Tecnología de mejora de sitios de montaña de ganga de carbón espontánea
Extinción y enfriamiento de la montaña de ganga de carbón de combustión espontánea. Debido a la quema de montañas de ganga de carbón de combustión espontánea, la temperatura de la materia erosionada de la superficie es muy alta. Es difícil que las plantas crezcan a temperaturas tan altas, lo que no favorece la implementación de construcciones ecológicas. Por lo tanto, la tarea principal de mejorar el sitio de las montañas de ganga de carbón que se encienden espontáneamente es extinguir los incendios y enfriarlos; se debe prestar atención a los trabajos de prevención de incendios en las montañas de ganga de carbón que potencialmente se encienden espontáneamente.
La preparación plástica del terreno en terrenos empinados puede provocar fácilmente la erosión del suelo. Debido a que la ganga de carbón tiene una gran pendiente, una estructura suelta, no está compactada ni cubierta y tiene algunos fragmentos erosionados en la superficie, es propensa a la erosión eólica e hídrica en condiciones de viento fuerte y lluvia intensa. Además, durante el proceso de construcción de restauración de la vegetación, es probable que se produzca erosión por gravedad, como deslizamientos de tierra, debido a factores humanos.
Mejora del material erosionado en la superficie de la montaña de ganga de carbón. Las propiedades físicas de la materia erosionada en la superficie de la ganga de carbón son muy pobres, especialmente la escasa capacidad de retención de agua; también hay sustancias que restringen el crecimiento de las plantas, como acidez, salinidad, metales pesados y otros elementos tóxicos; y carecen de nitrógeno; fósforo, potasio, etc. necesarios para el crecimiento de las plantas y organismos del suelo (como lombrices, nematodos y otros microorganismos beneficiosos). Por lo tanto, la tecnología de mejora de la formación de colinas de ganga de carbón y la matriz de meteorización está directamente relacionada con el éxito o fracaso de la restauración de la vegetación.
1. Tecnología de conformación de colinas de ganga
1. El papel y el propósito de la preparación plástica del terreno de las colinas de ganga
La ladera de la colina de ganga tiene una gran pendiente. Por ejemplo, el ángulo de reposo de la montaña de ganga de carbón de Yangquan es generalmente de alrededor de 40°. La pendiente pronunciada dificulta la construcción y no favorece la construcción de vegetación. Si es posible, se puede reducir la velocidad de la pendiente. Además, las pendientes pronunciadas pueden causar fácilmente la erosión del agua y del suelo en las colinas de ganga de carbón, por lo que el diseño del terreno se centra principalmente en clasificar las laderas de las laderas de ganga de carbón, reducir las pendientes y realizar una preparación adecuada del terreno para el proyecto a fin de aumentar el agua y los fertilizantes. Capacidad de retención de las colinas de ganga de carbón después de la clasificación.
En países extranjeros, medidas como nivelar el suelo, inclinar suavemente, cubrir con tierra y agregar nutrientes generalmente se utilizan para mejorar las condiciones del sitio de las montañas de ganga de carbón a gran escala. Sin embargo, debido a factores socioeconómicos como la escasez de recursos terrestres en nuestro país, es difícil lograr un aumento de tal escala. Al mismo tiempo, se reconoce que el proceso de combustión espontánea de la suave pendiente de la montaña de la ganga de carbón inevitablemente excavará la montaña y perturbará el punto de incendio. En la montaña desenterrada, debido a años de erosión y sedimentación, el punto de incendio estaba en un estado cerrado y compactado, y la quema no fue violenta. Después de la excavación, las condiciones de suministro de oxígeno mejoran y la intensidad del fuego puede aumentar. Por lo tanto, el objetivo de mejorar el entorno del sitio tanto como sea posible sólo puede lograrse mediante proyectos de cirugía plástica a menor escala, medidas locales de preparación del terreno y una menor inversión económica. Además, es muy necesario separar la montaña de ganga de carbón antes de cubrirla con tierra, lo que facilitará el siguiente paso de excavación. Utilice excavadoras y mano de obra para nivelar la pendiente y luego rodarla.
Los principales propósitos y funciones de dar forma a las montañas de ganga de carbón de combustión espontánea son los siguientes:
1) Reducir la velocidad de la pendiente, estabilizar la estructura de la superficie y reducir la erosión del suelo; >
2) Conveniencia Restaurar la vegetación y mejorar la calidad de la forestación;
3) Mejorar las condiciones de los poros y aumentar la capacidad de retención de agua del suelo.
4) Identificar las fuentes y posibles incendios; puntos de quema para la prevención y extinción oportuna de incendios
5) Aumentar el espesor del suelo en el área de plantación, mejorar la tasa de supervivencia y preservación de la plantación y promover el crecimiento de las plantas.
2. Requisitos para la preparación plástica del suelo de colinas de ganga de carbón de combustión espontánea
La conformación de colinas de ganga de carbón de combustión espontánea generalmente incluye corte y conformación de taludes, prevención y extinción de incendios, terrazas y suelo. y proyectos de conservación del agua. Los requisitos generales para la preparación plástica del suelo son:
1) Construir un camino alrededor de la montaña para llegar a la cima de la montaña para facilitar el transporte de materiales, la preparación del terreno y el ascenso de turistas a la cima;
2) Nivelar la cima de la montaña y construir pabellones, pabellones y lugares de ocio;
3) Combinado con el diseño del paisaje y la preparación del terreno, utilizar pendientes suaves y terrazas para reconstruir el paisaje.
4) Colocar escalones de piedra esparcidos en lugares adecuados para que los turistas puedan subir.
5) Establecer un sistema de drenaje. Debido a la gran altura y la pronunciada pendiente de la montaña de la ganga de carbón, es probable que se produzca erosión superficial después de que la superficie se cubre con tierra, lo que provoca pérdida de agua y suelo.
Por lo tanto, mientras se transforma la montaña de ganga de carbón, se debe diseñar un sistema de drenaje completo.
6) Al remodelar el relieve, si se encuentra un área de alta temperatura o un área de combustión espontánea, se debe realizar una lechada para extinguir; apagar el fuego y cubrirlo con tierra y compactarlo. Se deben tomar medidas de prevención de incendios en las zonas potenciales de incendio.
2. Métodos de preparación del terreno y especificaciones técnicas para montañas de ganga de carbón de combustión espontánea.
1. Método de preparación del terreno.
Existen dos métodos de preparación del terreno: terreno integral. Preparación y preparación parcial del terreno. De acuerdo con el principio de maximizar el ahorro de mano de obra y mejorar la calidad del sitio, y adherirse al principio de minimizar la exposición del oxígeno a las fuentes de fuego, no se recomienda el método integral de preparación del terreno de toda la montaña de ganga de carbón, pero sí el método de preparación parcial del terreno. adoptado. Entre los métodos locales de preparación del terreno, se puede utilizar el método de preparación del terreno en franjas o el método de preparación del terreno en bloques. Las terrazas horizontales y las terrazas de pendiente inversa se pueden utilizar como métodos de preparación del terreno en franjas; los métodos de preparación del terreno en forma de hoyos se pueden utilizar para la preparación del terreno en bloques.
Para aumentar el espesor del suelo en el área de plantación, cubra toda la zona de plantación de árboles o el hoyo de plantación de árboles con una cantidad adecuada de "tierra invitada". El "suelo exótico" puede ser suelo de diferentes lugares o materia erosionada en la superficie de la ganga de carbón. Cuando las condiciones lo permiten, se puede utilizar tecnología de cobertura de lodos, que puede mejorar en gran medida el nivel de fertilidad de las montañas de ganga de carbón, mejorar la estructura del suelo y reducir los costos.
2. Cuestiones a las que se debe prestar atención al preparar el terreno para colinas de ganga de carbón de combustión espontánea.
Para garantizar el efecto de la preparación del terreno para colinas de ganga de carbón de combustión espontánea y facilitar la vegetación. Durante la preparación del terreno se debe considerar la recuperación, la profundidad de la preparación del terreno y el ancho de la plataforma, la forma de la sección transversal, el espesor del suelo de cobertura, la capa de aislamiento, el muro de contención y otros factores.
(1) Profundidad de la preparación del suelo
La profundidad de la preparación del suelo afecta directamente el desarrollo de los sistemas de raíces de las plantas y es un indicador importante de la preparación del suelo. La profundidad de preparación del terreno en las colinas de ganga de carbón varía según la vegetación. Por lo general, la altura mínima es de 15 cm para plantas herbáceas, 30 cm para arbustos bajos, 45 cm para arbustos altos, 60 cm para árboles bajos y 90 cm para árboles altos. Los experimentos de campo muestran que la tasa de supervivencia de los árboles altos en la montaña de ganga de carbón de combustión espontánea de Yangquan es muy baja y el crecimiento de los árboles altos requiere una gran cantidad de suelo. Por lo tanto, se debe construir una estructura de comunidad vegetal dominada por arbustos y hierbas y complementada por árboles.
(2) Anchura de la preparación del terreno
El principio básico de la anchura de la preparación del terreno es maximizar las condiciones del sitio y controlar la erosión del suelo siempre que las condiciones naturales y socioeconómicas lo permitan. Debido a la gran pendiente de la ganga de carbón, el ancho de la preparación del terreno no debe ser demasiado grande. Si se utiliza el método de terraza con pendiente inversa, el ancho de la preparación del terreno debe ser de 2,0 ~ 1,0 m.
(3) Forma de la sección transversal
La forma de la sección transversal es Compuesto por la superficie del suelo después de la preparación del terreno y la forma transversal original de la superficie rota. Para acumular más lluvia, reducir la evaporación y aumentar la humedad del suelo, la pendiente de la montaña ganga es más baja que la pendiente original y forma un cierto ángulo con la pendiente original.
(4) Medidas de prevención de incendios como capas de aislamiento.
Antes de cubrir la montaña de ganga de carbón, se debe cubrir con materiales inertes (loess, cal, cenizas volantes, arcilla, etc.). ) y enrollado en una capa aislante. Seleccione las herramientas de laminación y los parámetros operativos apropiados para la laminación de modo que la densidad aparente del material inerte alcance 1,6 ~ 1,8 g/cm3. Centrarse en áreas rodantes de extinción de incendios y áreas de alta temperatura (aumentando el espesor de cobertura y la resistencia a la rodadura de materiales inertes). Para inhibir mejor la oxidación de la pirita en la ganga de carbón, rocíe de 2 a 3 litros de Thiobacillus ferrooxidans (solución de benzoato de sodio, concentración de 0,3 a 0,4) sobre la superficie de la montaña de ganga de carbón formada. Inocular bacterias reductoras de sulfato en la superficie de la montaña de ganga de carbón de combustión potencialmente espontánea y rociar la solución bacteriana uniformemente sobre la montaña de ganga de carbón a un volumen de inoculación de 500 ml/m2.
(5) La estructura de múltiples capas está cubierta con tierra
La tasa de penetración de la montaña de ganga de carbón compactada por vibración es baja y la permeabilidad es aún menor después de que se extrae el loess. cubierto y compactado, lo que resulta beneficioso para la prevención y extinción de incendios. La densidad es inversamente proporcional a la movilidad del aire y la densidad es directamente proporcional al efecto de extinción de incendios. Sin embargo, un suelo excesivamente compactado no favorece el crecimiento de las plantas y afecta gravemente la infiltración de la lluvia y el desarrollo de las raíces de las plantas. Para evitar la combustión espontánea de la montaña de ganga de carbón, la densidad de la montaña de ganga de carbón debe compactarse por encima de 0,75; para controlar la montaña de ganga de carbón después de la combustión, la densidad de la pila de ganga de carbón debe compactarse por encima; 0,82.
En respuesta a la contradicción entre la extinción de incendios y la plantación, combinada con los requisitos de compactación del suelo y las necesidades de las plantas en cuanto a las condiciones del suelo, se desarrolló un método para compactar el suelo inferior y mantener la densidad normal del suelo superior. Se estudió para facilitar el almacenamiento de agua y el crecimiento de las plantas. Se pueden tener en cuenta los requisitos de extinción de incendios y plantación.
(6) Zanja de drenaje
Para reducir la erosión de la escorrentía superficial en el suelo superficial de la montaña de ganga de carbón y mantener el agua y el suelo de la montaña de ganga de carbón; Al mismo tiempo, debido a que la ganga expuesta generará temperaturas más altas, una vez expuesta al aire, se reavivará rápidamente, dejando a las plantas sin agua. Para proteger el efecto de cobertura y sellado, se debe realizar drenaje (zanjas de drenaje de arriba hacia abajo) para terrazas, plataformas (carreteras) y pendientes longitudinales de montañas de ganga de carbón. El agua de lluvia de las terrazas y plataformas fluye hacia la zanja de drenaje en la pendiente longitudinal de la montaña de la ganga, y luego drena hacia el fondo de la montaña de la ganga, lo que evita la concentración de la escorrentía superficial en el suelo y el aumento de la velocidad del flujo, y reduce Agua superficial y erosión del suelo. Al construir zanjas de drenaje y embalses, agregue una capa de aislamiento entre el edificio y la ganga de carbón para reducir la penetración de oxígeno (Figura 6-5).
(7) Muro de contención
En vista del "efecto chimenea" en la montaña de ganga de carbón, se debe llevar a cabo el diseño de aislamiento sísmico del muro de contención al pie del talud. es decir, agregando aislamiento sísmico a los lados inferior e interior del muro de contención. La capa de aislamiento está conectada a la capa de suelo de cobertura en la pendiente para formar una capa completa de aislamiento de oxígeno de cal y otras sustancias alcalinas para garantizar que el aire no entre desde el fondo, bloqueando el canal de entrada del efecto chimenea de la montaña ganga, restringiendo el aire. entrada, impidiendo o cortando así el oxígeno necesario para la combustión espontánea de la ganga de carbón.
3. Temporada de preparación del terreno y métodos de construcción
La preparación del terreno de la colina de ganga de carbón debe realizarse de acuerdo con el principio de al menos una temporada de lluvias por adelantado, es decir, si es forestación de primavera, lo mejor es hacerlo en la temporada de lluvias del año anterior a la forestación. Preparando el terreno antes de la siembra; si es forestación de otoño, lo mejor es preparar el terreno antes de la temporada de lluvias de ese año. Esto favorece el almacenamiento de agua y la conservación de la humedad, y aumenta el contenido de materia orgánica y otros nutrientes del cinturón de plantación de árboles.
Figura 6-5 Sistema de drenaje de Gangue Hill
Durante la preparación del sitio, la construcción generalmente se lleva a cabo de arriba a abajo, lo que no solo puede facilitar la construcción con la ayuda de la gravedad, sino también También garantizará la seguridad de la siguiente terraza. La construcción no afectará a las terrazas ya construidas en frente.
3. Tecnología de mejora del sustrato de montaña de ganga de carbón espontánea
1. Mejora de la acidez
(1) Efecto del loess sobre la ganga de carbón. El ácido que contiene tiene un buen efecto neutralizante y puede amortiguar la acidez de las montañas de ganga de carbón. En lugares como Yangquan, ubicado en la meseta de Loess, el loess local se utiliza para mejorar el pH del suelo en las montañas de ganga de carbón. Después de que la montaña de ganga de carbón de combustión espontánea se cubre con loess, la acidez se reduce considerablemente. Generalmente, agregar aproximadamente un 10% de loess o cubrir el suelo con ganga de carbón puede satisfacer el crecimiento de la mayoría de las plantas.
(2) Bicarbonato, cal, caliza, etc.
Debido a que el bicarbonato, la cal y la piedra caliza son altamente alcalinos, pueden usarse para neutralizar las sustancias ácidas de la ganga del carbón. El efecto de control de estas sustancias es relativamente bueno, pero si la montaña de ganga de carbón se trata en un área grande, el costo será mayor.
2. Mejora de los fertilizantes
(1) Fertilizantes químicos
Las montañas de ganga de carbón carecen de los nutrientes necesarios para el crecimiento de las plantas y es necesario mejorar la fertilidad del suelo. La aplicación de fertilizantes nitrogenados, fosforados y potásicos generalmente logra resultados rápidos y significativos. Dado que la ganga de carbón tiene una estructura suelta y una gran porosidad, los fertilizantes químicos se pierden fácilmente, por lo que se debe aplicar una pequeña cantidad de fertilizantes químicos con más frecuencia.
(2) Fertilizante orgánico
La fertilización tradicional y la aplicación de estiércol de corral son formas tradicionales de mejorar rápidamente la fertilidad del suelo. Tienen las características de resultados rápidos y tecnología simple, y pueden mejorar efectivamente. la estructura física de la ganga del carbón y el bajo rendimiento.
③Fijación biológica de nitrógeno
Plante plantas fijadoras de nitrógeno interespecíficas en montañas de ganga de carbón, absorba nitrógeno a través de la fijación de nitrógeno de las plantas y libere nitrógeno en el suelo después de la descomposición de la matriz de ganga de carbón mejorada. .
(4) Tecnología de fertilización microbiana
La fertilización microbiana se refiere principalmente al proceso de mejorar y aumentar la fertilidad del suelo basándose en las actividades de los microorganismos. Utiliza principalmente microorganismos específicos, exudados de raíces, micorrizas y animales del suelo en el suelo para mejorar la actividad y productividad del suelo.
En el proceso de tratamiento de las montañas de ganga de carbón, el papel de los microorganismos ha recibido cada vez más atención, y se ha prestado especial atención a promover la proliferación y aumento de microorganismos en el suelo o de microorganismos exógenos específicos durante el proceso de tratamiento de las montañas de ganga de carbón. proceso de investigación. Las micorrizas, como combinación mutuamente beneficiosa de hongos micorrízicos en el suelo y raíces vegetativas de plantas superiores, han atraído mucha atención debido a su alta adaptabilidad al estrés ambiental (Figura 6-6). La investigación sobre plantas endomicorrizas muestra que, en comparación con las plantas sin micorrizas, las plantas inoculadas con hongos micorrízicos pueden absorber más nutrientes e inhibir la acumulación de exceso de elementos nocivos.
Por ejemplo, las micorrizas arbusculares no solo pueden promover la absorción de grandes cantidades de nutrientes (N, P, K) por parte de los cultivos, sino que también promueven la absorción de elementos medios y traza. Esto se debe a que la combinación de micorrizas con plantas aumenta la superficie de contacto entre las raíces de las plantas y el suelo, y los nutrientes que originalmente eran ineficaces en el espacio se convierten en nutrientes eficaces. Esto se debe principalmente a que el crecimiento de micorrizas reduce la distancia de difusión de los iones a la superficie de la raíz y aumenta la eficiencia de absorción del sistema radicular. Al mismo tiempo, el crecimiento de hifas fuera de las raíces aumenta el área de contacto entre las raíces de las plantas y el suelo, acortando la distancia de difusión de los iones a las raíces. Al mismo tiempo, las micorrizas tienen una fuerte capacidad complejante con los elementos metálicos pesados. El moco secretado por las paredes celulares de los hongos y el ácido polifosfórico y los ácidos orgánicos en los tejidos de los hongos pueden formar complejos con los metales pesados, reduciendo así el transporte de metales pesados a la parte superior del suelo y evitando o reduciendo la toxicidad de los metales pesados para las plantas. Además, las micorrizas arbusculares también pueden mejorar el metabolismo del agua de las plantas y mejorar la resistencia de las plantas y las enfermedades.
Figura 6-6 Micorrizas
Por lo tanto, a través de investigaciones se ha encontrado que diferentes hongos endofíticos/ectomicorrízicos y diferentes plantas pueden mejorar la nutrición de la matriz del suelo en la montaña de ganga de carbón, basado sobre la adaptabilidad de los hongos micorrízicos a la salinización, acidificación y alta temperatura de la matriz de la ganga de carbón, así como su resistencia al exceso de metales pesados y contaminantes orgánicos en la matriz, microorganismos y combinaciones de plantas que se adaptan a la combustión espontánea después de la extinción de incendios en el Se eliminan las montañas de ganga de carbón y se establece una combinación de microorganismos y plantas que se adaptan a la combustión espontánea después de la extinción del fuego en la montaña de ganga de carbón para mejorar el autocontrol. Se utiliza tecnología microbiana para estudiar la estructura del suelo y la función de las montañas de ganga de carbón. una importante dirección de desarrollo de la tecnología de fertilización microbiana en el futuro.
3. Tratamiento de los peligros del agua salada
En las montañas de ganga de carbón en zonas áridas y semiáridas, la precipitación anual es pequeña y la evaporación es mayor que la precipitación. El suelo en la montaña de ganga de carbón a menudo se encuentra en un estado de sequía y deshumidificación, y la lixiviación de sal del suelo es débil. Está casi en un estado de acumulación de sal durante muchos años.
A través de la observación y la investigación, se descubrió que la sal se produce a altas temperaturas, por lo que una vez que se extinga la montaña de ganga de carbón, el daño de la sal se reducirá. Si el fuego no se puede extinguir, el alto contenido de sal aún restringe la construcción de vegetación de alta temperatura y la desalinización debe extinguir el fuego primero. A las plantas les resulta difícil sobrevivir a altas temperaturas. El requisito previo para la formación de vegetación en las montañas de ganga de carbón de combustión espontánea es la extinción de incendios. Una vez extinguido el incendio de la montaña de ganga, el estrés salino se reducirá en consecuencia. Por lo tanto, el problema de la sal en la montaña de ganga de carbón se resolverá a medida que se resuelva el problema de las altas temperaturas.