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兰州昶荣园林工程有限公司陈德贤煤矸石是煤炭在生产过程中排出的无机物（各种矿岩）和少量有机物（煤及碳质岩）组成的混合物。我国每年采煤产生的煤矸石约1.5亿多吨，约为全国工业废弃物的1/4。煤矸石可用于生产建材和发电，但由于技术等众多限制性因素，其综合利用率很低，仅为排出量的5%左右。大量煤矸石的产生和存在，不仅占压了大量土地，而且还严重污染了环境，造成周边农作物的减产和死亡。本文将根据公司近年来对多种工业尾矿、荒漠化治理和高速公路边坡植被恢复的工程所积累的经验，就煤矸石山的植被恢复技术进行探讨，与同仁交流，共同提高。一、煤矸石山的立地条件和组成和其它工业废弃物堆场一样，煤矸石山是由人工排垫而形成的“人工山”。一般占地面积较大，山体较高。除顶部有相对宽阔的平面外，周边均为自然安息角为30-40度的斜坡。煤矸石的主要组成物质有：高岭石、伊利土、黏土矿物、石英和少量煤、黄铁矿等。二、煤矸石的主要危害露天堆放的煤矸石，在氧化、风化和降雨淋滤的作用下，会形成高矿化度泉水，进入地表水体和农田，造成煤矸石山周边地区的土地和地下水严重污染；也有一些煤矸石会产生放射性污染；另外，许多煤矸石山会发生自燃；常年向大气中排放出CO、SO2、H2S和NO2等有害气体和大量粉尘，直接使矿区环境遭到恶化，并对整个大气环境造成负面影响。总之，大量煤矸石的存在，对自然环境和矿区环境均构成了极为严重的破坏，因此对煤矸石山进行根本治理，不仅是煤矿生产企业自身环境保护和改善企业形象的问题，也是环保人士的职责，更是贯彻国家环保政策和实现可持续发展、科学发展战略的重要组成部分。三、煤矸石山水的特性1、由于煤矸石山粒级大，不利于水分的保持和养分的蕴储。2、未风化的煤矸石含水量和持水量低。由于煤矸石粒级大，地温高，裸露易蒸发，造成矸石的含水量较低，仅为黄土的1/2。3、风化后的煤矸石，水利用率较高。矸石风化后，能在煤矸石山体表层形成10cm厚的、相对稳定的粗碎屑土，因其极少的毛管空隙，使水分易渗透而不易蒸发，造成有效持水量低于黄土，但有效水利用率高于黄土的特性。四、煤矸石山的特性煤矸石经自然风化后，其硫化物经氧化和在微生物的作用下，形成H2SO4等酸性物质。但其硫性只随矸石含硫量的增加而增加，并不随时间和深度的增加而增加。堆放一年后的煤矸石PH值与老矸石山的PH值基本一致。经过以上对煤矸石山的形成、所造成的危害和其与植被有关特性的认识和分析，现就煤矸石山的植被恢复技术及其要点和注意事项总结如下：五、煤矸石山植被恢复应该遵循的原则：煤矸石山的植被恢复和绿化是建立稳定、高效的矸石山人工植被生态系统和彻底改善生态环境的有限途径。煤矸石山的植被恢复必须遵循以下生态学原则：（1）以群落为基本单位；（2）适地适树；（3）生态演替；（4）生物多样性；（5）景观多样性；（6）整体性和系统性。六、煤矸石山植被恢复的主要步骤1、实地调查。搞清矸石山的类型，摸清潜在适生植物类型。为采取合理的植被恢复技术和选用适生树、草、花种打好基础。2、改良土壤。土壤是植物生长的介质，在煤矸石山植被恢复前，一般都要进行土壤改良。土壤改良的方法主要有：客土法改良、城市污泥改良和植被改良等。3、选用优势树种，经过对煤矸石山现有植被和当地适生植物的调查，了解当地乡土树、草、花种的状况，确定优势植物种。4、采用适当的种植技术和灌溉技术，精心种（栽）植并精心养护，达到快速恢复植被的目的。七、干旱和半干旱地区煤矸石山的实用植被恢复技术：1、整地a.煤矸石山顶部的整地，一般采用推平的方式，对相对宽阔的堆场顶部进行平整，为植被恢复创造相对平整的种植条件。b.煤矸石山坡体的整地，过去通常采用反坡环山带状整地方式。根据我们近年的施工经验，这里建议采用梯田整地或鱼鳞坑方式整地。其优点是：(1)从山头到山脚修建梯田，自上而下，施工方便，而且下一个梯田台阶的修建不影响上一个已修好的梯田台阶;(2)梯田的坡向和山体坡向相反，雨水冲刷、水土流失较轻，易于集水和保水。梯田台阶宽2m.(A)，梯田梯间距2m（B），修建成外高内低的反坡倾向状，如图-1所示。c.鱼鳞坑整地，是在煤矸石山的坡体上，按行间距和坑间距2m*2m的间距，掏挖半径为50-100cm,深50-100cm的鱼鳞坑，回填客土后用于种植。如图-2所示。在修建梯田和鱼鳞坑时，除应注意梯田的尺寸外，尤其应注意在修建时，留有足够深的客土沟槽（C），依据所选种植树、草、花种的不同而不同，通常取30-80cm、草和灌木≥30cm、乔木≥80cm。2、客土煤矸石山的植被恢复，最重要的工作是客土问题。土壤是植物生长的介质，没有适合种植的土壤，一切均无从谈起。煤矸石山的客土，最好是在有足够投资的前提下，对矸石山进行全面的客土覆盖，但这样做投资和工程量都很大。根据我们近年来的施工经验，我们认为应该采用带状、穴状或带状加穴状回填客土较为实际可行。对矸石山的坡体，进行带状或穴状回填客土。因为坡体应优选适生的花灌木（乔木有造成滑坡的危险）和耐旱的多年生草。对矸石山顶部相对宽阔的区域，按行间距4m，行宽80-100cm的规格进行带状客土回填，在带状客土回填的同时，按设计规格进行穴状回填客土，为乔木栽植创造条件。其中带状客土的厚度为30-50cm；穴状客土按100cm（长）*100cm（宽）*100cm（深）的规格回填客土。客土回填后，最好能用漫灌的方式进行客土沉降。3、灌溉系统的选择和安装水是生命之源，再好的矸石山植被恢复方案，离开了水都是空谈。对干旱和半干旱地区来说，水的问题就显得更加重要。由于降雨量低，致使水资源严重匮乏，有的地方甚至连人蓄饮水都成了问题。为此矸石山植被恢复的灌溉问题，就一定要遵守节水的原则，千万不能让其与生产和生活争水。根据我们在金川集团有限公司老尾矿库植被恢复、酒钢渣山和尾矿植被恢复、民勤荒漠化治理、银古高速公路填、挖方路段边坡生物治理、兰州南北两山植被恢复和其它矸石山、工业废弃物堆物植被恢复项目的施工经验，常用的灌溉方式有大水漫灌、喷灌、微喷灌和滴灌，但以滴灌的节水性能为最佳，其耗水量仅为大水漫灌的1/3。但滴灌的前期投入最大，而其长期的经济性能最佳。合理设计，滴灌可实现“灌溉植物而不灌溉土壤”和“按需灌溉”的目标，使有限的水资源得到最有效的利用。对带状种植的花灌木和草，采用滴灌管；对穴状种植的乔灌木采用外嵌式滴头滴灌方式，把水直接输到乔灌木的根部。采用滴灌方式，水能充分浸润植物的根部，从而避免灌溉无植物部分地段的无效、无意义的水资源消耗。滴灌方式下水的分布如图-3所示。采用滴灌方式，应注意的几个问题：⑴、水质，用于滴灌的水，须经过严格的过滤，以防滴头堵塞；⑵、系统防真空，滴灌系统应安装性能可靠的真空阀，防止在系统排水时进行负吸，带着沙土等杂质进入滴头，造成滴头堵塞；防止系统供水开始时，产生气锤和气栓对系统功能造成破坏；⑶、防冻害、鼠害和虫害，春夏秋三季应注意防止鼠害和虫害；在入冬前，灌完冬水后及时排空系统内的存水，防止结冰破坏系统。滴灌系统的设计，是一个复杂的系统工程，没有照搬的方案，而是根据不同的自然降雨量、各种植物及其在不同生长期不同的需水量、可利用水资源、系统的输水能力等多个因素，综合考虑，精心计算后进行设计，并以各种条件的变化，及时调整灌溉方案。必须是一案一例。4，物种选择煤矸石山植被恢复的实际意义在于：⑴、单纯恢复植被，减少水土流失，改善环境；⑵、在恢复植被的同时，建造经济林，使其形成新的经济增长点。酒泉钢铁集团公司的渣山和尾矿的植被恢复方式，就实现了在渣山和尾矿上种植葡萄的目标，使其成为该公司葡萄酒厂的重要的原料生产基地。产生了良好的经济效益。煤矸石山植被恢复用植物品种的选择应基于煤矸石山的立地条件、周边地理、气候等自然条件、具体的煤矸石山的理化特点等综合因素，优先选用与矸石山理化特点相适应、耐干旱、耐贫瘠、萌发力强、成活率高、生长快、根系发达的乡土植物。根据我们近几年的施工经验，可用于煤矸石山植被恢复的主要草种有：蒙古冰草、沙蒿、苜蓿、红豆草、羊胡草、狗尾草、蒺藜和水蓬草等；主要树种有：国槐、刺槐、紫穗槐、柽柳、沙枣、枣树、苹果树、毛桃、毛杏、白腊、侧柏、刺柏、柳树、毛条、柠条、金叶莸等；主要花种有：蜀葵、地雷花、野菊花、百日菊、苍耳等。5，种植与管理因矸石山的地温较高，所以在栽植和播种前，应适量灌水，以降低地温，防止根系脱水；提高发芽率和成活率。灌木应选用两年以上生的幼苗；乔木应选用胸径在5cm以下的幼苗；常青树则以带土球栽植为佳。落叶乔木在栽植前或栽植后进行平茬、强剪等修剪手段，以提高成活率。种植时间以早春为最好。苗木尤其是落叶苗木必须在四月底前完成栽植；花、草于5-6月份播种（最好于下雨前撒播）。另外，对于乔灌木来讲，晚秋季节也是一个相对较好的种植季节。为提高植被覆盖率、增强植物多样性、提升景观效果，应在穴状种植的乔灌木间、坡体梯田间撒播花种和混合草种。三分种七分管是植被恢复和绿化造林的总体原则。由于煤矸石中含有大量的碳，吸热快、蒸发快、蒸发量大、地温高、表层易干旱缺水，所以浇水灌溉工作就显得尤为重要，是决定工作能否成功的关键。为此，适当、可靠的灌溉系统设置和有责任心的具体灌溉负责人的选用是必须的。当然，还应进行必要的诸如施肥、病虫害防治等常规的养护措施。以上是我在对煤矸石山肤浅认识的基础上，结合我所参与过的几例工业废弃物堆场的植被恢复、高速公路填、挖方路段边坡生物防护的工作经验，对煤矸石山植被恢复和造林绿化技术方法的探讨，供同仁参考并斧正。