一种酸性矿山废弃地的生态修复结构及方法与流程

本发明涉及矿山废弃地生态修复技术领域，具体涉及一种酸性矿山废弃地的生态修复结构及方法。

背景技术：

矿床由矿石和围岩组成，开采矿石，必须剥离围岩，每开采1吨矿石常需要排放数吨废石。特别是有色金属矿石含量一般较低，为了生产1吨金属往往需要开采数十吨矿石，成百吨，甚至上千吨矿石。

矿山开发不仅产生巨大的固体废弃物。而且由于矿山工程改变了原来的地质环境，使得在还原环境稳定的硫化物暴露在氧化环境中，由于化学氧化、生物氧化作用，产生严重的酸性矿山排水。因而使土壤及水土呈强酸性。强酸土壤不利于植被生长，另外在强酸环境下，各种重金属在水中处于离子状态，容易迁移，造成所经之处土壤及水体重金属污染，尤其会流入主河道，对周边居民的健康产生比较大的不良影响。酸性矿山排水导致严重的重金属污染和生态环境破坏，每一座金属矿山都是一个生态定时炸弹。即使矿山关闭，这种生态的危险性依然长期存在。

目前，在现在的矿山环境污染治理中，对废水的处理主要是中和沉淀，废石则主要露天堆存为主，对尾矿的处理主要采取尾矿库堆存，个别矿山实现了尾矿回填。但上述处理方法难以解决矿山开发导致的生态问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种酸性矿山废弃地的生态修复结构及方法，以解决现有矿山开发导致的生态问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种酸性矿山废弃地的生态修复结构，包括生态隔离层、种植土层和植被层；其中，所述生态分离层设于所述酸性矿山废弃地的表面；所述种植土层铺设在所述生态隔离层上；所述植被层设于所述种植土层上；所述生态隔离层、种植土层和植被层构成复合隔离层，且所述复合隔离层上设有多个排水沟。

其中，所述生态隔离层与所述种植土层之间设有防渗层。

其中，所述防渗层由膨润土制成。

其中，所述种植土层中铺设有微渗管。

其中，还包括沉砂池，所述沉砂池与所述排水沟连通。

本发明还提供一种酸性矿山废弃地的生态修复方法，包括以下步骤：

s1、对所述酸性矿山废弃地进行削坡降载；

s2、在所述酸性矿山废弃地的表面上覆盖重金属稳定剂和碱性物质，形成生态隔离层；

s3、在所述生态隔离层上铺设种植土层，并在所述种植土层上种植植物，形成植被层；

s4、在所述生态隔离层、种植土层和植被层构成的复合隔离层上修建排水沟。

其中，在所述生态隔离层与种植土层之间铺设有防渗层。

其中，步骤s3还包括：对所述植被层进行养护管理。

其中，步骤s4还包括：修建与所述排水沟连通的沉砂池。

其中，还包括：步骤s5、采用灰浆帷幕法将所述酸性矿山废弃地的地下水及风道封闭，并向受污染水体中添加中和剂和定向吸附剂。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供一种酸性矿山废弃地的生态修复结构及方法，具有如下优点：1)通过在酸性矿山废弃地表面设置生态隔离层，中和酸性土壤并稳定土壤中的重金属；通过铺设种植土层，改善矿山废弃地的土壤性状，提高土壤肥力；通过在植土层上设置植被层，对雨水进行吸收，避免雨水直接冲刷或渗透至被污染土壤中；实现对酸性矿山废弃地的生态修复。2)通过在复合隔离层上修建排水沟，将流经矿区的地表水排入下游，减少雨水流经矿区污染土壤的长度和接触时间，避免废弃地雨水淋洗冲刷，进而污染下游水域。

附图说明

图1为本发明一种酸性矿山废弃地的生态修复结构的示意图；

图2为本发明一种酸性矿山废弃地的生态修复方法的流程图；

附图标记说明

1-酸性矿山废弃地的表面；2-生态隔离层；3-种植土层；4-植被层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，为本实施例提供一种酸性矿山废弃地的生态修复结构，包括生态隔离层2、种植土层3和植被层4。

生态分离层2设于酸性矿山废弃地的表面1。本实施例中，在酸性矿山废弃地的表面1进行重金属稳定剂和碱性物质的覆盖，形成生态隔离层2；其中重金属稳定剂用于稳定重金属，碱性物质用于中和酸性土壤。

种植土层3铺设在生态隔离层2上；植被层4设于种植土层3上。本实施例中，在生态隔离层2上覆盖40～50cm厚的种植土，形成种植土层3。在种植土层3上种植植物，形成植被层4。

生态隔离层2、种植土层3和植被层4构成复合隔离层，且复合隔离层上设有多个排水沟。

进一步的，还包括沉砂池，沉砂池与排水沟连通。沉砂池用于沉淀排水中所携带推移质，减少下游污染。

进一步的，生态隔离层2与种植土层3之间设有防渗层。本实施例中，防渗层由膨润土制成。

进一步的，种植土层3中铺设有微渗管。矿山废弃地的水土条件较差，环境恶劣，在种植初期由于气候恶劣和土壤肥力较差，植物生长缓慢，必须加强水肥管理，减少人为破坏，通过铺设微渗管，进行节水灌溉。

进一步的，本实施例中，植物应选择根系发达，耐酸为主，抗逆性强的先锋植物、固氮植物为主。以小乔木、灌木和草本乡土植物为主。小乔木选择盐肤木、刺槐、紫穗槐等。灌木选择美丽胡枝子、马棘、伞房决明等。草本植物选择紫花苜蓿等。

进一步的，草本采取混播种植，乔木和灌木采用沿等高线带状种植方式。

进一步的，种植时间选在早春开始为宜。草本植物种子种植前测定发芽率，发芽率要达到90％以上；乔灌木苗条选择60～100cm的健康苗条，经试验，造林成活率可达80％以上。

进一步的，草本植物种植密度为2.0kg/亩，乔木种植株行距为100×100cm，灌木种植株行距为50×100cm。

本实施例提供一种酸性矿山废弃地的生态修复结构，通过在酸性矿山废弃地表面设置生态隔离层，中和酸性土壤并稳定土壤中的重金属；通过铺设种植土层，改善矿山废弃地的土壤性状，提高土壤肥力；通过在植土层上设置植被层，对雨水进行吸收，避免雨水直接冲刷或渗透至被污染土质中；实现对酸性矿山废弃地的生态修复。通过在复合隔离层上修建排水沟，将流经矿区的地表水排入下游，减少雨水流经矿区污染土壤的长度和接触时间，避免废弃地雨水淋洗冲刷，进而污染下游水域。

实施例2：

如图2所示，为本实施例提供的一种酸性矿山废弃地的生态修复方法，包括以下步骤：

s1、对酸性矿山废弃地进行削坡降载；

本实施例中，75°以上边坡主要采取削坡降载方式，采取喷锚防护等措施；45～75°范围主要采取削坡降载措施，根据投资采取适当拦挡、防护措施；15～45°范围根据需要削坡降载，主要采取植被恢复措施；15°以下主要进行平整等土地整治措施。

s2、在酸性矿山废弃地的表面上覆盖重金属稳定剂和碱性物质，形成生态隔离层；

其中重金属稳定剂用于稳定土壤中的重金属，碱性物质用于中和酸性土壤。

s3、在生态隔离层上铺设种植土层，并在种植土层上种植植物，形成植被层；

本实施例中，采用喷播技术和人工种植相结合，在种植土层上添加多种树籽、草籽以及各种营养液，多道工序养护，通过1～3年的生产期，形成乔、灌、草相结合的立体防护体系。45～75°采用高次团粒(挂网)喷播技术，45°以下采用团粒直喷技术。

进一步的，还包括：对植被层进行养护管理。

本实施例中，养护管理主要有以下两个方面：1)节水灌溉：矿山废弃地水土条件较差，环境恶劣，在种植初期由于气候恶劣和土壤肥力较差，植物生长缓慢，必须加强水肥管理，减少人为破坏。本实施例中，通过铺设微渗管，进行节水灌溉。2)病虫害防治：针对植物的病虫害进行综合性的防治措施。

进一步的，为了避免雨水渗漏，在主要渗漏区的生态隔离层与种植土层之间铺设有防渗层。

s4、在生态隔离层、种植土层和植被层构成的复合隔离层上修建排水沟。

本实施例通过在复合隔离层上修建排水沟，一方面将原流经矿区的地表水通过排水沟排入下游，减少矿区的雨水冲刷和下渗；另一方面能够即时收集雨水，使矿区内雨水快速汇集至附近的排水沟，减少雨水流经矿区污染土壤的长度和接触时间。

进一步的，还包括：修建与排水沟连通的沉砂池。沉砂池用于沉淀排水中所携带推移质，减少下游污染。

s5、采用灰浆帷幕法将酸性矿山废弃地的地下水及风道封闭，并向受污染水体中添加中和剂和定向吸附剂。

采用灰浆帷幕法将各矿山地下水及风道封闭、阻隔，减少污染地下水的扩散，减少水中氧含量，即减少水中酸化反应，降低矿山污染源对下游的危害；针对水体中超标污染质，向受污染水体灌注中和剂以中和酸性渗滤液，添加定向吸附剂使水中超标污染质固化，净化出水水质。

进一步的，在矿渣堆放区修建挡渣墙，减少矿渣流失风险。

本实施例提供一种酸性矿山废弃地的生态修复方法，通过对酸性矿山废弃地进行削坡降载，实现土地整治；在酸性矿山废弃地的表面上覆盖重金属稳定剂和碱性物质，形成生态隔离层，中和土壤酸性并稳定土壤中的重金属；通过在生态隔离层上铺设种植土层，并在种植土层上种植植物，形成植被层，改善矿山废弃地的土壤性状，提高土壤肥力，并对雨水进行吸收，避免雨水直接冲刷或渗透至被污染土质中；通过在复合隔离层上修建排水沟，将流经矿区的地表水排入下游，减少雨水流经矿区污染土壤的长度和接触时间，避免废弃地雨水淋洗冲刷，进而污染下游水域；通过向受污染水体中添加中和剂和定向吸附剂，对废水的净化处理；实现对酸性矿山废弃地的生态修复。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。