锡林郭勒地区露天矿排土场复垦技术及应用.doc

1、锡林郭勒地区露天矿排土场复垦技术及应用摘要：锡林郭勒盟具有得天独厚的天然草地和丰富的矿产资源，伴随着资源的大规模开发，引发了一系列的生态问题，其中由于排土场形成而造成的水土流失是影响当地人与环境和谐发展的突出因素，因此对排土场进行复垦治理刻不容缓。锡林浩特地区通过利用工程技术措施和生物工程措施对排土场进行复垦治理，取得良好的效果，对锡盟地区大范围推广具有重要的参考作用。 关键词：锡林郭勒、露天矿、排土场、复垦技术 中图分类号：X752 文献标识码：A 1 引言 锡林郭勒大草原位于内蒙古地区中部,是世界上享有盛誉的草地类型最多,保护最完整的天然草原之一，是我国北方地区重要的生态屏障。除了具有优质

2、的天然草地资源外，还蕴藏着丰富的矿产资源，尤以煤炭资源最为丰富。目前，锡林郭勒盟已被列为全国六大煤电基地之一，煤炭资源的开发利用已成为当地经济增长的重要引擎。伴随着矿产资源的大量开采，对当地脆弱的生态环境及草地可持续发展产生了严重的影响，地形地貌变迁、水土流失严重、大气和水体被污染、生态失衡，恢复当地采矿区生态环境已迫在眉睫。露天开采形成的诸多排土场已成为该地区水土流失最为严重的区域，有效控制排土场水土流失并加快绿化复垦进程是关系到锡林郭勒地区生态重建，经济与环境协调发展的重要因素。2 研究区概况 2.1 自然环境 锡林郭勒盟位于内蒙古自治区的中部，该区属于中温带半干旱大陆性季风气候区,其主要

3、气候特点是春秋季风大干旱，夏季温热降雨稀少，冬季寒冷风雪多，年平均气温 1.7，年降水量为 294.74mm，年蒸发量1759mm，冻结期为 10 月初-12 月上旬，解冻期为翌年 3 月末至 4 月中旬，最大冻土深度 2.89m。土壤为栗钙土，有机质含量 2%3.68%,pH 值为 7.8,土壤养分状况是缺磷、富钾、氮中等。 矿区处于典型草原地带性植被类型区,其类型为大针茅群落、克氏针茅群落等，主要建群植物为大针茅、克氏针茅、羊草、糙隐子草、冷蒿等。常见优势种包括芨芨草、小叶锦鸡儿、冰草、米氏冰草、羽茅、大籽蒿等，植被盖度 4070%。 2.2 排土场现状 锡林郭勒盟煤炭资源丰富，分布在全盟

4、 11 个旗县市，煤炭储量 2500亿吨，采储量 1452 亿吨，资源储量大于 100 亿吨的煤田 4 处，10100亿吨的煤田 21 处。以锡林浩特地区胜利煤田为例，胜利煤田总体呈北东南西条带状展布，走向长 45 公里，倾向宽平均 7.6 公里，含煤面积342 平方公里，煤炭资源储量 224.42 亿吨，全区共有五家露天煤矿企业进行开发，年产原煤，与此同时排弃大量矿坑剥离物形成诸多大型排土场，据了解胜利煤田现有排土场 7 座，占地 1567 公顷，排弃容积约640Mm3,对当地环境造成极大影响。 排土场主要是由剥离土层中的废弃物及靠近煤层的深层岩石、煤粉、表土堆积构成。排土场的形成侵占了大量

5、草地，导致周边草场退化，由于其结构的特殊性极易造成水土流失，没有进行植被恢复的排土场表层有大量的煤粉尘，加之锡林郭勒地区大风天气居多,每遇大风煤粉尘就会随风飘荡, 对环境造成极大的污染，因此对排土场进行复垦治理具有重要的现实意义。 3、排土场复垦技术 3.1 排土场整形覆土 为了保证排土场结构的稳定性，同时减少对土地的占用，排土场一般为塔状多台阶式，边坡倾角 33左右，岩土松散,稳定性差,水分缺乏。因此为了减少排土场水土流失同时便于绿化复垦的实施，首先利用推土机和平路机推平、压实排土场平盘，并设计一定坡度使平盘形成外高内低的反坡，采用径流分散措施将排土场平盘分割成一定面积的小区域,距坡脚 1.

6、5m 处沿坡脚线布设排水渠，其次坡顶修筑挡水埂,阻止平台径流直接汇入边坡,杜绝切沟和冲沟情况的发生。 排土场的组成物料主要为采场内剥离出的粉砂岩、泥岩和大小不等的石砾组成土壤结构紧密，内部缝隙很少，通透系数极小，渗水蓄水能力很低，基本上不含腐殖质，因此复垦首先要覆土。覆土土源来自采场剥离的矿坑表土，即在采掘前期将剥离表土预先保存在排土场未排弃的空地上，这部分土壤有机质含量高且完全熟化，土壤透气性好，种子库和微生物数量多，利于植物生长。因此等到排土到位后需要用这部分土壤对排土场平盘和坡面进行覆盖，覆土厚度为 30-50cm。待到覆土完成后将平盘修整为一定规格的畦田。 3.2 边坡工程措施 排土场

7、边坡是排土场最不稳定、水土流失最严重的地方，因其坡度大，水分易流失，因此治理难度远大于平盘，是排土场绿化复垦的关键区域。目前锡林浩特地区采取的边坡治理工程措施主要有以下几类： 3.2.1 坡面覆盖防尘网。为了避免坡面受风侵蚀，造成扬尘，在排土场坡面覆盖建筑施工用的密目网进行遮挡，优点是密目网轻便便于施工，施工造价低。缺点是经过短期风吹、日晒很容易风化。适用于短期用于遮挡防尘的排土场复垦工程。 3.2.2 铺设生态笆。 “生物笆”是由柠条、沙棘、沙柳等生物质材料编制成的网格状矩形篱笆,通过 4 角上锚桩将其固定于坡面。生物笆网格呈中空,使其整体直接覆盖固定于坡面，通过在生态笆的网格空间植苗或直播

8、绿化，避免雨水与坡面表层土直接接触防止地表径流。由于生物笆的立体网状格造，对坡面径流的有效阻拦率可达 95%左右，起到很好的蓄水保墒作用，加速坡面绿化速度和效果。 3.2.3 布设沙障。沙障是广泛用于沙漠地区治沙的一种工程手段，现也被大量借鉴用于排土场的复垦绿化中。坡面布设沙障主要材料为长度 50cm 的红柳或黄柳枝条，将沙障枝条直接插入坡面土层，深度不小于10cm，形成 1m1m 见方的沙障网格，每平米网格沙障枝条不少于 50 根。在坡面大面积的布设沙障后，可以有效固定表土，阻滞风沙增加表面腐殖质土层防止水土流失，同时可以使风沙、浮尘携带来的营养元素和植物种子沉积，尤其是沙柳条经过长时间的风

9、化枯败凋落进入土壤，增加了土壤的有机质含量，可以有效改善坡面的土壤环境。 3. 3 植物措施 3.3.1 复垦植物选择 排土场复垦最为关键的就是植被重建，因此选择适宜当地气候条件和自然环境的植物关系到复垦工作的成败，选择植物时必须做到因地制宜、适地适植。 （1）具有较强的适应性，对干旱、贫瘠、盐碱、病虫害等不良立地因子有较强的忍耐能力；对粉尘污染、冻害、风害等不良大气因子也有一定的抵抗能力。 （2）根系发达，分蘖能力强，生长速度，能够最大程度的固着排土场表土，增强土壤的聚合力，防止风蚀和水蚀，起到良好的固土护坡作用。 (3)有固氮能力，可以缓解养分不足，加速排土场土壤改良。 根据植被对水土保持

10、和土壤改良的作用、植物的演替退化规律及矿区自然植被生长状况等方面的 分析，适宜锡林浩特地区矿区环境生长状况较好的草本植物有紫花苜蓿、沙打旺、草木樨、冰草、披碱草等；灌木类植物有柠条、沙蒿、沙棘、杨柴等。因该地区长期大风、干旱，严重缺水，所以乔木类很难适应排土场环境，栽植养护成本高，成活率低，不建议大规模种植。 3.3.2 种植方式 播种实施草灌混播，将多年生的草种和灌木种按照一定的比例拌匀，中间掺入少量当年生植物种如油菜、莜麦，这样既保证了排土场复垦当年见效，又能取得绿化效果的长效性。混种时以灌木种量最大，其次为牧草种，播种量以 8kg/亩最佳。最终形成灌木与豆科、禾本科牧草混生的灌草结构。

11、3.3.3 种植技术 （1）平盘直播。锡林浩特地区冬季气候寒冷，土壤温度回升慢，春季土壤墒情差，而且雨季也较其他地区晚，为了保证出苗率，播种需在6 月上旬完成，太早赶不上雨季，严重影响出苗，太晚植物生育期缩短，生产量降低。所以选择适当的播种时机是关系植物成活的关键因素。为了有利于根系发育，保证植物能充分利用土层养分和水分，在播种前需对排土场平盘进行翻耕，一般要求达到 20cm 以上，然后趁土壤干湿适宜的时机，进行耕耙保墒，这样可以大大提高出苗率。 （2）在坡面形成的沙障或生态笆网格内条播种子，由上到下，沙障网格内播种行距 0.3m，每一网格播种 4 行。播种时先用锄耙拉开小沟，再进行播种，然后

12、用锄耙覆土，播种要均匀，种子不能散露在表面，播种深度不超过 3cm。 （3）容器苗栽植。坡面采用鱼鳞坑整地，鱼鳞坑一般长宽为0.30.5m，深 0.5-0.8 m，在排土场坡面上沿等高线布设，呈品字形布置，坑内换土，采用 1-2 年生柠条、沙棘实生容器苗进行栽植，株行距为 1m1 m 。 3.4 养护管理 包括浇水养护、追施肥料、病虫害防治、培土补植等工作，强化管理两年，及时进行查苗补缺，防止草灌木发生退化。为满足植物正常生长，在苗木成活后适量追肥，可结合浇水作业。防治病虫害应掌握“治早、治小、治了”的原则，适时防治。对坡度大、土壤易受冲刷的坡面植物进行培土养护，培土后要压实以保证根系与土壤紧密结合。由于干旱、雨水冲刷等客观原因，导致部分植物死亡，应抓住时机及时补植。 4 结束语 实践证明锡林浩特地区排土场复垦措施可操作性强，起到了很好的保持水土，涵养水源、快速恢复植被的作用，很大程度了降低了对当地生态环境的影响，取得了良好的环境和社会效应，为整个锡林郭勒地区矿区排土场治理提供了参考。