基于内梅罗指数法的河曲露天煤矿排土场土壤肥力恢复力评价

为提出更为合理的土壤改良方案,利用内梅罗指数法对河曲露天煤矿排土场土壤肥力情况进行评价。通过文献查阅以及专家打分确定土壤pH值、有机质含量、碱解氮含量、速效钾含量、有效磷含量5项指标,结合第2次全国土壤普查养分标准,将土壤质量评价分为4个等级定量分析露天煤矿排土场土壤肥力的有机质含量。结果表明:一号、二号、三号排土场的土壤肥力质量指数分别为1.107、1.054、0.705,四号排土场上部区域、中下部区域的土壤肥力质量指数分别为0.630、1.086,表示不同区域的土壤肥力质量存在较大的差异。复垦年限最短的四号排土场上部区域的土壤肥力指数最小,证明复垦年限与土壤肥力恢复息息相关。碱解氮变异系数最高,为28.9%;有机质变异系数次之,为22.2%,表示排土场土壤能力指标的变异性普遍较强,明确土壤肥力的主要障碍因子是有机质、碱解氮指标,为后期河曲露天煤矿排土场土壤改良提供针对性治理思路。

基于多时相Landsat遥感影像的海州露天煤矿排土场植被时空特征分析

矿区土地复垦是目前土地整理的一项重要内容,也是矿区可持续发展实现的保障。矿区植被及其恢复状况是矿区土地复垦质量的一种重要的指示器,表征土地复垦的程度与质量。研究基于1975～2000年共4期遥感影像,构建植被覆盖度指数,考察辽宁省阜新市海州露天煤矿排土场25a来植被生长状况及时空变化特征。分析结果表明:1975～2000年间,研究区植被处于不断生长、逐渐恢复的状态,并存在明显的空间差异。时间尺度上,植被覆盖度较高(0.4～0.6)的区域所占面积比例从1975年的14.04%增长到2000年的34.83%;空间分布上,植被覆盖度低(0～0.25)的区域多分布在台地之间相连接的边坡位置上,植被覆盖度较高(0.25～0.6)的区域则分布于台地内部的平坦地面上。

露天煤矿复垦地土壤呼吸的日变化研究——以平朔安太堡露天煤矿排土场为例

采用Li-6400便携式光合作用测量系统连接Li-6400-09土壤呼吸室对安太堡露天煤矿排土场土壤呼吸速率进行了测定。结果表明,该地区土壤呼吸日变化比较明显,呈现单峰型曲线,最大值出现在13:00—15:00,与土壤温度最大值同步,稍滞后于空气温度最大值;土壤湿度与土壤呼吸的相关性较差,在一定范围内,土壤呼吸随土壤湿度的升高而升高。

不同年限露天煤矿排土场土壤剖面溶解性有机质荧光和吸光特征

露天煤矿开采对土壤剖面各土层溶解性有机质(DOM)组分含量影响巨大.该研究采用三维荧光光谱(3D-EEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)对锡林浩特露天煤矿1~7年排土场土壤剖面(0~100 cm)DOM荧光和吸光特征深入分析,解析排土场生态演替过程中土壤剖面DOM组分及来源时空变化.结果表明:①露天煤矿排土场土壤剖面各土层w(DOC)在102.70~475.80 mg/kg之间,荧光组分中蛋白质类组分占比(29.97%~60.39%)最高,类腐殖酸组分占比(16.09%~44.27%)次之.土壤剖面DOM主要来源于微生物代谢产物,芳香性、腐殖化程度较低,且随排土场年限增加,各土层DOM紫外吸光组分芳香环中羰基、羧基、羟基、酯类含量增加,类腐殖酸组分占比先降后增,蛋白质类组分占比先增后降,类富里酸组分占比呈下降趋势.②随土壤深度增加,DOM含量呈上升趋势,DOM自生源特征及土壤微生物活性减弱,次表层(20~40 cm)出现明显波峰.随排土场年限增加,深层土壤DOM荧光组分中蛋白质类组分占比呈下降趋势,类富里酸组合占比垂向变化较小,类腐殖酸组分占比呈增加趋势.随着地表植被由无到有,DOM自生源特征降低,腐殖化程度增强.③排土场土壤剖面pH可作为评估DOM腐殖化程度的良好指标,总氮(TN)含量可作为指示DOM分子量重要指标.研究显示,不同年限露天煤矿排土场土壤剖面DOM荧光和吸光特征能够作为露天煤矿环境治理与生态恢复的评价指标.

露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术

为了掌握阴湾排土场边坡变形破坏规律,基于边坡地质资料和现场地表GPS位移监测结果,运用FLAC3D数值模拟软件分析了阴湾排土场边坡变形破坏机理。结合工程实践,分析了在滑坡区域继续排土对边坡稳定性的影响,并通过对2种排土压脚方案下边坡稳定性进行极限平衡分析,提出阴湾排土场滑坡治理措施及后续排土方案,治理后的阴湾排土场2个典型剖面的稳定性系数分别达到1.24、1.38,满足稳定性储备要求。结果表明:结合稳定性分析及工程实际综合考虑后的排土压脚方案对边坡的治理效果较好,对于指导后期排土工作和同类型矿山排土场边坡稳定治理具有指导意义。

呼伦贝尔草原神宝公司露天煤矿排土场植被重建成效调查

神宝公司露天煤矿是国家大型煤炭企业,处于呼伦贝尔草甸草原的中心部位。煤炭露天开采过程中由剥离物堆积形成的排土场,对草原环境和生态景观造成了严重的不良影响。排土场植被重建与恢复是减少这些影响的关键措施。2014年对该煤矿的现场调查表明,该煤矿重视环境保护和排土场植被重建工作,边开采,边治理,取得很好的成效。其基本经验是:严格执法和规范管理;认真落实矿山地质环境恢复治理"保证金"制度;重视资源的综合利用;规范植被重建的技术环节;建设开放式环境管理模式。这些成功的经验和做法,值得其他矿区借鉴。

安太堡露天煤矿排土场土壤种子库

采用种子萌发法研究了安太堡露天矿排土场的土壤种子库,共统计到17种植物种子,分属5科,以1年生草本植物种子为主。排土场土壤种子库具有极大的时空异质性,地上植被与土壤种子库群落组成上的相似性程度较低,复垦后期土壤种子库间相似性系数较低。随着复垦时间、复垦模式或立地条件的不同,土壤种子库的种类、密度各不相同。选择正确的复垦模式,有利于土壤种子库自我更新能力的增加和排土场生态系统稳定,对排土场的土地复垦和生态重建具有重要意义。

基于景观功能评价法(LFA)的5种恢复模式景观功能综合评价:以乌海市典型露天煤矿排土场为例

对矿区废弃地生态恢复效果的评价通常只考虑植被配置对土壤性质的改良,较少从景观角度对不同人工生态恢复模式进行评价和筛选。以乌海市露天煤矿排土场为研究区,选取5种典型恢复模式并以天然灌草群落的景观功能为恢复目标进行对比,运用并优化景观功能评价法(LFA)评价不同恢复模式下矿区排土场的斑块面积指标(A1)、景观结构指标(A2)及土壤稳定性(Sa)、渗透性(If)、养分循环(Ne)指数,通过最大方差法计算各指标权重得到景观结构功能综合评价指标(Fl)。结果表明:(1)生物结合工程措施的恢复模式比单一模式更好;(2)人工撒播草籽+砖砌框格护坡+土工网恢复模式A1、A2、Sa、If和Ne最高,是人工撒播草籽模式的3.2、1.8、1.8、1.7和2.4倍;(3)人工撒播草籽+砖砌框格护坡+土工网模式Fl最高,是其他恢复模式的1.3~1.9倍,是对照组的1.6倍,人工撒播草籽模式Fl最低,但与对照组相比差异不显著(P>0.05),说明5种恢复模式均能实现该区排土场生态恢复目标,以人工撒播草籽+砖砌框格护坡+土工网修复效果为最佳。研究结果可为筛选西北干旱荒漠区矿区生态恢复模式、促进环境可持续发展提供科学依据。

露天煤矿排土场综合治理方案研究--以云南省文山州普阳煤矿1号排土场为例

南方露天煤矿排土场多处于沟谷之中,其稳定性受降雨影响较大,有效治理其滑坡失稳问题对保障露天煤矿安全生产非常重要。以云南省文山州普阳煤矿1号排土场为例,阐述了排土场边坡综合治理方案,分析了该排土场边坡位移监测情况,提出了不同的治理方案并进行了技术、经济比较及论证,得到了适合1号排土场边坡治理的综合方案--即全基岩内疏水隧洞方案。结果表明:边坡监测点位移变化的原因是排土物料的自然沉降,位移方向受原始地形控制,边坡稳定并不存在滑坡,1号排土场深部目前总体处于稳定状态,传感器变形的原因可能是排土物料不均匀沉降、工程机械扰动等因素造成。

露天煤矿排土场附近地下水污染区的监测点优化

采用主成分分析法并结合MATLAB工具辅助计算,以阜新新邱露天煤矿排土场附近地下水污染区的水质监测点进行案例分析.从所有的污染因子中确定出主要的污染因子,对监测点进行了优化分类.通过实例计算对主成分分析中数据预处理方法进行了讨论,比较了标准化变换和归一化变换两种方法的计算结果,并对各组监测的优化点逐一作可靠性检验.结果表明,采用两种数据预处理方法所得结果基本一致,都可在分析中使用,各组优化点与其它点之间不存在明显的系统误差.

海州露天煤矿排土场植被恢复物种组成特征

为揭示海州露天煤矿排土场植被恢复物种组成特征,选取刺槐林地、榆树林地、灌木林地(紫穗槐)、混交林地(刺槐×榆树)、荒草地、耕地(玉米地)6种复垦植被为研究对象,对植被类型恢复特征进行研究.结果表明:在混交林中,榆树与刺槐混交比例为1∶0.67.四个林地的树高最大值为6.14m,最小值为2.31m,变异系数的最大值为9.52%,最小值3.34%,属于弱变异性;胸径最大值为6.53cm,最小值为4.02cm,变异系数最大值为15.29%,最小值为3.68%;树冠冠幅最大值为3.92m,最小值为1.56m,变异系数最大值为17.28%,最小值为1.03%.混交林内榆树的重要值为49.14%,刺槐的重要值为50.86%,刺槐林中榆树的重要值为27.73%,刺槐重要值为72.27%.除了耕地以外的其他样地的植被覆盖度均在95%以上,其中刺槐林植被覆盖度最高,为99%,榆树林地的植被覆盖度最低,为96%.

草原区露天煤矿排土场立地类型划分及生态修复技术筛选

为研究矿区立地类型与生态修复技术的对位配置,本文选取了内蒙古西部草原矿区生态修复多年的露天煤矿排土场,对其坡体防护效果、植被恢复效果、土壤改良效果和工程技术成本进行了综合评价,以期建立露天煤矿排土场的立地类型分类体系及其对位生态修复技术,为内蒙古西部草原矿区生态修复提供理论指导和技术支撑。研究结果如下:(1)覆土厚度、坡度和坡向是影响排土场立地条件的主导因子,据此将排土场划分为9种立地类型。(2)厚层陡半阴半阳坡优先推荐“植物网格护坡+植苗+撒播+喷灌”,次推荐“六棱砖护坡+浆砌石截排水沟+撒播+喷灌”;中层陡半阴半阳坡优先推荐“浆砌石骨架护坡+浆砌石截排水沟+撒播+喷灌”,次推荐“撒播+植被毯覆盖+喷灌”;薄层陡半阴半阳坡推荐“砾石压盖+浆砌石截排水沟”;厚层陡阳坡优先推荐“生态袋拦挡+植苗+撒播+植被毯覆盖+喷灌”,次推荐“生态袋拦挡+撒播+稻草帘覆盖+喷灌”;厚层急阳坡推荐“植物网格护坡+浆砌石挡墙+撒播+喷灌”;厚层陡阴坡优先推荐“生态袋拦挡+植苗+撒播+植被毯覆盖+喷灌”,次推荐“植生袋覆盖+浆砌石挡墙+喷灌”;中层陡阴坡推荐“生态袋拦挡+波纹管排水+植苗+撒播+植被毯覆盖+喷灌”;中层急阴坡优先推荐“生态袋拦挡+撒播+稻草帘覆盖+喷灌”,次推荐“生态袋拦挡+波纹管排水+撒播+植被毯覆盖+喷灌”;厚层平台推荐“植苗+撒播+喷灌”。研究成果为内蒙古西部草原煤矿区排土场的生态修复技术选择提供了科学依据,同时,在生境相对脆弱的半干旱草原矿区,该研究对于提高矿区绿化效益、改善矿区及周边生态环境具有重要的借鉴意义。

贺兰山露天煤矿排土场生态修复限制因子及对策

为明确贺兰山露天煤矿排土场的生态修复方向、选择更有针对性的修复措施、提高修复效果,本研究以贺兰山自然保护区内汝箕沟露天煤矿排土场为研究对象,对其气候、地形和土壤理化性质三个方面中存在的生态修复限制因子进行研究,并提出针对性的治理对策。结果表明:(1)研究区气候方面的限制因子主要为降水少(<200 mm)且分布不均、蒸发大(2000 mm)、气温低、有效积温少和大风天数多(≥150 d);(2)排土场地形限制因子为坡度大(30°−36°)、坡长长(10−44 m);(3)土壤限制因子主要为砂石(73.40%±2.18%)和粘粒(13.21%±1.37%)含量过高、孔隙度小(30.89%±0.83%),全氮(0.67±0.05 g kg^(-1))、水解性氮(14.23±0.48 mg kg^(-1))和有效磷(2.81±0.44 mg kg^(-1))含量少。该地区生态修复限制因子主要为干旱缺水、坡度大、坡长长、土壤质量差。针对以上限制因子,可以考虑采用坡脚支护、坡面水平拦挡和固结、坡面覆盖、植物措施和渣土改良等措施。本研究为贺兰山等干旱区露天煤矿排土场今后筛选适宜生态修复措施、提高修复效果提供了科学依据和理论支撑。

锡林浩特露天煤矿排土场扬尘排放及污染

露天煤矿排土场大风起尘为露天煤矿扬尘排放的主要部分。为准确计算露天煤矿排土场扬尘排放量,文中借鉴WRF模式中的土壤风蚀起尘方法,在测定矿区排土场土壤粒径分布,获取土壤湿度、摩阻风速等气象条件后,计算并分析锡林格勒露天煤矿排土场扬尘排放量。计算结果表明摩擦速度u*为确定排土场扬尘排放量大小的主要因素。当U*达到0.62m/s后,可观测到明显的起尘过程;从U*和10m高处风速对比关系可知,对于露天煤矿排土场,其起尘风速约为6.6m/s。当摩擦速度u*为1m/s时,"使用中"排土场的尘排放量为0.01g/m^3/s。当摩擦速度u*为1.2m/s时,"使用中"排土场的尘排放量以指数形势增加为0.03g/m^3/s。文中进一步利用扩散模型ADMS估算了排土场扬尘对市区扬尘污染的贡献。模拟的2013年4月使用中的排土场扬尘污染对锡林浩特的贡献为,平均状况下在锡林浩特市区西部尘污染浓度达0.04mg/m^3。在大风起尘日子城区部分浓度可达0.4mg/m^3。

不同林地恢复模式下露天煤矿排土场土壤有机碳分布特征

研究露天煤矿排土场6种不同林地植被恢复模式和撂荒地0~100 cm土层土壤有机碳(SOC)含量和储量的分布特征,分析其差异性及其影响因素.结果表明:不同林地0~10 cm土层SOC含量比撂荒地(1.92g·kg^(-1))显著提高23.8%~53.2%,10~20 cm土层比撂荒地(1.39g·kg^(-1))显著提高5.8%~70.4%,20 cm土层以下与撂荒地相比差异不大;各土层SOC含量随土层深度增加而逐渐减小,表层(0~20 cm)减小幅度大于深层(20~100 cm).不同林地SOC储量在表层明显高于深层,随土层深度增加而逐渐减小.0~100 cm土层林地SOC储量比撂荒地(17.52 t·hm^(-2))提高18.1%~42.4%,其中,紫穗槐林地SOC储量最高,达24.95t·hm^(-2),明显高于其他林地类型,灌木林地SOC储量比乔木高12.4%.林地凋落物、细根生物量和土壤水分都与排土场SOC呈显著正相关.综上所述,不同人工林地恢复模式显著提高了排土场0~100 cm土层SOC,尤其对表层SOC提高效果明显,但排土场SOC与原地貌相比差距仍较大.从提高排土场SOC角度优先推荐紫穗槐为主要林地植被.

粉煤灰、砒砂岩对煤矿排土场土壤水分特性改良的研究

露天煤矿排土场土壤理化特性差直接影响复垦效果,改善土壤水分特性对排土场的复垦具有重要的理论与实践意义。本试验以内蒙古自治区的黑岱沟露天煤矿为对象进行土壤改良试验,将粉煤灰(F)、砒砂岩(S)作为添加物,对排土场土壤(L)进行3种组合处理(LF、LS、LFS)并设置不同的质量比例梯度,试验共设(L3F1、L4F1、L5F1、L1S1、L2S1、L3S1、L4S1、L5S1、L1F1S1、L2F1S1、L3F1S1、L4F1S1、L5F1S1)13种不同质量比的混合处理和(L、F、S)3种对照处理,采用离心机法测定各复配土壤在不同水吸力下的含水量,利用Gardner模型拟合并绘制其水分特征曲线,计算各复配土壤的比水容量、田间持水量、萎蔫系数、有效水含量。结果表明:(1)Gardner模型能够很好地拟合13种复配土壤的水分特征曲线,粉煤灰的添加使排土场土壤中的细土粒含量(黏粒、粉粒)增加了24.11%~37.19%,提高了土壤的持水性和供水性,添加砒砂岩能够改良土壤的持水性但不能改良供水性能。(2)排土场土壤、粉煤灰、砒砂岩质量比为1︰1︰1(L1F1S1)时持水性能最好,较排土场土壤提高了47.6%;排土场土壤、粉煤灰质量比为3︰1(L3F1)时其供水性能最好,较排土场土壤提高了40.23%。(3)LF组合处理和LFS组合处理的田间持水量和有效水含量随着添加物比例的增加而提升,当排土场土壤、粉煤灰质量比为3︰1(L3F1)时田间持水量最大为18.02%,排土场土壤、粉煤灰、砒砂岩质量比为1︰1︰1(L1F1S1)时有效水含量最大为13.1%。综上,粉煤灰、砒砂岩综合利用有利于煤矿排土场土壤水分特性的改良,且复配土壤的黏粒、粉粒含量在30%~35%范围时,土壤的持水供水能力较好,在本试验中三者按1︰1︰1的质量比例进行复配效果最佳。

露天煤矿排土场水土流失治理措施及效益分析

文章以内蒙古扎赉诺尔灵泉露天煤矿排土场为研究区,探讨了露天矿4个排土场水土流失特点,对产生的水土流失量进行了调查,并根据排土场特点,设计了水土流失防治措施,分析了建设期末达到的水土保持效益。

露天煤矿内排土场边坡稳定分析

为了掌握斜面变形破坏法,根据斜面地质数据和GPS的位移监测结果,利用FLAC3D数值模拟软件分析了斜面变形和破坏机理。 结合工程实习,分析滑坡区域连续阻尼对斜坡稳定性的影响。 通过对阻尼和推脚两种方案下斜坡稳定性的极限均衡分析,提出了滑坡处理措施和后续的阻尼方案。 处理后,两个典型部分的稳定性系数分别达到1.24和1。 38、为了满足稳定储量的要求。 结果表明稳定性分析和工程实践将得到全面的考虑。边坡治理效果较好,对以后类似矿山排土场的排土工作和边坡稳定性治理具有指导意义。

强夯法在露天煤矿内排土场软地基处理中的应用

通过一个工程实例,分析露天煤矿内排土场地基的性质与特点,强夯法处理该类地基的适用条件、设计与施工,以及处理后的检验情况等。

露天矿排土场不同恢复措施土壤种子库生态特征

采用种子萌发法研究了海州露天矿排土场五种恢复措施的土壤种子库,共发现16种植物,分属5科,16属,以草本植物为主。排土地上植被与土壤种子库物种组成的相似性较低。随着恢复类型、恢复时间的不同,土壤种子库的种类、密度各不相同。选择正确的恢复措施,有利于土壤种子库自我更新能力的增加和排土场生态系统稳定,对排土场的土地恢复和生态重建具有重要意义。