專利名稱：煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植被恢復(fù)技術(shù)，更特別的涉及一種煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被
恢復(fù)技術(shù)。
背景技術(shù)：
由于社會(huì)發(fā)展對(duì)能源的迫切需求帶動(dòng)了煤礦的大量開采，煤礦的開采過程中會(huì)產(chǎn) 生一定比例的煤矸石，煤矸石的排放和管理一直是煤礦企業(yè)面臨的一項(xiàng)棘手的問題。大量 煤矸石的堆放會(huì)占用土地資源、影響景觀，形成水土流失和揚(yáng)塵的物質(zhì)源，對(duì)于一些含硫量 高的煤矸石，大量堆積還會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象、污染空氣；并且含硫量高的煤矸石明顯偏酸性， 直接會(huì)對(duì)土壤和水體產(chǎn)生酸化污染等；同時(shí)能自燃的煤矸石自身具有較高的熱量值，是一 種劣質(zhì)煤，是一種可利用能源物質(zhì)，只是當(dāng)前還沒有充分利用，急需實(shí)施作為貯備能源植物 進(jìn)行保護(hù)、保存。面對(duì)煤矸石的這些問題和特點(diǎn)，迫切需要有效的技術(shù)手段實(shí)施煤矸石能源 的保護(hù)和煤矸石山生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是通過對(duì)煤矸石山自燃因子調(diào)控，將煤矸石作為低品位礦產(chǎn)資 源以煤矸石山的形式進(jìn)行封存，保存、保護(hù)好這一貯備能源材料。 本發(fā)明的第二個(gè)目的是克服煤矸石山生態(tài)恢復(fù)工程中因立地條件中植被生長限 制性因子，營造適宜灌草植被群落生長的土壤條件，并結(jié)合噴播灌草植物種籽，遵循自然規(guī) 律，通過人工促進(jìn)植被自然恢復(fù)。 本發(fā)明的第三個(gè)目的是通過本項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施改變以往在煤矸石山表面覆土 l-2m 進(jìn)行造林綠化的傳統(tǒng)做法，減少由于客土對(duì)其它區(qū)域表土和生態(tài)環(huán)境的破壞，并且能夠有 效實(shí)施生態(tài)型植被恢復(fù)，降低植被恢復(fù)成本。 本發(fā)明的這些和其它目的將通過下面的詳細(xì)描述來進(jìn)一步體現(xiàn)和說明。
本發(fā)明的煤矸石山阻燃和生態(tài)植被恢復(fù)技術(shù)，包括如下步驟
1)、進(jìn)行煤矸石山地形整理，設(shè)置坡體穩(wěn)定防護(hù)和坡面排水系統(tǒng)；
2)、對(duì)現(xiàn)有火源點(diǎn)打孔灌注堿性槳滅火；
3)、煤矸石山表層噴灌堿性封閉調(diào)和漿；
4)、封閉調(diào)和漿上面噴附植被恢復(fù)生態(tài)漿；
5)、噴播灌草植物種子；
6)、鋪設(shè)防護(hù)材料。 在本發(fā)明的煤矸石山阻燃和生態(tài)植被恢復(fù)技術(shù)中，所述的煤矸石山地形整理，設(shè) 置坡體穩(wěn)定防護(hù)和坡面排水系統(tǒng)步驟包括對(duì)煤矸石山進(jìn)行地形整理，設(shè)置分級(jí)馬道、坡腳 攔擋、適度平整坡面，保證坡體穩(wěn)定；并根據(jù)坡面的徑流匯流情況，布設(shè)截水、匯水、排水溝 渠，對(duì)可能對(duì)坡面發(fā)生沖刷影響的徑流進(jìn)行攔截、分級(jí)有序排導(dǎo)。 所述的對(duì)現(xiàn)有火源點(diǎn)打孔灌注堿性漿滅火步驟包括通過對(duì)現(xiàn)有火源點(diǎn)位置根據(jù)
4著火點(diǎn)深度和面積布設(shè)灌注孔，灌注以膨潤土、生石灰堿性配漿材料、高分子有機(jī)物質(zhì)煤矸
石自燃抑制劑為主要調(diào)配材料的堿性滅火漿，阻止空氣與煤矸石的接觸，達(dá)到滅除矸石山
現(xiàn)有火源的目的。所述的堿性滅火漿包括 膨潤土 40 50重量份 石灰 8 10重量份 聚磷酸銨(APP) 0. 1 0. 12重量份。 所述的煤矸石山表層噴灌堿性封閉調(diào)和漿步驟包括在煤矸石山滅火工程完工1 天后，在其表面利用工程噴射機(jī)械噴灌以膨潤土、石灰堿性配漿材料、高分子有機(jī)物煤矸石 自燃抑制劑為主要調(diào)配材料的堿性封閉調(diào)和漿，在表層形成5-10cm的封閉層，相對(duì)阻止空 氣、水與煤矸石的接觸，起到抑制自燃的作用。按比例配制封閉調(diào)和漿，調(diào)配材料與水的調(diào) 制重量比例為5 : 3。所述的堿性封閉漿主要材料的配方為
膨潤土 10 15重量份
種植壤土 30 45重量份
粉煤灰 5 8重量份
聚磷酸銨(APP) 0. 1 0. 12重量份。
所述的封閉調(diào)和漿上面噴附植被恢復(fù)生態(tài)漿步驟包括在堿性封閉調(diào)和漿施工結(jié) 束2-5天后，在其表層利用工程噴射機(jī)械噴附由泥炭、黏合劑、保水劑、膨潤土、有機(jī)肥等材 料組成的植被恢復(fù)生態(tài)漿，噴射厚度為5-8cm。所述的恢復(fù)生態(tài)漿主要材料的配方為








泥炭
粘合劑
膨潤土
長效緩釋肥
種植土
60 -1 18 -1 180
-65重量份 1. 5重量份 -20重量份 t份 200重量份
保水劑 膨脹蛭石 有機(jī)肥 沸石
1 6 6
4
t份 t份 t份 t份
在噴射作業(yè)時(shí)植被恢復(fù)生態(tài)漿干物質(zhì)與水的混合重量比為比例為4 :3。
所述的噴播灌草植物種子步驟包括在植被恢復(fù)生態(tài)漿表層利用工程噴射機(jī)械 噴附灌草植物種子，為了灌草植物種子能夠有效的附著在生態(tài)漿的表層并能夠順利發(fā)芽生 長，在噴射作業(yè)時(shí)將灌草植物種子、木纖維、保水劑利用水劑充分?jǐn)嚢杌旌虾髧娚涞街脖换?br> 復(fù)漿的外表面，噴射厚度為l-2cm。主要材料的配方為
木纖維 10 12重量份 粘合劑 1 1. 2重量份 植物種 2 3重量份 在噴射作業(yè)時(shí)干物質(zhì)與水的混合重量比為比例為1 : 4。 所述的鋪設(shè)防護(hù)材料步驟包括待灌草種子噴射層定型后在坡面鋪設(shè)纖維毯或無 紡布，自上而下鋪設(shè)，相鄰覆蓋之間搭接5-10cm，與坡面充分接觸并用①3毫米鍍鋅U形鐵 釘固定，鐵釘間距1-1. 5m，梅花形交錯(cuò)布設(shè)，施工后立即噴水，保持坡面濕潤直至種子發(fā)芽。
注漿滅火的基本配方科學(xué)、合理，漿料中含有大量的填充劑，使其能夠有效地覆蓋 燃燒區(qū)域，并且能夠有效地阻斷空氣流通通道。原材料選擇既有覆蓋作用，又要有防止復(fù)燃 的作用。以膨潤土配制原漿，膨潤土具有造漿性好的特點(diǎn)，其內(nèi)部形成立體的三維網(wǎng)架結(jié) 構(gòu)，可以有效地?cái)y帶滅火添加劑，從而使得漿料能有效地到達(dá)并覆蓋正在燃燒的煤矸石區(qū)域，而不形成漿料的局部淤積；膨潤土易與煤矸石中的粘土礦物以及所添加的堿性材料等在燃燒區(qū)域的高溫下發(fā)生一系列的類似于硅酸鹽化的化學(xué)反應(yīng)，其結(jié)果在矸石山煤矸石燃燒區(qū)域形成一層致密的覆蓋層，從而阻止了空氣與煤矸石的接觸，從而有利于徹底熄滅矸石山煤矸石的自燃。堿性配漿材料的作用是它們可以與矸石山煤矸石燃燒區(qū)域發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，其結(jié)果不僅形成了不溶于水的CaS03 CaS04和H20，這些產(chǎn)物有利于進(jìn)一步填充燃燒區(qū)域的通道使得治理更加徹底。這一中和反應(yīng)有利于改善矸石山自燃釋放出來的污染物和淋溶對(duì)環(huán)境造成的酸性污染，所生成的H20又有利于降低矸石山溫度。CaO添加到煤矸石中，煤矸石的揮發(fā)份析出溫度、活化能明顯增高。則矸石山煤矸石的自燃趨勢(shì)則明顯降低，所以CaO可以起到抑制矸石山煤矸石自燃的作用。所添加的煤矸石自燃抑制劑，其主要原理是應(yīng)用有機(jī)大分子物質(zhì)，由于有機(jī)高分子物質(zhì)是一吸附性很強(qiáng)的基團(tuán)，帶有吸附基團(tuán)的高聚物形成多點(diǎn)吸附阻止氧氣與煤矸石接觸，而表面活性劑由于其具有親水和親油兩種基團(tuán)，所以其親油基團(tuán)與煤矸石接觸。而親水基團(tuán)則伸向空氣，使得煤矸石獲得親水性，其乳液在煤矸石表面形成一層水膜，阻止了空氣與煤矸石的接觸，起到阻化的作用。并且非極性基團(tuán)又與揮發(fā)份有機(jī)物相互作用，從而大大提高了矸石山煤矸石揮發(fā)份的析出溫度，起到抑制自燃的作用，不僅對(duì)前期滅火有積極的意義，而其對(duì)后期防止矸石山煤矸石的自燃復(fù)發(fā)具有重要的意義。 表層噴灌堿性封閉調(diào)和槳是達(dá)到堵塞空氣和水的通道，對(duì)阻止空氣、水與煤矸石的接觸，起到抑制自燃的作用。同時(shí)由于利用煤炭燃燒的堿性粉煤灰，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤矸石酸性的中和利于營造植物生長的中性土壤環(huán)境還能實(shí)現(xiàn)廢物綜合利用。 利用噴附植被恢復(fù)生態(tài)漿為植物的生長提供了土壤條件，克服了煤矸石山植被恢復(fù)的另一個(gè)限制性因子。同時(shí)利用噴漿技術(shù)降低了施工用土量、成本，并且能夠克服一些施工運(yùn)輸困難的問題。由于使用的是灌草植被，避免喬木根系喬木主根深入內(nèi)層引導(dǎo)水流滲透，誘發(fā)矸石氧化增溫；并且當(dāng)重新應(yīng)用煤矸石作為能源物質(zhì)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)喬木林分的損壞。由于形成的土壤層適宜灌草植被生長，符合生態(tài)學(xué)原理，后期植被群落能夠穩(wěn)定持續(xù)，產(chǎn)生良好的生態(tài)效應(yīng)。 在本發(fā)明中使用的所有原材料等均是常規(guī)使用的，可以從市場購得。如保水劑可
以采用商標(biāo)為旱寶貝的產(chǎn)品，粘合劑可以采用商標(biāo)為愛森的產(chǎn)品，生物有機(jī)肥可以采用商
標(biāo)為清華的產(chǎn)品，長效緩釋肥可以采用商標(biāo)為愛德濃的產(chǎn)品，以上產(chǎn)品可以從北京金元易
生態(tài)研究中心購買；泥炭可以采用黑龍江富田肥料有限公司生產(chǎn)銷售的肥料泥炭，膨脹蛭
石可以采用規(guī)格為2 4的靈壽縣佳信蛭石加工廠(天津)銷售公司，膨潤土可以采用京
泰華膨潤土科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)銷售的有機(jī)膨潤土，沸石可以采用山西榆次昶力高科有
限公司生產(chǎn)銷售的4A合成沸石，木纖維由北京三豐大地生態(tài)科技有限公司購買。 在本發(fā)明中，如非特指，所有的量、百分比均為重量單位，以總重量為基礎(chǔ)。 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述。由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明可以通過其
他的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明
的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。 實(shí)施例1 按照以下步驟進(jìn)行 1、進(jìn)行煤矸石山地形整理，設(shè)置坡體穩(wěn)定防護(hù)和坡面排水系統(tǒng)；
對(duì)煤矸石山進(jìn)行地形整理，設(shè)置分級(jí)馬道、坡腳攔擋、適度平整坡面，保證坡體穩(wěn)
定；并根據(jù)坡面的徑流匯流情況，布設(shè)截水、匯水、排水溝渠，對(duì)可能對(duì)坡面發(fā)生沖刷影響的
徑流進(jìn)行攔截、分級(jí)有序排導(dǎo)。 2、對(duì)現(xiàn)有火源點(diǎn)打孔灌注堿性槳滅火； 通過對(duì)現(xiàn)有火源點(diǎn)位置根據(jù)著火點(diǎn)深度和面積布設(shè)灌注孔，灌注堿性滅火漿。所述的堿性滅火漿的配方為 膨潤土 50公斤，石灰10公斤，高分子有機(jī)物0. 12公斤。
3、煤矸石山表層噴灌堿性封閉調(diào)和漿； 在煤矸石山滅火工程完工1天后，在其表面利用工程噴射機(jī)械噴灌堿性封閉調(diào)和漿，調(diào)配漿與水的調(diào)制重量比例為5 : 3，在表層形成5-10cm的封閉層。所述的堿性封閉漿包括
膨潤土 15公斤，種植壤土 45公斤，粉煤灰8公斤高分子有機(jī)物O. 12公斤。4、封閉調(diào)和漿上面噴附植被恢復(fù)生態(tài)漿；
在堿性封閉調(diào)和漿施工結(jié)束2-5天后，在其表層利用工程噴射機(jī)械噴射植被恢復(fù)生態(tài)漿，在噴射作業(yè)時(shí)植被恢復(fù)生態(tài)漿干物質(zhì)與水的混合重量比為4 : 3，噴射厚度為5-8cm，所述的恢復(fù)生態(tài)漿包括
保水劑 2公斤膨脹蛭石 8公斤有機(jī)肥 8公斤沸石 5公斤
泥炭粘合劑膨潤土長效緩釋肥種植土
65公斤1. 5公斤20公斤2公斤200公斤'
5、噴播灌草植物種子；
在植被恢復(fù)生態(tài)漿表層利用工程噴射機(jī)械噴附灌草植物種子，在噴射作業(yè)時(shí)將灌草植物種子、木纖維、保水劑利用水劑充分?jǐn)嚢杌旌虾髧娚涞街脖换謴?fù)漿的外表面，在噴射
作業(yè)時(shí)干物質(zhì)與水的混合重量比為比例為1 : 4，噴射厚度為l-2cm，配方為
木纖維12公斤，粘合劑1. 2公斤，植物種子3公斤。
6、鋪設(shè)防護(hù)材料； 待灌草種子噴射層定型后在坡面鋪設(shè)纖維毯或無紡布，自上而下鋪設(shè)，相鄰覆蓋之間搭接5-10cm，與坡面充分接觸并用①3毫米鍍鋅U形鐵釘固定，鐵釘間距l(xiāng)-1.5m，梅花形交錯(cuò)布設(shè)，施工后立即噴水，保持坡面濕潤直至種子發(fā)芽。
權(quán)利要求
一種煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)，其特征在于包括如下步驟1)、進(jìn)行煤矸石山地形整理，設(shè)置坡體穩(wěn)定防護(hù)和坡面排水系統(tǒng)；2)、對(duì)現(xiàn)有火源點(diǎn)打孔灌注堿性漿滅火；3)、煤矸石山表層噴灌堿性封閉調(diào)和漿；4)、封閉調(diào)和漿上面噴附植被恢復(fù)生態(tài)漿；5)、噴播灌草植物種子；6)、鋪設(shè)防護(hù)材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)，其特征在于所述的煤矸石山地形整理，設(shè)置坡體穩(wěn)定防護(hù)和坡面排水系統(tǒng)步驟包括對(duì)煤矸石山進(jìn)行地形整 理，設(shè)置分級(jí)馬道、坡腳攔擋、適度平整坡面，保證坡體穩(wěn)定；并根據(jù)坡面的徑流匯流情況， 布設(shè)截水、匯水、排水溝渠，對(duì)可能對(duì)坡面發(fā)生沖刷影響的徑流進(jìn)行攔截、分級(jí)有序排導(dǎo)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)，其特征在于所述的 對(duì)現(xiàn)有火源點(diǎn)打孔灌注堿性漿滅火步驟包括通過對(duì)現(xiàn)有火源點(diǎn)位置根據(jù)著火點(diǎn)深度和面 積布設(shè)灌注孔，灌注堿性滅火漿。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)，其特征在于所述的 堿性滅火漿包括膨潤土 40 50 重量份石灰 8 10 重量份聚磷酸銨 0. 1 0. 12重量份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)，其特征在于所述的 煤矸石山表層噴灌堿性封閉調(diào)和漿步驟包括在煤矸石山滅火工程完工1天后，在其表面 利用工程噴射機(jī)械噴灌堿性封閉調(diào)和漿，調(diào)配漿與水的調(diào)制重量比例為5 : 3，在表層形成 5-10cm的封閉層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)，其特征在于所述的 堿性封閉漿包括t份 t份 t份 t份。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)，其特征在于所述的 封閉調(diào)和漿上面噴附植被恢復(fù)生態(tài)漿步驟包括在堿性封閉調(diào)和漿施工結(jié)束2-5天后，在 其表層利用工程噴射機(jī)械噴射植被恢復(fù)生態(tài)漿，在噴射作業(yè)時(shí)植被恢復(fù)生態(tài)漿干物質(zhì)與水 的混合重量比為4 : 3，噴射厚度為5-8cm，所述的恢復(fù)生態(tài)漿包括膨潤土種植壤土粉煤灰15 4510 305 8 重〗 0. 1 0. 12重j泥炭 60 粘合劑 1 膨潤土 18 長效緩釋肥1 種植土 180'65 重』1. 5 重』-20 重』2 重』 200重:t份 t份 t份 t份 亂保水劑l膨脹蛭6 有機(jī)肥6 沸石4 2重〗 8重〗 8重j5〖份 〖份 〖份 〖份
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)，其特征在于所述的噴播灌草植物種子步驟包括在植被恢復(fù)生態(tài)漿表層利用工程噴射機(jī)械噴附灌草植物種 子，在噴射作業(yè)時(shí)將灌草植物種子、木纖維、保水劑利用水劑充分?jǐn)嚢杌旌虾髧娚涞街脖换謴?fù)漿的外表面，在噴射作業(yè)時(shí)干物質(zhì)與水的混合重量比為比例為l : 4，噴射厚度為l-2cm，配方為木纖維 10 12 重量份 粘合劑 1 1.2重量份植物種 2 3 重量份。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)，其特征在于所述的 所述的鋪設(shè)防護(hù)材料步驟包括待灌草種子噴射層定型后在坡面鋪設(shè)纖維毯或無紡布，自 上而下鋪設(shè)，相鄰覆蓋之間搭接5-10cm，與坡面充分接觸并用①3毫米鍍鋅U形鐵釘固定， 鐵釘間距1-1. 5m，梅花形交錯(cuò)布設(shè)，施工后立即噴水，保持坡面濕潤直至種子發(fā)芽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤矸石山生態(tài)封漿阻燃和植被恢復(fù)技術(shù)，包括如下步驟1)進(jìn)行煤矸石山地形整理，設(shè)置坡體穩(wěn)定防護(hù)和坡面排水系統(tǒng)；2)對(duì)現(xiàn)有火源點(diǎn)打孔灌注堿性漿滅火；3)煤矸石山表層噴灌堿性封閉調(diào)和漿；4)封閉調(diào)和漿上面噴附植被恢復(fù)生態(tài)漿；5)噴播灌草植物種子；6)鋪設(shè)防護(hù)材料。本發(fā)明利用噴附植被恢復(fù)生態(tài)漿為植物的生長提供了土壤條件，同時(shí)利用噴漿技術(shù)降低了施工用土量、成本，并且能夠克服一些施工運(yùn)輸困難的問題。由于使用的是灌草植被，避免喬木根系喬木主根深入內(nèi)層引導(dǎo)水流滲透，誘發(fā)矸石氧化增溫；并且當(dāng)重新應(yīng)用煤矸石作為能源物質(zhì)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)喬木林分的損壞。由于形成的土壤層適宜灌草植被生長，符合生態(tài)學(xué)原理，后期植被群落能夠穩(wěn)定持續(xù)，產(chǎn)生良好的生態(tài)效應(yīng)。
文檔編號(hào)E21C41/00GK101749016SQ20101000047
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者趙方瑩 申請(qǐng)人:北京林楓園林綠化工程有限公司