[发明专利]一种露天矿排土场土壤生态水位控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种露天矿排土场土壤生态水位控制装置及方法，该方法包括：根据露天矿所处地域、气候、地质、水文和土壤条件确定选用的优势植物；优势植物的补给水位决定补水单元铺设深度；自下而上排弃每层平台时，预铺每层平台补水单元；若水分监测器监测的土壤水分值低于预设预警值，控制模块控制补水单元进行定量补水。本发明在生态水位的基础上，关注没有地下水的人工排土场生态环境，采用人工辅助的措施在优势植物的基础上通过维系类似生态水位的植被需水土壤含水量来达到露天矿排土场植被优选优育的目的，相对于传统地表浇灌有成本低、人工少的优势。

技术领域

本发明涉及露天矿排土场生态环保领域，具体涉及一种露天矿排土场土壤生态水位控制装置及方法。

背景技术

我国露天煤矿大多分布在生态脆弱区，为保护开采工作区域主要采用疏干排水方式控制地下水，导致矿区周边地下水位下降、植被覆盖度减少，地下水水资源和生态环境均不同程度受到影响。为解决露天煤矿开采造成的水资源与生态环境问题，业界提出了多种思路和方案，目前应用较好的为地下防渗帷幕截流技术，但针对非开采工作区如排土场的水文生态保护方案仍未得到重视和发展，排土场作为工业用地的一部分，保障其生态地下水位，有利于实现减损、保水、绿色开采。

《煤炭科学技术》论文“基于保障生态地下水位的露天煤矿主动保水技术研究”公开了一种露天煤矿主动保水技术，包括厘清矿坑水的补给源和补给通道，确定适宜的截水帷幕路线、顶底位置，确保帷幕底部进入稳定隔水层、顶部高于历史水位，因地制宜地选择沟槽式截水帷幕或钻孔注浆帷幕方式及其配套防渗材料，通过构筑连续的帷幕墙体拦截潜水含水层侧向补给矿坑。采用该技术的露天矿区地下水位可恢复至原始水位，植被逐渐修复。但该技术针对开采及周边区域，利用地下水的动力学特性顺势补给，无法补给到远高于潜水高程的排土场区域。

综上所述，现有技术中对于排土场区域的土壤生态水位控制装置和方法并未过多说明，目前各矿根据政策要求普遍采取浇灌绿化等措施，浪费水资源的同时无法形成自更替的优势植被，费时费工费钱，且不利于绿色矿山建设。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提出一种露天矿排土场土壤生态水位控制装置及方法。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种露天矿排土场土壤生态水位控制装置，包括：地表水泵房，与地表水泵房连接的主管道，与主管道连接的补水单元，补水单元包括与主管道连接的辅管道，辅管道靠近主管道的一端设有主阀门，辅管道上均匀布置若干补水管，补水管靠近辅管道的一端设有副阀门，补水管上均匀开设若干补水孔，补水管上均匀布置若干中间水分监测器，补水管远离辅管道的一端设有端头水分监测器，补水单元通过控制模块进行控制。

优选地，控制模块包括干旱预警模块、水量控制模块、实时显示模块；中间水分监测器、端头水分监测器与干旱预警模块连接，干旱预警模块与水量控制模块连接，通过水量控制模块控制补水单元补水量，中间水分监测器、端头水分监测器、干旱预警模块、水量控制模块分别与实时显示模块连接。

本发明还提供一种露天矿排土场土壤生态水位控制方法，包括：

S1：根据露天矿所处地域、气候、地质、水文和土壤条件确定选用的优势植物；优势植物的补给水位决定补水单元铺设深度；

S2：自下而上排弃第一层平台时，预铺第一层平台补水单元；

S3：自下而上依次排弃中间层平台时，分别预铺中间层平台补水单元；

S4：排弃最上层平台时，预铺最上层平台补水单元；

S5：若水分监测器监测的土壤水分值低于预设预警值，控制模块控制补水单元进行定量补水。

优选地，步骤S1中优势植物的确定方法如下：