草原露天煤矿区不同复垦模式效果对比

草原露天煤矿地处水土资源匮乏的干旱西部生态脆弱区,实现有限水土资源的高效合理利用是矿区土地复垦与生态恢复中的关键所在。以内蒙古大唐胜利东二号露天矿为研究对象,采用野外典型调查的方法,分析了复垦矿区不同表土堆存方式下土壤质量的变化,并对不同复垦模式排土场平台和边坡植被恢复效果进行对比。研究表明：表土在草原露天煤矿复垦中起着至关重要的作用,散状的表土存放方式能更好地保持表土的质量和特性,“覆表土+草帘+打网格+施化肥”的排土场平台复垦模式和“覆表土+覆草帘+草方格”的排土场边坡复垦模式下表层土壤质量和植被恢复效果最佳,但仍然低于原地貌水平。研究成果可为草原露天煤矿区土地复垦与生态重建提供技术支撑和理论依据。     

露天煤矿排土场复垦土地土壤有机碳的动态变化

为探讨黄土区露天煤矿复垦土壤剖面有机碳的动态变化,以山西平朔露天煤矿排土场不同复垦阶段的耕地、林地和草地为研究对象,通过野外分层采集土样,探讨了不同复垦方向土壤有机碳含量的剖面分布特征及其与土壤pH值、全氮和w(C/N)的相关关系。结果表明：土壤有机碳的剖面分布随土壤深度和复垦方向的变化而变化,不同复垦方向土壤有机碳的垂直分布表现出一定的规律性,即随着土层深度的增加而逐渐递减;与未复垦的排土场相比,复垦2 a和18 a的耕地表层土壤有机碳含量分别增加22.73%和46.06%,复垦18 a和22 a的林地土壤有机碳含量分别增加38.86%和29.55%,复垦14 a的草地土壤有机碳含量增加30.96%,而复垦18 a的草地土壤有机碳含量变化不大;矿区3种复垦方向土壤有机碳含量整体表现为：林地>耕地>草地;复垦后的耕地土壤有机碳与全氮含量之间有显著的正相关性,相关系数R=0.642,林地和草地土壤有机碳含量与全氮之间有极显著的正相关性,相关系数R≥0.812;不同复垦方向土壤有机碳与w(C/N)的相关性都极为显著,相关系数≥0.679;耕地和林地土壤有机碳含量与pH具有明显的负相关性,相关系数分别为-0.685和-0.723,而草地土壤有机C含量与土壤pH没有明显的相关性。本研究可为黄土区露天煤矿排土场土地复垦与生态重建提供一定的借鉴和参考。     

干旱区草原露天煤矿土地复垦技术分析

干旱区草原露天煤矿排土场水土流失严重,导致周边土壤盐渍化和草场退化,是干旱区草原露天煤矿土地复垦的重点和难点。以内蒙古胜利东二号露天矿排土场为例,通过实地调研与资料分析,对矿区采取的复垦技术进行了分析和总结。结果表明：①干旱区草原露天矿土地复垦的限制性因素主要有表土不足、水资源短缺、适宜物种少3种。②矿区可采取的工程措施包括表土剥覆、草帘固土防沙,生物措施有施用有机肥及合理配置草、灌、乔比例。研究结果可作为同类型草原矿区土地复垦的技术参考。     

准格尔矿区表土剥离与复垦一体化研究

针对准格尔矿区哈尔乌素露天煤矿排土场复垦表土资源匮乏的问题,提出了将黑岱沟的部分表土资源用于哈尔乌素排土场复垦的方案。对新方案进行分析表明,黑岱沟露天矿的部分表土通过带式输送机运往哈尔乌素排土场复垦技术上可行、经济上合理。     

复垦年限及植被模式对矿区土壤质量的影响

理解复垦年限和植被模式对煤矿复垦土壤质量的影响机制,对评估生态系统恢复程度极为重要。本文以安太堡露天煤矿复垦区土壤为研究对象,基于相关系数法和经验模型确定指标权重和隶属度,采用综合指数法建立土壤质量评价模型,分析复垦年限和复垦植被模式对土壤质量的影响。结果表明:露天矿的开采对表土的破坏十分严重;随着人为复垦措施的实施,土壤质量逐渐恢复,复垦区的土壤综合质量甚至可以超过原地貌;但土壤质量恢复需要较长时间,复垦措施的实施有助于恢复土壤质量,且复垦时长是其恢复的重要保障。油松纯林是该研究区较优的单一植被复垦模式,刺槐×榆树混交模式复垦更适合在研究区内推广使用。研究结果将为露天煤矿区复垦和绿色矿山建设等提供理论参考。     

胜利矿区某露天矿排土场土地复垦技术研究

露天煤矿土地复垦技术作为露天煤矿建设项目生态恢复评价的重点章节。收集胜利矿区内大型露天矿土地复垦材料,根据土地复垦实际案例,进一步明确露天矿土地复垦技术内容,提出有针对性的切实可靠的露天矿排土场土地复垦方案。     

黄土丘陵区露天煤矿复垦排土场地形因子对土壤有机碳的影响

为研究坡度、坡向和海拔等地形因子对黄土丘陵区露天煤矿复垦土壤有机碳空间分布的影响,选择山西平朔矿区安太堡露天煤矿西排土场为研究对象进行土壤采样,以1 m等高线图为基础图件在GIS平台下对等高线图进行数字化处理生成DEM,并进行综合分析,结果表明,黄土丘陵区复垦土壤有机碳含量与海拔呈负相关关系,但相关性不显著;坡度与有机碳呈显著单峰型曲线关系,二者拟合较好;坡向在一定程度上也会影响有机碳的空间分布,有机碳含量整体表现为:阴坡阳坡半阳坡半阴坡。     

露天煤矿复垦中生物多样性响应研究进展（增刊）

生物多样性为人类提供了必要的生活资源和生存环境。露天煤矿开采造成矿区生态系统破坏和生物多样性丧失。本文总结了国内外表土复垦阶段生物多样性恢复对复垦中关键技术的响应。研究结果表明：地貌重塑阶段,生物多样性分布随坡度、坡向、坡位等因子有显著差异;土壤重构阶段,重构工艺、土壤种子库、表土存放方式、复垦年限及施肥等对矿区生物多样性造成不同的影响;植被重建阶段会随即带来野生物种、大型土壤动物及土壤微生物,进而丰富矿区生物多样性。该研究可为露天煤矿土地复垦中生物多样性恢复提供一定参考,同时为基于生物多样性恢复的土地复垦提供一定借鉴。     

露天煤矿复垦中生物多样性响应研究进展

生物多样性为人类提供了必要的生活资源和生存环境。露天煤矿开采造成矿区生态系统破坏和生物多样性丧失。本文总结了国内外表土复垦阶段生物多样性恢复对复垦中关键技术的响应。研究结果表明:地貌重塑阶段,生物多样性分布随坡度、坡向、坡位等因子有显著差异;土壤重构阶段,重构工艺、土壤种子库、表土存放方式、复垦年限及施肥等对矿区生物多样性造成不同的影响;植被重建阶段会随即带来野生物种、大型土壤动物及土壤微生物,进而丰富矿区生物多样性。该研究可为露天煤矿土地复垦中生物多样性恢复提供一定参考,同时为基于生物多样性恢复的土地复垦提供一定借鉴。     

复垦土地土壤有机碳空间插值方法研究——以平朔露天煤矿为例

通过优化空间插值方法获取矿区重构土壤有机碳含量对于复垦农用地监测与评价具有重要的理论和实际应用价值。采用多元线性回归法、反距离加权法、普通克里金法及回归克里金法对平朔煤矿复垦区土壤有机碳含量进行空间插值分析,插值精度通过Pearson相关系数、均方根误差、平均预测误差以及准确度进行评价。研究结果表明：① 露天煤矿排土场复垦土地土壤有机碳空间变异性较大,变异系数最高达到145.408%,属于强变异性;② 预测精度上,回归克里金法的预测精度最高,Pearson相关系数达到0.984,均方根误差、平均预测误差以及准确度分别为-0.012,0.211,0.991,多元线性回归法的的预测精度次之,预测精度最差的为反距离加权法及普通克里金法;③ 局部细节表达上,回归克里金法的预测表达较为精细,能够较好地刻画出数据的跳动性和不确定性,反距离插值法与普通克里金法预测具有明显的平滑作用,空间变化较为连续。回归克里金法相较其他方法在露天煤矿排土场复垦土地土壤有机碳插值预测具有较大优势。     

煤炭开采沉陷区土壤有机碳空间变化

为研究矿区土壤碳动态,以焦作矿区为例,分析了沉陷坡与裂缝区两种破坏地表的土壤有机碳空间变化。结果表明:与未沉陷的矿区土壤相比较,沉陷坡与裂缝区表土(0~10 cm)有机碳含量降低且空间变异性增大,土壤剖面各层次有机碳含量均出现降低,特别是10~30 cm的土壤剖面层有机碳含量降低最明显,降幅为29%~38%;两种破坏地表土壤剖面有机碳库损失高达20.8~47.3 t/hm2。沉陷坡上,表土有机碳含量从上坡到中坡明显的降低,从中坡到坡底逐渐增加;中坡、下坡与坡底有机碳含量沿土壤剖面层次向下表现出一致的线性下降趋势,但上坡在土壤剖面内的波动较大;各坡位土壤剖面有机碳储量均出现损失,尤其是坡底以上的坡位有机碳储量损失最大。矿区土壤有机碳的空间变化与土壤侵蚀、土地利用、裂隙渗漏及低生物量输入有关。     

草原区露天煤矿开发对土壤环境质量的影响

矿区土壤环境质量直接关系到矿区周边草原质量状况和矿区土地复垦与生态修复工作。本文以胜利一号露天矿为例,通过煤矿开发前与开发后土壤质量、再造土壤与原地貌典型草原土壤质量、剥离表土和其他再造土壤,以及有人工种植和无人工种植的再造土壤的对比等多角度研究草原区煤田开发对矿区土壤质量的影响,结果表明:(1)与采矿前相比,胜利一号露天矿开采5年后周边原地貌典型草原土壤pH值略有升高,重金属元素As、Hg、Cu、Cd等含量均高于采矿前水平,有机质、速效钾和速效磷等营养元素含量也较采矿前有所升高;(2)与原地貌典型草原土壤相比,露天煤矿排土场再造土壤重金属含量明显增加,有机质和营养元素含量有所降低;(3)剥离表土有机质和营养元素较其他再造土壤丰富,而且小型分散表土堆较大型表土排放场更有利于保持表土的营养成分;(4)人工种植会显著增加再造土壤有机质和多数营养元素的含量。     

伊敏1~＃露天煤矿排土场复垦绿化途径的探讨

排土场复垦绿化是露天煤矿环境保护的重要组成部分，也是维护矿区生态平衡的有力手段。本文从伊敏１＃露天矿开采特点、土壤特征等实际出发，系统地阐述了本矿排土场复垦绿化的初步尝试和效果，论述了适合本地区复垦绿化的有效途径。     

中德典型露天煤矿排土场土地复垦技术对比研究

本文以中国的平朔矿区和德国的维佐夫矿区为代表,系统对比研究了两国在露天煤矿排土场地貌重塑、土壤重构和植被重建等复垦过程中的主要技术措施。研究发现,中国较德国在露天煤矿采复理念、技术措施等方面存在一定差距,德国采用了"分层剥离、交错回填"采复一体化工艺,注重矿区复垦规划中区域空间协调性,从低碳发展理念引导复垦工程,开展了复垦前后生物多样性调查与保护工作,重视复垦后期的土地管护与资源可持续利用。研究认为,中国在露天煤矿排土场复垦中应该注意规划设计的区域协调性、加大生物多样性保护力度、促进复垦技术措施的可持续发展、强化复垦的后期管护,保障矿区经济、社会、生态健康持续发展。     

阜新矿区排土场土壤特征分析

针对阜新矿区排土场实际,从露天煤矿生态系统分析出发,将阜新矿区排土场的土壤在不同条件下进行化验分析,研究测定不同条件下土壤的理化性质,为矿区如何进行水土保持、提高土壤肥力等提供可靠依据,进而制定出完善的多功能植被恢复方案。通过试验,得出阜新矿区排土场土壤物理化学性质随着排矸年限的增加均发生改变,随排矸年限的增加矸石山土壤的pH值、有机质含量、全氮含量相比当时覆盖土均有所提高,速效磷、速效钾则有所减少。土壤的单位体积质量减小,而土壤总孔隙度则增大,自然含水量也逐渐增大。     

矿山地质环境治理与土地复垦可行性研究

为了使研究内资源得到合理利用,为矿山地质环境保护治理及土地复垦的实施管理提供依据,研究了矿山地质环境治理与土地复垦可行性,对技术可行性和经济可行性进行了分析,复垦区土地利用现状、土地复垦适宜性评价、矿区土地复垦可行性分析等。并对其治理技术进行了研究,生产期对露天采场、矿山道路可剥离表土区域进行表土剥离,在露天采场、工业场地外围设立崩塌、滑坡警示牌,露天采场上游开挖截水沟;在表土场下游设置浆砌石挡土(渣)墙,上游设置排水渠,外围设立滑坡、泥石流警示牌。结束后,在露天采场台阶外侧修筑了浆砌石挡土墙,进行场地平整,植被重建工程;基底平台外侧修筑了浆砌石挡土墙,土壤回覆,植被重建工程;对表土场、工业场地进行了砌体拆除、边坡修整、土壤回覆、植被重建工程;对矿山道路进行了植被重建工程等。     

基于无人机影像的复垦排土场地形因子与土壤物理性质的关系研究

研究复垦排土场土壤的理化性质可以直接反映排土场的土壤重构质量,从整体上对内蒙古锡林浩特胜利煤田一号露天矿北排土场的复垦土壤的物理性质进行统计分析,然后以无人机影像为底图得到高精度地形专题图,探索坡度、高程、地表粗糙度等地形因子对土壤物理性质的影响。研究结果表明,复垦排土场的土壤物理性质和当地未扰动土相比,发生了明显变化,土壤结构较差;土壤容重和孔隙度与坡度、高程、地表粗糙度存在显著相关关系,受地形影响较大,该研究可为更好的指导露天矿排土场的复垦提供理论依据。     

基于熵权-VIKOR法的重构土壤配比筛选研究

土地复垦对于矿区植被恢复至关重要,重构土壤能够有效解决表土资源稀缺问题。针对某矿区排土场存在的土壤贫瘠及大量矸石难以实现资源化利用的难题,通过将煤矸石生态骨料与表层土按照不同的比例进行混合,制备5种重构土壤,测定其pH及有机质、全氮、有效磷、速效钾含量,分析煤矸石生态骨料占比对各指标的影响,并基于熵权-VIKOR评价法筛选出最优配比。研究结果表明：随着煤矸石生态骨料占比的提高,不同配比的重构土壤pH逐渐降低并接近于中性;煤矸石生态骨料占比对有机质、全氮、速效钾含量的影响显著,对有效磷含量的影响不显著,且随着煤矸石生态骨料占比的提高,不同配比的重构土壤有机质、全氮、速效钾含量均呈下降趋势,有效磷含量呈先上升后下降的趋势;30%煤矸石生态骨料+70%表层土为最优配比。研究成果可为解决矿区排土场土壤贫瘠、表层土稀缺、土地复垦难开展等问题提供新思路。     

阜新海州矿排土场复垦的研究

对矿山环境的快速植被恢复的方法与配置模式进行了详细的研究,在认真分析了采矿学、微生物学、土壤学等多门学科的理论,详细分析了阜新海州露天煤矿排土场复垦土地的破坏特征及其成因,指出了目前海州露天煤矿排土场人工植被的较好配置模式,并预测出今后的植被演变趋势。     

露天矿表土替代材料研究进展

露天矿排土场普遍存在表土缺失问题,研制合理有效的表土替代材料可以解决生态恢复植物的立地条件问题,为露天矿矿区生态恢复与土地复垦提供可能。归纳整理了国内外关于表土替代材料的文献,对表土替代材料的定义加以说明,从基质材料的选配、各类改良技术的应用以及工程推广效果等方面罗列了自表土替代材料研究工作开展以来有代表性的科研成果。