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'''呼伦贝尔扎赉诺尔露天矿生态修复模式技术应用案例'''内蒙古呼伦贝尔满洲里市扎赉诺尔区露天矿晚清起先后由俄罗斯、日本进行开采。上世纪60年代,扎赉诺尔露天煤矿在经历数次改制后恢复正式生产,2017年闭坑。露天矿在关闭后,形成了南北长4.1公里,东西宽1.6公里的矿坑,矿坑目前深度120米左右,东部为早期生产工作帮,西部为前期沿帮排土场及内排土场形成的非工作帮,南、北两侧为端帮。
==一、应用场景==
这座有着百年历史的老矿,因为持续的露天开采严重破坏了矿区山坡土体结构,造成沟壑纵横、植被损毁、土地贫瘠、水土流失加剧,周边土壤、大气、水资源、生物多样性都遭受到了不同程度的破坏。2016年,运用该模式在扎赉诺尔区露天煤矿展开生态修复治理。
==二、主要解决的问题==
该技术解决了扎赉诺尔区露天煤矿闭坑后的生态修复,提高当地生态治理的难题。
==三、技术要点==
扎赉诺尔露天矿在修复过程中运用了地形整理、土壤改良、种植灌草、挂网喷播、铺设草帘等施工工艺。
1、地形整理对矿区排土场进行地形平整重塑,模拟自然草原地形,对于修整草原矿区形成的排土场进行;场地整理结合立地条件和排弃情况进行削坡降坡,确保坡度小于15-20°;根据现状结合设计做好施工通道。
2、建立截排水系统在地形整理的过程中同时要做好防洪沟、截水沟、排水沟、挡水墙、集水沟槽等防护措施,避免降雨坡面出现径流或冲刷形成大的沟壑。
2.1 防洪沟在矿坑周边15m~20m设置防洪沟,防止草原降水汇集到矿坑内;防洪沟的宽度和深度根据排土场的大小和周边草原设定,确保达到防洪效果;防洪沟内应选择种植草原中的耐湿植物。
2.2 截水沟排土场平台设截水沟,截水沟的平、纵转角处应设曲线连接,其沟底纵坡应不小于3‰,截水沟应离开弃土堆1m~5m,截水沟内种植草原耐湿植物。
2.3 挡水墙与集水沟槽为防止降水对平盘冲刷,在各层排土场平盘上的近边坡部位,沿坡脚线挖掘非连续的集水沟槽。平台外侧设挡水墙,墙上顶宽1-1.5m,下底宽1.5-2.0m,高1.0m;平台由外侧至内侧设置3‰坡度(反坡)。集水沟槽和挡水坝内全部种植草本植物。
2.4 坡面排水在平盘边缘挡水墙内侧分别设置集水坑(1.5m*1.5m*1.0m)通过集水坑以溢流的方式通过泄水管或泄水沟槽排水;连接上下平盘之间的坡面排水沟应优先选择暗排水管,表面覆土30cm,种植草本植物。
3、土壤改良
3.1 平盘和边坡覆盖腐植土矿区排土场土壤贫瘠,缺乏植物生长的养分,需要覆盖15-30cm 的剥离时的表土或腐植土(种植土),宜于前期植物生长。
3.2 施肥在矿区没有剥离的表土和腐植土覆盖的地段,需要人为做土壤改良,达到植物生长环境。平面具备机械作业的区域,人工配合抛肥机进行施肥,根据土壤检测数据确定施肥比例,肥料主要使用就近牧区的腐熟羊粪,结合高活性有机肥(生态修复专用)10-15kg/亩,牧区羊粪5-7方/亩;利用旋耕机进行旋耕拌和,使肥料和土壤拌和均匀。边坡上具备旋耕机作业则使用旋耕机进行旋耕,不具备旋耕机作业的地段,需要人工配合机械反复搂耙,让肥料和土壤充分拌和均匀,达到播种条件,坡面施肥比平盘每亩增加5%的肥料。
4、植被建植
4.1 植被选择矿区植被恢复应以当地邻近草原植被为目标参考,草原区露天矿覆土后种植适合当地的草本和灌木植物,可以采集当地野生灌草种,也可选择适合当地的市场上能够购买到的灌草种子。扎赉诺尔露天矿生态修复草本植物选用了羊草、披碱草、无芒雀麦、偃麦草、扁穗冰草、蒙古冰草、沙打旺、杂花苜蓿、草木犀等草本植物;乔灌木选择二色胡枝子、紫穗槐、沙棘、榆树、柠条、小叶锦鸡儿等。
4.2 播种在土壤改良后进行人工撒播灌草种,播种量根据不同植物种类、种子重量及适宜密度,一般灌草混合种子播量在5-10公斤/亩。播种时间选在雨季前进行播种,播后人工反复搂耙,让草种和土壤充分结合,确保草种种植深度在1--2cm;播后利用自制的滚子进行反复碾压2遍,避免草种被风刮走且有利于保墒。草本播种最晚7月20日之前。考虑播种季节墒情,灌木种子与草种同时播种,部分灌木苗于春季进行栽植,可利用资源圃分期进行栽植。
4.3 灌溉草原矿区降水量在300mm以上区域可不建立灌溉系统,依靠自然降水恢复;降水量在300mm以下区域,可建立灌溉系统,加速恢复,灌溉3年后进入自然演替阶段。降雨量达不到植物苗期生长需求时,需进行喷水养护,早晚各喷水一遍,喷水时每遍保持不要出现径流即可;持续一周后可以调整为2天一次,三周后进入正常管护。
5、挂网喷播挂网喷播是针对坡面较陡,坡度在60-80°之间,撒播作业难度较大的区域进行的一种施工工艺,目前用于护坡建植的方式之一。
5.1 坡面整理把容易滑落的土块或石头等杂物清理干净,排除安全隐患,避免石块等滑落。
5.2 锚杆安装根据坡面土壤结构选择锚杆的材质、长度、直径进行锚杆安装。对于土壤结构比较松散的坡面选用松木杆作为锚杆;松木锚杆建议规格:(入土方向)小头直径5cm ,长0.8-1.0m,露出坡面10cm;对于土壤结构比较坚实的坡面采用螺纹钢,螺纹钢锚杆建议规格:Φ12螺纹钢,长度0.8-1.0m,露出坡面10cm,特殊部位螺纹钢可以加粗加长;锚杆含量5个/㎡。
5.3 挂网安装钢丝网覆盖到坡面上和坡面平行距离5cm,同时用绑丝绑扎于锚杆上,在锚杆露出坡面的10cm中间(即二分之一处)绑扎;绑扎要均匀,确保钢丝网片平整。
5.4 喷播作业将土壤、草种、灌木种子、水、木纤维、有机肥、复合肥、粘合剂、保水剂等按比例混合装入容器内搅拌均匀;利用喷播机将混合物均匀喷射到坡面上,首先喷水湿润坡面然后进行喷播,分2次喷播,第一次喷射基质层,让基质层与坡面充分结合,第二次喷播种子层,每层平均厚度4—5cm,总厚度保持在8-10cm。
6、铺设草帘草帘既可以保水又可以保护草种同时防止降雨出现径流,次年草帘降解后又是很好的肥料。草帘规格一般是1.6m*10m/片,密度不宜过疏或过密,保证小草从缝隙中长出;铺设时草帘的草杆方向与坡面垂直,防止雨水冲刷形成径流,用U型卡子固定避免被风刮起(U型卡每平米安装5个,(U型卡可以用8号铁丝自制,长15cm,宽8cm)。
7、管护
7.1 补种对矿区局部长势不好的地段进行补播,个别地块进行移植幼苗。
7.2 围栏为了保证修复的效果和设计要求,对施工区域进行安装网围栏,确保植被不被人为破坏和牲畜啃食。
7.3 监控为了加强管控措施,根据现场情况分别安装太阳能供电的摄像头5处,与手机app和电脑连接进行实时监控,有利于监管材料的丢失和牲畜的破坏,还可以远程观看现场植被情况。
==四、应用成效==
通过修复前矿区现场调查和修复后现场植被、地表监测分析,扎赉诺尔露天矿人工修复复绿5年后,植物种类达到50多种,覆盖度达到75%以上,长势最好的是羊草、 偃麦草、冰草、拂子茅、扁蓄豆、杂花苜蓿、斜茎黄芪、多叶棘豆、冷蒿、山韭、二色补血草等草本植物,柠条、胡枝子、沙棘、榆树、小叶锦鸡儿等灌木。多种飞鸟、昆虫、动物在这里繁育,初步形成稳定、适应的生态群落。扎赉诺尔露天矿采用土地整理、土壤修复、建立排水系统、种植适宜的草灌组合、选择人工撒种或挂网喷播、覆盖草帘等施工工艺,具有低成本,低维护、施工速度快、草种使用率高、保土、保水、保肥,为今后草原地区矿山生态修复治理提供了可复制、可推广的示范案例。
==五、适用范围==
本模式适应于内蒙古草原区域露天煤矿的修复治理。
==参考文献==
[[Category:500 社會科學類]]