不同重构土壤材料配比的土壤改良和苜蓿生长效应研究

针对西部露天矿区土地生态修复中表土稀缺和土壤贫瘠难题,从充分利用矿区当地常见的原材料出 发,利用风沙土、红黏土、煤矸石、玉米秸秆及腐植酸为原料,按照不同配比混合后进行室内盆栽试验,研究不同配比下 紫花苜蓿生长特性、土壤理化性状和生物学特性的差异,优选适宜于该地区的重构土壤配比。 结果表明:利用风沙土、 红黏土、煤矸石、玉米秸秆及腐植酸重构土壤具有可行性;不同重构土壤配比均可显著改善土壤物理结构,增加土壤 养分含量,提高土壤微生物活性,进而促进紫花苜蓿生长,但不同配比之间存在明显差异;与纯风沙土(CK)相比,不同 重构土壤配比下紫花苜蓿生物量、根长、根直径和根表面积分别提高了 19. 05% ~ 624. 76%、17. 99% ~ 131. 80%、 17. 72% ~ 239. 20%和 33. 01% ~ 650. 45%。 相关分析结果表明:紫花苜蓿生物量与基质理化性状和微生物活性存在协 同效应。 综合来看,风沙土与红黏土按 1 ∶2 复配,同时添加 15%煤矸石、5%玉米秸秆及 0. 05%腐植酸,土壤重构效果 最佳。 该研究为矿区土壤重构及降低土地生态修复成本提供了理论依据。     

开采影响下砂壤土裂缝发育特征研究——以汝河侯村段为例

作为一种开采引起的地表非连续破坏形式,裂缝受到井下开采强度、地层结构、表土性质等多种因素影响。以汝河侯村段为例,开展开采影响下砂壤土裂缝发育特征实测研究。土体物理力学性质测试和理论计算表明,砂壤土结构较为松散,黏聚力小,节理性强,较黏土更易产生开采裂缝,裂缝极限发育深度大于黏土区域裂缝深度。同时对研究区域裂缝平面方向呈串珠状,深度方向呈束口状的原因进行了分析。研究成果可为类似地质采矿条件下煤炭资源开采和地面建筑物保护提供技术支持。     

我国难利用黏土矿资源研究进展与评述

根据中国黏土富矿和易选矿储量日益减少,难利用伴生复合矿综合利用与产业化开发技术日益迫切需要的现状,对我国难利用黏土矿界定、典型资源类型开发现状、存在问题进行了综述;指出对难利用的复合黏土矿的利用,首要选择工艺为矿种不分离的复合应用,其次是除掉非黏土矿种的黏土矿混合应用,最后才是分离单品种黏土矿种的分类应用。     

掺砂改良红黏土室内试验研究

试验所用江西地区红黏土的力学性质良好，但其物理特性不良且易收缩开裂，作为路基填料时需要进行改良。主要研究红黏土掺砂改良后的物理特性及其在干湿循环作用下的收缩开裂情况，对掺砂率为0，10%，20%，30%的改性红黏土分别进行击实试验、液塑限试验、收缩试验和干湿循环试验等室内试验研究。研究结果表明:试验所用江西地区红黏土采用掺20%砂进行改良时，既可以达到改良效果，又具有经济效益。红黏土中掺砂后，物理特性得到提升，收缩开裂现象也得到了一定的抑制。     

黏土改良铁尾矿砂物理力学特性试验研究

为探究不同黏土掺量对铁尾矿砂物理力学特性的影响规律,以河北省赞皇县某尾矿库的铁尾矿砂为研究对象,借助外掺黏土的改良方法,通过击实试验、加州承载比试验与常规三轴试验,研究黏土掺量对改良铁尾矿砂物理力学特性的影响。结果表明:改良土的最大干密度随黏土掺量增加呈现出先增大后减小的规律性;铁尾矿砂中掺入黏土可有效提高其加州承载比强度;当黏土掺入量在恰巧充分填充铁尾矿砂孔隙临界点附近时,改良土更易压实,其强度与刚度指标综合表现最为优异。     

科学采矿视角下煤系共伴生矿产资源的开采初探

我国含煤岩系共伴生矿产资源丰富,且属于不可再生资源。基于科学采矿的理念对煤系共伴生矿产资源的开采进行了初步探讨,认为含煤岩系共伴生矿产资源的开采是科学采矿的重要组成部分,不仅提高了资源采出回收率,而且为保护环境、安全生产和降低采矿生产成本提供了技术条件。要实现科学采矿,必须对煤系共伴生矿产资源的开采利用加以重视。     

露天矿区土壤基质改良材料研究进展

土壤基质改良是露天矿区土地复垦与生态重建的核心内容,如何充分利用矿区本地自然资源进行土壤基质改良是当前关注的热点问题。根据材料特性和来源将土壤基质改良材料分为表土、表土替代材料及复配土3大类,归纳总结了不同类型土壤基质改良材料在矿区土地复垦中的应用现状和存在问题。表土是土壤基质改良的首要选择,但仅适用于土源充足的矿区;表土替代材料有效地解决了土壤基质改良过程中表土不足的问题,同时实现了矿区固体废弃物的资源化利用,但表土替代材料的筛选和配制需在全面调查和分析上覆岩石和土壤理化性质的基础上进行;复配土的应用具有一定的地域性,不同土壤之间在性质上的交互作用是复配成土的前提和关键。目前,对于适宜不同区域类型的矿区土壤基质改良材料的研究不够全面,关于露天矿区土壤基质改良所面临的共性问题研究较少,表土和植物种子库的收集和保存要求不够明确。在此基础上,提出了露天矿区土壤基质改良材料研究亟需解决的问题:选择适宜的土壤基质改良材料,明确提出表土和植物种子库的收集和保存要求,加强土壤基质改良共性问题的研究。此外,配制不同类型的表土替代材料和复配土进行土壤基质改良应将是未来研究的重点。     

黏土隔水层抗采动能力试验研究

基于榆神矿区基岩上部赋存厚层黏土隔水层的地质采矿条件,采用实验室试验的方法,对黏土隔水层的物理、力学、水理、矿物成分、膨胀性等参数和性质进行了测试和分析,通过三轴应力应变渗透性试验,提出了黏性土受采动影响具有自愈性特征的观点。试验结果表明:黏土具有较大的内摩擦角和黏聚力,黏土隔水层中黏土矿物含量高、膨胀性好;红土层受采动扰动后重塑土样表现出较强的塑性特征,是该区优良的隔水关键层。     

利用铁尾矿对荒漠化草原矿区废弃地进行生态修复研究

基于缓解荒漠化草原矿区表土稀缺对生态恢复的影响,以为脆弱草原生态系统的稳定提供保障为目的,研发适用于荒漠化草原矿区的表土替代材料和生态修复技术。利用铁尾矿和当地污水处理站污泥为原料,按照不同的配比混合后进行室内盆栽试验,研究不同配比下植被的生长特性和土壤理化性质,优选适于该地区的表土替代材料配比和组合植被。现场试验结果表明：利用铁尾矿和污泥混合后作为表土替代材料具有可行性;混合后的表土替代材料有机质含量2.42%～15.60%,满足土壤肥力有机质大于0.5%的要求,有利于植被的恢复与生长;铁尾矿与污泥按体积比9∶1混合,表土替代材料效果最佳,栽种披碱草、碱茅,植物成活率达90%以上。该研究可为铁尾矿作为表土替代材料及固体废弃物的合理利用提供理论基础。     

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.     

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。     

尾矿库筑坝膨胀土料掺灰改良试验

张庄铁矿尾矿库筑坝土料存在膨胀性,为使其满足筑坝要求,采用掺石灰的方法对研究区内的膨胀土进行室内改良试验,确定了掺灰改良后筑坝土料物理力学参数,为该区建库筑坝提供了施工依据。综合对比试验结果各项参数,确定改良膨胀土最优掺灰比率为2%生石灰+3%消石灰,使该区不均匀土层2层黏土物理力学性质得到极大改善,达到筑坝的要求。     

露天矿剥离与土地复垦一体化作业优化研究

综合运用露天采矿学、土地复垦知识及数学规划优化方法，着重研究了露天煤矿表土层剥离与土地复垦一体化作业方法及相关参数，并针对露天煤矿一般都有多个采掘点和多个卸载点的特点，采用线性规划对表土 资源的流量和流向进行优化控制。以霍林河南露天矿为实例，在表土剥离与土地复垦工艺间的合理配合及其参数设计、表土资源优化配置等方面取得了令人满意的结果。     

晋陕蒙接壤区露天矿不同质地土壤水分运动特征与模拟

分析了晋陕蒙接壤区不同质地土壤水分运动规律，为构造一种理想的层状土体提供参考依据。设置沙土、砒砂岩、黄绵土和红黏土4种均质土柱，利用室内土柱自动观测系统测定4种矿区土壤入渗及蒸发过程，结合HYDRUS-1D模型反解土壤水力参数，并利用反解的参数模拟土壤的入渗与蒸发过程。通过湿润峰运移、入渗速率、累积入渗量评价土壤入渗性能，对比蒸发强度和移动能力评价土壤蒸发性能。研究结果表明，不同质地土壤入渗性能与蒸发性能差异较大，入渗性能从大到小排序为：沙土、砒砂岩、黄绵土、红黏土，蒸发性能从大到小排序为：黄绵土、红黏土、沙土、砒砂岩。4种土壤入渗过程模拟结果的Re（相对误差）绝对值都在11.0%以下，R2在0.90以上，沙土、黄绵土、红黏土蒸发过程模拟结果Re（相对误差）绝对值在6.1%以下，R2在0.94以上，砒砂岩因质地特殊，蒸发过程模拟结果Re（相对误差）绝对值为14.0%，R2仅为0.44，整体评价利用HYDRUS-1D结合入渗、蒸发过程剖面含水量变化反演土壤水力参数具有较高的精度。不同质地土壤水分运动特征的测定与模拟，对指导露天矿区排土场新土体构筑提供了参考。     

黏土矿物增强黄铁矿去除水中Cr（Ⅵ）的研究

为了了解黄铁矿+黏土矿物在含铬废水处理中的协同增强效果,进行了验证试验,并对协同机理进行了分析。结果表明:(1)黄铁矿能够将Cr(Ⅵ)完全还原成Cr(Ⅲ),而黏土矿物对于Cr离子具有吸附效果。(2)当黄铁矿与黏土矿物按质量比1∶1混合后,其对Cr(Ⅵ)的去除效果增强,其中效果最好的是添加海泡石,Cr(Ⅵ)的去除量能够增强14.27 mg/g,效果最差的蒙脱石也能增强1.08 mg/g。(3)黏土矿物增强黄铁矿去除Cr(Ⅵ)的原因是黏土矿物对还原产生的Cr(Ⅲ)有去除效果,进而促进了黄铁矿对Cr(Ⅵ)的去除。该研究成果为利用天然混合矿物进行环境治理提供了思路和努力方向。     

卧牛坪矿山单转子破碎机改双转子破碎机效果分析

<正>为响应国家节能减排的号召,四川亚东水泥有限公司卧牛坪矿山在石灰石破碎过程中采取了回掺表土的方法。为了能把表土顺利回掺,同时做到既不降低破碎机破碎效率,又不增加采矿成本,需要新型的破碎机来满足工程需要。目前,双转子破碎机是理想的大型破碎设备,适宜破碎中低硬度物料,与该矿山开采的石灰岩硬度相匹配,且能一次完成粗、中、细碎作业[1]。该矿山对原有单转子破碎机进行了     

采矿工程中绿色开采技术的应用

伴随着经济高速发展,采矿业迎来了快速发展阶段.采矿业的繁荣虽然为经济发展作出了杰出贡献,但也对自然环境造成了影响.特别是传统采矿工艺会对土地、空气以及地下水造成严重污染,破坏生态环境.从宏观层面来看传统采矿技术阻碍了经济可持续发展,需要对其进行改良,这种背景下绿色采矿技术应运而生.本文围绕传统采矿技对环境的破坏作用为切...     

广州南沙软黏土工程特性及其路基处理方法

基于广州南沙开发区软土的大量工程勘察和试验数据,系统分析研究了软黏土的微结构特征及其工程特性.采用目前最先进的x衍射试验和电镜扫描分析,提出了该区软黏土的微空架絮状结构特征,该结构的土粒间抗力大于空架结构的抗力,当外力超越粒间抗力时土体就发生似脆性破坏.采用试验检测和数理统计方法,对该区的软黏土的物理力学性质进行研究,提出了以孔隙比和压缩性为主的软黏土判定指标;通过对试验检测数据的回归分析,获得了该区软黏土的物理力学特征参数之间的相互关系表达式;针对软黏土的工程特性,提出了该区万环西路工程软黏土路基应采用组合桩复合地基处理方法.     

紫花苜蓿对蛭石改良某煤矿表土替代材料的响应

对于环境恶劣且表土缺乏的露天矿区,选择适宜的改良剂对表土替代材料进行科学合理的改良,是实现露天矿区排土场生态恢复的关键,而作物生长性能和抗逆性能的发挥是改良剂改良效果的体现。试验目的是研究蛭石对紫花苜蓿（苗期,下同））生长性能和抗逆性能的影响,进而评价蛭石对矿区表土替代材料的改良效果。试验采用单因素随机试验设计,以当地表土作为对照组,褐土作为改良对象,蛭石对干土的添加量设置为0、10、30、50 g/kg 4个水平,每个水平3个重复。试验结果为蛭石对紫花苜蓿的叶面积、株高、根长、生物量、SOD酶活、CAT酶活、细胞膜透性等指标均有显著影响（P<0.05）,对其叶绿素、POD活性无显著影响（P>0.05）。试验结果表明,在该试验设定的蛭石添加量范围内,紫花苜蓿的生长性能和抗逆性能与蛭石的添加量不存在线性关系,蛭石对干土的添加量为10 g/kg时最有利于紫花苜蓿生长和抗逆性能的发挥,此添加量对褐土改良效果最佳。     

西北地区风化岩土体冻结特性及抗压强度分析

陕北侏罗纪煤田榆横矿区松散层较厚,岩石风化严重,冻结井筒施工设计需要依据表土和风化岩石的冻结特性和力学参数。目前对于风化岩土体的冻结特性及力学性质尚未有研究,根据榆横矿区钻孔风化岩土体取样,对细砂、黏土、细粒砂岩、粉砂岩和砂质泥岩试件进行了冻结温度、冻胀特性和冻结单轴抗压方面的试验研究。结果表明:表土的冻结温度介于-1.0～-1.5℃之间,风化岩层冻结温度相对较低,介于-2.5～-3.0℃之间;表土的冻胀率和冻胀力明显大于风化岩石;随冻结温度的降低,试件的抗压强度逐渐增大,且增长幅度呈加快的趋势;冻结温度对细砂、黏土和粉砂岩抗压强度的增强幅度相对较大,对细粒砂岩和砂质泥岩的增强幅度相对较小。