专利名称：一种基于煤矸石与土层结合的多层结构充填复垦方法对于煤矿区而言，由于煤炭的开采，地表会出现大面积沉陷区，沉陷区范围广、地势低洼，导致了大量土地资源废弃或积水无法耕种，同时在煤炭开采加工利用过程中会产生大量的煤矸石，煤矸石常年堆积在地表形成大小不等的煤矸石山，煤矸石山易发生自燃，受雨水淋溶后易污染环境，同时还压占土地资源。现有的煤矸石充填复垦一般采用煤矸石直接充填沉陷区再覆表土的方法，虽然取得了一定的复垦效果，但复垦地土壤保水保肥性能差、耕作的农作物产量低，不能最大程度恢复沉陷区土地使用价值。
有鉴于此，本发明提供一种基于煤矸石与土层结合的多层结构充填复垦方法，其目的不仅能治理煤矿沉陷区、解决煤矸石压占土地问题，更在于最大程度恢复复垦地土地使用价值。本发明是通过以下技术方案实现的；一种基于煤矸石与土层结合的多层结构充填复垦方法，其包括以下实施步骤a.测量计算待复垦区的面积、平均深度、最大深度，以此估算待复垦区的充填标高、充填厚度，计算待充填的两种不同粒径的煤矸石的孔隙度；b.将大块的煤矸石充填在待复垦区的最底层形成第一煤矸石层，该大块的煤矸石为待充填的煤矸石中直径较大的煤矸石，第一煤矸石层的充填厚度按照预先计算好的充填标高和孔隙度再结合该待复垦区的深度来设计；c.在第一煤矸石层上方覆盖上一层粘土形成粘土层，并碾压平整；d.在粘土层上方覆盖上一层小块的煤矸石形成第二煤矸石层，并分层夯实，该小块的煤矸石为待充填的煤矸石中直径较小的煤矸石；e.在第二煤矸石层上方覆盖上表土形成耕作层，并碾压平整。作为上述方案的进一步改进，步骤c中的粘土层的充填厚度为20cm。作为上述方案的进一步改进，步骤e中的耕作层的充填厚度为60cm。作为上述方案的进一步改进，步骤e中的表土为熟化耕作土。本发明的基于煤矸石与土层结合的多层结构充填复垦方法具有以下优点I、在沉陷区底部充填上大块的煤矸石，解决了煤矸石堆放压占土地及带来的相关环境问题，同时充填使用的大块煤矸石不需要另外破碎处理，节约人力物力；2、在第一煤矸石层上覆盖上一层粘土层，粘土层可有效改善充填复垦地重构土壤的保水、保墒、保肥性能差的问题，在高潜水位矿区，粘土层可以影响重构土壤毛管水上升的能力与毛管水上升的高度；3、在粘土层上充填第二煤矸石，第二煤矸石层与其底部连接的粘土层能有效保持水分，改良重构土壤的透气性；4、在最上层，覆盖上适宜厚度的耕作层，能有效的保证植物生长，既能解决矿区熟化耕作土资源不足问题又能保证复垦地土地产出经济效益。图I为利用本发明的基于煤矸石与土层结合的多层结构充填复垦方法的充填结构示意图。
6.保护表土，修建水土保持工程、种植植被。保护表土，种植农作物，修建水土保持工程、田间灌溉排水设施，护沟护坎等，设计适量的绿化种植，绿化管理，如在护沟护坎间种植芦苇等作物，加固表土。利用本发明的基于煤矸石与土层结合的多层结构充填复垦方法形成的复垦模式，在改良煤矿区复垦工艺的同时还可以处理堆积压占土地、污染环境的煤矸石固体废弃物，具有显著的社会经济和环境效益，该套复垦模式探寻出有利于农作物生长、土壤保水、保墒以及土壤通气性的复垦模式，结果相对可靠。利用本发明的基于煤矸石与土层结合的多层结构的充填复垦方法形成的复垦模式，其所解决的主要问题有以下几点I)在沉陷区最底层充填上大块的煤矸石形成第一煤矸石层4，填埋利用大量的煤 矸石废弃物，既解决了因煤矸石堆放压占土地及产生环境污染问题，同时大块的煤矸石不需太多处理的，节约人力物力；2)在第一煤矸石层4上覆盖上一层粘土层3，厚度在20公分即可，粘土层改善了重构土壤的保水、保墒及保肥性能差的问题，在高潜水位地区，粘土层3可以影响重构土壤毛管水上升的能力与毛管水上升的高度；3)在粘土层3上填埋小块煤矸石层2，有效的改良重构土壤的通气性问题；4)在最上层，覆盖上适宜厚度(60cm)的耕作层I，能有效保证植被生长，既能解决矿区熟化土资源不足问题又能保证复垦地产出物经济效益。综上所述，本发明不仅能够改良煤矿区重构土壤的质量，在沉陷区土地复垦的施工操作过程中，能有效的缩短工时，提供效率，节约成本，提高了经济效益，并实现煤矸石综合利用，具有很高的经济效益、社会效益和环境效益。而且本发明的充填复垦方法操作过程相对简单可靠。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


本发明涉及一种基于煤矸石与土层结合的多层结构充填复垦方法，其包括以下实施步骤a.测量计算待复垦区的面积、平均深度、最大深度，以此估算待复垦区的充填标高、充填厚度，计算待充填的两种不同粒径的煤矸石的孔隙度；b.将待充填的煤矸石中直径较大的煤矸石充填在待复垦区的最底层；c.在第一煤矸石层上方覆盖上一层粘土，并碾压平整；d.待充填的煤矸石中直径较小的煤矸石覆盖在粘土层上方，并分层夯实；e.在第二煤矸石层上方覆盖上表土，并碾压平整。本发明的方法不仅能实现煤矸石充填沉陷区复垦，同时还能解决煤矸石充填过程中保水、保墒、保肥性能差的问题，最大程度恢复土地产出物经济效益。