權(quán)利要求

1.廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體，其特征在于，包括： 基面，其為削坡后形成的基礎表面； 渣石層，其由削坡后取運商用石料后的剩余部分石料鋪于所述基面形成； 有機質(zhì)保水層，其分布于所述渣石層的渣石之間的空隙； 覆土層，其采用當?shù)厥沂V的表層排土，覆蓋在所述有機質(zhì)保水層上部； 噴播層，其在所述覆土層之上，含有植被種子； 所述基面和渣石層的渣石表面，部分的附著有苔蘚層； 所述渣石層的坡底位置設有帶狀阻隔區(qū)，由渣石緊密堆砌形成，阻隔谷殼層和土層的流失，并允許水流滲出。2.如權(quán)利要求1所述的廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體，其特征在于，所述有機質(zhì)保水層含有谷殼和\或鋸末。 3.如權(quán)利要求1所述的廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體，其特征在于，所述覆土層中摻有炭灰及根瘤菌粉。 4.如權(quán)利要求1所述的廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體，其特征在于，所述植被種子包括當?shù)厥沂V周邊植被種子。 5.如權(quán)利要求2-4任一項所述的廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體，其特征在于，所述覆土層的下層與所述有機質(zhì)保水層形成混合層。 6.一種廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、將削坡后取運商用石料后的剩余部分石料自然形成渣石層，渣石層下方為削坡后的基面； 步驟二、在所述渣石層的坡底位置用渣石緊密排列，形成帶狀阻隔區(qū)； 步驟三、在所述渣石層噴灑含有苔蘚孢子的苔蘚混合液，使渣石層和基面部分的生成苔蘚層； 步驟四、在所述渣石層的渣石間的空隙填充有機質(zhì)顆粒料或粉料，形成有機質(zhì)保水層； 步驟五、將當?shù)厥沂V的表層排土，覆蓋在所述有機質(zhì)保水層上部，形成覆土層，并對其進行灑水作業(yè)； 步驟六、在所述覆土層之上進行噴播作業(yè)，噴播植被種子混合液，形成噴薄層。 7.如權(quán)利要求6所述的廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復方法，其特征在于， 所述步驟二中，所用堆砌材料的粒徑與渣石層中的渣石相同，人工砌筑而成。 8.如權(quán)利要求6所述的廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復方法，其特征在于， 所述步驟二中，所用堆砌材料的粒徑小于渣石層中的渣石粒徑，采用堆放的方式形成。 9.如權(quán)利要求6所述的廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復方法，其特征在于， 所述步驟三中，所述苔蘚混合液的噴灑時間為夏天到來之前，苔蘚的生長時間為一個夏季或兩個夏季。 10.如權(quán)利要求6所述的廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復方法，其特征在于， 所述步驟四種，將所述有機質(zhì)顆粒料或粉料吹散在渣石的表面，而后灑水，借助水流將麥糠帶到渣石層的渣石縫隙。

說明書

技術領域

本發(fā)明涉及礦山修復技術領域，具體涉及一種廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體及方法。

背景技術

石灰石礦在開采后形成的邊坡具有坍塌、滑塌、落石的風險，并且影響環(huán)境?，F(xiàn)有的廢棄石灰石礦山邊坡很多處于僅進行削坡處理的狀態(tài)，其植被的恢復往往依靠自然過程，需要經(jīng)年累月的表層土壤化和植被群落緩慢滋長才能完成。石灰石礦山邊坡植被修復開展的阻力主要來源于其植被恢復成本大，企業(yè)推進的意愿小。在植被恢復在達到一定要求的情況下，如何降低植被恢復的成本是植被恢復技術能否被廣泛應用的關鍵。

現(xiàn)有的灰石礦山邊坡植被修復一般需要考慮如何固定植被(如CN113303059A-一種石灰石礦山廢棄地植被恢復裝置)、如何改良土壤成分以有利于植被生長(如CN110454165B-一種用于石灰石采石場廢棄礦山礦坑的修復基質(zhì)及其制備方法和填埋方法)，完整的植被恢復方案如CN216839500U-礦山邊坡修復綠化結(jié)構(gòu)。上述方案中，無論是植被固定還是填充改良土壤，以及后續(xù)的維護，均會產(chǎn)生大量的工作量，植被恢復的成本很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術棄石灰石礦山邊坡植被恢復成本高的問題，提供一種廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體及構(gòu)造方法，對邊坡植被恢復進行較少的人工介入，以降低成本，有利于推廣。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一個方面提供了一種廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體，包括：

基面，其為削坡后形成的基礎表面；

渣石層，其由削坡后取運商用石料后的剩余部分石料鋪于所述基面形成；

有機質(zhì)保水層，其分布于所述渣石層的渣石之間的空隙；

覆土層，其采用當?shù)厥沂V的表層排土，覆蓋在所述有機質(zhì)保水層上部；

噴播層，其在所述覆土層之上，含有植被種子；

所述基面和渣石層的渣石表面，部分的附著有苔蘚層；

所述渣石層的坡底位置設有帶狀阻隔區(qū)，由渣石緊密堆砌形成，阻隔谷殼層和土層的流失，并允許水流滲出。

利用苔蘚層，以及渣石自然分布形成的縫隙填充有機質(zhì)形成是有機質(zhì)保水層來達到儲水效果，較多的保留自然降雨，可以減少后期的灑水維護。

進一步的改進，所述有機質(zhì)保水層含有谷殼和\或鋸末。

進一步的改進，所述覆土層中摻有炭灰及根瘤菌粉。炭灰的加入可以添加鉀元素，同時使土壤顏色加深有利于吸熱，以及起到部分提高保溫作用和透氣性。根瘤菌粉的加入可以使根瘤菌與豆科植物相配合，起到固氮作用。

進一步的改進，所述植被種子包括當?shù)厥沂V周邊植被種子。周圍植被土層成分相近，并采集石灰石礦周圍的當?shù)刂参锓N子進行噴播，有利于建立與周圍環(huán)境相近的植被種群。

當經(jīng)過有一段時間后，所述覆土層的下層會與所述有機質(zhì)保水層混合，形成混合層。

本發(fā)明第二個方面提供了一種廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復方法，包括：

步驟一、將削坡后取運商用石料后的剩余部分石料自然形成渣石層，渣石層下方為削坡后的基面；

步驟二、在所述渣石層的坡底位置用渣石緊密排列，形成帶狀阻隔區(qū)；

步驟三、在所述渣石層噴灑含有苔蘚孢子的苔蘚混合液，使渣石層和基面部分的生成苔蘚層；

步驟四、在所述渣石層的渣石間的空隙填充有機質(zhì)顆粒料或粉料，形成有機質(zhì)保水層；

步驟五、將當?shù)厥沂V的表層排土，覆蓋在所述有機質(zhì)保水層上部，形成覆土層，并對其進行灑水作業(yè)；

步驟六、在所述覆土層之上進行噴播作業(yè)，噴播植被種子混合液，形成噴薄層。

可選的，所述步驟二中，所用堆砌材料的粒徑與渣石層中的渣石相同，人工砌筑而成。

可選的，所述步驟二中，所用堆砌材料的粒徑小于渣石層中的渣石粒徑，采用堆放的方式形成。

進一步的改進，所述步驟三中，所述苔蘚混合液的噴灑時間為夏天到來之前，苔蘚的生長時間為一個夏季或兩個夏季。

進一步的改進，所述步驟四種，將所述有機質(zhì)顆粒料或粉料吹散在渣石的表面，而后灑水，借助水流將麥糠帶到渣石層的渣石縫隙。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)通過利用削坡后取運商用石料后的剩余部分石料自然形成渣石層，以及當?shù)厥沂V的上層排土，節(jié)省土方的施工量和運量。

(2)覆土層采用采用氣力噴散排土的方式構(gòu)建，噴薄層采用噴播方式進行種子的播灑，可以避免對渣石層進行平整工作，進一步節(jié)約構(gòu)建的工作量。

(3)利用當?shù)厥沂V的上層排土和當?shù)丨h(huán)境的種子，構(gòu)建的植被群落與當?shù)刈匀恢脖幌嘟?，更能適應當?shù)氐臍夂?，容易生長存活，可以減少后期的維護。減少工作量。

(4)通過苔蘚層與有機質(zhì)保水層的構(gòu)建，解決前期礦山邊坡渣石保水能力差的問題，有利于前期植被的養(yǎng)護與生長。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1中廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明圖1中A處局部放大圖，顯示的為苔蘚層生長時的結(jié)構(gòu)；

圖3是本發(fā)明圖1中A處局部放大圖，顯示的為填充有機質(zhì)保水層時的結(jié)構(gòu)；

圖4是是本發(fā)明實施例2提供的廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復方法的流程圖。

圖中：

1.基面；

2.渣石層；

3.有機質(zhì)保水層；

4.覆土層；

5.噴播層；

6.苔蘚層；

7.帶狀阻隔區(qū)。

具體實施方式

以下將配合附圖及實施例來詳細說明本申請的實施方式，借此對本申請如何應用技術手段來解決技術問題并達成技術功效的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。

實施例1

本發(fā)明第一個實施例提供一種廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體，本實施例以濟南市平陰縣當?shù)厮鄰S的石灰石礦山為例進行介紹。植被恢復的氣候條件為東亞季風氣候，地質(zhì)土壤條件為山東丘陵地帶?；謴偷哪繕藶榻⑴c當?shù)刂脖蝗郝湎嘟幕謴椭脖?，方案為?/span>

一種廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體，如圖1-3所示，包括基面1、渣石層2、有機質(zhì)保水層3、覆土層4、噴播層5、苔蘚層6。

其中，基面1為削坡后形成的基礎表面。圖中顯示的為平面，實際上可以是凹凸不平的表面。

渣石層2由削坡后取運商用石料后的剩余部分石料鋪展在基面1形成，堆積狀態(tài)為自然堆積狀態(tài)。渣石層2中渣石的粒徑分布取決于取運走的商用石料的大小，沒有嚴格要求，粒徑一般可以在3cm-7m之間。

苔蘚層6附著在基面1、渣石層2的渣石上的部分表面。苔蘚層6由向渣石層噴灑含有苔蘚孢子的苔蘚混合液，噴灑量要去能夠浸潤大部分的渣石層的渣石。苔蘚混合液主要有苔蘚孢子粉和水混合而成，可以適當加營養(yǎng)液。一般在夏季前噴灑，噴灑后培養(yǎng)一個到兩個夏季，在基面1、渣石層2的渣石上的部分表面形成苔蘚層。所謂的培養(yǎng)就是不在上面覆蓋其他層，擱置即可。也可在第二個夏季到來前增加噴灑一次苔蘚混合液。

苔蘚層的存在，可以降低渣石表面的光滑度，增加水流阻力，有利于保水。苔蘚生長在渣石的連接處，具有一定粘結(jié)作用，有利于渣石之間的固定。苔蘚可以固定將灰塵固定成為一小層泥土在渣石及基面的表面，自身生命周期結(jié)束時可以提供有機質(zhì)，有利于改良土壤。

有機質(zhì)保水層3分布于所述渣石層的渣石之間的空隙，起到存水及腐化提供有機質(zhì)的作用。有機質(zhì)保水層的材料可以采用顆粒料，比如谷殼、麥糠等；也可以采用粉末料，如鋸末等。其中麥糠在當?shù)厝菀撰@得，以麥糠為例，將麥糠吹散在渣石的表面，而后灑水，借助水流將麥糠帶到渣石層的渣石縫隙。

覆土層4采用當?shù)厥沂V的表層排土，覆蓋在所述有機質(zhì)保水層上部。覆土層4采用的地石灰石礦表層排土需要在采礦石與商品石料分離后不再混合，存放在一處供邊坡植被恢復使用。覆土層采用當?shù)厥沂V表層排土使用一方面可以滿足植被恢復需要，不需要再從外部運土，減少了土方運量，另一方面也可以提高商品石料的品質(zhì)，提升鈣含量。覆土層4的厚度可以根據(jù)當?shù)厥沂V實際排土量的條件越厚越好，一般也不要低于10cm厚度。

覆土層在還可以摻入部分炭灰，重量比占可在5％左右。炭灰的加入可以添加鉀元素，同時使土壤顏色加深有利于吸熱，以及起到部分提高保溫作用和透氣性。

覆土層在還可以摻入部分根瘤菌粉，重量比占可在2％左右。根瘤菌粉的加入可以使根瘤菌與豆科植物相配合，起到固氮作用。

噴播層5在所述覆土層之上，含有植被種子。通過噴射機械將混合有草種、化肥、土壤改良劑、土壤穩(wěn)定劑、輔料、水等的混合物噴灑到覆土層上面，厚度在2-3cm。

其中，草種宜選用本地容易生長的豆科、禾科植物，如苕子、狗尾草等。也可以添加在當?shù)厥沂V附近就地采集的多種草本植物種子、灌木種子，灌木可采集如山東丘陵地帶的優(yōu)勢灌木植被黃荊的種子，土壤穩(wěn)定劑可選木纖維，土壤改良劑可采用泥炭土。泥炭土是森林下層富含有機肥料的疏松土壤，可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高透氣性。肥料采用復合肥。具體重量配比可選，水:木纖維：復合肥：泥炭土：種子為100:3:10:150：7。

在渣石層2的坡底位置設有帶狀阻隔區(qū)7，帶狀阻隔區(qū)7由渣石緊密排布形成，以阻隔有機質(zhì)層和覆土層的流失，并允許水流滲出，以保持養(yǎng)分并防止積水。

本實施例中，利用苔蘚層，以及渣石自然分布形成的縫隙填充有機質(zhì)形成是有機質(zhì)保水層來達到儲水效果，較多的保留自然降雨，可以減少后期的灑水維護，以減少工作量。渣石的自然分布不需要專門對渣石進行平整，也減少了工作量。

覆土層采用當?shù)厥沂V的表層排土，可以滿足植被恢復需要，不需要再從外部運土，減少了土方運量。同時與周圍植被土層成分相近，并采集石灰石礦周圍的當?shù)刂参锓N子進行噴播，有利于建立與周圍環(huán)境相近的植被種群。由于本地植被能夠適應當?shù)貧夂驐l件，植被易于存活生長，可以減少后期維護的工作量。

實施例2

本發(fā)明第二個實施例提供一種廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復方法。以濟南市平陰縣當?shù)厮鄰S的石灰石礦山為例進行介紹，植被恢復的氣候條件為東亞季風氣候，地質(zhì)土壤條件為山東丘陵地帶。

一種廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復方法，如圖4所示，包括以下步驟：

步驟1、將削坡后取運商用石料后的剩余部分石料自然形成渣石層，渣石層下方為削坡后的基面；

步驟2、在所述渣石層的坡底位置用渣石緊密排列，形成帶狀阻隔區(qū)；

步驟3、在所述渣石層噴灑含有苔蘚孢子的苔蘚混合液，使渣石層和基面部分的生成苔蘚層；

步驟4、在所述渣石層的渣石間的空隙填充有機質(zhì)顆粒料或粉料，形成有機質(zhì)保水層；

步驟5、將當?shù)厥沂V的表層排土，覆蓋在所述有機質(zhì)保水層上部，形成覆土層，并對其進行灑水作業(yè)；

步驟6、在所述覆土層之上進行噴播作業(yè)，噴播植被種子混合液，形成噴薄層。

具體的，在步驟1中，渣石層2由削坡后取運商用石料后的剩余部分石料鋪展在基面1形成，堆積狀態(tài)為自然堆積狀態(tài)。渣石層2中渣石的粒徑分布取決于取運走的商用石料的大小，沒有嚴格要求，粒徑一般可以在3cm-7m之間。

具體的，在步驟2中，在渣石層2的坡底位置設有帶狀阻隔區(qū)7，帶狀阻隔區(qū)7由渣石緊密排布形成，以阻隔有機質(zhì)層和覆土層的流失，并允許水流滲出。

帶狀阻隔區(qū)7的形成方式有兩種，一種是利用與渣石層相同的渣石進行人工砌筑，使渣石之間緊密排列，形成較小的縫隙，形成帶狀阻隔區(qū)。這種方式的好處是可以就地取材，節(jié)省了搬運工作量，但增加了砌筑工作量。另一種方式是采用更小的粒徑的渣石直接堆放成帶狀阻隔區(qū)，渣石間縫隙較小，起到阻隔機質(zhì)層和覆土層以及滲水的作用。這種方式使不用人工砌筑節(jié)省了人工，但需要從其他地方運輸來小粒徑石料，增加了運量。實際應用中可根據(jù)具體情況進行選擇。

具體的，在步驟3中，苔蘚層6由向渣石層噴灑含有苔蘚孢子的苔蘚混合液，噴灑量要去能夠浸潤大部分的渣石層的渣石。苔蘚混合液主要有苔蘚孢子粉和水混合而成，可以適當加營養(yǎng)液。一般在夏季前噴灑，噴灑后培養(yǎng)一個到兩個夏季，在基面1、渣石層2的渣石上的部分表面形成苔蘚層。所謂的培養(yǎng)就是不在上面覆蓋其他層，擱置即可。也可在第二個夏季到來前增加噴灑一次苔蘚混合液。

苔蘚層的存在，可以降低渣石表面的光滑度，增加水流阻力，有利于保水。苔蘚生長在渣石的連接處，具有一定粘結(jié)作用，有利于渣石之間的固定。苔蘚可以固定將灰塵固定成為一小層泥土在渣石及基面的表面，自身生命周期結(jié)束時可以提供有機質(zhì)，有利于改良土壤。

具體的，在步驟4中，有機質(zhì)以麥糠為例，將麥糠吹散在渣石的表面，而后灑水，借助水流將麥糠帶到渣石層的渣石縫隙。麥糠分布于所述渣石層的渣石之間的空隙，起到存水及腐化提供有機質(zhì)的作用。需要注意的是，有機質(zhì)保水層的構(gòu)造是在苔蘚層生長達到一定要求之后進行的。

具體的，在步驟5中，覆土層4采用當?shù)厥沂V的表層排土。采用氣力噴散的方式使當?shù)厥沂V的表層排土覆蓋在所述有機質(zhì)保水層上部。

覆土層4采用的地石灰石礦表層排土需要在采礦石與商品石料分離后不再混合，存放在一處供邊坡植被恢復使用。覆土層采用當?shù)厥沂V表層排土使用一方面可以滿足植被恢復需要，不需要再從外部運土，減少了土方運量，另一方面也可以提高商品石料的品質(zhì)，提升鈣含量。覆土層4的厚度可以根據(jù)當?shù)厥沂V實際排土量的條件越厚越好，一般也不要低于10cm厚度。

覆土層在還可以摻入部分炭灰，重量比占可在5％左右。炭灰的加入可以添加鉀元素，同時使土壤顏色加深有利于吸熱，以及起到部分提高保溫作用和透氣性。覆土層在還可以摻入部分根瘤菌粉，重量比占在2％左右。根瘤菌粉的加入可以使根瘤菌與豆科植物相配合，起到固氮作用。

具體的，在步驟6中，通過噴射機械將混合有草種、化肥、土壤改良劑、土壤穩(wěn)定劑、輔料、水等的混合物噴灑到覆土層上面，厚度在2-3cm，形成噴播層。

其中，草種宜選用本地容易生長的豆科和禾科植物，如苕子、狗尾草等。也可以添加在當?shù)厥沂V附近就地采集的多種草本植物種子、灌木種子。土壤穩(wěn)定劑可選木纖維。土壤改良劑可采用泥炭土。泥炭土是森林下層富含有機肥料的疏松土壤，可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高透氣性。肥料采用復合肥。具體重量配比可選，水:木纖維：復合肥：泥炭土：種子為100:3:10:150：7。

植被的恢復進程：

第一年或第二年，苔蘚生長，覆蓋在大部分的基面的渣石層的渣石表面，起到一定程度的阻水和固定渣石的作用。

之后草本植物與灌木共同發(fā)芽生長，草本植物為優(yōu)勢植被，苔蘚層逐漸枯萎凋亡。有機質(zhì)保水層逐漸腐化提供養(yǎng)分，覆土層底層部分向下墜落，填充有機質(zhì)保水層騰出的空間。植被的地表植株起到阻水、保護土壤的作用，植被根系伸入渣石層，起到固定土壤作用，一年生草本植物的凋亡植株及多年生灌木的落葉在地表起到阻水和減少水分蒸發(fā)的作用。

再之后草本植物與灌木取得平衡，生態(tài)環(huán)境與周圍近似，達到植被恢復的目的。

通過本實施提供的廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復方法可以看出，本實施例從兩個方面考慮在達到植被恢復目的的情況下盡可能的降低人工的參與，以降低植被恢復的成本。一方面是降低植被恢復構(gòu)造體的構(gòu)建成本，另一方是盡量減少后期的維護。

通過利用削坡后取運商用石料后的剩余部分石料自然形成渣石層，以及當?shù)厥沂V的上層排土，節(jié)省土方的施工量和運量。

覆土層采用采用氣力噴散排土的方式構(gòu)建，噴薄層采用噴播方式進行種子的播灑，可以避免對渣石層進行平整工作，進一步節(jié)約構(gòu)建的工作量。

利用當?shù)厥沂V的上層排土與當?shù)丨h(huán)境的種子構(gòu)建植被群落與當?shù)刈匀恢脖幌嘟?，更能適應當?shù)氐臍夂?，容易生長存活，可以減少后期的維護。

通過苔蘚層與有機質(zhì)保水層的構(gòu)建，解決前期礦山邊坡渣石保水能力差的問題，有利于前期植被的養(yǎng)護與生長。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，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(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。

廢棄石灰石礦山邊坡植被恢復構(gòu)造體及方法.pdf