内蒙古海勃湾区齐峰煤矿渣山复绿工程生态恢复技术研究

内蒙古海勃湾区齐峰煤矿渣山复绿工程生态恢复技术研究

采矿业在我国经济发展中发挥着重要作用，但长期以来，无序开采和野蛮开采导致了自然生态系统的严重受损。矿区废渣堆积成的渣山不但污染环境、浪费土地,还存在物理结构极不稳定,易造成垮塌、泥石流等危险,是矿区生态治理的重要课题。矿区生态治理主要手段是依托生态学原理,在矿山废弃土地应用生态恢复技术,植被恢复在整个生态恢复过程中处于核心地位,直接关系到生态恢复能否成功。内蒙古乌海市是我国矿区开发利用的一个缩影。由于长年开采,当地出现了众多矿渣山,不仅造成土地浪费,还使本就脆弱的生态环境进一步恶化。本文通过对乌海市海勃湾区齐峰煤矿渣山复绿工程的调查与分析,结合生态效益和经济效益,探索在当地气候和地质条件下最适宜的矿渣山生态治理复绿技术。一、矿区渣山及基本情况1.降水量少雨风大少雨时一般在造林乌海市位于内蒙古自治区西南部,属干旱荒漠带,昼夜温差大,风大少雨。年平均降水量159.8毫米,年平均风速每秒2.9米,无霜期为156~165天。植被稀疏,土壤多为沙质或第四纪冲积物,结构松散,易造成水土流失。2.废弃物堆积成岩乌海市海勃湾区齐峰煤矿渣山由多年开采所产生的岩土层、石灰石、矸石等废弃物堆积而成,分为顶部平面与边坡两部分。地面到坡顶高度为110~140米,从山底到山峰共有13层,每层坡面高度18~20米,山体自然坡度为49.5°。二、矿区渣山生态处理和绿化技术1.植被选择及分类矿区渣山自然环境恶劣,复绿植物选择十分重要。植被选择主要以乡土植物为主,其次是具有较强适应性和抗逆性的外来速生植物,最后综合考量经济和生态效益,合理配置植物种类(表1)。2.绿色技术(1)自然边坡的预防渣山1~2层位于底部,坡度45°左右。应用生态植草袋技术,对边坡塌方、土壤流失具有很大的预防和稳定作用,可成为永久性高稳定自然边坡。施工前,先整平原有土壤,并覆100毫米厚的种植土,在每层坡上按坡高等距离固定2排直径为22毫米的螺纹钢,坡下设挡土梁,防止因重力作用发生山体滑坡;最后,在无纺布袋内装种植土、摆袋、挖孔、点播草籽。(2)态包技术渣山中部的3~12层坡面高且坡度大,机械施工难度较大。应用施工简便、速度快、绿化效果好的蒙草抗旱生态包技术,能快速实现景观效果。施工前,先对原有坡面进行清理,并覆盖50毫米厚的土壤,将土壤、包衣种子、保水剂等混合后包成小包,在坡面每250毫米挖直径为40毫米的槽,然后播种,播后覆盖草帘,并用“U”形钉固定,铺设铅丝网,然后用木桩固定,起到防风蚀、雨水冲刷和固定坡面土壤的作用。(3)铺设金属网,铺设金属网渣山顶层(13层)整体地貌较平整,有盘山路,可供大型机械通行。应用客土喷播技术,施工前,先对原有坡面进行清理,铺设镀锌金属网,并用螺纹钢固定,用特制喷射机将客土基质(绿化基材、土壤改良材料)、黏合材料、肥料、混合草种、保水剂喷射到坡面上,与金属网、坡面紧密结合,形成可供植物生长发育的基质层,同时起到稳固表层土壤的作用,最后覆盖草帘。3.灌溉设备的设计乌海市地处干旱荒漠带,气候干燥、降水量小、蒸发强烈、风沙活动频繁。合理利用水资源,确保复绿植被正常生长,是矿区渣山生态治理复绿技术的关键。结合当地自然环境及复绿植被的生长要求,选择结构简单、造价低廉、安装方便的微喷系统作为灌溉设备。设计时,结合喷头的射程和喷灌季节的平均风速,按高度50厘米、喷射半径1.5米、间距2米的规格进行布置。每年春季,应先进行管道整理、试水及补种,同时保证浇水量。一般每周浇水1次,夏季气温偏高时,可增至2次,气温下降后,改为每2周1次。秋冬季节需要割草,防止草过高而影响喷水效果,同时可防止火灾发生。三、数据收集和分析通过从不同复绿技术的层级中随机取样,得出表2、图1所示的对比数据。四、技术投入小、成本低通过样方统计数据分析与对比得出,生态袋和喷播技术的生态恢复效果略优于蒙草抗旱生态包技术,但这两种技术需要大量人力和机械投入。而蒙草抗旱生态包技术资金投入少,操作方法简单。且根据生态袋技术两年覆盖率数据对比结果,在正常生长情况下,3种技术第2年覆盖率均能达到90%以上