简介： 成果简介： 　　矿区中岩质边坡绿化需要消耗大量土壤，在我国目前土地紧缺的条件下，边坡绿化技术无疑增加了新的压力，因此寻找土壤替代物更紧迫。本课题从“以废治废”的角度，开展低成本岩质边坡生态重建技术研究，针对采矿迹地现状，土壤学、恢复生态学为理论依据，采用理论分析、实验室、现场试验示范相结合的方法开展研究工作。主要研究了以铁尾矿替代客土的低成本人工土壤配制技术、人工土壤性能及稳定机制，通过加筋理论分析，结合根土复合体的剪切试验，得出“底层+表层”两种岩质边坡生态重建基质的最优配比。于唐山市建立了2个岩质边坡生态重建示范基地，其成果可推广到燕山、太行山地区类似矿山的生态恢复中。该课题既可产生一定的直接经济效益，同时其生态环境效益及社会效益更为显著，使得矿区生态环境得到根本改善，可以更好的解决矿山持续发展与环境保护及当地农民之间的矛盾，实现矿区的生态可持续发展。   成果创新性： 　　课题组主要在以下方面进行了创新：研究了以铁尾矿替代客土的低成本人工土壤配制技术；理论与技术结合，研究了适宜于植物生长的人工土壤配比；理论与试验结合，研究出“底层+表层”两种不同的人工土壤。 受理1项国家发明专利。与国内外相关技术比较：人工土壤配制技术方面：国内外相关研究多集中客土喷播，重点集中于粘结剂作用的研究；本项目研究以铁尾矿代替客土的人工土壤配制技术，并于采石场岩壁及铁矿排土场边坡进行了客土喷播试验研究。植被混凝土技术方面：国内外多采取客土+河沙+普通水泥的方式，利用调节剂调节pH，仅从植被混凝土技术方面进行了应用研究；本项目采用低碱度硫酸盐水泥、小麦秸秆、蘑菇渣等固废制备植被混凝土，并采用工业固体废弃物作为pH调节剂，研究了人工土壤各成分的配比，适宜的酸碱度、抗剪强度等指标。植被混凝土抗冲刷理论研究：国内外相关多集中于植物土壤抗雨水冲刷能力研究；本项目将抗冲刷研究从根土复合体和加筋理论的角度进行了人工土壤抗剪强度的理论分析。   成果独占性： 本课题属于矿产资源开发、生态环境保护以及生态农业等的交叉学科，主要应用于矿产资源的可持续生态开发领域。课题主要取得如下技术成果： 1、研究了以铁尾矿替代客土的低成本人工土壤配制技术 在全面分析铁尾矿配制人工土壤理论的基础上，将铁尾矿应用于岩质边坡生态重建，替代部分客土，提出了铁尾矿+农业固废+工业固废制备人工土壤的技术。 2、理论与技术结合，研究了人工土壤性能及稳定机制 研究确定高羊茅组和紫花苜蓿组的最佳生长配比为秸秆3%、水泥6%-8%、蘑菇肥8%和保水剂1.0%-1.5%。 3、通过加筋理论等分析，并结合根土复合体的剪切试验，得出“底层+表层”两种岩质边坡生态重建基质的最优配比。   成果盈利性： 　　本课题属于矿产资源开发、生态环境保护以及生态农业等的交叉学科，主要应用于矿产资源的可持续生态开发领域。近几十年来，我国矿产资源的开发得到了飞速发展，为我国经济建设做出了巨大贡献，但因矿业开发所形成的采矿迹地面积已接近4万km2，这些采矿迹地的恢复重建已成为我国矿业可持续发展的关键制约因素之一。矿区中岩质边坡绿化需要消耗大量土壤，在我国目前土地紧缺的条件下，边坡绿化技术无疑增加了新的压力，因此寻找土壤替代物更紧迫。本课题从“以废治废”的角度，开展低成本岩质边坡生态重建技术研究，针对采矿迹地现状，土壤学、恢复生态学为理论依据，采用理论分析、实验室、现场试验示范相结合的方法开展研究工作。利用铁尾矿替代客土，可避免产生新的土地破坏，降低成本。   成果持续性： 　　课题建立了以铁尾矿为主的低成本岩质边坡生态重建示范基地，对矿区岩质边坡的低成本生态重建能起到很好的带头作用，有利于减少矿区生态环境的污染，促进相关行业的发展。 课题于唐山市建立了2个岩质边坡生态重建示范基地，面积达到200亩以上。研究成果丰富和发展了矿区岩质边坡生态恢复的理论和技术：人工土壤配制技术为岩质边坡低成本生态恢复提供了技术支撑；为矿区生态恢复提供理论和技术支撑，提高了企业的积极性、社会效益和经济效益。该课题既可产生一定的直接经济效益，同时其生态环境效益及社会效益更为显著，使得矿区生态环境得到根本改善，可以更好的解决矿山持续发展与环境保护及当地农民之间的矛盾，实现矿区的生态可持续发展。   成果先进性： 　　人工土壤配制技术方面：国内外相关研究多集中客土喷播，重点集中于粘结剂作用的研究；本项目研究以铁尾矿代替客土的人工土壤配制技术，并于采石场岩壁及铁矿排土场边坡进行了客土喷播试验研究。植被混凝土技术方面：国内外多采取客土+河沙+普通水泥的方式，利用调节剂调节pH，仅从植被混凝土技术方面进行了应用研究；本项目采用低碱度硫酸盐水泥、小麦秸秆、蘑菇渣等固废制备植被混凝土，并采用工业固体废弃物作为pH调节剂，研究了人工土壤各成分的配比，适宜的酸碱度、抗剪强度等指标。植被混凝土抗冲刷理论研究：国内外相关多集中于植物土壤抗雨水冲刷能力研究；本项目将抗冲刷研究从根土复合体和加筋理论的角度进行了人工土壤抗剪强度的理论分析。   成熟度：05、初样级：完成图纸设计、工艺编制、调试完备   市场分析： 　　河北省是资源大省，多集中于燕山、太行山地区，据统计，仅“三区两线”（自然保护区、风景名胜区、居民聚集区、交通干线、河湖周边）周边需开展生态重建的矿山有1410个，矿业开发破坏土地面积达15481公顷。依据《京津冀协同发展规划纲要》，三地首先要在京津冀生态环境保护等重点领域率先取得突破。目前京津冀环境综合治理面临的形势仍然不容乐观，相当部分矿山开采企业环境保护意识淡漠，滥采乱挖，破坏性地开采，出现了诸多的矿山地质环境问题，导致矿区生态环境破坏、退化，造成了严重的环境污染，影响矿区及周围的环境，制约了地方社会经济的可持续发展。目前改善环境质量的任务依然复杂和艰巨，特别是两山区域矿区生态重建应作为京津冀生态环境保护工程核心内容之一。在国家政策扶持及社会发展需求下，建设矿区生态重建技术研究院开展关键、共性技术研究，能够解决矿区生态环境问题，促进地区生态环境保护。   商业模式分析： 　　矿区生态环境修复可采取第三方治理模式，是推进环保设施建设和运营专业化、产业化的重要途径，是促进环境服务业发展的有效措施。政府、企业对环保的关注重点从投资规模向治理结果转变，从治理主体向从环保企业购买服务方向转变。依据第三方治理原则，矿企对于边坡的治理，从自主治理向委托第三方治理转变。矿企向支付治理服务费，第三方承担环境治理风险。PPP（Public-Private-Partnership），即公私合作模式，是一种可用于土壤修复的项目融资模式。在该模式下，鼓励私营企业、民营资本与政府进行合作，参与矿区生态环境修复。从企业自主运营转变为环保企业运营，向环保企业购买土壤修复环保服务。环保企业和矿企的关系，不再是财政补贴的关系，而是商业合同的关系。对于矿企，减少压力，降低非专业化运营带来的低效率，分担生态环境治理风险；对于环保企业，获取更多市场份额，承担环保治理风险。政府、工业企业、环保企业都有推进PPP、第三方治理的动力。PPP和第三方治理可有效化解政府和企业的负债压力、环保压力。环保企业获取更多的矿区生态环境修复市场份额，提升矿区生态环境治理产业规模，同时承担治理风险。   营销状况： 　　唐山作为河北省主要矿产资源地区，仅铁尾矿累计堆存量已经达到了2亿吨以上。尾矿堆积不但大量占用农业与生活用地，破坏自然景观，而且严重影响了矿区及周边居民的生产生活，制约了区域经济的可持续发展。同时作为资源型城市，也必将面临资源枯竭的问题，研究院的建设可集中我市科研力量，解决矿区生态修复的中的关键性共性技术难题，提高矿区生态修复技术水平，改善矿区周围环境和人民生活环境，促进社会健康和谐发展。课题建立了以铁尾矿为主的低成本岩质边坡生态重建示范基地，对矿区岩质边坡的低成本生态重建能起到很好的带头作用，有利于减少矿区生态环境的污染，促进相关行业的发展。课题于唐山市建立了2个岩质边坡生态重建示范基地，面积达到200亩以上。其直接经济效益主要体现在生态重建土地的增殖效益和产业生产所产生的经济效益，该课题既可产生一定的直接经济效益，同时其生态环境效益及社会效益更为显著，使得矿区生态环境得到根本改善，可以更好的解决矿山持续发展与环境保护及当地农民之间的矛盾，实现矿区的生态可持续发展。