煤礦沉陷區復墾系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種煤礦沉陷區復墾系統。本實用新型煤礦沉陷區復墾系統，用于復墾煤礦沉陷區，其特征在于，包括：煤矸石層、土層以及植被層，所述煤矸石層位于所述煤礦沉陷區上部，所述土層位于所述煤矸石層上部，所述植被層位于所述土層上部，所述煤矸石層的厚度均勻；所述煤礦沉陷區復墾系統，還包括：濕地區、邊坡區以及緩坡區，其中，所述濕地區設置于所述沉陷區內，所述邊坡區設置于所述濕地區周圍且坡度為30度，所述緩坡區設置于所述濕地區周圍且坡度為10度，所述緩坡區包括生態島和擴散地；所述濕地區、邊坡區以及緩坡區用于種植不同種類的植被。本實用新型解決煤矸石污染以及煤礦沉陷地復墾中植被成活率低，物種單一的問題。
【專利說明】
煤礦沉陷區復墾系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及復墾技術，尤其涉及一種煤礦沉陷區復墾系統。

【背景技術】
[0002]隨著煤礦資源的大規模開發及利用，給社會帶來巨大經濟效益的同時，也伴隨著對礦區生態環境的一系列消極影響，地下開采使煤層頂板垮落，導致地面下降，形成沉陷，沉陷作為一種地質災害，是煤炭生產開采過程中對生態環境最主要的破壞方式，沉陷面積占煤炭地下采掘總面積的百分之七十五以上，另外采煤產生的煤矸石在地面堆積，不但占用地表面積，也對人類生存環境帶來極大的危害。
[0003]對于煤礦沉陷區的生態恢復與治理，當前的復墾技術是針對某一沉陷區的某一部分進行植被種植，每個種植區具有明顯的分界，但是采用這種技術，植被成活率較低，不利于物種多樣性發展，在今后的植被生長中也不能完成從人工植被到自然植被的演替，而且也沒有消除煤矸石的危害。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種煤礦沉陷區復墾系統，以解決煤矸石污染以及煤礦沉陷地復墾中植被成活率低，物種單一的問題。
[0005]本實用新型提供一種煤礦沉陷區復墾系統，用于復墾煤礦沉陷區，包括:煤矸石層、土層以及植被層，所述煤矸石層位于所述煤礦沉陷區上部，所述土層位于所述煤矸石層上部，所述植被層位于所述土層上部，所述煤矸石層的厚度均勻；
[0006]所述煤礦沉陷區復墾系統，還包括:濕地區、邊坡區以及緩坡區，其中，所述濕地區設置于所述沉陷區內，所述邊坡區設置于所述濕地區周圍且坡度為30度，所述緩坡區設置于所述濕地區周圍且坡度為10度，所述緩坡區包括生態島和擴散地；
[0007]所述濕地區、邊坡區以及緩坡區用于種植不同種類的植被。
[0008]進一步地，上述煤礦沉陷區復墾系統，可以包括:所述濕地區的所述土層的厚度為5-10厘米，所述濕地區用于種植濕生植物。
[0009]所述邊坡區的所述土層的厚度為50厘米，所述邊坡區用于種植喬木、灌木以及草本植物。
[0010]所述生態島為圓形區域，所述生態島之間的間隔為15米，所述緩坡區除所述生態島外的區域為所述擴散地，所述生態島與所述擴散地的面積比例為1:1.5 ;
[0011]所述生態島的所述土層的厚度為50厘米，所述生態島用于種植喬木、灌木以及草本植物；
[0012]所述擴散地的所述土層的厚度為10厘米，所述擴散地用于種植草本植物。
[0013]優選地，上述煤礦沉陷區復墾系統，可以包括:所述濕地區中95%的區域用于種植蘆葦，所述蘆葦的橫向和縱向間距均為50厘米，所述濕地區的邊緣5%的區域用于種植蘆竹。
[0014]所述邊坡區中至少有一塊30米X30米的區域用于種植水杉，所述水杉的橫向和縱向間距均為2.5米，所述水杉之間的區域用于種植三角楓苗和樸樹苗；
[0015]所述邊坡區中至少有一塊10米X 10米的區域用于種植側柏和山合歡，所述側柏的橫向和縱向間距均為3米，所述山合歡的橫向和縱向間距均為5米，所述側柏之間、山合歡之間以及側柏與山合歡之間的區域用于種植構樹苗和刺槐苗；
[0016]所述邊坡區中至少有一塊10米X 10米的區域用于種植烏桕，所述烏桕的橫向和縱向間距均為4米，所述烏桕之間的區域用于種植石楠、桂花以及土麥冬；
[0017]所述邊坡區中至少有一塊10米X 10米的區域用于種植麻櫟和刺槐，所述麻櫟的橫向和縱向間距均為3米，所述刺槐的橫向和縱向間距均為4米；
[0018]所述邊坡區中至少有一塊10米X 10米的區域用于種植黃山欒樹，所述黃山欒樹的橫向和縱向間距均為2.5米，所述黃山欒樹之間的區域用于種植榆樹苗和三角楓苗；
[0019]所述邊坡區中至少有一塊10米X 10米的區域用于種植刺槐，所述刺槐的橫向和縱向間距均為3.5米，所述刺槐之間的區域用于種植野薔薇和中華結縷草；
[0020]所述擴散地用于種植中華結縷草草皮，每一塊所述草皮的規格為30厘米X30厘米，所述草皮的橫向和縱向間距均為30厘米；
[0021]至少一個所述生態島的直徑為10米，用于種植黃山欒樹，所述黃山欒樹的橫向和縱向間距均為3米，還用于均勻種植兩棵楝樹、兩棵女貞以及兩棵刺槐，所述生態島的剩余區域用于種植白花車軸草；
[0022]至少一個所述生態島的直徑為10米，用于種植構樹，所述構樹的橫向和縱向間距均為4米，還用于均勻種植一棵香樟、兩棵黃山欒樹以及八棵三角楓苗，所述生態島的剩余區域用于種植白花車軸草；
[0023]至少一個所述生態島的直徑為10米，用于種植三角楓，所述三角楓的橫向和縱向間距均為2米，還用于均勻種植四棵山合歡、兩棵香樟以及四棵垂絲海棠，所述生態島的剩余區域用于種植土麥冬；
[0024]至少一個所述生態島的直徑為30米，用于種植女貞和海桐，所述女貞的橫向和縱向間距均為8米，所述海桐的橫向和縱向間距均為6米，還用于均勻種植七棵楝樹、三棵香樟、六棵桂花以及兩棵青桐，所述生態島的剩余區域用于種植狗牙根。
[0025]所述擴散地上每隔4米有一個I米X I米X I米的樹穴坑，所述樹穴坑用于種植高大喬木樹種，所述高大喬木樹種包括懸鈴木、臭椿、洋玉蘭、香樟以及黑松。
[0026]進一步地，上述煤礦沉陷區復墾系統，可以包括:所述濕地區與人工收集池連接，以吸收在所述人工收集池中未處理干凈的煤矸石滲漏液。
[0027]本實用新型煤礦沉陷區復墾系統，通過填充覆蓋煤矸石作為植被種植的基底，并根據地勢劃分區域種植多種植被，實現對煤礦沉陷區的復墾及生態恢復，解決煤矸石污染以及煤礦沉陷地復墾中植被成活率低，物種單一的問題，將煤礦沉陷區改造成為城市綠色游憩空間，不僅解決污染、沉陷問題，而且物種多樣性發展大大改善了廢棄礦區的生態環境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1為本實用新型煤礦沉陷區復墾系統實施例一的結構示意圖；
[0030]圖2為圖1中A-A’剖線結構透視圖；
[0031]圖3為本實用新型煤礦沉陷區復墾系統實施例二的結構示意圖；
[0032]圖4為本實用新型煤礦沉陷區復墾系統實施例三的結構示意圖；
[0033]圖5為本實用新型煤礦沉陷區復墾系統實施例四的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0034]圖1為本實用新型煤礦沉陷區復墾系統實施例一的結構示意圖，圖2為圖1中A-A’剖線結構透視圖，如圖2所示，本實施例的煤礦沉陷區復墾系統包括:煤矸石層22、土層23以及植被層24，煤矸石層22位于煤礦沉陷區21上部，土層23位于煤矸石層22上部，植被層24位于土層23上部，煤矸石層22的厚度均勻。本實施例的煤礦沉陷區復墾系統的結構是以煤矸石層22作為基底，用煤矸石填充并覆蓋整個煤礦沉陷區，然后在煤矸石上覆土，以用于種植植被。如圖1所示，根據煤礦沉陷區的地勢，該煤礦沉陷區復墾系統還可以包括:濕地區11、邊坡區12以及緩坡區13，其中，濕地區11設置于沉陷區內，尤其是沉陷區內地勢最低的地方由于可能存在積水情況，因此將其設置成濕地區；邊坡區12設置于濕地區11周圍且坡度為30度；緩坡區13設置于濕地區11周圍且坡度為10度，進一步的，緩坡區13還可以包括:生態島131和擴散地132。濕地區11、邊坡區12以及緩坡區13用于種植不同種類的植被，甚至是緩坡區13中的生態島131和擴散地132也是用于種植不同種類的植被。
[0035]本實施例的煤礦沉陷區復墾系統，用于復墾煤礦沉陷區，隨著煤炭資源的大規模開發及利用，給社會帶來巨大經濟效益，但是伴隨著經濟發展，煤礦開采對礦區的生態環境造成了毀滅性的影響，這其中，煤礦開采導致地面沉陷是最突出的問題，煤礦沉陷區的生態恢復與治理，是煤炭生產所面臨的一個亟待解決的問題，直接影響礦區的生態環境和可持續發展。
[0036]本實施例中，煤礦沉陷區復墾系統主要采用了煤矸石填充復墾技術、采空沉陷濕地區植被修復技術、采空沉陷邊坡區植被修復技術和采空沉陷緩坡區植被修復技術四種復墾技術，其中，煤矸石填充復墾技術主要作用是使煤矸石成為復墾系統植被種植的基底，并且對地勢進行適應性調整，例如，在濕地區周圍坡度較大的地方，將坡度大于40度的坡面，可以人工用煤矸石進行平整，復墾為30度左右邊坡；若坡度在30度至40度，可以對其不進行過多的人為降低坡度和土地平整；采空沉陷濕地區植被修復技術主要作用是使沉陷區地勢最低的區域實現濕地區改造，將其打造成濕地植被為主的區域；采空沉陷邊坡區植被修復技術主要作用是使濕地區周圍且坡度較大的區域實現復合型植被種植，減少雨水對地表的直接沖刷，保持水土；采空沉陷緩坡區植被修復技術主要作用是使濕地區周圍且坡度較小的區域實現多樣性植被種植，使植被種類更豐富。
[0037]本實施例的煤礦沉陷區，不僅有大量遺留的煤矸石堆，還有采煤沉陷坑和裸露的地表，煤矸石層填充并覆蓋沉陷區可以根據景觀設計需要，直接將廢棄礦區遺留的厚度不同的煤矸石堆進行人工轉移和填充，使各部分煤矸石厚度基本相等，以構建復墾系統所需的基底。需要說明的是，本實施例的煤礦沉陷區復墾系統不僅僅適用于上述煤礦沉陷區，在條件類似的礦區均適用，此處不做具體限定。由于煤礦開采產生了大量的煤矸石，這是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石，煤矸石棄置不用，占用了礦區大片土地，因此在運輸上不需要大量的耗費即可在沉陷區的地表上形成煤矸石層，通過平整處理使得沉陷區各處的煤矸石層厚度均勻，形成了煤礦沉陷區復墾系統的基底。在煤矸石層上覆蓋有一層土層，根據沉陷區地勢的不同土層的厚度不同，正如上述內容所述，濕地區、邊坡區以及緩坡區由于種植的植被種類不同，對土壤厚土的需求是不同的。植被種植可以因地制宜，以植被組合的方式既可以在沉陷區構建多樣的植被環境，又可以提高植物的成活率，對于生態環境的改變有很大的效果。植被種植后，一般需幾個月時間對環境和土壤進行適應，待適應當地氣候后，可對環境有較大改善，多樣的植被種植使具有整體性，在今后的植被生長中能夠完成從人工植被到自然植被演替的過程，有利于整個區域的共同發展以及當地處植物和動物的生長和物種多樣性。
[0038]進一步的，濕地區11的土層的厚度為5-10厘米，用于種植濕生植物；邊坡區12的煤矸石層經過人工處理后使邊坡區12的坡度維持在30度，邊坡區12的土層的厚度為50厘米，用于種植喬木、灌木以及草本植物；緩坡區13的煤矸石層經過人工處理后使緩坡區
13的坡度維持在10度，緩坡區13中的生態島131為圓形區域，生態島131之間的間隔為15米，緩坡區13中除生態島131以外的區域為擴散地132，生態島131與擴散地132的面積比例為1: 1.5，生態島131的土層的厚度為50厘米，用于種植喬木、灌木以及草本植物，擴散地132的土層的厚度為10厘米，用于種植草本植物。
[0039]本實施例，通過煤矸石形成復墾系統的基底，可以減少煤矸石對環境的污染，還可以進行地表植被恢復與景觀改造，實現礦區固體廢棄物的綜合合理利用和“零”堆積。另外，通過對煤矸石形成復墾系統依地勢進行劃分，采用復合型植被種植方案，在逐漸的植被演替過程中會形成整體的濕地區生態系統和陸地生態系統，相較于單一的修復模式，可以產生1+1+1大于3的效應。煤礦沉陷區復墾系統中具體的植被組合是通過對沉陷區的植被進行實地監測和管理的結果，以保證植物種植后的成活率和物種多樣性。本實施例中的煤礦沉陷區復墾系統具有結構簡單，工程量小，操作管理方便、植物存活率高和植被多樣性高等特點，通過該系統進行礦區景觀重建與生態恢復，將廢棄的資源枯竭礦區改造成為城市綠色游憩空間，不僅解決煤矸石污染問題，而且大大改善了廢棄的資源枯竭礦區景觀多樣性，促進環境友好型礦區的建設和發展。
[0040]下面采用三個具體的實施例分別說明煤礦沉陷區復墾系統三種區域的植被種植方案。
[0041]圖3為本實用新型煤礦沉陷區復墾系統實施例二的結構示意圖，圖3與圖1結合來看，濕地區11中95%的區域31用于種植蘆葦，蘆葦的橫向和縱向間距均為50厘米，濕地區11的邊緣5%的區域32用于種植蘆竹。
[0042]本實施例中，利用沉陷區的低洼地勢形成濕地區植物生長的區域，其面積最大可達20000平方米，可以將濕地區與人工收集池相連，以吸收在所述人工收集池中未處理干凈的煤矸石滲漏液。在沉陷區的深坑或地勢最低的區域填充并覆蓋煤矸石層，在煤矸石層上覆蓋土層，為了適合蘆葦等濕生植物生長需要，濕地區的煤矸石層上覆蓋5-10厘米的土層，濕地區中95%的區域用于種植蘆葦，確保濕地區植被中以蘆葦群落占絕對優勢，邊緣5%的區域用于種植蘆竹。
[0043]圖4為本實用新型煤礦沉陷區復墾系統實施例三的結構示意圖，圖4與圖1結合來看,邊坡區12的植被種植方案比較多樣，主要用于種植喬木、灌木以及草本植物，邊坡區12被劃分成多個區域，包括30米X 30米的區域和10米X 10米的區域，不同的區域可以種植不同的植被組合，具體的實施方案可以有六種，包括:邊坡區12中至少有一塊30米X30米的區域41用于種植水杉，所述水杉的橫向和縱向間距均為2.5米，所述水杉之間的區域用于種植三角楓苗和樸樹苗；邊坡區12中至少有一塊10米X 10米的區域42用于種植側柏和山合歡，所述側柏的橫向和縱向間距均為3米，所述山合歡的橫向和縱向間距均為5米，所述側柏之間、山合歡之間以及側柏與山合歡之間的區域用于種植構樹苗和刺槐苗；邊坡區12中至少有一塊10米X 10米的區域43用于種植烏桕，所述烏桕的橫向和縱向間距均為4米，所述烏桕之間的區域用于種植石楠、桂花以及土麥冬，土麥冬可以布滿該區域43 ；邊坡區12中至少有一塊10米X 10米的區域44用于種植麻櫟和刺槐，所述麻櫟的橫向和縱向間距均為3米，所述刺槐的橫向和縱向間距均為4米；邊坡區12中至少有一塊10米X 10米的區域45用于種植黃山欒樹,所述黃山欒樹的橫向和縱向間距均為2.5米,所述黃山欒樹之間的區域用于種植榆樹苗和三角楓苗；邊坡區12中至少有一塊10米X 10米的區域46用于種植刺槐，所述刺槐的橫向和縱向間距均為3.5米，所述刺槐之間的區域用于種植野薔薇和中華結縷草，中華結縷草可以布滿該區域46。需要說明的是，圖4所示的只是邊坡區植被種植的結構示意圖，至少有一塊相應的區域種植上述六種植被組合中的任意一種，可以是整個邊坡區地區全部都劃區域種植，也可以是在兩個區域之間預留出植被擴展的空間，具體種植方法和區域數量此處不做限定，而且這六種植被組合彼此相鄰的方式也不做具體限定。
[0044]本實施例中，邊坡區種植的植被是非常豐富的，即可以最大限度的減少雨水對地表的直接沖刷，保持水土，又可以對邊坡區進行綠化，并且多種植被組合對景觀也起到了很好的美化作用。
[0045]圖5為本實用新型煤礦沉陷區復墾系統實施例四的結構示意圖，圖5與圖1結合來看，緩坡區13中的生態島同樣用于種植多種植被，主要包括喬木、灌木以及草本植物，生態島有兩種規格，一種是直徑為10米的圓形區域，一種是直徑為30米的圓形區域，不同的生態島可以種植不同的植被組合，具體的實施方案可以有四種，包括:至少一個所述生態島51的直徑為10米，用于種植黃山欒樹，所述黃山欒樹的橫向和縱向間距均為3米，還用于均勻種植兩棵楝樹、兩棵女貞以及兩棵刺槐，所述生態島的剩余區域用于種植白花車軸草；至少一個所述生態島52的直徑為10米，用于種植構樹，所述構樹的橫向和縱向間距均為4米，還用于均勻種植一棵香樟、兩棵黃山欒樹以及八棵三角楓苗，所述生態島的剩余區域用于種植白花車軸草；至少一個所述生態島53的直徑為10米，用于種植三角楓，所述三角楓的橫向和縱向間距均為2米，還用于均勻種植四棵山合歡、兩棵香樟以及四棵垂絲海棠，所述生態島的剩余區域用于種植土麥冬；至少一個所述生態島54的直徑為30米，用于種植女貞和海桐，所述女貞的橫向和縱向間距均為8米，所述海桐的橫向和縱向間距均為6米，還用于均勻種植七棵楝樹、三棵香樟、六棵桂花以及兩棵青桐，所述生態島的剩余區域用于種植狗牙根。需要說明的是，圖5所示的只是緩坡區植被種植的結構示意圖，至少有一塊相應的生物島種植上述四種植被組合中的任意一種,具體種植方法和生態島數量此處不做限定，而且這四種植被組合彼此相鄰的方式也不做具體限定。
[0046]相對的，擴散地55種植的植被主要以草本植物為主，比較單一，用于種植中華結縷草草皮，每一塊所述草皮的規格為30厘米X 30厘米，所述草皮的橫向和縱向間距均為30厘米，預留草皮生長擴展需要的空間。
[0047]進一步的，擴散地55上每隔4米有一個I米X I米X I米的樹穴坑56，所述樹穴坑56用于種植高大喬木樹種，可以包括懸鈴木、臭椿、洋玉蘭、香樟以及黑松，起防止水土流失的作用。
[0048]通過上述煤礦沉陷區復墾系統，在沉陷區種植多種植被，雖然每個種植區植被種類不多，但是經過一段時間的生長，流水和風等自然力量可攜帶部分種子到其他區域，使其他區域也能生長最初沒有種植的植被，初始種植完成2年左右，即可使生物多樣性增加，物種從單一到多種，自然演替形成，可達到預期標準，使三個修復區除獨立生長外還與其他區域有聯系，形成一個完整生態恢復系統。等到植被種植結束，植被生長穩定，可以明顯發現，該煤礦沉陷區復墾系統覆蓋的區域的空氣質量明顯變好，雨水直接沖刷地表的現象基本消失，生物多樣性和植被成活率明顯提高，改善礦區的生態環境。
[0049]本實用新型保護的是煤礦沉陷區復墾系統，該復墾系統除了現有的一般復墾技術夕卜，提出來具有整體性的復墾方案，且每個復墾區內煤矸石填充，種植植被種類，各修復區植被種植的具體實施方法，例如植物間的行距，以哪種為優勢種，喬木灌木草本間的搭配，都是本實用技術所集成的。
[0050]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種煤礦沉陷區復墾系統，用于復墾煤礦沉陷區，其特征在于，包括:煤矸石層、土層以及植被層，所述煤矸石層位于所述煤礦沉陷區上部，所述土層位于所述煤矸石層上部，所述植被層位于所述土層上部，所述煤矸石層的厚度均勻； 所述煤礦沉陷區復墾系統，還包括:濕地區、邊坡區以及緩坡區，其中，所述濕地區設置于所述沉陷區內，所述邊坡區設置于所述濕地區周圍且坡度為30度，所述緩坡區設置于所述濕地區周圍且坡度為10度，所述緩坡區包括生態島和擴散地； 所述濕地區、邊坡區以及緩坡區用于種植不同種類的植被。
2.根據權利要求1所述的煤礦沉陷區復墾系統，其特征在于，所述濕地區的所述土層的厚度為5-10厘米，所述濕地區用于種植濕生植物。
3.根據權利要求1所述的煤礦沉陷區復墾系統，其特征在于，所述邊坡區的所述土層的厚度為50厘米，所述邊坡區用于種植喬木、灌木以及草本植物。
4.根據權利要求1?3之一所述的煤礦沉陷區復墾系統，其特征在于，所述濕地區與人工收集池連接，以吸收在所述人工收集池中未處理干凈的煤矸石滲漏液。
【文檔編號】A01G1/00GK204132024SQ201420011162
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年1月8日 優先權日:2014年1月8日
【發明者】陳永春, 周忠澤, 徐翀, 孫慶業, 謝毫, 劉婧婧, 李翠, 張玉云, 王超 申請人:淮南礦業(集團)有限責任公司, 安徽大學