礦區(qū)復(fù)墾技術(shù)課件

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

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(chǎng)的挖損，它導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)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(fù)墾技術(shù)

礦區(qū)工程復(fù)墾技術(shù)分為充填復(fù)墾和非充填復(fù)墾兩類

非充填復(fù)墾主要有土地平整技術(shù)、梯田式復(fù)墾、疏排式復(fù)墾等形式。

充填復(fù)墾有矸石充填復(fù)墾、粉煤灰充填復(fù)墾、生活垃圾充填復(fù)墾等形式。

土地平整技術(shù)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(yīng)該滿足：

農(nóng)田應(yīng)該達(dá)到的最低高程；潛水位高程；地下水臨界深度

土地平整計(jì)算

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

土地平整計(jì)算格網(wǎng)點(diǎn)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(jì)算三角棱柱體法計(jì)算土方量為的步驟：在計(jì)算場(chǎng)地平整標(biāo)高的基礎(chǔ)上，沿地形等高線將方格分成兩個(gè)三角形。根據(jù)方格網(wǎng)交點(diǎn)實(shí)際標(biāo)高和場(chǎng)地平整的設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算每個(gè)方格網(wǎng)交點(diǎn)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(jì)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(jì)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(fù)墾技術(shù)

疏排法復(fù)墾屬于非充填復(fù)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(fù)墾的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)合理的排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是選擇適當(dāng)?shù)某行箙^(qū)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)過高造成浪費(fèi)，標(biāo)準(zhǔn)太低達(dá)不到治理目的，而沒有適當(dāng)?shù)某行箙^(qū)就談不上用疏排法復(fù)墾。

疏排法復(fù)墾技術(shù)塌陷區(qū)復(fù)墾要求

塌陷區(qū)復(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)采取整修堤壩和分洪的方法。復(fù)墾區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)通常取決于承泄區(qū)的泄水能力和堤壩的尺寸。

疏排法復(fù)墾技術(shù)除澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)和排除時(shí)間表示。復(fù)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(biāo)準(zhǔn)包括作物的耐漬時(shí)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(shí)間和耐漬深度不一樣。對(duì)地下水礦化度較高的地區(qū)，地下水位還應(yīng)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(guān)，具體標(biāo)準(zhǔn)可參考當(dāng)?shù)馗鹘?jīng)驗(yàn)。疏排法復(fù)墾技術(shù)承泄區(qū)的選擇

選擇承泄區(qū)的依據(jù)：

1距離遠(yuǎn)近

承泄區(qū)距復(fù)墾區(qū)越近，排水費(fèi)用越低，一般應(yīng)就近排水。

2盡量自排，避免強(qiáng)排自排可免除修建排水站費(fèi)用，日常排水費(fèi)用也很低，但自排要求承泄區(qū)水位必須滿足：疏排法復(fù)墾技術(shù)防洪系統(tǒng)設(shè)計(jì)

疏排法復(fù)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(shè)計(jì)，只作驗(yàn)算即可。但必須采取加高堤壩措施防止洪水潰入復(fù)墾區(qū)，堤壩高度設(shè)計(jì)按下式計(jì)算：

疏排法復(fù)墾技術(shù)除澇系統(tǒng)設(shè)計(jì)

塌陷區(qū)除澇是疏排法復(fù)墾的重要任務(wù)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(qiáng)排方式排至承泄區(qū)。無論是自排還是強(qiáng)排，通常以排除大部分地區(qū)積水為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)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(fù)墾技術(shù)降漬溝深度確定：

排水溝間距設(shè)計(jì)

梯田式復(fù)墾技術(shù)梯田斷面三要素

田面寬、田坎高和田塊側(cè)坡是梯田斷面的三要素。梯田設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)合理，既可保證邊坡穩(wěn)定、耕作灌溉方便，同時(shí)又節(jié)省用地、用工，提高土地的利用率。梯田式復(fù)墾技術(shù)田面寬(B)、田坎高(H)和田坎側(cè)坡()之間的關(guān)系：田坎占地寬b：梯田的土方量約為

梯田式復(fù)墾技術(shù)

測(cè)量定線的內(nèi)容包括：確定各臺(tái)梯田的埂坎線以及在每臺(tái)梯田上定出挖填分界線。測(cè)量定線的依據(jù)是梯田施工設(shè)計(jì)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?fù)墾模式地基塘復(fù)墾模式概念采煤塌陷地基塘復(fù)墾模式是指對(duì)采煤塌陷地采取挖深墊淺措施獲得一定比例的旱田與水面，并按生態(tài)學(xué)原理對(duì)旱田和水面進(jìn)行合理利用的復(fù)墾模式?；翉?fù)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(shí)間序列，實(shí)現(xiàn)最大限度利用自然資源的目的基塘復(fù)墾模式基塘復(fù)墾工程場(chǎng)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(yīng)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(yuǎn)，水質(zhì)應(yīng)滿足要求面積規(guī)模不夠充填復(fù)墾技術(shù)

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(fù)墾也屬于充填復(fù)墾。充填復(fù)墾技術(shù)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(fù)墾技術(shù)全厚充填法充填高程確定

注意：充填復(fù)墾技術(shù)分層充填法

機(jī)械的類型與規(guī)格。機(jī)械越重、碾壓面設(shè)計(jì)。壓實(shí)趟數(shù)。壓實(shí)趟數(shù)越多越好。顆粒組成。顆粒大小均勻?qū)簩?shí)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(shí)效果就不好。含水率：含水較高的壓實(shí)效果比較好，地基壓實(shí)的影響因素很多。充填復(fù)墾技術(shù)粉煤灰充填復(fù)墾技術(shù)塌陷區(qū)用作貯灰場(chǎng)：穩(wěn)定塌陷區(qū)用作灰場(chǎng)，稱為靜態(tài)塌陷灰場(chǎng)。不穩(wěn)定塌陷區(qū)用作灰場(chǎng)，稱為動(dòng)態(tài)塌陷灰場(chǎng)。塌陷地作為灰場(chǎng)要考慮兩個(gè)問題：一是灰水是否會(huì)潰入井下影響生產(chǎn)安全；二是灰場(chǎng)建筑物和附屬物能否適應(yīng)地表移動(dòng)和形變。充填復(fù)墾技術(shù)場(chǎng)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(dòng)態(tài)沉陷區(qū)充灰——一方面需計(jì)算導(dǎo)水裂隙帶高度和地表裂縫深度，論證灰水是否會(huì)因開采沉陷而潰入井下；另—方面還需要對(duì)灰壩、輸灰管道、回水泵房等建筑設(shè)施的抗變形能力進(jìn)行設(shè)計(jì)與論證。充填復(fù)墾技術(shù)塌陷坑庫容量與服務(wù)年限設(shè)計(jì)

塌陷坑作灰場(chǎng)應(yīng)滿足兩個(gè)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(wù)年限充填復(fù)墾技術(shù)覆土方式與復(fù)墾土壤剖面的構(gòu)造

充填復(fù)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(fù)墾技術(shù)

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(fèi)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(fù)墾技術(shù)

矸石山對(duì)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(yán)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(xiǎn)。

返回矸石山整形復(fù)墾技術(shù)

解決途徑:徹底搬掉矸石山——作為充填材料或建筑材料

對(duì)矸石山進(jìn)行整形改造，整形改造后進(jìn)行種植綠化，使之達(dá)到消除危害、美化環(huán)境

矸石山整形復(fù)墾技術(shù)

矸石山整形形式包括梯田式、螺旋線式和微臺(tái)階式邊坡角

梯田落差

梯田臺(tái)階寬

邊坡角的大小主要考慮矸石的巖石力學(xué)性質(zhì)，以保持邊坡穩(wěn)定為準(zhǔn)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(shè)計(jì)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(tái)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(tái)階寬決定了矸石堆占地量和矸石山整形的工程量。

邊坡