专利名称：一种利用矿山煤矸石治沙固沙的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用矿山固废煤矸石治沙固沙的方法。可广泛用于治沙固沙工程 中，特别适用于我国的晋陕蒙煤矿区的沙漠化治理。属于环境保护领域的废弃物资源化利 用以及生态建设。
背景技术：
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴 生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程 中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是A1203、 Si02，另外还含有数量不等的Fe203、CaO、MgO、Na20、K20、P205、S03和微量稀有元素(镓、 钒、钛、钴)。煤矸石产出量约占煤矿原煤产量的15% 20%。据不完全统计，目前全国历年累 计堆放的煤矸石约45亿t，规模较大的矸石山有1600多座，占用土地约1. 5万hm2，而且堆 积量每年还以1. 5 2. 0亿t的速度增加。煤矸石的堆放不仅占用大量土地，而且在一定 条件下会发生自燃甚至爆炸事故，造成人员伤亡和煤矿排矸系统的破坏，影响安全生产。同 时，煤矸石自燃排放出的二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体，污染周围大气 环境，严重影响矿区居民的身体健康。综合利用煤矸石已有几十年的历史，但到目前为止，煤矸石的综合利用水平并不 高。主要表现在技术装备落后，企业规模小，发展后劲不足，竞争能力弱等方面。目前我国 煤矸石综合利用技术及装备水平达到国际20世纪90年代先进水平的比例还不高，一些技 术含量较高的煤矸石综合利用技术还未得到广泛应用。据资料报道，美国、英国和德国等西 方国家煤矸石的总体利用率已高达90%以上，而我国这样一个以煤炭为主要能源的国家对 煤矸石的总体利用率却不到50%，这导致目前我国煤矸石的堆积量每年还以1. 5 2. 0亿 t的速度在增加，矸石山的危害日益严重。沙漠化是当今世界人类共同面临的一个重大环境及社会问题，是地球的癌症，对 我国的危害也十分惊人。地球表面43%的土地分布在干旱地区，110多个国家受土地荒漠化之害，全世界 每年为此造成的损失420亿美元之巨。我国是世界上受沙化危害最严重的国家之一。一是 面积大、分布广。据国家林业局第二次沙化土地监测结果显示，截止2005年年底，全国沙化 土地面积达174. 3万km2，占国土面积的18%，涉及全国30个省(区、市)841个县(旗)。 八大沙漠、四大沙地是我国主要沙源地，南方沿江、河、海也有零星沙地分布。全国流动沙丘 面积42. 72km2，固定及半固定沙地46. 30万km2，戈壁及风蚀劣地71. 14万km2，其他14. 14 万km2。我国西北、华北、东北，形成一条西起塔里木盆地，东至松嫩平原西部，长约4500km、 宽约600km的风沙带危害北方大部分地区。二是扩展速度快，发展态势严峻。据动态观测， 70年代，我国土地沙化扩展速度每年1560km2，80年代为2100km2，90年代达2460km2，21世 纪初达到3436km2，相当于每年损失一个中等县的土地面积。
发明内容
本发明提出一种利用煤矸石为主要材料的治沙固沙方法。本发明技术方案如下一种利用矿山煤矸石治沙固沙的方法，使用煤矸石摆放成网格形状，形成煤矸石 风障，网格内种植灌木。所述的治沙固沙的方法，所述煤矸石摆放的密度与当地的风力成正比例关系。所述的治沙固沙的方法，所述煤矸石的摆放密度，在主风向上的密度大于垂直于 主风向上的密度。所述的治沙固沙的方法，每个所述网格的面积为2-5平方米。所述的治沙固沙的方法，所述灌木的高度低于所述煤矸石风障的高度。本发明的益处，一是有效利用了矿山固废煤矸石，解决了煤矸石大量占用土地，并 产生的自燃和淋溶污染问题，二是解决了现在治沙中人工植草格效率低并且易损毁的问 题。且实施技术简单、工程利用期长。能有效治理流动沙丘和风蚀坑的治沙固沙方法。本 发明可广泛用于我国的治沙固沙工程中，特别适用于晋陕蒙煤矿区的沙漠化治理。
图1为煤矸石沙障布设方式(俯视图)；图2为煤矸石沙障的防风效应示意图；图3为煤矸石沙障的水文效应示意图。10煤矸石；20灌木；40凝结水入渗曲线；50风的流线。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。在沙漠中用煤矸石10摆放成2m5m左右见方的网格，也可根据风向及风力调 整，主风向上密度大于垂向；风力越大，密度越大。然后在网格内种植灌木20(图1)。灌木 20的高度要低于煤矸石风障高度，并贴近煤矸石风障。在煤矸石风障围成的方格内，由于煤 矸石风障的阻挡，根据风沙物理学理论，可以显著降低网格内的风速(图2)，且防风效果优 于普通草格，有利于灌木安全越冬存活。同时，沙漠地区白天气温高，夜间气温低，这样，煤 矸石可以起到在夜间将空气中的水分冷凝后渗入周围沙层，为灌木生长提供水分(图3)， 特别是保证夏季不干枯，安全度夏。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种利用矿山煤矸石治沙固沙的方法，其特征在于，使用煤矸石摆放成网格形状，形 成煤矸石风障，网格内种植灌木。
2.根据权利要求1所述的治沙固沙的方法，其特征在于，所述煤矸石摆放的密度与当 地的风力成正比例关系。
3.根据权利要求1所述的治沙固沙的方法，其特征在于，所述煤矸石的摆放密度，在主 风向上的密度大于垂直于主风向上的密度。
4.根据权利要求1所述的治沙固沙的方法，其特征在于，每个所述网格的面积为2-5平 方米。
5.根据权利要求2所述的治沙固沙的方法，其特征在于，所述灌木的高度低于所述煤 矸石风障的高度。
全文摘要
本发明公开了一种利用矿山煤矸石治沙固沙的方法，使用煤矸石摆放成网格形状，形成煤矸石风障，网格内种植灌木。所述煤矸石摆放的密度与当地的风力成正比例关系。所述煤矸石的摆放密度，在主风向上的密度大于垂直于主风向上的密度。每个所述网格的面积为2-5平方米。所述灌木的高度低于所述煤矸石风障的高度。利用矿山固废煤矸石为材料，一是有效利用了矿山固废煤矸石，解决了煤矸石大量占用土地，并产生的自燃和淋溶污染问题，二是解决了现在治沙中人工植草格效率低并且易损毁的问题。且实施技术简单、工程利用期长。能有效治理流动沙丘和风蚀坑的治沙固沙方法。本发明可广泛用于我国的治沙固沙工程中，特别适用于晋陕蒙煤矿区的沙漠化治理。
文档编号E02D3/00GK102002935SQ201010590629
公开日2011年4月6日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者贾锐鱼, 赵晓光 申请人:西安科技大学