一種基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及的是一種煤礦開采沉陷區充填復墾方法，尤其涉及的是一種基于煤矸 石的采煤沉陷區充填復墾方法。
【背景技術】
[0002] 我國是煤炭工業發展大國，煤炭資源的大規模開采和利用，造成土地資源大量流 失。近年來利用煤礦廢棄物如煤矸石等進行采煤沉陷區的充填復墾，可以緩解大量煤礦廢 棄物堆積、壓占土地的環境問題，是恢復礦區耕地的有效途徑。但現有技術并沒有考慮到不 同顆粒級的煤矸石填充基質對復墾后的土壤的保水保肥性和透氣性等土壤栽培性質的影 響。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種基于煤矸石的采煤沉陷區充 填復墾方法，以提高充填復墾后的采煤沉陷區重構土壤的栽培性質。
[0004] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0005] -種基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法，該方法以煤矸石作為填充基質，對 采煤沉陷區進行填充，然后在填充基質上覆土，所述填充基質中，粒徑小于80mm的煤矸石 所占比例為40%以上。
[0006] 進一步優選地，所述粒徑小于80mm的煤矸石所占比例為70 % -95 %。
[0007] 進一步優選地，所述覆土的厚度為30-70cm。
[0008] 進一步優選地，所述覆土的厚度為50-60cm。
[0009] 進一步優選地，對于采煤沉陷區的塌陷水域，所述充填復墾方法包括以下步驟：
[0010] (1)用未分選的自然狀態下的煤矸石填充塌陷水域；
[0011] (2)用粒徑小于80mm的煤矸石所占比例為70 %以上的煤矸石為填充基質繼續填 充；
[0012] (3)覆土至填充區域與地表高度一致。
[0013] 進一步優選地，所述步驟（1)中，填充的高度為塌陷水域底部至地表以下1. 5m。
[0014] 本發明相比現有技術具有以下優點：本發明提供了一種基于煤矸石的采煤沉陷 區充填復墾方法，該方法利用不同顆粒級配比的煤矸石作為填充基質，相比于自然狀態下 的煤矸石具有更好的保水保肥性和透氣性，尤其是以粒徑小于80_的煤矸石所占比例為 70 % -95 %的煤矸石作為填充基質，其重構土壤培育的農作物各生理生態特征均表現良好， 說明本發明的充填方法獲得的重構土壤更利于農作物的生長。
【附圖說明】
[0015] 圖1為不同時期各試驗田土壤含水量監測結果柱狀圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施 例。
[0017] 實施例1
[0018] 1、試驗方法
[0019] 本實施例以淮南創大"煤矸石充填復墾示范基地"為實驗區域，利用實驗區域內土 壤理化性質和玉米各生理生態指標變化情況等方法和手段，探究不同顆粒級煤矸石作為填 充基質對實驗區域重構土壤理化性質及其玉米生理生態特性的影響。該實驗區域位于淮南 市潘集礦區，總面積為2000m2,其中300m2作為"未分選煤矸石充填條件下不同覆土厚度"充 填復墾試驗區，平均分隔為l〇X10m2的試驗田并根據70cm、50cm和30cm的上覆表土厚度依 次標注為I、II、III號田；900m2作為"最佳覆土厚度條件下不同顆粒級配煤矸石"充填復墾 試驗區，平均分隔為10X30m2的試驗田，以取自淮南朱集礦和潘北礦的不同顆粒級配掘進 矸石或二洗矸作為填充基質，并根據粗、中粗和細顆粒級配依次標注為IV、V、VI號田，上覆 50-60cm黃土作為最佳厚度覆土層。各試驗田之間及試驗小區與外界田地間均用隔水土工 布分隔。各試驗田內重構土壤結構及煤矸石顆粒級配詳細情況見表1 :
[0020] 表1各試驗田重構土壤結構
[0021]
[0022] 本實施例的實驗區域的基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法，包括以下步驟：
[0023] (1)試驗田所在區域為原位塌陷水域，平均水深3m，實驗區域內地下水位平均 為-1.5m。實驗區域工前先利用三角高程量法標定六塊試驗田的具體位置，根據試驗田設計 面積及塌陷深度計算煤矸石和覆土土壤的體積；
[0024] (2)利用未分選的掘進矸石填充塌陷水域，矸石填充高度為塌陷水域底部至地表 以下1. 5m;
[0025] (3)對實驗區域及每塊試驗田均采用土工布進行垂向分隔，以防止實驗區域于周 邊農田間及各試驗田間的水分、養分及鹽分的橫向迀移；
[0026] (4)根據不同試驗田的煤矸石顆粒級配方案（表1)進行分層填充，每充填30cm高 度煤矸石后即用推土機整平，以確保每塊試驗田每次填充的地面標高一致；
[0027] (5)根據表1中的覆土厚度方案進行各試驗田的覆土工作，要求覆土后的試驗小 區地表標高與周圍農田一致；
[0028] (6)復墾后，按照常規栽培技術種植玉米。
[0029] 2、樣品采集
[0030] 復墾試驗區填充后靜置一段時間后進行土壤樣品的采集，本實施例的土壤樣品采 集時間為2014年6月，采樣時天氣晴朗，溫度適宜。利用GPS定位，在各試驗小區按照"梅 花粧法"布設采樣點并進行分層采樣，根據采樣器打孔取樣結果，將各試驗田土壤分層。利 用<i>50. 24mmX50mm環刀先米集各試驗田HI層（O-lOcm表層）土壤樣品，I、II、III號試驗 田內布設8個采樣點，每個采樣點采集2個樣品，共計48個樣品；IV、V、VI號試驗田內各布 設3個采樣點，每個采樣點采集2個樣品，共計18個樣品；再在各試驗田內挖取剖面并用相 同規格環刀采集各試驗田H2層（10cm以下表層土）土壤樣品，共計66個樣品；同時，在正 常農田采用相同分層和采樣方法采集土壤樣品共18個，為對照組NS，總計150個土壤樣品。
[0031] 3、煤矸石充填復墾地土壤理化性質及玉米生理生態特征試驗結果及分析
[0032]A、土壤含水量監測結果及分析
[0033] 自2014年6月至2014年7月，對I-VI號試驗田進行土壤含水量監測，結果如圖 1所示，圖1可以看出，I-III號試驗田中，在監測初期和中期除I號試驗田外，其余各試驗 小區H1層土壤含水量均高于H2層土壤含水量；除III號試驗田H1層土壤外，其余各試驗田 各土壤層含水量均隨時間的推移而增加，土壤含水量隨覆土厚度的減小而減少。由上述試 驗結果可知，在自然矸石（未分選）作為填充基質條件下，土壤