草原露天煤矿排土场边坡固持材料铺设技术规程编制说明

内蒙古标准化协会《草原露天煤矿排土场边坡固持材料铺设技术规程》编制说明（征求意见稿）《草原露天煤矿排土场边坡固持材料铺设技术规程》起草组2025年2月《草原露天煤矿排土场边坡固持材料铺设技术规程》编制说明一、工作简况1、任务来源2024年3月，蒙草生态环境（集团）股份有限公司向内蒙古标准化协会提出团体标准的立项申请。2024年4月，内蒙古标准化协会按照《团体标准管理规定》《内蒙古标准化协会团体标准管理办法》等文件相关要求，对《草原露天煤矿排土场边坡固持材料铺设技术规程》进行了技术审查，批准立项，制定期限12个月。2、起草单位及协作单位起草单位：蒙草生态环境（集团）股份有限公司协作单位：内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司、内蒙古自治区林业科学研究院、北京中环格亿技术咨询有限公司3、主要起草人本标准主要起草人为：宋晓辉、金净、谢海桃、金圣贻、冉倍源、孙志敏、王健、陈翔、阿云嘎、张健、艾永欣，侯跃、周天静、朝鲁孟其其格、王欢、代斯芹、肖晓英本标准主要起草人及在本标准中的主要工作内容如表1所示。表1标准参与编写人员及其所做的工作姓名工作单位职称主要工作内容宋晓辉蒙草生态环境（集团）股份有限公司中级工程师项目负责人，负责方案设计，标准编写、验证和修订金净蒙草生态环境（集团）股份有限公司中级工程师主要参加人，参与标准的指标验证谢海桃蒙草生态环境（集团）股份有限公司助理工程师主要参加人，参与标准的指标验证金圣贻蒙草生态环境（集团）股份有限公司助理工程师主要参加人，参与标准的指标验证冉倍源内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司中级工程师主要参加人，参与标准的指标验证孙志敏内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司高级工程师主要参加人，参与标准的指标验证王健内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司中级工程师主要参加人，参与标准的指标验证陈翔蒙草生态环境（集团）股份有限公司高级工程师参与标准的指标验证阿云嘎北京中环格亿技术咨询有限公司工程师参与标准的指标验证张健蒙草生态环境（集团）股份有限公司高级工程师参与标准的指标验证艾永欣内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司助理工程师参与标准的指标验证侯跃内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司助理工程师参与标准的指标验证周天静内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司助理工程师参与标准的指标验证朝鲁孟其其格内蒙古自治区林业科学研究院研究员参与标准的指标验证王欢内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司中级工程师参与标准的指标验证代斯芹内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司高级工程师参与标准的指标验证肖晓英内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司高级工程师参与标准的指标验证二、制定标准的必要性和意义煤炭资源是国家的基础能源，对国民经济发展发挥重要支撑作用。我国不仅是煤炭资源大国，还是煤炭生产与消费大国。在我国已探明化石能源资源总量中,煤炭占94%左右,其他化石能源仅占6%。内蒙古是我国煤炭储量大省之一，煤炭资源种类齐全且品质优良，是我国的重要能源保障基地。由于内蒙煤炭资源煤层埋藏较浅且具有良好的煤层赋存条件和开采条件，露天开采成为当地煤矿开采的主要方式。然而，在露天煤矿开采为当地国民经济发展作出贡献的同时，也带来了矿区地表植被破坏、生物多样性减少、水土流失等一系列环境问题；若固持材料选择或施工工艺不当，也可能引发滑坡、坍塌等事故，这些问题打破了原本相对稳定的生态系统，改变了土壤性质和植被生长状况，更严重可能影响到施工人员生命安全。习近平总书记多次强调：“要正确处理生产生活和生态环境的关系，积极发展生态环保，走可持续发展之路。”因此，矿产资源开发利用过程中要牢记“生态优先、绿色发展”理念，要科学合理修复矿山生态，推动矿区生态可持续发展。排土场是露天煤矿开采过程中被剥离的岩土堆积区域，这些区域植被覆盖、土壤保水能力等都受到较大程度干扰，且土壤中氮、磷、有机质等营养物质匮乏，不适宜植物群落生长。矿区排土场生态恢复是改善煤矿环境，促进矿山可持续利用的关键，也是建设绿色矿山，实现矿区经济绿色发展的重要途径。选择适宜当地矿区生长的植物进行修复与重建对矿区边坡排土场生态恢复有着举足轻重的作用，不仅可以提高土壤保水保肥能力、改善土壤团粒结构，也可以对土壤重金属起到一定对去除作用。在矿区边坡排土场修复时选择合理的边坡固持材料可有效防止水土流失，促进植物群落回到稳定状态。当前在露天煤矿排土场边坡固持材料的选择上也有大量研究报道，常用材料包括铺设生物笆、扦插沙障、布设吸水植物纤维和草帘等。但是，不同地区矿区在边坡固持材料的选择上缺乏固定、统一的标准体系，有的矿区只考虑了固持材料的水土保持能力，没有考虑到建植后恢复效果；还有矿区考虑到了排土场边坡重建后固持材料到水土保持和植被恢复情况，但在材料使用成本以及推广应用方面缺少深度研究，这些问题也逐渐成为矿区排土场生态修复的短板。因此，通过分析总结不同矿区边坡固持材料使用后水土保持效果、施工难易程度和使用成本等，编制适合我区生态环境特点的草原露天煤矿排土场边坡固持材料制定技术规程。确保边坡恢复工作中材料与草原植被兼容，促进边坡快速复绿，减少水土流失，减少矿业开发对草原景观和牧区经济的负面影响，协调资源开发与生态保护，为内蒙古等草原矿区绿色转型提供可复制模式，支撑区域经济高质量发展。三、主要起草过程1、前期准备研究团队在内蒙古呼伦贝尔伊敏河镇伊敏煤矿开展了矿边坡排土场植被恢复试验研究，设置了对照、铺设草帘、平铺式芦苇帘、立式芦苇帘和陈草等不同处理，在2023年、2024年监测了不同处理下植被、土壤等数据，对不同固持材料边坡植被恢复积累了一定实践经验和数据支撑。因此，将实践经验汇总整理，形成资料，编制了草原露天煤矿排土场边坡固持材料铺设技术规程。2、组成标准起草组，制定工作方案2024年1月，团体标准《草原露天煤矿排土场边坡固持材料铺设技术规程》立项获批后，蒙草生态环境（集团）股份有限公司组织成立标准起草组，由宋晓辉担任组长，邢旗研究员担任技术指导，研发人员金净、谢海桃、金圣贻、冉倍源、孙志敏、王健、陈翔、阿云嘎、张健、艾永欣，侯跃、周天静、朝鲁孟其其格、王欢、代斯芹、肖晓英为主要起草组成员制定工作方案，一同整理前期野外试验监测数据、搜集相关资料，由蒙草生态环境（集团）股份有限公司负责技术内容的编制，明确标准范围，细化标准内容，内蒙古自治区林业科学研究院、内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司、北京中环格亿技术咨询有限公司参与编写，由公司标准部负责标准相关要求、进度、流程等的把控，共同完成本标准的全部内容。3、完善标准内容，形成标准征求意见稿2024年3月，内蒙古标准化协会召开《草原露天煤矿排土场边坡固持材料铺设技术规程》团体标准立项评审会，评审专家听取了团体标准申请书及草案的相关介绍，并提出了修改意见。2024年3月-2025年2月，团体标准起草组通过调研和讨论，将《草原露天煤矿排土场边坡固持材料铺设技术规程》的主要步骤和核心技术进行了标准化梳理，并且全面系统的整理过程中考虑到的各种因素。四、制定标准的原则和依据，与现行法律、法规、标准的关系1、编制原则本标准根据国家和内蒙古自治区的相关法律法规开展编制工作，标准内容在与国家标准、行业标准、地方标准相协调的前提下，遵循科学性、适用性和可操作性原则严格确定相关技术指标。2、编制依据主要技术依据来源于蒙草生态环境（集团）股份有限公司、内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司、内蒙古自治区林业科学研究院、北京中环格亿技术咨询有限公司等单位在呼伦贝尔市伊敏煤矿开展的野外试验示范研究成果，试验期间，对矿区排土场边坡植被重建、固持材料筛选等技术进行了研究。本标准的编写结构与格式严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求进行制定。3、与现行法律、法规、标准的关系本标准制定符合《中华人民共和国标准化法》《地方标准管理办法》《团体标准管理规定》《内蒙古标准化协会团体标准管理办法》等相关法律、法规、政策的规定，属于内蒙古地区提出制定，不存在与相关法律法规相抵触之处，也不与其他标准相冲突。4、与现行相关标准的联系编制团体标准时，参考了草原矿区排土场植被恢复生物笆技术要求（NY/T4130-2022）；草原区城镇周边荒废土地植被植被技术规范（DB15/T1251-2017）；草原区露天煤矿排土场植被恢复技术规范（DB15/T1252-2017）；露天煤矿生态恢复牧草复垦技术规程（DB15/T1358-2018）；矿区边坡生态恢复技术标准（DB43/T2057-2021）；高寒矿区植被恢复技术规程（DB63/T1974-2021）；草原区露天矿山废弃地生态修复技术规范（DB15/T2378-2021），与参考的标准不冲突。五、主要条款的说明，主要技术指标、参数、试验验证的论述1、主要条款说明本标准主要包括范围、规范性引用文件、术语和定义、技术要求、养护等章节条款。2、主要技术指标、参数、试验论证的论述采用完全随机区组设计在内蒙古呼伦贝尔伊敏河镇伊敏煤矿（119.75°E，48.60°N，海拔672.3m）建立试验平台，使用不同固持材料作为试验处理设置试验小区，试验处理分别是对照（T1）、铺设草帘（T2）、平铺时芦苇帘（T3）、立式芦苇帘（T4）和陈草（T5），每个试验小区3个重复，共计15个小区。每个小区宽4m，长50m。每个小区四周埋置白钢铁皮固定，铁皮地下部分埋50cm，地上部分留有30cm。在每个试验小区低端设置一个长1m，宽0.4m，高0.3m的长方体渗水槽，用于收集土壤流失量（图1）。试验地建设前，每个试验小区基本无植被覆盖。2023年6月开始建立试验区，7月在每个试验小区内人工撒播羊草、扁穗冰草、胡枝子、杂花苜蓿和黑麦草，比例按照1：0.5∶0.7∶0.6∶0.2进行播种，播种量3kg/(亩)，播种后人工反复踩踏使种子覆土。图1试验设计图2023年～2024年每年生长季旺季8月中旬，在每个试验小区内随机选择3个1m×1m样方监测植物群落高度、盖度、密度，并齐地刈割地上植物部分，带回实验室65℃烘干称重。2023～2024年每年生长季8月底，在每个试验小区渗水槽处收集土壤样品，称其重量计算土壤流失量。在每个渗水槽内取少量土样带回实验室测量土壤粒度组成和土壤养分。随着年份的增长，植物群落高度呈现显著增加的趋势；而植物群落盖度在5个不同处理下均表现出显著下降的趋势；2023年植物群落密度在立式芦苇帘处理和陈草处理下显著低于2024年；2024年群落生物量在立式芦苇帘处理下较2023年显著增加了36.67%，其他处理下两年差异不显著（图2）。2023年，植物群落高度在立式芦苇帘处理下显著低于草帘和平铺式芦苇帘，与对照和陈草处理差异不显著；植物群落盖度在草帘、平铺式芦苇帘、立式芦苇帘和陈草四个处理之间差异不显著，在立式芦苇帘处理下显著低于对照；植物群落密度在立式芦苇帘处理下显著低于其他处理；植物群落生物量在草帘处理下显著高于对照、平铺式芦苇帘和立式芦苇帘，但与陈草处理差异不显著（图2）。2024年，植物群落高度、密度和生物量在不同处理下均未发生显著变化；植物群落盖度在平铺式芦苇帘处理下显著低于对照和陈草处理，但与草帘和立式芦苇帘处理之间差异不显著（图2）。图2不同年际间不同固持材料下植物群落数量特征的变化注：不同大写字母表示不同年份之间的差异，不同小写字母表示不同固持材料之间的差异，T1、T2、T3、T4和T5分表表示对照、草帘、平铺式芦苇帘、立式芦苇帘和陈草。对各小区收集的土壤进行年份和不同处理双因素方差分析（图3），发现铺设草帘和陈草处理下2024年土壤流失较2023年分别显著降低了70.79%和65.14%，其他处理随着年份推移均未产生显著性差异。仅考虑年份，铺设草帘、平铺设芦苇帘和陈草分别在2023年、2024年显著降低了边坡水土流失情况。图3不同固持材料下边坡水土流失变化情况由图4可知，土壤有机碳和土壤全氮含量在不同处理下含量范围分别为25.12g/kg~30.55g/kg、2.04g/kg~2.49g/kg，但是在不同处理下差异不显著；土壤速效磷在不同处理下含量范围12.47mg/kg~29.63mg/kg，在铺设草帘处理下显著低于其他处理，且在铺设草帘处理下土壤速效磷含量在10~20cm较0~10cm显著降低了57.91%，铺设陈草处理下土壤速效磷含量在土层0~10cm较10~20cm显著降低了49.72%；土壤速效钾在不同处理下含量范围0.26g/kg~0.38g/kg，在铺设立式芦苇帘处理下显著降低。图4不同年际间不同固持材料下土壤养分的变化通过对土壤颗粒体积百分含量计算得出（图5），5个不同处理下采样点的颗粒组成均相同，都是由极细沙砾、粉粒和黏粒组成，但是各类土壤颗粒含量百分比有所不同。5个不同处理下均以粉粒（2μm~50μm）含量为主，不同处理粉粒含量百分比从高到低排序为：立式芦苇帘>陈草>平铺式芦苇帘>对照>陈草；其次是极细沙砾（50μm~100μm），不同处理极细沙砾含量百分比从高到低排序为：草帘>平铺式芦苇帘>对照>陈草>立式芦苇帘；除粉粒和极细沙砾外，还有极少量黏粒（<2μm），不同处理下黏粒含量百分比从高到低排序为：对照>陈草>草帘>立式芦苇帘>平铺式芦苇帘。图5不同固持材料土壤粒度组成柱状综合两年试验数据表明：不同固持材料都在一定程度缓减了边坡土壤流失，土壤流失主要以粉粒为主。铺设立式芦苇帘和平铺式芦苇帘对植物群落生长没有产生明显效果，不利于植物群落的生长，铺设陈草也降低了群落多样性，铺设平铺式芦苇帘也没有看出明显效果。毋庸置疑，不论是从材料成本、铺设难易程度还是从水土保持等方面，铺设草帘都是当地边坡防护的最佳选择。六、重大意见分歧的处理依据和结果本文件在编写过程中没有重大意见分歧。七、采用国际标准或国外先进标准的，说明采标程度，以及国内外同类标准水平的对比情况本文件未采用国际标准或国外先进标准。八、其他应说明的事项无。九、征求意见说明《草原露天煤矿排土场边坡固持材料铺设技术规程》征求意见汇总表起草单位：蒙草生态环境（集团）股份有限公司、内蒙古蒙草草原生态恢复有限公司、北京中环格亿技术咨询有限公司、内蒙古自治区林业科学研究院起草人：宋晓辉、金净、谢海桃、金圣贻、冉倍源、孙志敏、王健、阿云嘎、陈翔、张健、艾永欣，侯跃、周天静、朝鲁孟其其格、王欢、代斯芹、肖晓英联系电话：宋晓辉（联系电话序号章节编号意见提出单位/专家是否采纳不采纳（说明原因）12345参考文献[1]张锦峰.试论煤炭对经济发展的作用[J].商情,2014,(25):11