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用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法與流程

文檔序號:37476531發布日期:2024-03-28 18:59閱讀:28來源:國知局
用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法與流程

本發明屬于煤矸石地面回填,具體涉及用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法。


背景技術:

1、我國以煤炭為主要能源,矸石產生量大,與此同時,煤矸石的大量堆積會在一定程度上造成資源的浪費。

2、煤矸石地面回填是其主要的綜合利用方式。地面回填的主要方法是一層矸石一層黃土,壓實后繼續矸石、黃土交替填充,達到規定填充容量后,對回填場地覆蓋黃土,然后進行生態修復。在整個回填及修復過程中,使用的隔離材料及生態修復中用于植被生長的都是黃土,且用量巨大。但大多數礦區的黃土緊缺,而且采用削山取土的方式會帶來二次破壞。

3、在矸石回填區,黃土既要阻止空氣進入,避免自燃,又要提供生長植被所需的水和空氣。然而,矸石區和植被生長區的需求截然相反,前者需要隔離和穩定,后者需要水和空氣的流動。因此,黃土很難同時滿足這兩個需求。此外,直接使用黃土種植容易導致土壤板結,不僅使植被生長困難,而且土壤易干縮形成裂縫,增加了自燃的風險。

4、因此,我們提出用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法。


技術實現思路

1、針對上述現有技術中存在的不足,本發明提供了一種生態修復、經濟安全、科學合理的用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法。

2、為了達到上述目的,本發明采用了下列技術方案:

3、一種用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法,其特征在于,包括以下步驟:

4、(1)在煤矸石層頂部均勻鋪設用作矸石山修復的固廢基隔離層;

5、(2)在所述固廢基隔離層上面繼續均勻鋪設固廢基種植層;

6、其中,所述固廢基隔離層的厚度為0.2~0.3m,所述固廢基種植層的厚度為0.3~0.8m。

7、進一步,所述固廢基隔離層包括粉煤灰、電石渣、脫硫石膏/磷石膏。所述固廢基隔離層也包括由其他固廢制成的膠凝材料。

8、進一步,所述固廢基隔離層按質量比主要包括以下固體組分:粉煤灰60~70份、電石渣20~30份、脫硫石膏/磷石膏5~10份。

9、進一步,所述固廢基隔離層的制備過程包括如下步驟:

10、步驟1、稱取所述重量份的固體組分,備用;

11、步驟2、將步驟1中稱取好的固體組分投入到攪拌混合機的攪拌釜中,加水調節固液比為0.50~0.65后,進行攪拌,攪拌混合的時間為20~30分鐘,攪拌混合的速度為80~120轉/分鐘,攪拌完畢后,得到固廢基隔離材料;

12、步驟3、將上述得到的固廢基隔離層材料平整鋪設在煤矸石層表面,邊鋪邊碾壓,使得固廢基隔離材料充分與煤矸石層密實,直至壓實鋪至規定厚度即得到固廢基隔離層。

13、進一步,所述固廢基種植層原料包括煤矸石、多孔建筑固廢、農林畜牧廢棄物。

14、進一步,所述多孔建筑固廢為具有多孔結構的保溫磚或加氣塊;所述農林畜牧廢棄物為雞糞、牛糞、豬糞、秸稈中的任意一種或幾種組合。

15、進一步,所述固廢基種植層按質量比主要包括以下組分:

16、煤矸石75~94份、多孔建筑固廢5~25份、農林畜牧廢棄物1~5份。

17、進一步,所述固廢基種植層的制備過程包括以下步驟:

18、(1)煤矸石及多孔建筑固廢經顎式破碎機破碎過篩,然后稱取所述重量份的所有組分放入攪拌機,混合均勻,得到種植修復材料;

19、(2)將固廢隔離層表面平整,然后在固廢隔離層上面均勻鋪設一定厚度的種植修護材料,得到固廢基種植層。

20、進一步,所述煤矸石及建筑固廢經顎式破碎機破碎后過2mm篩孔。起到種植層的粒級級配和多孔結構調控。

21、與現有技術相比本發明具有以下優點:

22、本發明的技術方案既實現了多源固廢的因地制宜資源再利用,特別是解決大宗固廢煤矸石、粉煤灰的綜合利用,又大量節約了黃土用量。

23、固廢基隔離層具有微膨脹效應,能很好地起到封閉作用,隔絕氧氣杜絕自燃現象發生。與傳統的黃土覆蓋隔離層相比,本發明的固廢基隔離層材料具有高強度和高密實結構,可以防止雨水滲漏而造成污染,也可以避免植物根系穿透破壞隔離層,且使用壽命長久。此外,它們能夠有效地固化固廢中的有害離子,確保其溶出濃度符合《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準(試行)》(gb15618-2018)。換句話說,這些工業固廢材料不僅成本低廉,而且封閉阻燃效果良好,因此在實踐中具有廣泛的應用前景。

24、固廢基種植層中煤矸石本身的有機質含量在15%~25%,且含有大量微量元素,有利于植物生長;農林畜牧廢棄物可以制成富集緩釋的生物炭,可以穩定地在土壤中存在,碳損失遠遠低于有機肥料且具有有機碳含量高、多孔、堿性、吸水性強等特性;畜禽糞便發酵而成的有機肥,可以改善土壤性質,提高土壤中微生物的種類,改善土壤酶活性,降低土壤的鹽堿化程度;建筑固廢的多孔結構具有較豐富的細小孔隙,并且穩定性良好,具有良好的保水性、保溫性及抗流失性。本發明在不影響隔離層的情況下,使種植層具有更好土壤結構,良好的保水保肥能力,促進植物生長,是一種生態修復、經濟安全、科學合理的用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法。



技術特征:

1.一種用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法,其特征在于,包括以下步驟:

2.根據權利要求1所述的用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法,其特征在于,所述固廢基隔離層包括粉煤灰、電石渣和脫硫石膏/磷石膏。

3.根據權利要求2所述的用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法,其特征在于,所述固廢基隔離層按質量比主要包括以下固體組分:粉煤灰60~70份、電石渣20~30份、脫硫石膏/磷石膏5~10份。

4.根據權利要求3所述的用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法,其特征在于,所述固廢基隔離層的制備過程包括如下步驟:

5.根據權利要求1所述的用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法,其特征在于,所述固廢基種植層原料包括煤矸石、多孔建筑固廢、農林畜牧廢棄物。

6.根據權利要求5所述的用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法,其特征在于,所述多孔建筑固廢為具有多孔結構的保溫磚或加氣塊;所述農林畜牧廢棄物為雞糞、牛糞、豬糞、秸稈中的任意一種或幾種組合。

7.根據權利要求5所述的用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法,其特征在于,所述固廢基種植層按質量比主要包括以下組分:煤矸石75~94份、多孔建筑固廢5~25份、農林畜牧廢棄物1~5份。

8.根據權利要求7所述的用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法,其特征在于,所述固廢基種植層的制備過程包括以下步驟:

9.根據權利要求8所述的用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層-種植層重構方法,其特征在于,所述煤矸石及多孔建筑固廢經顎式破碎機破碎后過2mm篩孔。


技術總結
本發明屬于煤矸石地面回填技術領域,具體涉及用于煤矸石地面回填的固廢基隔離層?種植層重構方法。包括:a、在煤矸石層頂部均勻鋪設固廢基隔離層;b、在固廢基隔離層上面繼續均勻鋪設固廢基種植層;固廢基隔離層的厚度為0.2~0.3m,固廢基種植層的厚度為0.3~0.8m。固廢基隔離層材料具有高強度和高密實結構,防止雨水滲漏而造成污染,避免植物根系穿透破壞隔離層,使用壽命長久;固廢基種植層中煤矸石含有大量微量元素,有利于植物生長;農林畜牧廢棄物可制成富集緩釋的生物炭,穩定地在土壤中存在;建筑固廢的多孔結構具有較豐富的細小孔隙,且穩定性良好。本發明在不影響隔離層的情況下,使種植層具有更好土壤結構,良好的保水保肥能力,促進植物生長。

技術研發人員:周炳杰,宋慧平,程芳琴,張圓圓,楊彥群,鄒炎,馮政君,王浩,孟慶松,吳海濱
受保護的技術使用者:山西焦煤集團有限責任公司
技術研發日:
技術公布日:2024/3/27
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