[发明专利]一种矸石山生态环境恢复综合治理方法

说明书

本发明提供一种矸石山生态环境恢复综合治理方法，具体包括以下步骤：矸石山削坡整形和灭火工程、封闭隔离工程、覆土工程、半柔性快速排水系统工程、营养土构建工程、抗侵蚀植被恢复工程和植被养护系统工程。本发明通过合理的矸石山削坡和半柔性快速排水系统，确保矸石山安全、稳定；通过矸石山灭火和封闭隔离，彻底消除矸石山的危害；通过科学合理的客土改良，使植被快速、长久生长；通过抗侵蚀植被恢复技术，抵御风雨对边坡的侵蚀；通过设计合理的植被养护系统，解决矸石山边坡植被浇灌、施肥难题，防止矸石山边坡水土流失。本发明从上述七个关键点多管齐下，防止矸石山自燃对环境的危害，快速形成植物群落，实现矿山生态环境恢复。

技术领域

本发明属于环境治理、土地复垦、生态重建、矿山生态恢复技术领域，具体涉及一种矸石山生态环境恢复综合治理方法。

背景技术

煤矸石是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一，年产量达数亿吨，由于受现有技术手段的限制，目前资源利用率很低，大多堆放于地面，形成矸石山。目前已累计堆放50多亿吨，且以每年数亿吨速度递增，仅在山西，现存上千座矸石山，最大矸石山堆存量达上千万吨。由于煤矸石含有硫化物，极易氧化自燃，产生大量有毒有害气体、烟尘等污染物，污染大气环境，下雨造成的煤矸石渗滤液中的重金属对土壤和地下水资源都会造成污染，严重损害周边居民的安全及身体健康，破坏矿区及其周边的生态环境，同时影响煤炭企业的安全生产、经济效益和社会形象。矸石山生态环境治理已成为国家关注重点。2016年，山西省就列入了51个矸石山生态环境恢复治理试点示范工程项目，要求在18年底前完成。因此对矸石山生态环境进行综合治理乃是当务之急。

矸石山治理常规技术及工艺：整坡→覆土→修筑水渠→植被，多年来，矸石山治理技术没有大的突破，仍然沿用上述传统工艺技术，这从山西51个矸石山生态环境恢复治理试点示范项目可研和初步设计就可以看出，基本都是一个模式。那么上述治理工艺效果如何呢，调查了矸石山治理在全省乃至全国走在前列的阳煤集团三矿的大垴梁矸石山、280矸石山和二矿的思汉沟矸石山，西山煤电集团官地矿已治理的矸石山，自然发火问题相当严重，已长的植被大部甚至全部死亡，排水系统瘫痪，侵蚀和水土流失严重，个别的矸石已裸露出来，可以说，原治理全部失败。全国矸石山治理典型矿尚且如此，其它矿就可想而知了。

究其根源，是将复杂的事简单化了，在理论上、认知上、解决方法上出现了重大偏差。

目前的治理思路和方法，是把“土”当成了隔离物，既要阻止空气进入矸石区，又要在其上生长植被，看似简单、巧妙，但忽视了矸石区与植被生长区的喜忌完全相反，矸石区忌空气和水进入，忌扰动。而植被生长恰恰离不开水，离不开空气，将两个互相对立的区块叠加在一起，结果可想而知。所以“土”不能既起“隔离”作用，又供植被生长用，理论上就行不通，实践也印证了这一点。

其次侵蚀和雨水下渗是造成矸石山自燃的罪魁祸首。侵蚀容易形成冲蚀沟，逐渐形成矸石山的漏风通道，使矸石发生氧化放热反应，导致矸石温度越来越高，从而引发自然发火。经实地调查已治理矸石山的现状，凡是自然发火的矸石山，表土层均有大量的侵蚀沟存在，凡是植被表土层被侵蚀，形成冲沟的地方，均为温度异常区，并有自然发火趋势。雨水下渗，矸石与水接触会加速氧化反应，加大自然发火的危险性。同时矸石自燃，会使矸石山塌陷、沉降，进一步加大矸石山漏风，加剧自然发火。造成侵蚀和雨水下渗的原因主要有：

（1）排水系统落后。传统的刚性水渠不抗沉降，极易造成水渠断裂，不仅影响排水系统的正常运行，而且导致雨水下渗，形成漏风通道，导致矸石山自然发火，新型的柔性排水渠一是阻力大，排水慢，大量泥沙容易淤积在水渠内，致使排水系统很快瘫痪，二是土工袋之间接触不严，缝隙大，致使雨水漫流，不仅造成雨水下渗，而且大量雨水直接冲向坡面和马道，造成坡面受损。雨水下渗到矸石区，产生渗滤液，污染地下水和土壤。马道上的土壤长时间浸泡，极易引发滑坡、塌陷和沉降，继而对排水系统造成更大破坏，恶性循环。马道上的雨水不能直接流入水渠，轻则浸泡马道，重则冲刷坡面。