[发明专利]基于隔坡梯田模式的采煤塌陷裂缝治理方法

说明书

本发明公开了一种基于隔坡梯田模式的采煤塌陷裂缝治理方法，根据塌陷裂缝发育的特点，采用隔坡梯田的模式进行治理：裂缝就地取土充填，将其与取土扰动区统一修筑为水平梯田，非扰动区保留原植被，治理区形成隔坡梯田，使原坡面的径流进入水平田面中，增加土壤水分以促进作物生长，提升区域生态重建水平。

技术领域

本发明涉及采煤塌陷宽大裂缝的治理方法。

背景技术

在西部黄土丘陵地区，煤炭资源开采对地表的破坏主要是塌陷裂缝。尤其是在煤层埋藏浅，厚度大的区域，地表往往出现较多的张口宽度大于50cm的宽大裂缝。其主要特征为宽度大，深度大，地表呈现台阶，随着工作面的推进，地表呈现周期性塌陷裂缝，裂缝间距为基本顶的周期破断步距。该类裂缝影响程度大，治理难度大。目前还缺少专门研究，无针对性的治理技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于隔坡梯田模式的采煤塌陷裂缝治理方法，本发明根据塌陷裂缝发育的特点，因势利导，采用隔坡梯田的模式进行治理，提升治理区蓄水保土能力，促进矿区生态恢复及生态文明建设。

本发明的技术方案是，一种基于隔坡梯田模式的采煤塌陷裂缝治理方法，其特征是根据塌陷裂缝发育的特点，采用隔坡梯田的模式进行治理，裂缝就地取土充填，将裂缝区与取土扰动区统一修筑为水平梯田，非扰动区保留原植被，治理区形成隔坡梯田，使原坡面的径流进入梯田田面中，增加土壤水分以促进作物生长，提升区域生态重建水平。

具体治理方法如下:

(1)采用就地取材，修建隔坡梯田的方式进行治理：利用裂缝区周边的土源进行裂缝充填，然后将裂缝区与取土扰动区修整为梯田，用于栽植乔木或农业种植，其他坡面部分可维持原貌，用于种草植树；

(2)顾及裂缝充填的隔坡梯田平台宽度的计算

设定梯田平台宽度为B1，斜坡宽度为B2，设定地面坡度角为α,裂缝张开角为β，地表裂缝宽度为W，裂缝充填宽度为B4，计算裂缝区剥挖宽度B3

再计算梯田平台宽度B1：

(3)计算斜坡宽度B2及斜宽比k

根据裂缝间距L及剥挖后的剩余宽度来确定斜坡宽度B2：

B2＝L-B1 (公式3)

计算斜坡宽度与梯田平台宽度的比值，即斜宽比K＝B2/B1：

(4)田埂高度h的确定

要求在设计频率暴雨下，梯田田面能全部拦蓄斜坡径流和历年累积泥沙的淤积量，

式中，h1为10年一遇24小时最大降雨量，单位m；为径流系数；h2为坡面年侵蚀量，单位m；N为使用年限，单位年；Δ为安全超高，单位m；

(5)治理工艺

将剥挖区的土层划分为表土层和底土层，沿裂缝划分成两个条带，条带A和条带B；治理时，首先将条带A的表土进行剥离，堆放到条带B的上方，然后利用条带A的底土充填裂缝，最后将堆放在条带B上的表土平铺到梯田平台上。条带B的宽度Tb参考地面坡度角α及表土层厚度H确定：

T_b＝H*ctg(α) (公式6)

条带A的宽度Ta

T_a＝B3-T_b (公式7)

(6)土壤改良