專利名稱：一種礦區(qū)厚煤層開采沉陷區(qū)就地取土復(fù)墾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采煤塌陷區(qū)復(fù)墾技術(shù)，尤其是平原高潛水位礦區(qū)厚煤層開采沉陷區(qū)的土地復(fù)墾方法，屬采礦技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
煤炭開采導(dǎo)致的地表沉陷土地破壞面積量大面廣，當(dāng)沉陷后的地表高度低于地下潛水位時(shí)，就會(huì)造成地表積水，特別是中高潛水位的平原礦區(qū)，這些礦區(qū)相當(dāng)一部分是糧食主產(chǎn)區(qū)，因采煤沉陷積水導(dǎo)致的耕地破壞現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。為了保護(hù)寶貴的耕地資源，采取一定的措施復(fù)墾沉陷破壞耕地是必要的。由于礦區(qū)缺乏充填材料，現(xiàn)有的土地復(fù)墾技術(shù)常常因地制宜采取就地取土的方式復(fù)墾耕地，即在沉陷較深處挖取土方回填附近沉陷較淺處形成耕地。按照目前普通的復(fù)墾操作程序，往往將取土區(qū)的地表熟化土壤翻至回填區(qū)的下層，而回填區(qū)的表土則是取土區(qū)的下層生土，或者上下層土壤混合，復(fù)墾土壤質(zhì)量不高，增加了后續(xù)的土壤改良難度。另外，現(xiàn)有的復(fù)墾技術(shù)很少關(guān)注復(fù)墾后表層土壤質(zhì)地狀況，不良的土壤質(zhì)地(砂質(zhì)或粘質(zhì))會(huì)影響到土壤質(zhì)量和改良。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效地提高復(fù)墾土地質(zhì)量，減少了后續(xù)土壤改良成本的礦區(qū)厚煤層開采沉陷區(qū)就地取土復(fù)墾方法。
本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的 一種礦區(qū)厚煤層開采沉陷區(qū)就地取土復(fù)墾方法，其特別之處是，它按照如下步驟實(shí)施 a.土壤剖面信息獲取對(duì)項(xiàng)目區(qū)積水進(jìn)行排除，然后在取土區(qū)挖土壤剖面，確定表土層、心土層和底土層厚度數(shù)據(jù)，同時(shí)獲取各層次土壤容重?cái)?shù)據(jù)，步采集剖面各層土壤樣品，通過土壤顆粒組成分析確定各層次土壤質(zhì)地?cái)?shù)據(jù)； b.確定表層土壤質(zhì)地調(diào)配系數(shù)t 式中d1、d2為表層土壤和底層土壤的容重；x1、y1分別為表層土壤的粘粒、砂粒含量；x2、y2分別為底層土壤的粘粒、砂粒含量；t為調(diào)配系數(shù)； 當(dāng)表土偏粘，即x1＞15％，且底土層偏砂y2＞85％時(shí)，由式(1-1)導(dǎo)出調(diào)配系數(shù)t應(yīng)滿足如下條件 當(dāng)表土偏砂，即y1＞85％，且底土偏粘x2＞15％時(shí)，由式(1-1)導(dǎo)出調(diào)配系數(shù)t應(yīng)滿足如下條件 c.施工區(qū)段劃分依據(jù)沉陷后地形地貌、復(fù)墾耕地所要求的潛水埋深要求，確定控制復(fù)墾標(biāo)高，根據(jù)挖、填土方平衡的原則進(jìn)行取土區(qū)域、回填區(qū)域的劃分；根據(jù)取土區(qū)域和回填區(qū)域的大小，將取土區(qū)和回填區(qū)分別劃分成n段，n是3的倍數(shù)關(guān)系，其中取土區(qū)段分別為A1-An，回填區(qū)段分別為B1-Bn； d.分層施工根據(jù)所劃分的取土區(qū)段、回填區(qū)段，按照土壤剖面從上往下表土層、心土層和底土層三層分別挖取回填，分層施工，并根據(jù)調(diào)配系數(shù)t，完成對(duì)表土層的調(diào)配。
上述礦區(qū)厚煤層開采沉陷區(qū)就地取土復(fù)墾方法，所述d步驟中分層施工過程如下首先，將取土區(qū)A1的表土層、心工層分別挖置一邊按從下往上順序堆積，挖取其底土層墊至回填區(qū)B1的區(qū)段作為其底土層；其次，將取土區(qū)A2的表土層挖置一邊，將其心土層墊至回填區(qū)B1底土層之上作為其心土層、挖取其底土層墊至回填區(qū)B2的區(qū)段作為其底土層；接著，將取土區(qū)A3的表土層、心土層、底土層分別墊至回填區(qū)B1、B2、B3，即分別作為回填區(qū)B1、B2、B3的表土層、心土層、底土層，在將取土區(qū)A3的表土層回填至B1作為表土層的同時(shí)，根據(jù)調(diào)配系數(shù)t從取土區(qū)A1的底土層區(qū)域再挖取部分底土回填到B1的表土層；按照上述過程依次在取土區(qū)段及回填區(qū)段進(jìn)行，直至取土區(qū)An的底土層為止，最后，將取土區(qū)A1置于一邊的表土層和根據(jù)調(diào)配系數(shù)t挖取An-1的底土層混合回填至Bn-1上作為其表土層，將取土區(qū)A1置于一邊的心土層墊至回填區(qū)Bn之上作為其心土層，A2置于一邊的表土層和根據(jù)調(diào)配系數(shù)t挖取An底土混合回填至Bn之上作為表土層。
上述礦區(qū)厚煤層開采沉陷區(qū)就地取土復(fù)墾方法，控制耕地復(fù)墾設(shè)計(jì)標(biāo)高≥地下潛水位標(biāo)高1m。
本發(fā)明方法基于現(xiàn)有開采沉陷區(qū)耕地復(fù)墾技術(shù)復(fù)墾土壤質(zhì)量不高、增加后續(xù)土壤改良難度等問題，提出一種有利于提高復(fù)墾后土壤質(zhì)地的方法。該方法的核心是土壤原有剖面層次的保護(hù)和表層土壤質(zhì)地的改良。本發(fā)明方法與現(xiàn)有土地復(fù)墾技術(shù)相比，顯示了如下優(yōu)點(diǎn)有效的保持了原有的土壤剖面結(jié)構(gòu)層次，保護(hù)了肥沃的表土資源，維持了土壤生態(tài)環(huán)境，復(fù)墾土壤質(zhì)量較高；對(duì)表層土壤質(zhì)地不良(砂質(zhì)或粘質(zhì))的耕地，能夠利用不同剖面層次土壤質(zhì)地互補(bǔ)性，在施工中通過合理調(diào)配達(dá)到改善表層土壤質(zhì)地的作用，提高了土壤質(zhì)量，減少了后續(xù)的土壤改良難度。



圖1是本發(fā)明方法施工區(qū)段劃分示意圖； 圖2是本發(fā)明挖填區(qū)剖面示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例施工區(qū)段劃分示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)表示如下1-表土層；2-心土層；3-底土層；4-潛水位線；5-沉陷后地表；6-取土區(qū)；7-回填區(qū)。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明從保護(hù)土壤層次結(jié)構(gòu)和改良復(fù)墾耕地表層土壤質(zhì)地的角度，提供一種適用于平原礦區(qū)厚煤層開采沉陷地土地復(fù)墾的方法，該方法使復(fù)墾后的耕地在保持原有的土壤層次結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對(duì)不良質(zhì)地的表土進(jìn)行質(zhì)地改良，達(dá)到提高復(fù)墾質(zhì)量的目的。
本發(fā)明方法通過如下步驟實(shí)現(xiàn) a土壤剖面信息獲取首先對(duì)項(xiàng)目區(qū)積水進(jìn)行排除，然后在取土區(qū)挖土壤剖面，土壤剖面深度要求不低于項(xiàng)目施工的取土深度，確定表土層、心土層和底土層厚度數(shù)據(jù)；同時(shí)獲取各層次土壤容重?cái)?shù)據(jù)；同步采集剖面各層土壤樣品，通過土壤顆粒組成分析確定各層次土壤質(zhì)地?cái)?shù)據(jù)。耕作土壤剖面結(jié)構(gòu)從上往下分為表土層、心土層、底土層三個(gè)層次。表土層位于地表，是農(nóng)業(yè)活動(dòng)的主要層次，也是農(nóng)作物根系的主要活動(dòng)層，厚度一般在20～40cm范圍內(nèi)；心土層位于表土層之下，此層受上部土體的壓力而較緊密，受氣候和地表植物生長(zhǎng)的影響較弱，厚度一般約為20～30cm；底土層位于心土層之下，不受耕作影響，保持著母質(zhì)或原母土淀積層的原來(lái)的面貌。
b表層土壤質(zhì)地調(diào)配系數(shù)t的確定根據(jù)上升的土壤剖面土壤質(zhì)地狀況等信息確定最終的復(fù)墾施工方案。從土壤質(zhì)地的層次分異來(lái)說(shuō)，表土層和心土層層次相近，且層次厚度不大，層次間質(zhì)地分異一般不明顯，底土層與表土層距離較遠(yuǎn)，受氣候和耕作影響差異較大，層次間土壤質(zhì)地往往差異較大，因此，本發(fā)明在復(fù)墾過程中利用底層土對(duì)表層土進(jìn)行質(zhì)地改良。如果表層土壤質(zhì)地存在偏砂(砂粒含量大于85％)或偏粘(表土粘粒含量大于15％)的不良性狀，且剖面底層土壤質(zhì)地有互補(bǔ)性，可通過表層土和底層土的合理調(diào)配使復(fù)墾后表土符合壤質(zhì)土標(biāo)準(zhǔn)(即表土的粘粒含量小于15％、砂粒含量小于85％)，因此，根據(jù)下面公式計(jì)算表土調(diào)配系數(shù)t(調(diào)配系數(shù)t即底層土壤體積與表層土壤體積之比)。
式中d1、d2為表層土壤和底層土壤的容重；x1、y1分別為表層土壤的粘粒、砂粒含量；x2、y2分別為底層土壤的粘粒、砂粒含量；t為調(diào)配系數(shù)，即表層土壤體積∶底層土壤體積為1∶t。
當(dāng)表土偏粘，即x1＞15％，且底土層偏砂y2＞85％時(shí)，由式(1-1)導(dǎo)出調(diào)配系數(shù)t應(yīng)滿足如下條件 當(dāng)表土偏砂，即y1＞85％，且底土偏粘x2＞15％時(shí)，由式(1-1)導(dǎo)出調(diào)配系數(shù)t應(yīng)滿足如下條件 根據(jù)(1-2)或(1-3)的計(jì)算，調(diào)配系數(shù)t的取值是一個(gè)取值區(qū)間，t值的選取在綜合考慮調(diào)配土源和表土保護(hù)的原則下進(jìn)行合理選取。
當(dāng)表層土壤質(zhì)地屬于壤質(zhì)土壤范圍(即x1＜15％、y1＜85％)，則調(diào)配系數(shù)t取值為0，即不需要對(duì)表土進(jìn)行土壤質(zhì)地改良措施。
當(dāng)不同剖面層次土壤質(zhì)地不存在互補(bǔ)性時(shí)，則本方法不適用。
c施工區(qū)段劃分依據(jù)沉陷后地形地貌、復(fù)墾耕地設(shè)計(jì)標(biāo)高≥地下潛水位標(biāo)高1m的要求，確定控制復(fù)墾標(biāo)高，根據(jù)挖、填土方平衡的原則進(jìn)行取土區(qū)域、回填區(qū)域的劃分；參看圖1，根據(jù)取土區(qū)域和回填區(qū)域的大小，將取土區(qū)和回填區(qū)分別劃分成n段，n是3的倍數(shù)關(guān)系，其中取土區(qū)段分別為A1-An，回填區(qū)段分別為B1-Bn。
d分層施工施工過程根據(jù)所劃分的取土區(qū)段、回填區(qū)段，按照土壤剖面從上往下表土層、心土層和底土層三層分別挖取回填，分層施工，并根據(jù)調(diào)配系數(shù)t，完成對(duì)表土層的調(diào)配。施工過程如下首先，將取土區(qū)A1的表土層、心土層分別挖置一邊按從下往上順序堆積，挖取其底土層墊至回填區(qū)B1的區(qū)段作為其底土層；其次，將取土區(qū)A2的表土層挖置一邊，將其心土層墊至回填區(qū)B1底土層之上作為其心土層、挖取其底土層墊至回填區(qū)B2的區(qū)段作為其底土層；接著，將取土區(qū)A3的表土層、心土層、底土層分別墊至回填區(qū)B1、B2、B3，即分別作為回填區(qū)B1、B2、B3的表土層、心土層、底土層，為了改良表層土壤質(zhì)地，在將取土區(qū)A3的表土層回填至B1作為表土層的同時(shí)，根據(jù)調(diào)配系數(shù)t從取土區(qū)A1的底土層區(qū)域再挖取部分底土回填到B1的表土層。按照上述過程依次對(duì)回填區(qū)B的段進(jìn)行分成回填，直至取土區(qū)An的底土層為止，最后，將取土區(qū)A1置于一邊的表土層和根據(jù)調(diào)配系數(shù)t挖取An-1的底土混合回填至Bn-1上作為其表土層，將取土區(qū)A1置于一邊的心土層墊至回填區(qū)Bn之上作為其心土層，A2置于一邊的表土層和相應(yīng)比列的An的底土混合回填至Bn之上作為表土層。至此，整個(gè)就地取土回填復(fù)墾工作結(jié)束。復(fù)墾后土壤剖面基本維持了原有的土壤剖面結(jié)構(gòu)。參看圖2，這是挖填區(qū)剖面示意圖，從取土區(qū)6取出的土回填到回填區(qū)7，回填區(qū)7自下而上為底土層1、心土層2、表土層3?；靥钋俺料莺蟮乇砣?所示，地下潛水位線如4所示。
下面給出幾個(gè)具體的實(shí)施例 實(shí)施例一華東平原某高潛水位礦區(qū)，該區(qū)潛水位標(biāo)高+39.5m，地面下沉前標(biāo)高+41.0m，煤層開采地表沉陷深度在4m左右，平均積水深度在2.5m左右。項(xiàng)目區(qū)沉陷前為耕地，耕地以旱作為主。
土壤剖面信息獲取首先挖溝排除復(fù)墾區(qū)積水，待積水排除后挖取約2m深的土壤剖面，確定表土層厚度為0.40m，心土層厚度約0.20m，往下均為底土層。各層次土壤容重分別為1.33g/cm3、1.43g/cm3和1.54g/cm3。土壤剖面各層次顆粒組成見表1 表1土壤機(jī)械組成分析結(jié)果 調(diào)配系數(shù)確定根據(jù)本項(xiàng)目區(qū)土壤剖面層次，表層土壤顆粒組成中砂粒含量y1＝91.25％＞85％，土壤質(zhì)地屬于砂土，存在質(zhì)地不良性狀；底土層土壤顆粒組成中粘土含量x2＝21.52％＞15％，土壤質(zhì)地屬于粘土；因此，在構(gòu)建表土層時(shí)可利用底土層土壤質(zhì)地的互補(bǔ)性來(lái)進(jìn)行表土土壤質(zhì)地的改良。由于表土層土壤質(zhì)地為砂質(zhì)，利用公式(1-3)計(jì)算調(diào)配系數(shù)t值。
即0.18＜t＜1.81 為了提高表土養(yǎng)分含量，進(jìn)行表土保護(hù)，在選取t值時(shí)盡量提高表土在調(diào)配土中的比重，一般t值取較小值，因此，調(diào)配系數(shù)t確定為0.2，即5份表土與1份底土混合構(gòu)建復(fù)墾耕地的表土層。
施工田塊劃分項(xiàng)目區(qū)地下潛水位標(biāo)高為+39.5m，根據(jù)旱作農(nóng)作物對(duì)地下潛水埋深的要求，耕地標(biāo)高應(yīng)高于地下潛水位1m以上，為了節(jié)約回填土方量和施工成本，確定耕地回填設(shè)計(jì)標(biāo)高為+40.5m。根據(jù)耕地復(fù)墾標(biāo)高、挖深區(qū)養(yǎng)殖魚塘標(biāo)高以及土方平衡原則劃分挖填區(qū)域，確定平均挖填土方厚度為1.5m。挖填區(qū)域長(zhǎng)700～750m、寬40～50m，將長(zhǎng)邊按45～55m為間隔劃分成15段，形成15個(gè)長(zhǎng)45～55m、寬40～50m的施工區(qū)段，且滿足3的倍數(shù)關(guān)系。
分層施工參看圖3，A1～A15表示取土區(qū)劃分區(qū)段，B1～B15表示回填區(qū)劃分區(qū)段，滿足15是3的倍數(shù)、挖填區(qū)段相同的條件。其挖、墊順序表述為首先，將A1的0.40m的表土層、0.20m的心土層分別挖置一邊，將其0.82m厚(為了保證設(shè)計(jì)標(biāo)高，在底土挖取時(shí)已扣除調(diào)配底土厚度)的底土層墊至B1作為其底土層；其次，將A2的0.40m表土層挖置一邊，將其0.20m的心土層墊至B1底土層之上作為其心土層、0.82m的底土層墊至B2作為其底土層；接著，將A3區(qū)段的0.4m厚的表土層和A1區(qū)段的0.08m厚(滿足表土底土調(diào)配系數(shù)為0.2)的底土層混合墊至B1區(qū)段作為其表土層、0.20m的心土層墊至B2作為其心土層、0.82m的底土層墊至B3作為其底土層。如此循環(huán)往復(fù)，直至A15的底土層墊至B15作為其底土層、A1置于一邊的表土層和滿足調(diào)配系數(shù)為0.2的A14底土層混合墊至B14上作為其表土層。將A1置于一邊的心土層墊至回填區(qū)B15之上作為其心土層，A2置于一邊的表土層和滿足調(diào)配系數(shù)為0.2的A15混合墊至B15之上作為表土層。至此，整個(gè)就地取土工作結(jié)束。復(fù)墾后土壤剖面基本維持了原有的土壤剖面結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例二華東平原某高潛水位礦區(qū)，該礦區(qū)地下潛水位標(biāo)高+39.8m，地面下沉前標(biāo)高+41.5m，煤層開采地表沉陷深度一般在4m左右，平均積水深度一般在2.3m左右。項(xiàng)目區(qū)沉陷前旱作耕地。復(fù)墾技術(shù)方案如下 土壤剖面信息獲取首先挖溝排除復(fù)墾區(qū)積水，待積水排除后挖取約2m深的土壤剖面，確定表土層厚度為0.20m，心土層厚度約0.30m，往下均為底土層。各層次土壤容重分別為1.31g/cm3、1.40g/cm3和1.53g/cm3。土壤剖面各層次顆粒組成見表2 表2土壤機(jī)械組成分析結(jié)果 調(diào)配系數(shù)確定根據(jù)本項(xiàng)目區(qū)土壤剖面層次，表層土壤顆粒組成中砂粒含量y1＝88.55％＞85％，土壤質(zhì)地屬于砂土，存在質(zhì)地不良性狀；底土層土壤顆粒組成中粘土含量x2＝25.38％＞15％，土壤質(zhì)地屬于粘土；因此，在構(gòu)建表土層時(shí)可利用底土層土壤質(zhì)地的互補(bǔ)性來(lái)進(jìn)行表土土壤質(zhì)地的改良。由于表土層土壤質(zhì)地為砂質(zhì)，可利用公式(1-3)計(jì)算調(diào)配系數(shù)t值。
即0.09＜t＜0.80 為了提高表土養(yǎng)分含量，進(jìn)行表土保護(hù)，在選取t值時(shí)盡量提高表土在調(diào)配土中的比重，一般t值取較小值，因此，本次調(diào)配系數(shù)t確定為0.1，即10份表土與1份底土混合構(gòu)建復(fù)墾耕地的表土層。
施工田塊劃分由于項(xiàng)目區(qū)地下潛水位埋標(biāo)高為+39.8m，根據(jù)旱作農(nóng)作物對(duì)地下潛水埋深的要求，耕地標(biāo)高應(yīng)高于地下潛水位1m以上，為了節(jié)約回填土方量和施工成本，確定耕地回填設(shè)計(jì)標(biāo)高為+40.8m。根據(jù)耕地復(fù)墾標(biāo)高、挖深區(qū)養(yǎng)殖魚塘標(biāo)高以及土方平衡原則劃分挖填區(qū)域，確定平均挖填土方厚度為1.5m。由于挖填區(qū)域長(zhǎng)600～660m、寬35～50m，將長(zhǎng)邊按40～45m為間隔劃分成15段，形成15個(gè)長(zhǎng)40～45m、寬35～50m的施工區(qū)段，且滿足3的倍數(shù)關(guān)系。
分層施工參看圖3，A1～A15表示取土區(qū)劃分區(qū)段，B1～B15表示回填區(qū)劃分區(qū)段，滿足15是3的倍數(shù)、挖填區(qū)段相同的條件。其挖、墊順序表述為首先，將A1的0.20m的表土層、0.30m的心土層分別挖置一邊，將其0.98m厚(為了保證設(shè)計(jì)標(biāo)高，在底土挖取時(shí)已扣除調(diào)配底土厚度)的底土層墊至B1作為其底土層；其次，將A2的0.20m表土層挖置一邊，將其0.30m的心土層墊至B1底土層之上作為其心土層、0.98m的底土層墊至B2作為其底土層；接著，將A3區(qū)段的0.20m厚的表土層和A1區(qū)段的0.02m厚(滿足表土底土調(diào)配系數(shù)為0.1)的底土層混合墊至B1區(qū)段作為其表土層、0.30m的心土層墊至B2作為其心土層、0.98m的底土層墊至B3作為其底土層。如此循環(huán)往復(fù)，直至A15的底土層墊至B15作為其底土層、A1置于一邊的表土層和滿足調(diào)配系數(shù)為0.1的A14底土層混合墊至B14上作為其表土層。將A1置于一邊的心土層墊至回填區(qū)B15之上作為其心土層，A2置于一邊的表土層和滿足調(diào)配系數(shù)為0.1的A15混合墊至B15之上作為表土層。至此，整個(gè)就地取土工作結(jié)束。復(fù)墾后土壤剖面基本維持了原有的土壤剖面結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例三華東平原某高潛水位礦區(qū)，該區(qū)潛水位標(biāo)高+39.3m，地面下沉前標(biāo)高+40.8m，煤層開采地表沉陷深度一般在3.5m左右，平均積水深度一般在2.0m左右。項(xiàng)目區(qū)沉陷前旱作耕地。復(fù)墾技術(shù)方案如下 土壤剖面信息獲取首先挖溝排除復(fù)墾區(qū)積水，待積水排除后挖取約2m深的土壤剖面，確定表土層厚度為0.32m，心土層厚度約0.25m，往下均為底土層。各層次土壤容重分別為1.38g/cm3、1.42g/cm3和1.50g/cm3。土壤剖面各層次顆粒組成見表3 表3土壤機(jī)械組成分析結(jié)果 調(diào)配系數(shù)確定根據(jù)本項(xiàng)目區(qū)土壤剖面層次，表層土壤顆粒組成中粘粒含量x1＝18.50％＞15％，土壤質(zhì)地屬于粘土，存在質(zhì)地不良性狀；底土層土壤顆粒組成中砂粒含量y2＝88.85％＞85％，土壤質(zhì)地屬于砂土；因此，在構(gòu)建表土層時(shí)可利用底土層土壤質(zhì)地的互補(bǔ)性來(lái)進(jìn)行表土土壤質(zhì)地的改良。由于表土層土壤質(zhì)地為粘質(zhì)，可利用公式(1-2)計(jì)算調(diào)配系數(shù)t值。
即0.24＜t＜7.70 為了提高表土養(yǎng)分含量，進(jìn)行表土保護(hù)，在選取t值時(shí)盡量提高表土在調(diào)配土中的比重，一般t值取較小值，因此，本次調(diào)配系數(shù)t確定為0.25，即4份表土與1份底土混合構(gòu)建復(fù)墾耕地的表土層。
施工田塊劃分由于項(xiàng)目區(qū)地下潛水位埋標(biāo)高為+39.3m，根據(jù)旱作農(nóng)作物對(duì)地下潛水埋深的要求，耕地標(biāo)高應(yīng)高于地下潛水位1m以上，為了節(jié)約回填土方量和施工成本，確定耕地回填設(shè)計(jì)標(biāo)高為+40.3m。根據(jù)耕地復(fù)墾標(biāo)高、挖深區(qū)養(yǎng)殖魚塘標(biāo)高以及土方平衡原則劃分挖填區(qū)域，確定平均挖填土方厚度為1.6m。由于挖填區(qū)域長(zhǎng)650～720m、寬38～56m，將長(zhǎng)邊按43～48m為間隔劃分成15段，形成15個(gè)長(zhǎng)43～48m、寬38～56m的施工區(qū)段，且滿足3的倍數(shù)關(guān)系。
分層施工參看圖3，A1～A15表示取土區(qū)劃分區(qū)段，B1～B15表示回填區(qū)劃分區(qū)段，滿足15是3的倍數(shù)、挖填區(qū)段相同的條件。其挖、墊順序表述為首先，將A1的0.32m的表土層、0.25m的心土層分別挖置一邊，將其0.95m厚(為了保證設(shè)計(jì)標(biāo)高，在底土挖取時(shí)已扣除調(diào)配底土厚度)的底土層墊至B1作為其底土層；其次，將A2的0.32m表土層挖置一邊，將其0.25m的心土層墊至B1底土層之上作為其心土層、0.95m的底土層墊至B2作為其底土層；接著，將A3區(qū)段的0.32m厚的表土層和A1區(qū)段的0.08m厚(滿足表土底土調(diào)配系數(shù)為0.25)的底土層混合墊至B1區(qū)段作為其表土層、0.25m的心土層墊至B2作為其心土層、0.95m的底土層墊至B3作為其底土層。如此循環(huán)往復(fù)，直至A15的底土層墊至B15作為其底土層、A1置于一邊的表土層和滿足調(diào)配系數(shù)為0.1的A14底土層混合墊至B14上作為其表土層。將A1置于一邊的心土層墊至回填區(qū)B15之上作為其心土層，A2置于一邊的表土層和滿足調(diào)配系數(shù)為0.25的A15混合墊至B15之上作為表土層。至此，整個(gè)就地取土工作結(jié)束。復(fù)墾后土壤剖面基本維持了原有的土壤剖面結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種礦區(qū)厚煤層開采沉陷區(qū)就地取土復(fù)墾方法，其特征在于，它按照如下步驟實(shí)施
a.土壤剖面信息獲取對(duì)項(xiàng)目區(qū)積水進(jìn)行排除，然后在取土區(qū)挖土壤剖面，確定表土層、心土層和底土層厚度數(shù)據(jù)，同時(shí)獲取各層次土壤容重?cái)?shù)據(jù)，步采集剖面各層土壤樣品，通過土壤顆粒組成分析確定各層次土壤質(zhì)地?cái)?shù)據(jù)；
b.確定表層土壤質(zhì)地調(diào)配系數(shù)t
式中d1、d2為表層土壤和底層土壤的容重；x1、y1分別為表層土壤的粘粒、砂粒含量；x2、y2分別為底層土壤的粘粒、砂粒含量；t為調(diào)配系數(shù)；
當(dāng)表土偏粘，即x1＞15％，且底土層偏砂y2＞85％時(shí)，由式(1-1)導(dǎo)出調(diào)配系數(shù)t應(yīng)滿足如下條件
當(dāng)表土偏砂，即y1＞85％，且底土偏粘x2＞15％時(shí)，由式(1-1)導(dǎo)出調(diào)配系數(shù)t應(yīng)滿足如下條件
c.施工區(qū)段劃分依據(jù)沉陷后地形地貌、復(fù)墾耕地所要求的潛水埋深要求，確定控制復(fù)墾標(biāo)高，根據(jù)挖、填土方平衡的原則進(jìn)行取土區(qū)域、回填區(qū)域的劃分；根據(jù)取土區(qū)域和回填區(qū)域的大小，將取土區(qū)和回填區(qū)分別劃分成n段，n是3的倍數(shù)關(guān)系，其中取土區(qū)段分別為A1-An，回填區(qū)段分別為B1-Bn；
d.分層施工根據(jù)所劃分的取土區(qū)段、回填區(qū)段，按照土壤剖面從上往下表土層、心土層和底土層三層分別挖取回填，分層施工，并根據(jù)調(diào)配系數(shù)t，完成對(duì)表土層的調(diào)配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦區(qū)厚煤層開采沉陷區(qū)就地取土復(fù)墾方法，其特征在于所述d步驟中分層施工過程如下首先，將取土區(qū)A1的表土層、心土層分別挖置一邊按從下往上順序堆積，挖取其底土層墊至回填區(qū)B1的區(qū)段作為其底土層；其次，將取土區(qū)A2的表土層挖置一邊，將其心土層墊至回填區(qū)B1底土層之上作為其心土層、挖取其底土層墊至回填區(qū)B2的區(qū)段作為其底土層；接著，將取土區(qū)A3的表土層、心土層、底土層分別墊至回填區(qū)B1、B2、B3，即分別作為回填區(qū)B1、B2、B3的表土層、心土層、底土層，在將取土區(qū)A3的表土層回填至B1作為表土層的同時(shí)，根據(jù)調(diào)配系數(shù)t從取土區(qū)A1的底土層區(qū)域再挖取部分底土回填到B1的表土層；按照上述過程依次在取土區(qū)段及回填區(qū)段進(jìn)行，直至取土區(qū)An的底土層為止，最后，將取土區(qū)A1置于一邊的表土層和根據(jù)調(diào)配系數(shù)t比例的An-1的底土混合回填至Bn-1上作為其表土層，將取土區(qū)A1置于一邊的心土層墊至回填區(qū)Bn之上作為其心土層，A2置于一邊的表土層和相應(yīng)比列的An的底土混合回填至Bn之上作為表土層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦區(qū)厚煤層開采沉陷區(qū)就地取土復(fù)墾方法，其特征在于控制耕地復(fù)墾設(shè)計(jì)標(biāo)高≥地下潛水位標(biāo)高1m。
全文摘要
一種礦區(qū)厚煤層開采沉陷區(qū)就地取土復(fù)墾方法，屬采礦技術(shù)領(lǐng)域，用于解決開采沉陷區(qū)耕地復(fù)墾技術(shù)復(fù)墾土壤質(zhì)量不高、增加后續(xù)土壤改良難度等問題。技術(shù)方案是，它按照如下步驟實(shí)施a.土壤剖面信息獲取，b.確定表層土壤質(zhì)地調(diào)配系數(shù)t；c.施工區(qū)段劃分；d.分層施工。本發(fā)明方法與現(xiàn)有土地復(fù)墾技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)有效保持了原有的土壤剖面結(jié)構(gòu)層次，保護(hù)了肥沃的表土資源，維持了土壤生態(tài)環(huán)境，復(fù)墾土壤質(zhì)量較高；對(duì)表層土壤質(zhì)地不良(砂質(zhì)或粘質(zhì))的耕地，能夠利用不同剖面層次土壤質(zhì)地互補(bǔ)性，在施工中通過合理調(diào)配達(dá)到改善表層土壤質(zhì)地的作用，提高了土壤質(zhì)量，減少了后續(xù)的土壤改良難度。
文檔編號(hào)E21F15/00GK101709645SQ20091017536
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者李樹志, 高均海, 魯葉江, 郭友紅, 韓晶磊, 李幸麗, 田迎斌, 白國(guó)良 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院