• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
西北干旱露天煤矿排土场土壤重构与水盐运移机制
  • 60
  • 作者

    张凯李晓楠暴凯凯姜凯升王潇芫谭栩荧

  • 单位

    中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院国能新疆红沙泉能源有限责任公司

  • 摘要
    矿山排土场生态修复是煤矿露天开采面临的重大环境问题,是制约建设绿色露天煤矿的重要因素。土壤重构是排土场生态修复的重要步骤,以新疆为代表的西北煤炭基地,水资源短缺,盐碱化突出,土壤水盐运移是决定土壤重构是否成功的关键指标。目前研究集中在表层土壤重构改善土壤养分促进植物生长,针对保水控盐的功能化土壤重构的研究甚少,对不同土壤重构方式下的水盐运移机制尚不明晰。研究立足新疆煤炭资源禀赋特征,从煤炭循环经济的角度出发,采用能源化工副产物煤气化渣(CGS)作为重构材料,通过毛细水上升-蒸发试验,分析CGS重构后水盐垂向运移和水分供给能力,通过Van Genuchten模型拟合土壤水分特征曲线,分析CGS重构后土壤持水能力,研究CGS作为含水层重构材料的可行性。采用煤矿开采伴生岩石矿物红泥岩作为重构材料,通过土柱入渗蒸发试验,分析红泥岩重构后不同土壤深度的水盐变化情况,研究泥岩作为隔水层重构材料的可行性。结果表明,CGS重构改善土壤质地,优化孔隙结构,促进了土壤水盐运移,毛细作用增强,促进了下层水分向上供给,同时也增加了盐分表聚,重构改变土水特征曲线参数,增加了?s,降低了a和n,改善了土壤持水性能。CGS添加量越高,细渣含量越大,效果越明显。CGS作为重构含水层材料具有可行性。红泥岩黏粒和次生矿物含量高,孔隙结构丰富,物理吸附性良好,重构后0-24cm深度下土壤含水率高于对照组,蒸发后的盐分在20-24cm达最高值,红泥岩有效阻隔了盐分上移。红泥岩作为重构隔水层材料具有可行性。研究以期探索出一条适合西部煤炭基地排土场土壤重构模式,为实现绿色矿山建设提供理论依据。
  • 关键词

    土壤重构煤气化渣红泥岩毛细水上升水盐运移

  • 文章目录
    1材料与方法
    1.1试验材料
    1.2含水层试验设计
    1.2.1毛细水上升-蒸发试验
    1.2.2土壤水分特征曲线
    1.3隔水层试验设计
    1.4 分析仪器及测试方法
    2 结果
    2.1 煤气化渣重构对土壤入渗特性的影响
    2.2 煤气化渣重构对土壤水盐运移的影响
    2.2.1 土壤水分运移
    2.2.2 土壤盐分运移
    2.3煤气化渣重构后土壤土水特征曲线
    2.4泥岩重构后对土壤保水隔盐的影响
    3 讨论
    3.1煤气化渣作为含水层如何进行水分运输
    3.2煤气化渣作为含水层如何进行盐分运输
    3.3泥岩作为隔水层如何进行保水隔盐
    4结论
相关问题

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联