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一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法

申请号 CN202311849628.4 申请日 2023-12-29 公开(公告)号 CN117779725A 公开(公告)日 2024-03-29
申请人 河南发恩德矿业有限公司; 发明人 孙海洋; 王秀全; 汪洋; 孙承晖; 翟延鹏; 吕亚静; 魏登汉; 王战波; 杨超群; 柴晨阳; 祁浩;
摘要 一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,包括以下步骤:S1:对废石坡的 地貌 进行勘测;S2:在坡脚修建围堰,然后对废石坡进行削坡压脚;S3:在围堰内修建渗 水 井,并在围堰内填入滤水填料;S4:填入新的废渣石,并随着废渣石层的增高加高渗水井的高度;S5: 覆盖 客土,并修建水渠;S6: 播种 ,并通过渗水井、水渠对客土进行 灌溉 ;S7:植被恢复后,实施畜牧养殖。本 发明 至少产生以下有益效果:1、解决了现有废石坡的遗留问题,避免了地质灾害的发生;2、解决了多余废渣石的安置问题;3、解决了水的来源,为矿山生态的恢复提供了先决条件;4、提出了植被恢复与畜牧养殖相协调的生态恢复方案,提高了生态环境治理的盈利能 力 和可持续能力。
权利要求

1.一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其特征是:包括以下步骤:
S1:对废石坡的地貌进行勘测;
S2:在坡脚修建带有排管的围堰,然后对废石坡进行削坡压脚;
S3:在围堰内修建渗水井,并在围堰内填入滤水填料;
S4:填入新的废渣石,并随着废渣石层的增高加高渗水井的高度;
S5:废渣石填满后覆盖客土,并修建水渠;
S6:播种,并通过渗水井、水渠对客土进行灌溉
S7:植被恢复后,实施畜牧养殖。
2.如权利要求1所述的一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其特征是:S1中,采用无人机对废石坡的地貌进行勘测,然后对废石坡的地貌进行三维建模
3.如权利要求1所述的一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其特征是:削坡压脚后,在坡面上修建盘山道路,以便于后续通过车辆的运输填入新的废渣石。
4.如权利要求1所述的一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其特征是:围堰的结构采用M7.5浆砌石结构,围堰的高度为2.5m,基础埋深不低于0.5m,厚度不低于1.5m;在围堰内预埋排水管,在排水管的管头设置有金属网。
5.如权利要求1所述的一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其特征是:渗水井修建在围堰的最低处,在渗水井的下部设有渗水孔。
6.如权利要求1所述的一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其特征是:所述滤水填料由多级过滤层组成,多级过滤层自上而下分别为砾石层、磁矿渣层、粗砂层、载活性炭层、渣层和细砂层。
7.如权利要求1所述的一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其特征是:客土的覆盖深度不低于1.5米,在客土内混入1‑5%的腐殖土。
8.如权利要求1所述的一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其特征是:在坡地上播撒黑麦草、苜蓿种子,并种植刺槐和侧柏;在平地上种植经济林木,并修建养殖场。
9.如权利要求1所述的一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其特征是:对于有涌水的矿井,在填入新废渣石时,同时排入涌水。

说明书全文

一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法

技术领域

[0001] 本发明涉及采矿领域,尤其是涉及一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法。

背景技术

[0002] 矿业是国民经济的重要支柱产业之一,为国家经济建设提供了海量的能源和原材料。以往大规模的粗放开采使地质和生态环境都遭到了不同程度的破坏,现如今对矿山地
质和生态环境的修复与重建已刻不容缓。
[0003]
[0004] 参照附图1。国内金属矿山多分布在山区,以往矿井2所产生的废石和矿渣大多倾倒在山沟里形成废石坡3,一是造成地表1被废石和矿渣所覆盖,无法生长植物;二是废石坡
3的坡面陡峭,容易发生滑坡、泥石流等地质灾害。目前治理的难题有三个,一是现有的废石坡如何处理;二是新产生的多余废渣石无处安置;三是矿山生态怎样恢复,并产生经济效
益。
[0005] 目前可供参考的方案是先对废石和矿渣进行喷浆固化,然后客土填埋,最后飞播草种或树种。这种治理方案对南方的矿山有效,但对于北方矿山来说,效果十分有限,其原
因是北方山区缺,客土容易沙化,种子的成活率低。因此需要对矿山的生态治理进行
创新。

发明内容

[0006] 为了克服背景技术中的不足,本发明公开了一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其目的在于:
1、解决现有废石坡的遗留问题,避免发生地质灾害。
[0007] 2、解决新产生多余废渣石的安置问题。
[0008] 3、提出新的矿山生态恢复方案。
[0009] 为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,包括以下步骤:
S1:对废石坡的地貌进行勘测;
S2:在坡脚修建带有排水管的围堰,然后对废石坡进行削坡压脚;
S3:在围堰内修建渗水井,并在围堰内填入滤水填料;
S4:填入新的废渣石,并随着废渣石层的增高加高渗水井的高度;
S5:废渣石填满后覆盖客土,并修建水渠;
S6:播种,并通过渗水井、水渠对客土进行灌溉
S7:植被恢复后,实施畜牧养殖。
[0010] 进一步地改进技术方案,S1中,采用无人机对废石坡的地貌进行勘测,然后对废石坡的地貌进行三维建模
[0011] 进一步地改进技术方案,:削坡压脚后,在坡面上修建盘山道路,以便于后续通过车辆的运输填入新的废渣石。
[0012] 进一步地改进技术方案,围堰的结构采用M7.5浆砌石结构,围堰的高度为2.5m,基础埋深不低于0.5m,厚度不低于1.5m;在围堰内预埋排水管,在排水管的管头设置有金属
网。
[0013] 进一步地改进技术方案,渗水井修建在围堰的最低处,在渗水井的下部设有渗水孔。
[0014] 进一步地改进技术方案,所述滤水填料由多级过滤层组成,多级过滤层自上而下分别为砾石层、磁矿渣层、粗砂层、载活性炭层、渣层和细砂层。
[0015] 进一步地改进技术方案,客土的覆盖深度不低于1.5米,在客土内混入1‑5%的腐殖土。
[0016] 进一步地改进技术方案,在坡地上播撒黑麦草、苜蓿种子,并种植刺槐和侧柏;在平地上种植经济林木,并修建养殖场。
[0017] 进一步地改进技术方案,对于有涌水的矿井,在填入新废渣石时,同时排入涌水。
[0018] 实施上述技术方案后,相比于背景技术,本发明至少产生以下有益效果:1、解决了现有废石坡的遗留问题,避免了地质灾害的发生。
[0019] 2、不但解决了多余废渣石的安置问题,而且填平了山沟,为后续的生态建设打好了基础
[0020] 3、解决了水的来源,为矿山生态的恢复提供了先决条件。
[0021] 4、提出了植被恢复与畜牧养殖相协调的生态恢复方案,提高了生态环境治理的盈利能和可持续能力。

附图说明

[0022] 附图1示出的是现有矿山废石坡的示意图。
[0023] 附图2示出的是废石坡的地貌图。
[0024] 附图3示出的是削坡压脚和修建围堰的示意图。
[0025] 附图4示出的是修建渗水井的示意图。
[0026] 附图5示出的是多余废渣石填埋的示意图。
[0027] 附图6示出的是覆盖客土的示意图。
[0028] 图中:1、地表;2、矿井;3、废石坡;4、盘山道路;5、围堰;6、排水管;7、渗水井;8、滤水填料;9、废渣石填埋区;10、客土覆盖层;11、水渠。

具体实施方式

[0029] 下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。需要说明
的是,在本发明的描述中,术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便
于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操
作,因此不能理解为对本发明的限制。还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确
的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,或是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0030] 一种基于EOD模式的金属矿山生态修复方法,其包括以下步骤:S1:对废石坡的地貌进行勘测。
[0031] 参照附图2。采用无人机对废石坡的地貌进行勘测,然后对废石坡的地貌进行三维建模。
[0032] S2:在坡脚修建带有排水管的围堰,然后对废石坡进行削坡压脚。
[0033] 参照附图3。削坡压脚是将坡顶削方区的废渣石填到坡脚填方区的一种削平方法,能够将70°的陡坡削平至40°以下。这样的做法可以避免废石坡发生滑坡、泥石流等地质灾
害。
[0034] 削坡压脚后,在坡面上修建盘山道路4。盘山道路4的修建,便于后续通过车辆运输新产生的废渣石。
[0035] S3:在围堰内修建渗水井,并在围堰内填入滤水填料。
[0036] 参照附图4。为了降低修建成本,就地取材,围堰5采用M7.5浆砌石结构。围堰5的高度为2.5m,基础埋深不低于0.5m,厚度不低于1.5m。修建围堰的作用有两个,一个为削坡压
脚提供阻挡,防止废渣石随坡滚落;二是收集积水。由于废渣石为状,其间存在着大量的
空隙,因此在下雨后会存有积水,而水资源是生态恢复所必须的,这对于北方矿山的生态恢
复至关重要。
[0037] 在围堰5内预埋排水管6,为了避免排水管6被渣土堵塞,在排水管6的管头设置有金属网。
[0038] 为了尽量多地收集积水,渗水井7修建在围堰5的最低处。为了降低修建成本,渗水井7同样采用浆砌石的结构,在渗水井7的下部流有渗水孔。
[0039] 废渣石含有砷、氟、汞、铅、铬、镉等有害元素和重金属元素,如果这些有害元素和重金属元素渗入水中,将污染水质。因此在围堰5内填入有滤水填料8。
[0040] 在本实施例中,滤水填料8由多级过滤层组成,多级过滤层自上而下分别为砾石层、磁铁矿渣层、粗砂层、载银活性炭层、碳渣层和细砂层。其中,砾石层、粗砂层和细砂层的作用是逐级过滤积水中的杂质和沉淀物。磁铁矿渣层主要用来过滤积水中的铁、锰和氟。载
银活性炭层主要用来过滤积水中的汞、铬、砷、铅,以及苯、酚、农药等有害物质。碳渣层中的渣含有蜂窝状的细孔,能够吸附积水中臭味、异味,净化水质。经过多级过滤层的净化后,积水得到了净化,不但可以浇灌植被,而且可供人畜饮用。
[0041] S4:填入新的废渣石,并随着废渣石层的增高加高渗水井的高度。
[0042] 采矿会产生大量的废渣石,尽管采取了采空区回填和部分米石外销的措施,但是还是有很多的废渣石堆积在渣石场上,占用地表资源。
[0043] 参照附图5。将这些多余的废渣石通过车辆的运输填埋在废渣石填埋区9内,一是可以解决多余废渣石无处安置的问题,二是填平山沟,为后续的生态建设打好基础。
[0044] 对于有涌水的矿井2,涌水通常无法处理。将涌水排入废渣石填埋区9内,一是解决了涌水的排放问题,二是增加了积水的储量。
[0045] S5:废渣石填满后覆盖客土,并修建水渠。
[0046] 参照附图6。废渣石填满后,在废渣石上覆盖客土,形成客土覆盖层10。客土的覆盖深度不低于1.5米,在客土内混入1‑5%的腐殖土。客土的覆盖深度越深,越易于种植高价值
的经济林木,产生更高的经济效益。在客土内混入1‑5%的腐殖土,能够低成本地改善基质土的肥力,有助于经济林木的快速生长。
[0047] 修建水渠11,可以将渗水井7内的水入水渠11内,通过水渠11的输送实现对客土的灌溉。这样的做法,一是防止客土出现缺水沙化,二是通过灌溉促进植被的快速恢复。
[0048] S6:播种,并通过渗水井、水渠对客土进行灌溉。
[0049] 在坡地上播撒黑麦草、苜蓿等种子,并种植刺槐和侧柏。黑麦草和苜蓿都是易于成活的牧草,在有水的条件下能够快速生长,为畜牧养殖提供饲料。刺槐和侧柏的生命力强,
而且根系发达,有利于固沙保土,减少客土的流失和沙化。
[0050] 在平地上种植经济林木,并修建养殖场。根据地区气候和环境,经济林木可以是干果类,如核桃;水果类,如苹果;油料类,如油茶;药材类,如山茱萸果;调味类,如八等。这些经济林木都有很高的经济价值,提高了生态环境治理的盈利能力。
[0051] S7:植被恢复后,实施畜牧养殖。
[0052] 由于种植有牧草,因此养殖场可以就地取材,养殖、羊等高价值牲畜,获得更好的收益。将经济林木和高价值牲畜的产出变现后重新投入对矿山生态的修复,可扩大修复
规模,使生态环境治理具有可持续性和发展性。
[0053] 由上述可知,本金属矿山生态修复方法至少解决了以下问题:1、解决了现有废石坡的遗留问题,避免了地质灾害的发生。
[0054] 2、不但解决了多余废渣石的安置问题,而且填平了山沟,为后续的生态建设打好了基础。
[0055] 3、解决了水的来源,为矿山生态的恢复提供了先决条件。
[0056] 4、提出了植被恢复与畜牧养殖相协调的生态恢复方案,提高了生态环境治理的盈利能力和可持续能力。
[0057] 未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进
行多种变化、修改、替换和变型,本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。
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