施,取得了良好的经济、生态和社会效益。     

基于聚氨酯复合基材的岩质边坡客土生态修复试验研究

为解决目前岩质边坡客土喷播生态修复中存在的客土基材滑落、坡面表层土流失严重和植被生长差等问题,采用聚氨酯有机高分子材料与土体结合组成聚氨酯复合基材,用于边坡生态修复。通过室内试验对其强度、抗冲刷性以及影响植被生长情况进行研究,并在典型岩质边坡上进行现场试验,对聚氨酯复合基材的有效性进行验证。研究结果表明：聚氨酯有机高分子对于复合基材的强度和抗冲刷性具有显著的提升作用,随着聚氨酯有机高分子浓度增加,聚氨酯复合基材的强度增加,抗冲刷能力提高。与未添加的试样进行对比,浓度为1%聚氨酯复合基材的强度为113.63 kPa,提高幅度约为95.45%;20%浓度试样的峰值冲刷量为28.8 g,降低幅度约为71.2%。聚氨酯有机高分子可以有效促进植被种子的发芽与生长。当聚氨酯有机高分子浓度由0%提高到10%时,种子的发芽率由12%提升到68%。但当聚氨酯有机高分子浓度过大时,会对植被的发芽和生长发生抑制作用。研究结果可为岩质边坡的生态防护提供一定的参考与借鉴。     

平朔露天煤矿复垦区不同地质层组岩土质量综合评价

露天煤矿生态地质环境系统恢复过程中,排于地表的不同年代地质层组的岩土剥离物都有可能成为复垦土壤母质。为科学合理利用矿区岩土剥离物,重构高质量复垦土壤,并指导后期分类排放,以平朔露天矿区黄土母质作为对照,评价不同类型岩土理化性状差异,从复垦土壤母质来源进行造地的源头控制,为露天煤矿土地复垦与生态修复提供依据。结合单项养分含量及有益微量元素含量分析结果,借助修正的内梅罗综合指数法,评价各岩土层肥力质量;借助单因子质量指数法,评价各岩土层环境质量。结果表明:各岩土层综合肥力系数位于0.40～1.26范围内,属贫瘠或一般水平;安家岭矿中2个煤矸石层的有机质或全氮含量、上部页岩层的全钾含量,以及东露天矿中炭质泥岩层的全磷含量丰富,显著高于黄土母质层;东露天矿底部细砂岩层及安家岭矿中泥灰岩层硫含量过高;东露天矿镉元素环境质量指数为1.05,属轻微污染等级;安家岭矿底部细砂岩层pH值低至4.25,酸度过大。平朔露天矿大多岩土层环境质量较好,但综合肥力质量较差,其中单项养分含量丰富,环境质量安全且易于风化的岩土层,适宜作为重构复垦土壤的备选材料。     

露天煤矿边坡稳定性影响因素的敏感性正交分析

对白音华三号露天煤矿复合边坡稳定性进行评价。借助理正软件,采用极限平衡法计算的稳定系数为评价指标,通过多因素敏感性分析认为,地震作用、粘聚力、内摩擦角、地下水位和重度等因素对该边坡稳定参数的敏感性依次变小。这一研究结论与工程实际基本相符。     

论矿山生态修复的投融资模式

矿山生态修复需要资金,历史遗留的矿山生态修复责任由政府承担,政府要投入财政资金用于历史上损毁的失去责任主体的矿山的生态修复治理。正在建设和正在生产矿山的生态修复治理责任主体是矿业权人,矿山企业要投入资金对正在损毁的矿山生态环境进行修复治理,要准备资金用于未来破坏的矿山生态环境的修复治理。除此之外,社会投资者都可以投资矿山生态环境修复治理。单纯履行责任的矿山生态修复治理资金渠道单一,开发式的矿山生态修复治理有利于多元投融资模式的形成。     

蒙东地区露天矿边坡稳定性影响因子与敏感度分析

边坡稳定性对露天煤矿安全高效开采至关重要。在系统总结蒙东地区露天煤矿赋存条件的基础上,提出了该地区露天煤矿边坡的工程地质特征及稳定性影响关键因子。采用正交试验与极差分析法,对该地区露天煤矿边坡稳定性影响因子的敏感度进行了研究。研究结果表明：软弱结构面分布特征、软弱结构面强度及变形特征、地下水疏排效果和综合帮坡角是控制该地区露天煤矿边坡稳定性的关键因子;不同开采阶段边坡稳定性影响因子的敏感性会发生变化,边坡防治策略及重点也应相应调整。     

废弃矿山生态恢复工程地质灾害危险性评估方法探讨

废弃矿山一般地处地质环境较复杂的山区,人类工程活动强烈,加之废弃矿山植被恢复工程的特殊性,与常规建设工程的地质灾害危险性评估相比,其工作方法和内容等都具有明显的区别。本文以北京市房山区霞云岭乡废弃矿山地质灾害危险性评估为实例,着重探讨了此项评估技术的基本思路、方法和技术手段等内容,以期为类似工程地质灾害危险性评估工作提供参考。     

基于地质安全评价的废弃矿山高陡边坡生态修复技术研究

新一轮找矿突破战略行动需要关注生态环境保护,废弃露天矿山生态修复则是矿地综合利用、生态环境保护的重要举措,其中高陡边坡修复是废弃矿山生态修复的重点与难点。为此,选择浙江省兰溪市灵洞乡洞源村废弃露天矿山开展了生态修复技术示范研究,在实地勘察、工程地质测绘与工程钻探的基础上,基于有限元方法,对边坡进行安全性数值分析,进而对高陡边坡实施生态修复。数值分析表明:边坡随着降雨的进行,其安全系数从1.458降至0.851,存在安全隐患;高陡边坡生态修复必须辅以削坡降低斜坡坡度、在边坡前缘实施挡土墙等工程手段才能达到安全性要求;合理排水可大大降低水对边坡安全性的影响,增强边坡的稳定性。经过生态修复设计后,暴雨条件下边坡安全系数显著提高且基本保持在1.7左右,达到了安全性的设计要求。该技术示范可为其他废弃矿山生态修复提供参考。     

花岗岩露天关闭矿山生态修复技术应用北大核心CSCD

矿山生态修复是贯彻落实“绿水青山就是金山银山”理念、实施“山水林田湖草沙”生态保护修复工程的重要举措,其中坚硬岩石高陡边坡生态修复是矿山环境修复的难点与热点问题。以苏州市金山浜花岗岩露天关闭矿山生态修复项目为例,调查分析矿山地质环境问题,针对矿山植被覆盖度低、地貌景观破损造成视觉污染及地质灾害现状,采用削坡清坡、浆砌片石格构植被护坡、客土喷播、锚固铁丝网砼筑围堰、废弃地平整覆土、截排水及植被养护等技术对矿山进行生态修复。实践表明:采取的技术方案使花岗岩边坡安全稳定,坡面植被覆盖率达85%以上,废弃地得到整理利用,改善了矿山生态环境和景观面貌,提升了环太湖风景区的生态环境品质。     

废弃露采矿山环境治理工程规划投资估算研究

文章将废弃露采矿山治理概化为岩质边坡绿化和废弃地整治两大工程,采用单位面积标准投资估算法,分析确定治理工程投资的社会经济状况、岩质边坡形态特征、环境破坏程度等影响因素系数,并用工程实例确定岩质边坡工程绿化单价系数和废弃地整治单价系数。根据上述方法估算了镇江市规划期内(2006~2010年)废弃露采矿山环境治理工程总投资。     

基于主导生态功能的江西省国土空间生态修复分区研究

以地域分异特征、主导生态功能、典型生态问题为基础依据,探讨江西省国土空间生态修复分区,为江西省编制和实施生态修复规划、实现国土空间管控提供科技支撑。在研究方法上,以“生命共同体理论”“三生协调理论”“适宜性管理”等理论为指导,基于主体功能区划和生态功能区划,综合“三生”空间实际生态问题及综合整治需求,采用多因素综合空间分析法,“自上而下”和“自下而上”相结合,实现国土空间生态修复三级分区。研究结果表明,可将江西省国土空间生态修复区域划为赣北平原湖泊生态修复区、赣中丘陵盆地生态修复区、赣西山地丘陵生态修复区、赣南山地丘陵生态修复区、赣东丘陵山地生态修复区5个大区及24个亚区和42个修复小区。通过江西省国土空间生态修复三级分区,摸清国土空间地域特征,明确生态主导功能,确定生态修复重点区域,承上启下,为实施生态修复工程和国土空间管治提供决策依据,为实现国土空间整体保护、系统修复、综合治理提供科技途径。