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课题设置情况

课题五:大型煤电基地土地整治关键技术

来源:      发布时间: 2016-09-29      作者:

东部草原区是我国以露天开采为主的大型煤电基地,高强度的煤炭开发给原本美丽的草原带来了地表塌陷、土地破坏、水土流失、土壤沙化等一系列问题,然而东部草原区具有酷寒、半干旱、土壤贫瘠等生态脆弱特征,此条件下的采矿迹地土地整治技术十分缺乏,开展土地损毁调查、仿自然微地貌综合整治、稀缺区土壤重构、污染场地治理等关键技术的研究具有重要意义。

5.1 研究目标

本课题针对东部草原区大型煤电基地开发过程中,煤炭开采引起的土地损毁严重、地貌破碎、水土流失难以控制、排土场边坡整治困难、土壤贫瘠、场地污染等一系列问题,结合东部草原区生态脆弱、表土稀缺、场地污染、土地整治技术缺乏等问题,研发土地综合整治与水土保持、土壤剖面构建与改良、采矿废迹地转型利用、污染场地识别与防治集成技术,创建采矿迹地综合整治与生态修复技术体系及治理利用模式,建立典型示范工程,为东部草原区大型煤电基地开展土地整治与生态修复提供技术支撑。

5.2 主要研究内容

针对东部草原大型煤炭基地受开采影响地表变形剧烈、表土稀缺、采矿废迹地利用难度大、场地污染等关键问题,开展大型煤电基地土地整治技术的研究并结合课题九建立露天矿和井工矿示范。

(1)开采扰动区土地整治与水土保持

针对东部草原区宝日希勒露天矿和大雁井工矿区多年煤炭开采引发的土地损毁现状、损毁特征、规模以及影响因素等,采用三维激光扫描、卫星遥感、实地调查等方法进行调查分析。通过对露天煤矿开采土地损毁的微地貌综合整治,构建微立地条件,形成损毁土地的仿自然地貌复垦格局。针对露天矿排土场边坡稳定性差、不利于水土保持的特点,对排土场边坡进行稳定与控制水土流失的研究与治理。调查研究露天矿破碎地貌进行,形成区域破碎地貌的协调整治规划技术,达到区域地貌的协调和优化。对煤矿开采引起的地表裂缝、塌陷坑、隆起等剧烈变形造成的土地损毁进行调查研究,形成剧烈变形区损毁土地的综合整治模式和技术。

(2)表土稀缺区土壤构建与改良

针对宝日希勒露天矿开采造成的表土稀缺区特点,进行土壤构建类型、改良材料特性等的调查分析。采用煤电基地产生的煤矸石、粉煤灰、煤泥等固体废弃物,通过破碎、熟化与土壤进行比配研究,形成基于固体废弃物的土壤构建技术。基于东部草原区牛羊粪便等有机肥料来源丰富的特点,通过对东部草原牛羊粪便等有机肥料特性与土壤比配研究,对表土稀缺区土壤进行改良。对腐质秸秆、锯末等植物性废弃物进行试验研究,形成基于废弃植物基质的植生层构建与植被技术。

(3)采矿废迹地整治与再利用

针对宝日希勒露天矿和大雁井工矿区多年开采形成的采矿废迹地进行特征、规模、损毁现状,利用电法仪、GPS 综合测绘、遥感等技术进行综合勘察、评价。依据采煤塌陷区、矸石场、露天采场、排土场等采矿迹地的现状特征结合相关规划,开展有针对性地转型利用和综合整治技术研究,达到采矿废迹地的可持续转型利用目的。针对采矿废迹地及废弃矿山的特点结合区域经济、城镇发展、环境需求,进行废弃矿山开放式转型模式研究,构建与区域环境向协调的可持续发展的转型利用新模式。

(4)典型污染场地识别与治理技术

以北电胜利煤电基地、宝日希勒露天矿、大雁井工矿区为基地,采用遥感监测和实地调查等方法,对典型煤电基地的场地污染进行调查、识别与评价。对典型污染场地的污染物含量进行检测、分析,查明典型污染场地的污染物分布特征。针对典型场地的污染物类型、含量及分布特征,研发典型污染场地的污染控制与生态修复技术。

5.3 拟解决的重大科学问题或关键技术问题

(1)高强度开采驱动下的酷寒草原区土地整治与水土保持技术

(2)东部草原典型煤电基地表土稀缺区的土壤修复与剖面优化技术

(3)采矿废迹地和典型污染场地的勘察、识别与综合整治利用

5.4 考核指标及评测手段/方法

(1)提出东部草原露天煤矿仿自然微地貌综合整治技术;

(2)提出表土稀缺区复垦土壤构建技术;

(3)申请发明专利5 项、出版专著1 部、发表论文10 篇、培养硕士5 名、博士1名。

评测手段/方法:考核指标(1)、(2)采用专家论证会的方式进行评测;考核指标(3)以专利证书、学术论文、专著、研究生学位论文数量进行评测。

5.5 参加单位任务分工

课题牵头单位:中煤科工集团唐山研究院有限公司

课题协作单位:中国地质大学(北京)、平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司、中国矿业大学

课题负责人:李树志,中煤科工集团唐山研究院有限公司

课题任务分工:

子课题1:研发开采扰动区土地整治与水土保持,由中煤科工集团唐山研究院有限公司承担,中国地质大学(北京)参加;

子课题2:表土稀缺区土壤构建与改良,由中国地质大学(北京)承担,中煤科工集团唐山研究院有限公司参加;

子课题3:采矿废迹地整治与再利用,由中煤科工集团唐山研究院有限公司承担,中国地质大学(北京)、平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司参加;

子课题4:典型污染场地识别与治理技术,中国矿业大学承担,中煤科工集团唐山研究院有限公司、中国地质大学(北京)参加。