露天煤矿排土场边坡植被恢复群落稳定性研究

为了揭示露天煤矿排土场边坡植被恢复群落稳定性的动态特征和变化模式,以内蒙古北电胜利露天煤矿4个排土场为研究对象,选取Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数、植被盖度、植被高度、地上和地下生物量8个指标,构建了基于群落结构稳定性与群落功能稳定性的排土场边坡植被恢复群落稳定性评价体系,采用综合评价法对处于人工植被恢复中的内排土场和恢复年限分别为4 a、5 a、8 a的沿帮排土场、南排土场和北排土场的南、北方向边坡植被恢复群落稳定性进行综合评估,并对群落稳定性因子与土壤含水量、有机质、全氮、全磷、全钾等环境因子间关系进行分析,探究影响排土场边坡群落稳定性的影响因素。结果表明：(1)随着恢复年限的增加,边坡植被群落稳定性整体呈稳步上升趋势,但与草原站背景值相比,其综合评价指数处于较不稳定或不稳定状态。(2)随着恢复年限的增加,排土场边坡群落稳定性由结构稳定性主导转向功能稳定性主导。恢复初期受人工影响,物种多样性提高,结构稳定性较高,随着时间的推移,结构稳定性波动下降,功能稳定性上升,其中地下生物量增长迅速,生物量向地...     

煤矸石山植物物种多样性与土壤化学因子的关系 ——以灵武矿区生态修复初期为例

为了得到灵武矿区枣泉煤矸石山生态修复初期优化的植被配置模式,以及影响植物物种多样性的土壤化学因子。通过野外调查结合重要值、α多样性指数和群落相似性系数,对枣泉煤矸石山平台人工重建的乔木林、乔灌木混交林和灌木林3种植被配置类型的植物种类组成、群落结构及α多样性指数的变化,以及各指数与土壤化学因子间的相关关系进行研究,并以矸石山周边自然地貌上的植被为对照。结果表明:①枣泉煤矸石山3种植被配置类型的样地共有植物8科22属24种,菊科植物7种,占总物种数的29.17%;藜科植物6种,占总物种数的25%;豆科和禾本科植物均为4种,各占16.67%。②3种植被配置类型林下多年生草本植物种数占草本层总数的比例大小顺序为:乔木林地(50.00%)灌木林地(46.67%)乔灌混交林(38.46%),自然地貌的多年生草本植物占其草本层的比例为68.75%。③3种植被配置类型中灌木林地草本层植物种Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数、Patrick丰富度指数和Pielou均匀度指数数值均为最高。④土壤碱解氮与各指数间相关性最高,说明土壤碱解氮含量对植物物种多样性的影响作用较大。⑤3种植被配置类型中乔木林地草本植物种类组成在科、属及种的层次上与自然地貌草本植物组成相似性最高,其林下草本植物盖度、密度、生物量、土壤含水量、土壤有机质和全氮含量均高于乔灌木混交林和灌木林。枣泉煤矸石山生态修复初期3种植被配置类型中乔木林地配置模式较为适宜,且影响植物物种多样性的土壤化学因子主要为土壤碱解氮。     

矿山废弃地生态修复区土壤特性与物种多样性分析

为探求矿山废弃地生态修复区植被与土壤的演化特征及二者之间的相互关系,文中以祁连山中部金川矿山废弃地为研究对象,通过野外调查和实验检测分析,对区域内土壤理化特征及不同植被物种多样性进行了深入分析。结果表明:(1)植被恢复有效地增加了区域内物种多样性,现有物种20种,隶属15个科,但不同物种的多度和群落多样性具有明显的差异,其中,旱柳的多度值和重要值分别为29.67%和28.83%,在乔木层中占据重要位置,草本层植物种类繁多,丰富度较好,其中,早熟禾多度和重要值分别为46.66%和24.88%,显著高于其他植物,为草本植物的优势种。总体来说,草本层的丰富度指数、均匀度指数、多样性指数和优势度指数均高于灌木层和乔木层,在群落中占据主导地位;(2)研究区内植被的恢复有效地改善了土壤的理化性质,相比对照点,不同植被土壤电导率下降了约75.41%~83.40%,有机质含量和相对含水率分别增加了55.76%~180.24%和81.89%~362.53%,土壤pH值明显下降且未酸化,速效钾、硝态氮等养分显著增高;(3)相关分析显示,研究区物种多样性与土壤pH值和电导率显著负相关,与土壤有机质、含水率、速效钾、全磷、全氮、全钾呈极显著正相关。植被的恢复与土壤的改善相互作用、相互影响,选择合适的物种进行合理配置,能够有效地促进矿山废弃地植被的恢复和重建。     

胜利一号露天煤矿排土场边坡稳定性分析及评价

随着矿山开采,胜利一号露天煤矿内排土场北帮稳定性问题较为突出。结合该矿实际问题,在工程地质勘查基础上采用Bishop法计算稳定系数,采用FLAC3D数值模拟方法对稳定系数进行验证,进而对胜利一号露天煤矿排土场边坡稳定性进行分析评价,从而判断内排土场北帮边坡的稳定情况。     

卡车运输露天煤矿排土场选择的研究

叙述了卡车运输露天煤矿排土场选择的原则,并以沙尔湖矿区一号露天煤矿为例,从技术可行、经济合理方面对露天煤矿排土场选择进行了分析。     

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。     

基于3S技术的大型露天矿区复垦地景观变化分析

以平朔安太堡露天煤矿复垦区的5个排土场为研究对象，运用景观生态学理论及3S技术，把复垦后按照植被覆盖和地形特征划分的斑块与排土场建设时期的斑块进行了对比分析.结果表明：斑块个数及其平均斑块面积反映了复垦地景观的破碎化程度，随着复垦时间的增加，斑块数目也不同程度地增加，复垦时间较长的二铺排土场、南排土场、西排土场的多样性指数有较大提高，稳定性指数除二铺排土场和南排土场有所降低外，其它排土场的变化不显著，景观优势度指数的高低与平均斑块面积的大小显著相关.破碎化程度的增高也表明了复垦地的植被演替与恢复过程的多样性在不断增加.结合研究区调查情况分析表明，排土场复垦地景观的变化是非均匀沉降、地表覆土厚度与下垫层类型、植被配置与演替以及管理措施等因素综合影响的结果，斑块数目、平均斑块面积、分维数、多样性、优势度等景观指数能较好地反映出复垦地景观结构及其变化.     

露天矿排土场水土流失防治模式探究

露天矿排土场严重破坏了矿区的地貌和植被,加速了水土流失,是露天矿水土流失治理的重点.文章以胜利东二号露天煤矿一期工程为例,对露天矿排土场水土流失特点进行探讨,分析其危害,提出治理原则及方法.     

胜利一号露天煤矿沿帮排土场增高扩容边坡稳定研究

胜利一号露天煤矿为满足生产需求、减少占地,计划对沿帮排土场进行增高扩容.为保证增高扩容后边坡的稳定,采用边坡勘察、室内试验、边坡极限平衡分析、边坡数值分析等手段对沿帮排土场扩容进行了研究,最后给出了排土场扩容的具体设计参数,并初步制定了提高边坡稳定的措施,保证了露天矿的正常生产,降低了运营成本,提高了经济效益.     

石油开采对延安周边黄土高原丘陵沟壑区群落多样性的影响

以延安市区周边黄土高原为研究对象,对不同年限石油开采后油井周边植被进行调查,对比研究了油井开采对该地区植物群落组成和物种多样性的影响。结果表明,油井周边植物重要值最大的植物有虎尾草、茵陈蒿和苣买菜,其重要值分别为52.57、42.55和41.80,表明这些植物对石油污染的耐受力较强。随着距油井距离的增加,物种数S、Margale指数D、Shannon-Wiener指数H'、Pielou指数E均显示出先降低后增加的规律,物种多样性与距离呈正相关关系,说明石油开采会对植物群落和植物的生长产生一定的抑制作用。Margale指数与Shannon-Wiener指数呈显著正相关(P0.01),说明各样方中物种的总体数目与样方内物种种类数的多少密切相关。均匀度指数Pielou与Margale指数、Shannon-Wiener指数之间成轻度相关或不相关关系(P0.05),说明物种种类的多少、物种总个体数的多少与植被分布的均匀程度关系不大。     

软弱基底内排土场支挡煤柱的力学效应

留设支档煤柱是提高软弱基底内排土场稳定性的重要手段之一。为了解决软弱基底内排土场支挡煤柱形态参数设计难题,实现矿山安全生产和经济效益兼顾,对软弱基底内排土场支挡煤柱的力学效应及形态设计方法进行研究。在构建软弱基底内排土场支挡煤柱力学模型的基础上,进行三维受力状态分析,将支挡煤柱视为在内排土场静止土压力及底界面剪切力双重作用下的固定梁,以摩尔-库伦准则作为失稳判据,推导获得了煤柱三维支挡效应的表达式;基于对煤柱三维支挡效应的力学成因类型及影响因素的认识,提出了煤柱支挡效应的二维等效方法,推导了底界面等效黏聚力c_d与等效内摩擦角φ_d的表达式,从理论上揭示了支挡煤柱形态参数对支挡效应的影响。将该方法在胜利东二露天煤矿内排土场支档煤柱设计中进行了应用,并采用数值模拟方法进行验证。研究结果表明:煤柱底界面的等效黏聚力c_d及等效内摩擦系数tan φ_d与其顶宽a、下底角β,ω均呈正相关反比例函数关系,与高度H呈正相关倒差函数关系,与长度d呈负相关反比例函数关系;胜利东二露天煤矿内排土场边坡稳定系数F_s随支档煤柱顶宽a增加而增加,与煤柱高度H呈线性递增关系;煤柱的最佳尺寸为高度H=28 m,顶宽a=43 m,与传统的二维分析结果相比,可多才出原煤75 600 m~3,经济效益显著。成果可用于优化设计软弱基底内排土场支挡煤柱形态参数,弥补采用传统方法设计造成的煤炭损失过大的不足,实现经济效益最大化。     

哈尔乌素露天煤矿排土场土壤肥力综合评价

通过对哈尔乌素露天煤矿排土场土壤基本养分状况的调查分析及综合评价,综合肥力系数为0.967～1.388,该矿排土场土壤肥力为一般。样地1和样地6(均为原始地貌)综合肥力系数值较好,分别为1.716和1.81。因此在生产剥离阶段,应将剥离的表土保存起来,用于将来排土场的覆土和生态重建。     

冶金矿山废弃地生态恢复植物优选试验研究

选取南方典型冶金矿山凹山排土场作为试点,采用水土保持工程措施和植物措施相结合的方法进行生态恢复,首先在室内通过盆栽试验的方法进行物种筛选,然后在所选排土场进行现场小区试验。现场小区试验结果表明,筛选的紫穗槐、合欢、百喜草、狗牙根等均生长良好,可作为该排土场及其它类似冶金矿山废弃生态恢复的首选植物品种。     

露天煤矿破碎站粉尘无组织排放治理方案研究

以神华北电胜利能源有限公司胜利煤田西一号露天煤矿3000 t/h破碎站为例,对露天煤矿破碎站无组织排放的粉尘产生原因以及运动规律进行了分析,对比现有的破碎站粉尘治理技术,提出了“一降、二封、三控、四抑”的大型露天煤矿破碎站粉尘无组织排放综合治理方案。该方案经过在神华北电胜利能源有限公司胜利煤田西一号露天煤矿3座3000 t/h破碎站进行实际生产验证表明,采用该治理方案后,胜利煤田西一号露天煤矿破碎站无组织排放粉尘浓度由453 mg/m3下降至68 mg/m3,对保护生态环境起到了至关重要的作用,具有极高的应用和推广价值。     

晋宁磷矿排土场生态修复与景观再造研究

矿山生产不可避免对周围整体环境带来破坏。为了加快矿山地质环境恢复和综合治理,更好地构建矿山生态系统的物质循环,通过对晋宁磷矿矿区土地的损毁方式和整体排土规划,将6~#坑排土场区域同南部排土场已完成的覆土规划整体结合,进行生态环境修复与景观再造研究。采用CAD软件对6~#坑排土场重新规划设计,合理确定矿山生态保护与恢复治理分区,并应用3D模型软件模拟规划区域后期效果,提出排土场生产作业排土与后期生态修复、景观再造相结合的措施。研究结果对修复及改善矿山生态环境、促进地方经济可持续发展和生态良性循环具有重要作用及意义,也可为类似露天矿山解决排土场环境问题提供参考。     

石矿迹地生态修复技术研究现状与发展趋势

石材作为一种重要的建筑和化工材料,其市场需求量十分巨大,但开采后形成的石矿迹地对矿区及其周边生态环境造成了严重破坏.因此,开展石矿迹地生态修复技术的研究工作,是建设绿色矿山的有效手段之一.在收集国内外采矿迹地生态修复相关技术成果的基础上,对石矿迹地岩质边坡坡面、作业平台、坑底、矿区道路、工业广场、排土场和开采境界周围受...     

干旱半干旱地区露天煤矿无组织扬尘排放特征"

无组织扬尘污染是干旱半干旱地区露天煤矿开采的重要制约因素,本文以胜利一号露天矿为例,研究露天煤矿无组织排放源大气扬尘的时空分布特征,结果表明:多数无组织排放源周界外TSP浓度均能达标,而从采掘场到南排土场的主要运输道路在个别时段(14∶00-15∶00)出现超标;露天煤矿无组织扬尘主要来自采掘场到排土场的主要运输道路,其次以采掘场下风向场界和排土场对大气扬尘的贡献最高;储煤场(筒仓封闭式)产生的扬尘浓度最低;露天煤矿大气扬尘浓度的日变化总体为:早上较高,上午10∶00以后至午后15∶00左右浓度较低,傍晚TSP浓度又有所回升;但在采掘场下风向周界外TSP浓度在15∶00左右也会相对较高。     

铁矿排土场不同基质改良方法下生态修复效果评价

开展4种铁矿排土场基质改良方法的现场修复实验;进行修复后的土壤理化性质、肥力性质、重金属污染特征,以及植被生长指标检测;确定了排土场生态修复效果的评价因子;利用灰色理论关联度分析法确定权重;根据各评价因子的指数进行统计学加权计算,最终得出生态修复效果评价指数。结果表明：40%粒径-5 mm排土场原矿土+60%黄土+刺槐的组合对排土场生态修复具有较好的效果,优于其它修复组合。建立的生态修复效果评价方法,较全面考虑了多种土壤和植被指标因素,对现场生态修复工程具有良好的借鉴和参考价值。     

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。