礦區(qū)復墾技術課件

礦區(qū)土地工程復墾技術第一節(jié)概述第二節(jié)土地平整技術第三節(jié)疏排法復墾技術第四節(jié)梯田式復墾技術第五節(jié)基塘式復墾模式第六節(jié)充填復墾技術第七節(jié)矸石山整形復墾技術

概述礦區(qū)土地破壞基本分為壓占、塌陷和挖損三類

壓占土地包括地下開采的矸石排放壓占、露天礦山排棄剝離物壓占、選礦尾礦渣壓士和坑口電廠粉煤灰壓占。特征：破壞景觀、污染礦區(qū)環(huán)境。塌陷主要是地下開采沉陷引起的。特征：下沉、附加坡度和裂縫等。

高潛水位礦區(qū)由于下沉還引起土地鹽漬化和沼漬化，甚至積水而完全喪失耕種能力。開采急傾斜煤層或在采深很小或采厚很大的情況下，地表可能出現(xiàn)漏斗狀塌陷坑。挖損是露天礦采場的挖損，它導致土壤結構完全破壞，采空區(qū)若不采取回填摧施，則留下幾十米至上百米深的大坑。概述礦區(qū)工程復墾技術

礦區(qū)工程復墾技術分為充填復墾和非充填復墾兩類

非充填復墾主要有土地平整技術、梯田式復墾、疏排式復墾等形式。

充填復墾有矸石充填復墾、粉煤灰充填復墾、生活垃圾充填復墾等形式。

土地平整技術土地平整高程確定

土地平整后，高程要滿足作物的生長要求。農(nóng)田高程H應該滿足：

農(nóng)田應該達到的最低高程；潛水位高程；地下水臨界深度

土地平整計算

土地平整計算包括土方量最小平整面參數(shù)的計算、方格網(wǎng)點施工工程確定、計算零位線、計算挖填土方量、繪制施工圖。平整面參數(shù)包括坐標原點的高程、縱橫向地面坡度。根據(jù)可以計算出格網(wǎng)高程：

土地平整計算格網(wǎng)點高程為，則施工高程為為

在微面積范圍內(nèi)的土方量為要使區(qū)域內(nèi)土方工程量最小，且保證挖填基本平衡，根據(jù)最小二乘法，即使：土地平整計算三角棱柱體法計算土方量為的步驟：在計算場地平整標高的基礎上，沿地形等高線將方格分成兩個三角形。根據(jù)方格網(wǎng)交點實際標高和場地平整的設計標高計算每個方格網(wǎng)交點的施工高度。在圖上繪出零線位置，即不挖不填的施工界線。按下面兩種情況分別計算土方量：

①全部挖或填的三角形②部分挖或填的三角形

土地平整計算全部挖或填的三角形

部分挖或填的三角形

返回疏排法復墾技術

疏排法復墾屬于非充填復墾，是解決高潛水位礦區(qū)塌陷地大面積積水問題的有效辦法。疏排法復墾的關鍵是設計合理的排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)設計的關鍵是選擇適當?shù)某行箙^(qū)和設計標準，標準過高造成浪費，標準太低達不到治理目的，而沒有適當?shù)某行箙^(qū)就談不上用疏排法復墾。

疏排法復墾技術塌陷區(qū)復墾要求

塌陷區(qū)復墾為農(nóng)業(yè)用地通常要求防止外圍地表徑流或洪水侵入，排除塌陷區(qū)內(nèi)積水和降低地下潛水位。防洪標準防洪要求洪水季節(jié)承泄區(qū)河水及外圍徑流不倒灌或流入塌陷低洼地，通常應采取整修堤壩和分洪的方法。復墾區(qū)防洪標準通常取決于承泄區(qū)的泄水能力和堤壩的尺寸。

疏排法復墾技術除澇設計標準取決于排水面積和排水地區(qū)的具體條件，通常用暴雨頻率、暴雨歷時和排除時間表示。復墾區(qū)降漬的目的是使土壤內(nèi)的水分和空氣狀況適合作物根系的生長。降漬標準包括作物的耐漬時間和耐漬深度。不同的作物及同一作物的不同生長期，耐漬時間和耐漬深度不一樣。對地下水礦化度較高的地區(qū)，地下水位還應降至臨界深度以下，從而保證土壤不發(fā)生鹽堿化及作物不受鹽害的影響。地下水位臨界深度與土壤質(zhì)地、地下水礦化度有關，具體標準可參考當?shù)馗鹘?jīng)驗。疏排法復墾技術承泄區(qū)的選擇

選擇承泄區(qū)的依據(jù)：

1距離遠近

承泄區(qū)距復墾區(qū)越近，排水費用越低，一般應就近排水。

2盡量自排，避免強排自排可免除修建排水站費用，日常排水費用也很低，但自排要求承泄區(qū)水位必須滿足：疏排法復墾技術防洪系統(tǒng)設計

疏排法復墾通常選擇適宜的承泄區(qū)作為排洪用。承泄區(qū)是現(xiàn)有的河溝或湖泊，其斷面與泄洪能力不必作專門設計，只作驗算即可。但必須采取加高堤壩措施防止洪水潰入復墾區(qū)，堤壩高度設計按下式計算：

疏排法復墾技術除澇系統(tǒng)設計

塌陷區(qū)除澇是疏排法復墾的重要任務之一，是在采取修堤、分洪等防洪措施之后，將有限匯水面積的塌陷區(qū)內(nèi)積水通過自排或強排方式排至承泄區(qū)。無論是自排還是強排，通常以排除大部分地區(qū)積水為標準，對局部低洼地段積水可采取留坑蓄水或挖深墊淺、綜合治理的方法。疏排法復墾技術降漬溝深度確定：

排水溝間距設計

梯田式復墾技術梯田斷面三要素

田面寬、田坎高和田塊側坡是梯田斷面的三要素。梯田設計就是要根據(jù)塌陷后地形及土質(zhì)條件與耕作要求等確定斷面要素。斷面要素設計合理，既可保證邊坡穩(wěn)定、耕作灌溉方便，同時又節(jié)省用地、用工，提高土地的利用率。梯田式復墾技術田面寬(B)、田坎高(H)和田坎側坡()之間的關系：田坎占地寬b：梯田的土方量約為

梯田式復墾技術

測量定線的內(nèi)容包括：確定各臺梯田的埂坎線以及在每臺梯田上定出挖填分界線。測量定線的依據(jù)是梯田施工設計圖。梯田施工的主要包括表土處理、平整底土和田坎修筑等。施工順序是：清除地面障礙物——表土處理——平整底土——田坎修筑——表土回鋪?；翉蛪Ｊ降鼗翉蛪Ｊ礁拍畈擅核莸鼗翉蛪Ｊ绞侵笇Σ擅核莸夭扇⊥谏顗|淺措施獲得一定比例的旱田與水面，并按生態(tài)學原理對旱田和水面進行合理利用的復墾模式。基塘復墾模式土地利用的特征

旱田與魚塘按一定的比例配置配置生物種群，充分利用的生態(tài)位合理選擇基塘系統(tǒng)中生物種群的組成，考慮生物種群搭配的時間序列，實現(xiàn)最大限度利用自然資源的目的基塘復墾模式基塘復墾工程場地選擇的基本原則基塘系統(tǒng)與井下采空區(qū)域無水力聯(lián)系基塘系統(tǒng)應有充足的水源保證注意：開采深度較小又無隔水層的工作面上方煤層露頭上方距水源地不能太遠，水質(zhì)應滿足要求面積規(guī)模不夠充填復墾技術

按充填料不同分為矸石充填、粉煤灰充填、生活垃圾充填等。

注意：利用露天礦山剝離物充填地下開采塌陷坑以及露天礦倒堆法開采充填采空區(qū)的復墾也屬于充填復墾。充填復墾技術矸石充填方法

矸石充填方式可以分為全厚充填法和分層充填法

充填復墾技術全厚充填法充填高程確定

注意：充填復墾技術分層充填法

機械的類型與規(guī)格。機械越重、碾壓面設計。壓實趟數(shù)。壓實趟數(shù)越多越好。顆粒組成。顆粒大小均勻對壓實比較好，之間產(chǎn)生的縫隙很小，但如果不均勻，之間縫隙比較大，壓實效果就不好。含水率：含水較高的壓實效果比較好，地基壓實的影響因素很多。充填復墾技術粉煤灰充填復墾技術塌陷區(qū)用作貯灰場：穩(wěn)定塌陷區(qū)用作灰場，稱為靜態(tài)塌陷灰場。不穩(wěn)定塌陷區(qū)用作灰場，稱為動態(tài)塌陷灰場。塌陷地作為灰場要考慮兩個問題：一是灰水是否會潰入井下影響生產(chǎn)安全；二是灰場建筑物和附屬物能否適應地表移動和形變。充填復墾技術場地論證塌陷穩(wěn)定的塌陷坑充灰——論證地表裂隙與井下無水力聯(lián)系動態(tài)沉陷區(qū)充灰——一方面需計算導水裂隙帶高度和地表裂縫深度，論證灰水是否會因開采沉陷而潰入井下；另—方面還需要對灰壩、輸灰管道、回水泵房等建筑設施的抗變形能力進行設計與論證。充填復墾技術塌陷坑庫容量與服務年限設計

塌陷坑作灰場應滿足兩個條件：充灰后可覆土種植或作其他用地必須具備—定的容量和服務年限充填復墾技術覆土方式與復墾土壤剖面的構造

充填復墾按是否覆土分為覆土種植形式與不覆土種植形式。覆土種植分為薄覆土和厚覆土，以及覆土加隔離層和覆土不加隔離層。充填復墾技術

覆土厚度增加至一定值，作物產(chǎn)量不再增加或增加微小，而覆土費用隨厚度的增加直線上升，即覆土厚度存在一最佳值。最佳覆土厚度可根據(jù)下列公式確定：

矸石山整形復墾技術

矸石山對環(huán)境的影響:矸石淋溶污染周邊土壤甚至地下水粉塵污染嚴重部分地區(qū)的矸石山自燃污染大氣矸石山存在滑坡危險。

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解決途徑:徹底搬掉矸石山——作為充填材料或建筑材料

對矸石山進行整形改造，整形改造后進行種植綠化，使之達到消除危害、美化環(huán)境

矸石山整形復墾技術

矸石山整形形式包括梯田式、螺旋線式和微臺階式邊坡角

梯田落差

梯田臺階寬

邊坡角的大小主要考慮矸石的巖石力學性質(zhì)，以保持邊坡穩(wěn)定為準則。注意：邊坡角太小，矸石山占地多，整形工程量大；邊坡角太大，邊坡穩(wěn)定性差

梯田落差的大小取決于整形后矸石山占地面積的大小、設計抗侵蝕能力與水土流失量的大小，以及綠化的需要等因素。注意：落差愈大，梯田臺階數(shù)愈少，矸石堆占地面積愈小，但斜坡愈長，水土流失量愈大；落差愈小，矸石堆占地面積增大，而侵蝕量越小

梯田臺階寬決定了矸石堆占地量和矸石山整形的工程量。

邊坡