基于套堆结构的露天矿排土场平台土壤重构方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于排土场治理技术领域，尤其是涉及一种基于套堆结构的露天矿排土场 平台土壤重构方法。
【背景技术】
[0002] 露天开采是矿产资源开采的重要形式之一。露天开采生态环境破坏严重，生态恢 复难度大，需要从各个层面进行深入研究。排土场又称废石场，是指矿山采矿排弃物集中排 放的场所，排弃物主要包括腐植表土、风化岩土、坚硬岩石以及混合岩土，也包括可能回收 的表外矿、贫矿等。排土场是矿产资源露天开采难以避免的环境问题，排土场的有效治理已 成为环境治理的一个重要方面。国内许多研究学者均对排土场治理进行了研究，其中胡振 琪于1997年提出了"分层剥离，交错回填"方法，构建了露天矿复垦的土壤重构工艺；赵景 逵在1993年从控制水土流失的角度，提出了排土场平台"堆状地面"的技术设想；而魏忠义 在2001年对"堆状地面"的土壤重构与侵蚀控制的排土工艺做了进一步完善。
[0003] 但目前，排土场治理存在以下两个方面不足：第一、排土随意，没有根据后续植被 恢复要求进行合理设计；第二、堆状体中生土与表土混合，不利于植被生长；第三、没有根 据植被恢复需要及现场工程机械的装载量等参数进行土壤重构工艺进行设计。因而，现如 今对露天矿排土场平台进行治理时，急需设计一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、使 用效果好的基于套堆结构的露天矿排土场平台土壤重构方法，能简便在排土场平台上重构 出有利于植被恢复的土壤，并能有效减少水土流失，对排土场生态环境进行有效治理。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于套堆 结构的露天矿排土场平台土壤重构方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果 好，能简便在排土场平台上重构出有利于植被恢复的土壤，并能有效减少水土流失。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于套堆结构的露天矿排 土场平台土壤重构方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
[0006] 步骤一、套堆结构堆放：基于套堆结构的露天矿排土场平台土壤重构方法，其特征 在于该方法包括以下步骤：
[0007] 步骤一、套堆结构类型选择及布局设计：根据排土场平台的植被恢复要求选择套 堆结构的类型，并结合套堆结构堆放用自卸车的装载量M，对所述套堆结构在排土场平台上 的布局进行设计；
[0008] 所述套堆结构的类型为基于平面套堆的三字形套堆结构、基于平面套堆的正多边 形套堆结构、基于垂直套堆的正三角形套堆结构或基于垂直套堆的正方形套堆结构；
[0009] 所述基于平面套堆的三字形套堆结构包括两排平行布设的第一生土堆体和一排 堆放于两排所述第一生土堆体之间的第一表土堆体，所述三字形套堆结构在排土场平台 上的占地区域为长方形，两排所述第一生土堆体和一排所述第一表土堆体的占地长度均相 同；所述三字形套堆结构中第一表土堆体的数量为多个，多个所述第一表土堆体由左至右 布设；每排所述第一生土堆体中均包括多个由左至右布设的第一生土堆体，且多个所述第 一生土堆体嵌套堆放；所述第一生土堆体为由生土堆放而成的圆锥形土堆，所述第一表土 堆体为由表层土堆放而成的圆锥形土堆；多个所述第一表土堆体经平整后形成的多个圆形 表土区均为植被种植区；
[0010] 所述基于平面套堆的正多边形套堆结构包括多个沿正多边形的边线由前至后布 设的第二生土堆体和一个堆放在多个所述第二生土堆体内侧的第二表土堆体，多个所述第 二生土堆体嵌套堆放，所述正多边形套堆结构在排土场平台上的占地区域为正多边形；所 述第二生土堆体为由生土堆放而成的圆锥形土堆，所述第二表土堆体为由表层土堆放而成 的圆锥形土堆；所述第二表土堆体经平整后形成的圆形表土区为植被种植区；
[0011] 所述基于垂直套堆的正三角形套堆结构包括三个分别布设在正三角形的三个顶 点上的第一复合式堆体，三个所述第一复合式堆体嵌套堆放且其均为圆锥形土堆；所述正 三角形套堆结构在排土场平台上的占地区域为正三角形；
[0012] 所述基于垂直套堆的正方形套堆结构包括四个分别布设在正方形的四个顶点上 的第二复合式堆体，四个所述第二复合式堆体嵌套堆放且其均为圆锥形土堆；所述正方形 套堆结构在排土场平台上的占地区域为正方形；
[0013] 所述第一复合式堆体和所述第二复合式堆体的结构均相同且二者均包括堆放在 排土场的平台上的第三生土堆体和均匀覆盖在第三生土堆体上的表土覆盖层，所述第三生 土堆体为由生土堆放而成的圆锥形土堆，所述表土覆盖层为表层土覆盖层；
[0014] 所述基于垂直套堆的正三角形套堆结构中，三个所述第一复合式堆体的表土覆盖 层之间的三角形低洼区为植被种植区；所述基于垂直套堆的正方形套堆结构中，四个所述 第二复合式堆体的表土覆盖层之间的四方形低洼区为为植被种植区；
[0015] 所述第一生土堆体、第一表土堆体、第二生土堆体、第二表土堆体、第三生土堆体 和表土覆盖层的土方量均为V，其中，N为自卸车的堆放次数，V为自卸车的单次堆放 量，N为正整数且N= 1、2、3或4 ;
[0016] 套堆结构类型选择及布局设计之前，先根据自卸车的单次堆放量V，计算出第一生 土堆体、第一表土堆体、第二生土堆体、第二表土堆体和第三生土堆体的底部半径 r和高度 h以及表土覆盖层的层厚d;再根据计算得出的底部半径r和高度h，计算得出四种类型套 堆结构的占地面积和四种类型套堆结构中植被种植区的种植面积；
[0017] 根据排土场平台的植被恢复要求选择套堆结构的类型时，排土场平台的植被恢复 要求为排土场平台上林木的种植密度c;
[0018] 当c< 500株/hm2时，所述套堆结构的类型为基于平面套堆的正六边形套堆结 构；
[0019] 当500株/hm2彡c< 1000株/hm2时，所述套堆结构的类型为基于垂直套堆的正 方形套堆结构；
[0020] 当1000株/hm2彡c< 1500株/hm2时，所述套堆结构的类型为基于垂直套堆的正 三角形套堆结构；
[0021] 当C彡1500株/hm2时，所述套堆结构的类型为基于平面套堆的三字形套堆结构；
[0022] 待所述套堆结构的类型确定后，对所述套堆结构在排土场平台上的布局进行设计 时，根据排土场平台上林木的种植密度c以及排土场平台的形状和占地面积，并结合预先 计算得出的套堆结构的占地面积和植被种植区的种植面积，对排土场平台上需堆放套堆结 构的数量和各套堆结构的布设位置进行确定；
[0023] 步骤二、套堆结构堆放：根据步骤一中所选择套堆结构的类型以及所确定的排土 场平台上需堆放套堆结构的数量和各套堆结构的布设位置，采用自卸车在排土场平台上堆 放所述套堆结构，所有套堆结构的堆放方法均相同；
[0024] 对基于平面套堆的三字形套堆结构进行堆放时，先对两排所述第一生土堆体进行 堆放，再对一排所述第一表土堆体进行堆放；
[0025] 对基于平面套堆的正多边形套堆结构进行堆放时，先对多个所述第二生土堆体进 行堆放，再对第二表土堆体进行堆放；
[0026] 对基于垂直套堆的正三角形套堆结构进行堆放时，对三个所述第一复合式堆体分 别进行堆放；
[0027] 对基于垂直套堆的正方形套堆结构进行堆放时，对四个所述第二复合式堆体分别 进行堆放；
[0028] 步骤三、植被种植区平整：对步骤二中堆放完成的各套堆结构分别进行植被种植 区平整，所有套堆结构的植被种植区平整方法均相同；
[0029] 当所述套堆结构为基于平面套堆的三字形套堆结构时，对多个所述第一表土堆体 分别进行平整，将多个所述第一表土堆体均平整成第一圆形表土层，平整后的所述第一圆 形表土层为植被种植区；
[0030] 当所述套堆结构为基于平面套堆的正多边形套堆结构时，对第二表土堆体进行平 整且将其平整成第二圆形表土层，平整后的所述第二圆形表土层为植被种植区；
[0031] 当所述套堆结构为基于垂直套堆的正三角形套堆结构时，对三个所述第一复合式 堆体的表土覆盖层分别进行平整，平整后的表土覆盖层为植被种植区；
[0032] 当所述套堆结构为基于垂直套堆的正方形套堆结构时，对四个所述第二复合式堆 体的表土覆盖层分别进行平整，平整后的表土覆盖层为植被种植区。
[0033] 上述基于套堆结构的露天矿排土场平台土壤重构方法，其特征是：步骤一中所述 第一表土堆体、第二表土堆体和表土覆盖层的土体均为从所述排土场周侧或露天矿上部的 土壤剥离出的表层土，所述第一生土堆体、第二生土堆体和第三生土堆体的土体均为所述 排土场周侧土壤或露天矿上部土壤的表层土剥离后剥离出的生土。
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