關(guān)于召開(kāi) 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫(kù)科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

一、概述

在礦山開(kāi)采的過(guò)程中，采礦活動(dòng)對(duì)礦區(qū)土地的破壞，使原有地貌被各種廢石堆積形成的山丘而取代，并將形成山丘地貌。各種項(xiàng)目和作業(yè)場(chǎng)地的建設(shè)使原有草原(天然草地和其它草地)變成了地表裸露的工業(yè)用地，當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件已發(fā)生一定變化，使得土地不具備正常土壤的基本結(jié)構(gòu)和肥力，甚至土壤生物(包括微生物)也不復(fù)存在。在這種極端裸地，植物的自然生長(zhǎng)定居和生態(tài)系統(tǒng)的原生演替過(guò)程極其緩慢。在天然狀態(tài)沒(méi)有外來(lái)干擾條件下，土層經(jīng)過(guò)100年才增加10mm；例如露天鐵礦排巖堆場(chǎng)地上出現(xiàn)木本植物定居，最快要5年之后。所以必須經(jīng)過(guò)一些人為的技術(shù)措施，才能使得破壞的土地能夠較快地恢復(fù)肥力。

二、改良方法

1.土壤施肥技術(shù)

土壤施肥是將天然的或人造的物質(zhì)加到土壤中以提供植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分。肥料既有有機(jī)肥也有無(wú)機(jī)肥，粉煤灰、煤渣、污泥等也可以作為肥料。施肥方法和肥料的類(lèi)型取決于生長(zhǎng)的植物、土壤特征和肥料的經(jīng)濟(jì)可行性。

土壤施肥是土壤改良的重要措施之一，用于改良礦業(yè)破壞土地土壤的材料極其廣泛，表土、化學(xué)肥料、有機(jī)廢棄物、綠肥、固氮植物都被用于破壞土地的改良。不同的改良物質(zhì)都有獨(dú)特的作用，現(xiàn)分述如下：

(1)化學(xué)改良物

大部分礦山破壞土地缺乏N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，解決這類(lèi)問(wèn)題的辦法是添加肥料或利用豆科植物的固氮能力來(lái)提高土壤肥力。但是速效的肥料極易被淋溶，因此不能夠一次性的使用肥料，而需要少量、多次的施肥來(lái)補(bǔ)充土壤的肥份。如施加P肥、調(diào)節(jié)過(guò)酸或過(guò)堿等對(duì)破壞土地基質(zhì)做改良及人工補(bǔ)種一些豆科植物，以擴(kuò)大其種群優(yōu)勢(shì)。

(2)施加有機(jī)物質(zhì)

有機(jī)肥料種類(lèi)很多，大體分為兩類(lèi)：一類(lèi)作為生物活性有機(jī)肥料，如動(dòng)物糞便、人糞尿、鳥(niǎo)糞、污水污泥等；另一類(lèi)為生物惰性有機(jī)肥料，如泥炭和泥炭類(lèi) 物質(zhì)及其同各種礦物質(zhì)添加劑的混合物。有機(jī)肥料不僅含有作物生長(zhǎng)和發(fā)育所必需的各種營(yíng)養(yǎng)元素，而且可以改良土壤物理性質(zhì)。事實(shí)上，有機(jī)改良物的改良效果優(yōu)于化學(xué)肥料。作物的秸稈也被用作破壞土地的覆蓋物，這可改善表面的溫度狀況，并有助于維持一定的溫度，有利于種子萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)。秸稈還田尚能改善土壤的物理結(jié)構(gòu)，有利于微生物的生長(zhǎng)，固定和保存氮素養(yǎng)分，促進(jìn)基質(zhì)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。

2.增加表土技術(shù)

表土是經(jīng)過(guò)巖石長(zhǎng)期風(fēng)化，并經(jīng)過(guò)自然和人為熟化過(guò)程而形成的一個(gè)表面土層(又稱耕植層)，它富含植被需要的各種養(yǎng)分，并具備植被生長(zhǎng)所需的各種條件。因此，表土對(duì)作物生長(zhǎng)起著非常重要的作用。

對(duì)于廢棄礦山地(如礦山土)，可以將增加表土作為一種有效的改良技術(shù)，而對(duì)于新構(gòu)造的復(fù)墾土地，應(yīng)將回填表土作為復(fù)墾工藝的一部分。一般情況下，表土的剝離及運(yùn)輸因回填過(guò)程不會(huì)過(guò)多地改變表土的物理、化學(xué)和生物特性。但要取得較高的復(fù)星土地生產(chǎn)力，應(yīng)選擇好適宜的表土材料和表土處理及改良技術(shù)以構(gòu)造出較適宜厚度、質(zhì)地、容重、PH、持水性、離子交換能力等特性的表土條件。

一些人造表土可以作為自然表土的改良劑或直接作表土使用。這種人造的表土因富含多種養(yǎng)分且經(jīng)過(guò)加工處理，其價(jià)格比自然表土貴，其養(yǎng)分含量比自然表土高，因此，這種人造表土覆蓋在表面的厚度就比自然表土要薄得多，但其效果并不次于自然表土。它不僅可以用于缺乏表土的已破壞土地的復(fù)墾，也可作為復(fù)墾表土的改良劑或肥料。

3.PH改良技術(shù)

由于露天礦開(kāi)采破壞了整個(gè)土壤剖面，因而有些酸性或堿性的礦層物質(zhì)在開(kāi)采和復(fù)墾過(guò)程中會(huì)影響表層土壤的酸堿性，特別是對(duì)于無(wú)表土的礦山土和煤矸石充填土地以及煤矸石山。因此，復(fù)墾土壤的PH問(wèn)題是土壤改良的關(guān)鍵問(wèn)題之一。土壤pH不僅影響植物品種的選擇和植物的生長(zhǎng)，更重要的是影響土壤養(yǎng)分的活性，從而影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。

礦山開(kāi)采過(guò)程中，基質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能幾乎完全喪失。有些酸性或堿性的礦物質(zhì)在開(kāi)采和生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中會(huì)影響表層土壤的酸堿性。當(dāng)?shù)V山破壞土地表 面局部區(qū)域存在這種危害時(shí)，可以利用化學(xué)方法進(jìn)行處理。對(duì)于酸性土壤一般采用以下材料進(jìn)行改良：

(1)生石灰

生石灰中和土壤酸性的能力很強(qiáng)，可以在短期內(nèi)矯正土壤酸度。生石灰易吸水，是石灰材料中堿性最強(qiáng)的一種，除中和土壤酸性外，兼有殺蟲(chóng)和土壤消毒的功效。

(2)熟石灰

由生石灰吸濕或加水處理而成，其主要成分是氫氧化鈣。熟石灰呈強(qiáng)堿性反應(yīng)，比較容易溶解，是我國(guó)普遍施用的一種石灰材料。它中和土壤酸性的能力比生石灰弱，但較石灰粉強(qiáng)。

(3)石灰石

石灰石的主要成分是碳酸鈣，溶解度較小，中和土壤酸性的能力比較弱，但與土壤中各種酸作用后，會(huì)逐漸增加其溶解度，因此后效較長(zhǎng)。石灰改良pH 的同時(shí)，還可以收到改土和增產(chǎn)的雙重效果。

4.微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)是指利用微生物的生命代謝活動(dòng)減少土壤環(huán)境中有毒有害物的濃度或使其完全無(wú)害化。微生物修復(fù)在水污染治理方面的應(yīng)用已有幾十年的歷史，而微生物修復(fù)用于土壤污染的治理，則是最近十余年的事。修復(fù)技術(shù)包括：添加營(yíng)養(yǎng)、接種外源降解菌、生物通氣、土地處理、堆肥式處理等，生物復(fù)墾是土地復(fù)墾的關(guān)鍵。微生物可促進(jìn)植物根瘤菌和菌根的生成，從而固定廢棄物和加速?gòu)U棄物風(fēng)化成土，促進(jìn)植物迅速生長(zhǎng)。同時(shí)利用微生物生命活動(dòng)，挖掘土壤潛能，實(shí)現(xiàn)低耗資和快速熟化復(fù)墾地。

5.植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)是利用植物的獨(dú)特功能，可和根際微生物協(xié)同作用，從而可以發(fā)揮比生物修復(fù)更大的效能。植物修復(fù)的成本較低，是物理化學(xué)修復(fù)系統(tǒng)的替代方法。植被重建包括選樹(shù)選草適地，改地 適樹(shù)適草，通過(guò)進(jìn)行廣泛的植被品種資源調(diào)查，以便選出根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)、固氮能力強(qiáng)、耐貧瘠的物種，從而建成人工植被，達(dá)到植被重建的目的。對(duì)于某一特定礦區(qū)，培養(yǎng)適合本礦區(qū)的微生物，選出抗逆性強(qiáng)、固氮能力強(qiáng)耐貧瘠的植物，才能真正實(shí)現(xiàn)生物鏈重組，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)土地復(fù)墾。

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