[發明專利]一種露天礦排土場土壤生態水位控制裝置及方法

有效

• 申請號: 202110883615.3
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113598032B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 李全生;邢朕國;張潤廷;劉勇;張周愛
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院;神華北電勝利能源有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;A01G25/06;E02D3/10;E03B3/34;G05D9/12
• 代理公司: 徐州千秋知識產權代理事務所(普通合伙) 32556
• 代理人: 周敏

本發明公開了一種露天礦排土場土壤生態水位控制裝置及方法，該方法包括：根據露天礦所處地域、氣候、地質、水文和土壤條件確定選用的優勢植物；優勢植物的補給水位決定補水單元鋪設深度；自下而上排棄每層平臺時，預鋪每層平臺補水單元；若水分監測器監測的土壤水分值低于預設預警值，控制模塊控制補水單元進行定量補水。本發明在生態水位的基礎上，關注沒有地下水的人工排土場生態環境，采用人工輔助的措施在優勢植物的基礎上通過維系類似生態水位的植被需水土壤含水量來達到露天礦排土場植被優選優育的目的，相對于傳統地表澆灌有成本低、人工少的優勢。

技術領域

本發明涉及露天礦排土場生態環保領域，具體涉及一種露天礦排土場土壤生態水位控制裝置及方法。

背景技術

我國露天煤礦大多分布在生態脆弱區，為保護開采工作區域主要采用疏干排水方式控制地下水，導致礦區周邊地下水位下降、植被覆蓋度減少，地下水水資源和生態環境均不同程度受到影響。為解決露天煤礦開采造成的水資源與生態環境問題，業界提出了多種思路和方案，目前應用較好的為地下防滲帷幕截流技術，但針對非開采工作區如排土場的水文生態保護方案仍未得到重視和發展，排土場作為工業用地的一部分，保障其生態地下水位，有利于實現減損、保水、綠色開采。

《煤炭科學技術》論文“基于保障生態地下水位的露天煤礦主動保水技術研究”公開了一種露天煤礦主動保水技術，包括厘清礦坑水的補給源和補給通道，確定適宜的截水帷幕路線、頂底位置，確保帷幕底部進入穩定隔水層、頂部高于歷史水位，因地制宜地選擇溝槽式截水帷幕或鉆孔注漿帷幕方式及其配套防滲材料，通過構筑連續的帷幕墻體攔截潛水含水層側向補給礦坑。采用該技術的露天礦區地下水位可恢復至原始水位，植被逐漸修復。但該技術針對開采及周邊區域，利用地下水的動力學特性順勢補給，無法補給到遠高于潛水高程的排土場區域。

綜上所述，現有技術中對于排土場區域的土壤生態水位控制裝置和方法并未過多說明，目前各礦根據政策要求普遍采取澆灌綠化等措施，浪費水資源的同時無法形成自更替的優勢植被，費時費工費錢，且不利于綠色礦山建設。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明提出一種露天礦排土場土壤生態水位控制裝置及方法。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種露天礦排土場土壤生態水位控制裝置，包括：地表水泵房，與地表水泵房連接的主管道，與主管道連接的補水單元，補水單元包括與主管道連接的輔管道，輔管道靠近主管道的一端設有主閥門，輔管道上均勻布置若干補水管，補水管靠近輔管道的一端設有副閥門，補水管上均勻開設若干補水孔，補水管上均勻布置若干中間水分監測器，補水管遠離輔管道的一端設有端頭水分監測器，補水單元通過控制模塊進行控制。

優選地，控制模塊包括干旱預警模塊、水量控制模塊、實時顯示模塊；中間水分監測器、端頭水分監測器與干旱預警模塊連接，干旱預警模塊與水量控制模塊連接，通過水量控制模塊控制補水單元補水量，中間水分監測器、端頭水分監測器、干旱預警模塊、水量控制模塊分別與實時顯示模塊連接。

本發明還提供一種露天礦排土場土壤生態水位控制方法，包括：

S1：根據露天礦所處地域、氣候、地質、水文和土壤條件確定選用的優勢植物；優勢植物的補給水位決定補水單元鋪設深度；

S2：自下而上排棄第一層平臺時，預鋪第一層平臺補水單元；

S3：自下而上依次排棄中間層平臺時，分別預鋪中間層平臺補水單元；

S4：排棄最上層平臺時，預鋪最上層平臺補水單元；

S5：若水分監測器監測的土壤水分值低于預設預警值，控制模塊控制補水單元進行定量補水。

優選地，步驟S1中優勢植物的確定方法如下：