●第一篇 理論技術篇
第1章 煤矸石概述 3
1.1 煤矸石的定義、產生與分類 3
1.1.1 煤矸石的定義 3
1.1.2 煤矸石的產生 3
1.1.3 煤矸石的分類 3
1.2 我國煤矸石基本情況 4
1.2.1 煤矸石的分布及排放量 4
1.2.2 煤矸石的綜合利用情況 5
1.3 煤矸石的危害 6
第2章 煤矸石山自燃機理及生態修復原理 7
2.1 煤矸石山自燃機理 7
2.1.1 煤矸石山的空氣吸附 7
2.1.2 煤矸石山自燃過程的發生與臨界溫度 8
2.1.3 煤矸石山自燃過程中氧氣傳遞原理 9
2.1.4 煤矸石山中殘煤的復合氧化原理 10
2.1.5 煤矸石山中硫化亞鐵（黃鐵礦水解）的氧化原理 10
2.2 煤矸石山自燃規律 11
2.2.1 自燃孕育期 11
2.2.2 自燃發生期 11
2.2.3 自燃發展期 12
2.2.4 自燃衰退期 12
2.3 煤矸石山自燃的產生條件 12
2.3.1 氣候和水 12
2.3.2 組成成分 13
2.3.3 殘存煤 13
2.3.4 堆體堆積成分 14
2.3.5 堆體堆積年限及內部壓力 14
2.3.6 堆積形式 14
2.4 煤矸石山自燃特征 14
2.4.1 熱量聚散均衡理論 14
2.4.2 煤矸石山自燃一般特征 16
2.5 煤矸石山生態修復基本原理 18
2.5.1 生態繫統定位與優化 18
2.5.2 立地條件 19
2.5.3 煤矸石山防滅火 20
2.5.4 煤矸石山植物篩選與種植 21
第3章 煤矸石山生態修復技術模式 25
3.1 非酸性煤矸石山綠化技術模式 25
3.1.1 立地條件分析與評價 26
3.1.2 整形和整地 26
3.1.3 植物種類篩選 30
3.1.4 種植 31
3.1.5 撫育管理 34
3.2 酸性/自燃煤矸石山生態修復技術模式 36
3.2.1 立地條件調查及診斷 36
3.2.2 防滅火措施 38
3.2.3 植被恢復 42
第4章 煤矸石山立地條件調查 43
4.1 煤矸石山堆體調查的主要內容 43
4.1.1 排矸場歷史資料收集 43
4.1.2 排矸場現場踏勘 44
4.1.3 分析監測 46
4.2 煤矸石山堆體溫度場的建立 47
4.2.1 火情勘察方法 47
4.2.2 煤矸石山深部著火點的診斷與探測 49
4.3 煤矸石山火情勘察與溫度場空間分布特征分析 51
4.3.1 火情勘察 51
4.3.2 火情的空間分布特征 51
4.3.3 煤矸石粒徑分布與孔隙率分析 53
4.3.4 滅火關鍵因子分析 55
4.3.5 自燃煤矸石山火情評估 55
4.4 自燃煤矸石山表面溫度場測量技術 56
4.4.1 測量的基本原理 56
4.4.2 測量的方法 57
第5章 煤矸石山整形、整地技術 59
5.1 煤矸石山堆體整形、整地的必要性 59
5.1.1 煤矸石山堆體整形、整地問題分析 59
5.1.2 煤矸石山堆體整形、整地基本原則 64
5.2 煤矸石山堆體穩定性影響機制分析 64
5.2.1 沉降、變形影響因素及機制 64
5.2.2 滑坡影響因素及機制 66
5.3 煤矸石山多級隔坡反臺山體整形、整地的原則與關鍵技術 67
5.3.1 整形、整地的原則 67
5.3.2 整形、整地的關鍵技術 68
第6章 煤矸石山滅火技術 78
6.1 概述 78
6.1.1 國內外主要滅火技術 78
6.1.2 煤矸石山滅火與防復燃問題分析 80
6.1.3 自燃煤矸石山堆體治理的難點 81
6.1.4 自燃煤矸石山堆體治理的誤區 82
6.2 煤矸石山滅火防復燃技術體繫 83
6.2.1 煤矸石山滅火防復燃技術體繫基礎 83
6.2.2 動態開放適應性管理理論體繫 84
6.3 繫統滅火技術 85
6.3.1 改良挖除技術 85
6.3.2 噴漿與注漿相結合的滅火技術 87
第7章 煤矸石山防火技術 90
7.1 防火技術原理 90
7.1.1 自燃的原因 90
7.1.2 煤矸石山抑制氧化原理 90
7.1.3 煤矸石山覆蓋阻隔原理 91
7.1.4 煤矸石山防火管理 93
7.2 抑制氧化防火技術 93
7.2.1 殺菌劑的篩選 93
7.2.2 還原菌的篩選 96
7.2.3 殺菌劑與還原菌的耦合及其施用 99
7.3 隔氧防火技術 101
7.3.1 概述 101
7.3.2 覆蓋阻燃技術 104
7.4 抑氧隔氧耦合防火技術 109
第8章 煤矸石山植被重建技術 110
8.1 煤矸石山植被重建問題分析 110
8.1.1 煤矸石山植被重建問題樹 110
8.1.2 煤矸石山植被重建的關鍵因子分析 111
8.1.3 煤矸石山植被重建關鍵技術 112
8.2 煤矸石山基質層土壤改良與重構技術 113
8.2.1 近自然生態繫統重建技術方法與步驟 113
8.2.2 土壤基質改良 114
8.3 植物物種篩選與配置 116
8.3.1 植被篩選原則 116
8.3.2 植物物種種群配置 116
8.3.3 不同部位植物配置 117
8.4 植被種植與撫育技術 118
8.4.1 植被種植基本原則 118
8.4.2 植被層種植施工技術 118
8.4.3 植被撫育與管理技術 122
8.5 煤矸石山生態繫統監測與評價 125
8.5.1 生態環境變化監測 126
8.5.2 煤矸石山的土壤狀況 127
8.5.3 煤矸石山物種多樣性監測 129
8.5.4 煤矸石山溫度與復燃監測 131
第9章 煤矸石山邊堆邊治技術 133
9.1 邊堆邊治的必要性 133
9.2 邊堆邊治技術方法 134
第二篇 應用實踐篇
第10章 海美斯礦煤矸石山生態修復實踐 139
10.1 基本情況 139
10.1.1 內蒙古煤礦開采情況 139
10.1.2 烏海礦區煤礦開采情況 139
10.1.3 烏海市煤炭資源開采帶來的環境資源影響 140
10.1.4 烏海市礦區治理情況 140
10.1.5 項目區概況 141
10.1.6 火情勘測及煤矸石采樣測定 143
10.2 案例典型性分析 151
10.2.1 煤矸石自燃典型特征 151
10.2.2 典型特征 151
10.3 治理思路與方法 153
10.3.1 治理原則與技術路線 153
10.3.2 治理目標 154
10.3.3 工程進度計劃 154
10.3.4 煤矸石堆積區滅火防復燃施工技術 155
10.3.5 渣石堆積區滅火防復燃施工技術 158
10.3.6 土石堆積區施工技術 160
10.3.7 混合堆積區施工技術 160
10.4 防復燃監測 160
10.5 經驗分享 161
第11章 白羊嶺煤礦矸石山生態修復實踐 162
11.1 基本情況 162
11.1.1 矸石場基本情況 162
11.1.2 煤矸石堆放方式和年限 164
11.1.3 煤矸石成分分析 166
11.1.4 煤矸石自燃狀況 167
11.1.5 矸石場滲濾液現狀 168
11.1.6 矸石場對周圍環境帶來的危害 170
11.2 案例典型性分析 174
11.2.1 煤矸石主要成分 174
11.2.2 煤矸石堆積方式 175
11.2.3 矸石場底部涵洞 176
11.2.4 原有治理模式不足 177
11.3 治理思路與方法 178
11.3.1 治理目標 178
11.3.2 治理技術路線 178
11.3.3 治理工程 179
11.4 治理效果 193
11.4.1 總體效果 193
11.4.2 生態效益 194
11.4.3 經濟效益 194
11.4.4 社會效益 194
11.5 經驗分享 194
第12章 西銘礦煤矸石山生態修復實踐 196
12.1 基本情況 196
12.1.1 西銘礦溝西灣矸石場基本情況 196
12.1.2 西銘礦堆矸情況 196
12.1.3 西銘礦煤矸石成分 197
12.1.4 西銘礦溝西灣矸石場自燃現狀 198
12.1.5 西銘礦溝西灣矸石場產生的環境問題 199
12.2 案例典型性分析 201
12.2.1 西銘礦溝西灣矸石場的典型性分析 201
12.2.2 西銘礦溝西灣矸石場治理關鍵問題分析 204
12.2.3 西銘礦溝西灣矸石場存在的具體問題 205
12.3 治理思路與方法 206
12.3.1 西銘礦溝西灣矸石場治理目標 206
12.3.2 西銘礦溝西灣矸石場治理工程 206
12.4 治理效果 220
12.5 經驗分享 223
第13章 王莊煤礦西矸石山生態修復實踐 224
13.1 基本情況 224
13.1.1 自然地理條件 224
13.1.2 王莊煤礦矸石山概況 225
13.2 治理思路與方法 225
13.2.1 立地條件分析 226
13.2.2 煤矸石山生態恢復適宜微生物篩選及施用方法 226
13.2.3 整形整地 233
13.2.4 植被重建技術 234
13.3 治理效果 237
13.4 經驗分享 241
第14章 漳村煤礦矸石山生態修復實踐 242
14.1 基本情況 242
14.1.1 自然地理條件 242
14.1.2 漳村煤矸石山概況 242
14.2 治理思路與方法 242
14.2.1 煤矸石山防火工程 243
14.2.2 煤矸石山滅火工程 244
14.2.3 煤矸石山防滑坡措施 244
14.2.4 排水繫統設計工程 246
14.2.5 植被構建工程 247
14.2.6 自燃處置和復燃治理 249
14.3 治理效果 249
14.4 經驗分享 251
第15章 屯蘭煤礦矸石山生態修復實踐 252
15.1 基本情況 252
15.1.1 地理位置 252
15.1.2 交通 252
15.1.3 煤矸石山現狀 252
15.1.4 自然狀況 252
15.1.5 排矸場自燃情況 253
15.2 治理思路與方法 255
15.2.1 繫統滅火防復燃工程 255
15.2.2 穩定山體工程 260
15.2.3 道路工程 264
15.2.4 生態繫統重建工程 265
15.2.5 配套工程 267
15.3 治理效果 268
15.4 經驗分享 270
第16章 常村煤礦矸石山生態修復實踐 271
16.1 基本情況 271
16.1.1 自然地理條件 271
……

煤矸石是煤礦采礦和選礦過程中的必然產物，在礦區堆積成山，對礦區的土地、水體和大氣造成了嚴重污染，是煤礦區最主要的污染源。本書從煤矸石的產生與污染機理入手，闡述煤矸石山生態修復原理，將煤矸石山劃分為酸性和非酸性兩類，分別介紹其生態修復技術模式；重點探討煤矸石山生態修復的五大關鍵技術：煤矸石山立地條件調查和自燃診斷技術、煤矸石山整形整地技術、煤矸石山滅火技術、煤矸石山防火技術和煤矸石山植被重建技術，同時介紹新排煤矸石山的邊堆邊治技術；最後，給出多個煤矸石山生態修復應用實踐案例，並介紹經驗分享。本書可供高等院校礦山生態修復、環境工程、土壤學、土地資源管理、土地整治工程等相關專業的高年級本科生和研究生閱讀，也可作為從事土地復墾與生態修復相關工作人員的參考書。