【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及礦山生態(tài)修復(fù)、固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及高寒礦區(qū)阻水層重構(gòu)結(jié)構(gòu)與方法。
技術(shù)介紹
1、高寒礦區(qū)的回填采坑和外排土場(chǎng)主要由露天開(kāi)采剝離物（巖石和渣土）和煤矸石組成，大部分剝離物和煤矸石的粒徑較大，造成土體內(nèi)部水分滲漏嚴(yán)重。同時(shí)，土體表層沒(méi)有像未擾動(dòng)的自然剖面具有以非毛管空隙為主的隔熱層，剝離物和煤矸石往往顏色較深極易吸收太陽(yáng)輻射并迅速向下傳導(dǎo)，造成土體內(nèi)部溫度較高。因此，高寒礦區(qū)的回填采坑和外排土場(chǎng)未經(jīng)科學(xué)治理，在低溫季節(jié)很難甚至無(wú)法形成凍土，即沒(méi)有季節(jié)性?xún)鐾粒瑢?dǎo)致土體水源涵養(yǎng)能力下降，從而影響到植被恢復(fù)乃至生態(tài)功能的可持續(xù)發(fā)揮。
2、隨著近些年全球氣候變暖以及受到人類(lèi)采礦活動(dòng)的影響，祁連山地區(qū)的氣候條件發(fā)生了顯著變化，凍土資源多年下限逐漸抬升，多年凍土低溫朝著退化方向發(fā)展。根據(jù)資料顯示，近十年來(lái)，聚乎更礦區(qū)多年凍土上限在3.0~7.0m，凍土上限下降率0~20cm/a。為使高寒礦區(qū)凍土重現(xiàn)，亟待開(kāi)發(fā)在煤矸石剖面合適深度構(gòu)造阻水層的技術(shù)，以促進(jìn)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供高寒礦區(qū)阻水層重構(gòu)結(jié)構(gòu)與方法。
2、為了實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)目的，第一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種高寒礦區(qū)阻水層重構(gòu)結(jié)構(gòu)，由下至上依次為改良土、改性聚氨酯和改良土；
3、其中，所述改良土由煤矸石、黃土、膨潤(rùn)土按質(zhì)量比2：1：2混合而成；
4、所述改性聚氨酯是將紫外線(xiàn)吸收劑uv24溶于少量丁酮后與聚氨酯混合，再溶于水中，調(diào)ph
5、進(jìn)一步地，所述煤矸石的粒徑按質(zhì)量比的級(jí)配為a：b：c=1：1：3。
6、其中，a、b、c為煤矸石粒徑梯度，a：5-2mm，b：2-0.5mm，c：＜0.5mm。
7、進(jìn)一步地，所述黃土的粒徑為1-3mm，優(yōu)選2mm左右。
8、進(jìn)一步地，所述膨潤(rùn)土以蒙脫石為主要成分，外觀(guān)為白色粉末狀。
9、進(jìn)一步地，所述聚氨酯可以是w-oh。w-oh作為固化劑是一種改性親水性聚氨酯復(fù)合材料，呈淡黃色油狀體，密度約1.18g/cm3，可與任意比例水反應(yīng)，數(shù)分鐘快速固化。
10、進(jìn)一步地，所述改性聚氨酯的制備方法如下：
11、將紫外線(xiàn)吸收劑uv24溶入丁酮中，再添加至所需質(zhì)量分?jǐn)?shù)的w-oh中后，配成uv24質(zhì)量濃度為0.06%-0.1%的3.5%-4.5%w-oh溶液，并將溶液ph值調(diào)至4-6；或者，
12、將紫外線(xiàn)吸收劑uv24溶于少量丁酮后，直接添加至濃度為3.5%-4.5%的w-oh溶液中，配成uv24質(zhì)量濃度為0.06%-0.1%的3.5%-4.5%?w-oh溶液，并將溶液ph值調(diào)至4-6。
13、進(jìn)一步地，本專(zhuān)利技術(shù)阻水層重構(gòu)結(jié)構(gòu)的總厚度為8-10cm，下層改良土厚度為5-7cm，壓實(shí)后噴灑4-6mm改性聚氨酯，上層改良土厚度為3-5cm。
14、第二方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供所述結(jié)構(gòu)在高寒礦區(qū)土壤改良及生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用。
15、第三方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供高寒礦區(qū)阻水層重構(gòu)方法，包括：（1）開(kāi)挖剖面，篩分煤矸石，清除大體積石塊；（2）回收小粒徑煤矸石，與黃土、膨潤(rùn)土按質(zhì)量比2：1：2混合均勻后填入并壓實(shí)，使其厚度在5-7cm；（3）將紫外線(xiàn)吸收劑uv24溶于少量丁酮中，再添加至w-oh中后，配成uv24質(zhì)量濃度為0.06%-0.1%的3.5%-4.5%?w-oh溶液，并將溶液ph值調(diào)至4-6，即得改性聚氨酯；或者，將紫外線(xiàn)吸收劑uv24溶于少量丁酮后，直接添加至濃度為3.5%-4.5%的w-oh溶液中，配成uv24質(zhì)量濃度為0.06%-0.1%的3.5%-4.5%w-oh溶液，并將溶液ph值調(diào)至4-6，即得改性聚氨酯；（4）在壓實(shí)后的改良土層上噴灑配置好的改性聚氨酯，噴灑量為2.5~3.5l/m2，保證厚度在4-6mm；（5）改性聚氨酯固化后，在其表面覆蓋改良土并壓實(shí)，使其厚度為3-5cm。
16、借由上述技術(shù)方案，本專(zhuān)利技術(shù)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
17、（一）本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)重構(gòu)阻水層，達(dá)到之前凍土層的效果，有效阻止水分下滲，減少礦山水土流失。
18、（二）本方法可就地取材，節(jié)約成本。使用當(dāng)?shù)氐拿喉肥忘S土作為主體材料，加入少量功能材料進(jìn)行阻水層重構(gòu)，既能促進(jìn)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)，又能夠?qū)崿F(xiàn)煤矸石的資源化利用。
19、（三）本專(zhuān)利技術(shù)提供的阻水層重構(gòu)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)合理，材料耐久實(shí)用。通過(guò)“改良土+聚氨酯+改良土”的結(jié)構(gòu)，最大程度阻止水分下滲，且加入的膨潤(rùn)土和紫外線(xiàn)吸收劑，增強(qiáng)了材料的抗凍融、抗壓抗剪和抗紫外老化性能，極大地延長(zhǎng)了材料的使用壽命。將聚氨酯溶液調(diào)節(jié)為酸性，減緩其固化速度，更方便具體施工時(shí)進(jìn)行噴灑工作。
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1.高寒礦區(qū)阻水層重構(gòu)結(jié)構(gòu)，其特征在于，由下至上依次為改良土、改性聚氨酯和改良土；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述煤矸石的粒徑按質(zhì)量比的級(jí)配為A：B：C=1：1：3；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述黃土的粒徑為1-3mm，優(yōu)選2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述膨潤(rùn)土以蒙脫石為主要成分，外觀(guān)為白色粉末狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述聚氨酯為W-OH。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述改性聚氨酯的制備方法如下：
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，阻水層重構(gòu)結(jié)構(gòu)的總厚度為8-10cm，下層改良土厚度為5-7cm，壓實(shí)后噴灑4-6mm改性聚氨酯，上層改良土厚度為3-5cm。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述結(jié)構(gòu)在高寒礦區(qū)土壤改良及生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用。
9.高寒礦區(qū)阻水層重構(gòu)方法，其特征在于，包括：（1）開(kāi)挖剖面，篩分煤矸石，清除大體積石塊；（2）回收小粒徑煤矸石，與黃土、膨潤(rùn)土按質(zhì)量比2：1：2
...【技術(shù)特征摘要】
1.高寒礦區(qū)阻水層重構(gòu)結(jié)構(gòu)，其特征在于，由下至上依次為改良土、改性聚氨酯和改良土；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述煤矸石的粒徑按質(zhì)量比的級(jí)配為a：b：c=1：1：3；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述黃土的粒徑為1-3mm，優(yōu)選2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述膨潤(rùn)土以蒙脫石為主要成分，外觀(guān)為白色粉末狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述聚氨酯為w-oh。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述改性聚氨酯的制備方法如下：
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，阻水層重構(gòu)結(jié)構(gòu)的總厚度為8-10cm，下層改良土厚度為5-7cm，壓實(shí)后噴灑4-6mm改性聚氨酯，上層改良土厚度為3-5cm。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述結(jié)構(gòu)在高寒礦區(qū)土...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊海龍，尹文天，魯長(zhǎng)金，武淼辰，張巍，張頌揚(yáng)，楊鵬輝，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京林業(yè)大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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