[發明專利]一種離子型稀土礦山生態護坡砌塊及其生態護坡系統

有效

• 申請號: 201610235302.6
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105756073B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 陳飛
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: E02D17/20
• 分類號: E02D17/20;A01G20/00;A01G9/033;A01G9/029;B28B23/02;C04B28/00;C04B14/06;C04B18/24
• 代理公司: 贛州凌云專利事務所36116
• 代理人: 曾上

技術領域

本發明涉及生態護坡技術，尤其是涉及一種離子型稀土礦山生態護坡砌塊及其生態護坡系統。

背景技術

稀土是鑭、鈰和鐠等17種稀有元素的總稱，我國的稀土礦分為重稀土和輕稀土兩類，重稀土以南方離子型稀土為主，輕稀土以北方稀土為主。稀土是一組同時具有電、磁、光以及生物等多種特性的新型功能材料，是信息技術、生物技術、能源技術等高新技術領域和國防建設的重要基礎材料。南方稀土礦富含釔、鏑、鋱等中重稀土元素而成為信息技術、能源技術、生物技術等現代高新技術和國防等尖端領域的重要基礎材料，是我國的優勢礦產資源和戰略資源。

南方稀土礦床類型為“風化殼型”，南方離子型稀土礦山在風化過程中易形成形態各異的風化殼，薄則數厘米，厚則數十米，稀土元素主要以陽離子狀態存在于稀土礦物中，并吸附在高嶺土、蒙脫石等礦物上。南方離子型稀土礦的開采工藝有池浸工藝、堆浸工藝和原地浸礦工藝，目前主要采用原地浸礦工藝對稀土礦進行開采。池浸工藝和堆浸工藝原理相同，池浸工藝用水泥池作浸取槽，使用浸礦劑把浸取槽中的稀土置換出來，收集稀土富集液后在沉淀池用草酸沉淀稀土。堆浸工藝和池浸工藝不同之處是稀土在堆浸場中被置換出來，相對效率更高。原地浸礦工藝將浸礦溶液通過網格布置的注液井直接注入天然埋藏條件下的風化礦體，在靜壓滲浸條件下，浸礦劑溶液中的陽離子將吸附在粘土表面的稀土離子交換下來形成母液，母液從收液工程系統流出，用草酸沉淀母液中的稀土。

堆浸和池浸工藝對地表植被直接破壞，開采后的山頭植被和有效土層基本全部剝離，基巖裸露，開采中產生大量尾砂占壓土地，對堆置場地原有生態系統造成破壞。“原地浸礦”工藝方法雖然克服了池侵、堆浸工藝的許多缺點，但因需開挖大量的注液井、水封井和集液溝，對礦山植被與地貌造成了一定程度的破壞，大量酸性侵礦劑和頂水通過注液井注入地下礦層，對山體原有的巖土應力平衡狀態造成破壞，地層擾動明顯，易誘發滑坡。傳統池、堆浸工藝“搬山運動”式開采對礦區植被破壞嚴重，直接損毀大量山地、林地，產生大面積失去植被和表土保護的裸露采場，同時產出大量堆存于采場附近的尾砂、廢土。礦體的賦存條件亦決定了其可能引發和加劇滑坡地質災害的可能性，離子型稀土礦的礦體均賦存于風化殼內，從含礦地層的富水性分析，含礦體的全風化層以及上部的殘坡積層，自然狀態下均可賦存較為豐富的潛水，其富水性、透水性均較好，為含水層，而作為礦體底板的是半風化—未風化的基巖， 其巖層的富水性、透水性均差，可視為隔水層。

據調查，南方某市共有廢棄稀土礦區500多個，因稀土開采直接損毀的山地、林地面積達122.24平方公里，尾砂累計積存量達19117萬噸，這個地區所有稀土礦區的地質災害防治、生態環境的恢復預計費用高達380億元。因此，對離子型稀土礦山進行生態防護，避免地質災害的發生，實現區域社會經濟可持續發展，具有重要意義。

目前，離子型稀土礦山邊坡生態護坡的方法主要有由抗滑擋土墻、錨桿錨固、格構梁、錨釘墻、削方減載等巖土工程措施和生物措施聯合防護的方式。其中擋土墻作為支承路基填土、自然邊坡及山坡土體等的支擋構筑物，可以防止填土或土體變形失穩，我國目前常用的擋土墻形式為重力式擋土墻結構形式。重力式擋土墻依靠結構自重和擋土墻底面與基礎之間摩擦力來抗傾覆和抵抗土壓力作用以保持工程結構和邊坡土體的穩定性，因其體積、重量較大，施工開挖土方量大，施工費用較高，重力式擋土墻的施工高度及在軟弱地基的應用受到了一定限制。護坡互嵌式砌塊擋土墻對地基承載力要求較低；與重力式擋土墻相比，墻身體積更小，施工時可減小土方工作量，具有生態和景觀功能且組合方式靈活，因此，互嵌式砌塊擋土墻在這幾年發展很快，但是目前我國還沒有適合離子型稀土礦山護坡的生態砌塊及其生態護坡系統。