本发明属于生态修复领域，具体涉及一种矿山边坡生态修复方法。
背景技术：
随着矿石资源的需求量持续增加，长期无序地开山采石，导致矿山的生态环境遭到破坏，造成了诸如水土流失、山体滑坡、泥石流等一系列自然灾害。因此，采石场的生态环境恢复日益成为社会普遍关注的问题之一。矿山在经过长时间的过度开采后，通常会出现地质不稳定的问题，存在山体坍塌等安全隐患；其次，矿山边坡的植被、土壤微生物已遭到破坏，土壤动物具有分解枯枝、残枝的能力，不仅能够提高土壤的肥力，还可以帮助土壤植物完成营养循环的工作。因此，矿山边坡修复是一种复杂的综合工程。
现有矿山边坡生态修复方法，如中国发明专利cn112715318a公开的酸性金属矿山废弃边坡的生态修复方法，采用常规喷播工艺，向边坡喷播第一营养基和第二营养基，所述第一营养基形成与边坡接触的第一基质层，所述第二营养基形成位于第一基质层上方的第二基质层，所述第一基质层的厚度是第二基质层厚度的1.5～2倍，第一基质层设有硫磺粉，通过第一基质层直接与金属矿山的边坡接触，能够与地表径流、淋溶侵蚀发生中和反应，即第一基质层本身与金属矿山酸性接触面发生中和反应。但这种方法适用于较缓的土质边坡，且由于施工前期植物长势较差，人工客土基质的抗冲刷能力有限，难抵抗强降水冲刷，即使采用植被毯等技术辅助提升抗冲刷能力，但由于人工客土层较薄，在土石质或石质等原始边坡条件，较难抵抗连续高温的季节性干旱条件，从而影响植物生长。
因此根据施工管理经验发现，各工艺对于岩质条件、土壤组成、坡度以及雨热条件等适用性具有差异。尤其对于强降雨冲刷的矿山边坡，在各类环境影响因素中，矿山边坡失稳的最严重因素是降雨带来的，地表径流和下渗。由于矿山的边坡堆积物料均是松散的矿渣和碎石，强对流天气下的大气降雨会导致边坡结构变得更为松散，使得粘聚力减小。地表径流和下渗的水流会在矿渣碎石土内部渗流成通道，形成较多孔洞，使得岩石的内部紧密度下降，最后形成滑坡和泥流现象。对于施工单位来说，亟待设计一种考虑到强降雨气候条件条件的矿山边坡生态修复方法。
技术实现要素：
针对现有技术所存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种矿山边坡生态修复方法，重点考虑强降雨气候条件，制定出合理、科学的生态修复工程计划，提高生态修复的有效性，最终改善矿山地区的土壤、植被及生物状况，使得矿山恢复生态功能，促进矿山的可持续发展。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提供一种矿山边坡生态修复方法，包括以下步骤：
s1.边坡稳定性分析，
根据边坡的地质地形条件和土壤的岩层结构等现场勘探资料，边坡失稳的主要类型为矿山折线滑坡，通过采用传递系数法分析矿山折线滑坡：
其中，
ti＝wisinθi
式中，wi——标号为i的土块重力，单位为kn/m3；
ci——岩层中第i条滑面土体产生的粘聚力，单位为kpa；
φi——标号为i的条块滑动面与岩层的内摩擦角，单位为°；
θi——标号为i的条体土块的地面倾角，单位为°；
ψj——传递系数；
ri——标号为i的条块土体产生的抗滑力，单位为kn；
ti——标号为i的条块土体产生的下滑力，单位为kn；
li——标号为i的条块土体的滑面长度，单位为m，
s2.支护挡土墙，
根据边坡稳定系数，设计挡土墙结构，在各级平台外侧修筑浆砌石挡土墙，内侧形成种植槽，种植槽内回填种植土，浆砌石挡土墙设计高度0.8—1米，墙身横截面为梯形，顶面宽度为0.6—0.7米，底面宽度为0.5—0.6米，墙身每间隔3米留设1个排水孔，排水孔进水处设置滤网，
s3.设置排水系统，
结合矿山边坡的实际情况科学的布置截水、排水设置，截水坡主要用于堆渣体后部产生地表径流的引流，防止大气落雨产生的外部环境对边坡以及堆渣体带来的冲刷，挖设位置在挡土墙的坡脚位置；排水沟及时地将地表积水、地下水排出；在截排水沟修建完毕后需要对其进行定期的维护，确保排水的通畅性，
s4.铺设拦网，
为防止浮石滚落造成安全隐患，对坡面进行清理并严格检查，清除危岩、浮石，然后在坡面铺设金属网挡石，金属网孔距应考虑后续绿肥植物栽种空间，
s4.栽植绿肥植物，
对矿山边坡上部土层按1:1刷坡，分为三级边坡，每级边坡高度6—8米，各台阶平台宽度2米；平台宽度5米以上种植油松，间距2米，栽种在金属网孔内；在树行间撒种紫花苜蓿草、黑麦草、早熟禾与高羊茅沙打旺紫穗槐等草种，采用人工撒播，播种密度约为30克每平方米，播后适当压实，
s5.定期检查、维护，
需要规范检查、维护流程并明确标准，在修复工程完毕后，需要对各个修复环节进行定期维护检查，在后期进行加固挡土墙、修复金属拦网、清理排水沟、补充缺损的绿植。
进一步地，边坡坡面采用无土纤维喷播绿化，种子可选择刺槐、紫穗槐等灌木，紫羊茅和白三叶等草本植物，按照工程所在场地条件进行材料配比，形成喷射厚度1.5—4米。
进一步地，所述排水沟的断面为高1米，宽0.8米以上，沟底厚度与墙面厚度皆为0.5米，排水沟底部采用c20混凝土垫层，厚度为10厘米。
进一步地，在矿山边坡所述挡土墙的顶端平台和各坡面平台处栽植可观赏的景观灌木，包括女贞、山茶，采用坑穴法孤植栽树，栽种深度0.6米以上，灌木冠幅大于等于0.25米。
本发明的有益效果：
本发明区别于传统矿山边坡生态修复方法，针对强降雨气候条件，进行了矿山边坡稳定性分析，进行了合理的施工设计，分阶段进行挡土墙、排水系统、金属拦网、栽植绿肥植物施工，能够显著改善矿山地区的土壤、植被及生物状况，使得矿山恢复生态功能。
附图说明
图1为本发明所述的一种矿山边坡生态修复方法的步骤示意图，
图2为本发明所述的矿山边坡生态工程修复示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
矿山在经过长时间的过度开采后，通常会出现地质不稳定的问题，存在山体坍塌等安全隐患，在山体生态修复前需要先全面了解受损山体的地质环境，分析论证各种地质灾害的危险性，进行现状评估。
通过现场调查测绘，查明受损山体的分布、规模、开采侧壁地质灾害的易发程度、主要诱发因素、稳定性及发展变化趋势、危害特征等。根据地质环境评价结果，采用工程治理措施对受损山体进行治理，如清除坡面松动危岩体及潜在不稳定块体、陡坡削坡、系统锚固等措施对边坡进行加固。
如图1、2所示，一种矿山边坡生态修复方法，包括以下步骤：
s1.边坡稳定性分析，
根据边坡的地质地形条件和土壤的岩层结构等现场勘探资料，边坡失稳的主要类型为矿山折线滑坡，通过采用传递系数法分析矿山折线滑坡：
其中，
ti＝wisinθi
式中，wi——标号为i的土块重力，单位为kn/m3；
ci——岩层中第i条滑面土体产生的粘聚力，单位为kpa；
φi——标号为i的条块滑动面与岩层的内摩擦角，单位为°；
θi——标号为i的条体土块的地面倾角，单位为°；
ψj——传递系数；
ri——标号为i的条块土体产生的抗滑力，单位为kn；
ti——标号为i的条块土体产生的下滑力，单位为kn；
li——标号为i的条块土体的滑面长度，单位为m，
s2.支护挡土墙，
根据边坡稳定系数，设计挡土墙结构，在各级平台外侧修筑浆砌石挡土墙，内侧形成种植槽，种植槽内回填种植土，浆砌石挡土墙设计高度0.8—1米，墙身横截面为梯形，顶面宽度为0.6—0.7米，底面宽度为0.5—0.6米，墙身每间隔3米留设1个排水孔，排水孔进水处设置滤网，
s3.设置排水系统，
结合矿山边坡的实际情况科学的布置截水、排水设置，截水坡主要用于堆渣体后部产生地表径流的引流，防止大气落雨产生的外部环境对边坡以及堆渣体带来的冲刷，挖设位置在挡土墙的坡脚位置；排水沟及时地将地表积水、地下水排出；在截排水沟修建完毕后需要对其进行定期的维护，确保排水的通畅性，
s4.铺设拦网，
为防止浮石滚落造成安全隐患，对坡面进行清理并严格检查，清除危岩、浮石，然后在坡面铺设金属网挡石，金属网孔距应考虑后续绿肥植物栽种空间，
s4.栽植绿肥植物，
对矿山边坡上部土层按1:1刷坡，分为三级边坡，每级边坡高度6—8米，各台阶平台宽度2米；平台宽度5米以上种植油松，间距2米，栽种在金属网孔内；在树行间撒种紫花苜蓿草、黑麦草、早熟禾与高羊茅沙打旺紫穗槐等草种，采用人工撒播，播种密度约为30克每平方米，播后适当压实，
最终的
s5.定期检查、维护，
需要规范检查、维护流程并明确标准，在修复工程完毕后，需要对各个修复环节进行定期维护检查，在后期进行加固挡土墙、修复金属拦网、清理排水沟、补充缺损的绿植。
在其中一个实例中，边坡坡面采用无土纤维喷播绿化，种子可选择刺槐、紫穗槐等灌木，紫羊茅和白三叶等草本植物，按照工程所在场地条件进行材料配比，形成喷射厚度1.5—4米。
在其中一个实例中，所述排水沟的断面为高1米，宽0.8米以上，沟底厚度与墙面厚度皆为0.5米，排水沟底部采用c20混凝土垫层，厚度为10厘米。
在其中一个实例中，在矿山边坡所述挡土墙的顶端平台和各坡面平台处栽植可观赏的景观灌木，包括女贞、山茶，采用坑穴法孤植栽树，栽种深度0.6米以上，灌木冠幅大于等于0.25米。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种矿山边坡生态修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
s1.边坡稳定性分析，
根据边坡的地质地形条件和土壤的岩层结构等现场勘探资料，边坡失稳的主要类型为矿山折线滑坡，通过采用传递系数法分析矿山折线滑坡：
其中，
ti＝wisinθi
式中，wi——标号为i的土块重力，单位为kn/m3；
ci——岩层中第i条滑面土体产生的粘聚力，单位为kpa；
φi——标号为i的条块滑动面与岩层的内摩擦角，单位为°；
θi——标号为i的条体土块的地面倾角，单位为°；
ψj——传递系数；
ri——标号为i的条块土体产生的抗滑力，单位为kn；
ti——标号为i的条块土体产生的下滑力，单位为kn；
li——标号为i的条块土体的滑面长度，单位为m，
s2.支护挡土墙，
根据边坡稳定系数，设计挡土墙结构，在各级平台外侧修筑浆砌石挡土墙，内侧形成种植槽，种植槽内回填种植土，浆砌石挡土墙设计高度0.8—1米，墙身横截面为梯形，顶面宽度为0.6—0.7米，底面宽度为0.5—0.6米，墙身每间隔3米留设1个排水孔，排水孔进水处设置滤网，
s3.设置排水系统，
结合矿山边坡的实际情况科学的布置截水、排水设置，截水坡主要用于堆渣体后部产生地表径流的引流，防止大气落雨产生的外部环境对边坡以及堆渣体带来的冲刷，挖设位置在挡土墙的坡脚位置；排水沟及时地将地表积水、地下水排出；在截排水沟修建完毕后需要对其进行定期的维护，确保排水的通畅性，
s4.铺设拦网，
为防止浮石滚落造成安全隐患，对坡面进行清理并严格检查，清除危岩、浮石，然后在坡面铺设金属网挡石，金属网孔距应考虑后续绿肥植物栽种空间，
s4.栽植绿肥植物，
对矿山边坡上部土层按1:1刷坡，分为三级边坡，每级边坡高度6—8米，各台阶平台宽度2米；平台宽度5米以上种植油松，间距2米，栽种在金属网孔内；在树行间撒种紫花苜蓿草、黑麦草、早熟禾与高羊茅沙打旺紫穗槐等草种，采用人工撒播，播种密度约为30克每平方米，播后适当压实，
s5.定期检查、维护，
需要规范检查、维护流程并明确标准，在修复工程完毕后，需要对各个修复环节进行定期维护检查，在后期进行加固挡土墙、修复金属拦网、清理排水沟、补充缺损的绿植。
2.根据权利要求1所述的一种矿山边坡生态修复方法，其特征在于：边坡坡面采用无土纤维喷播绿化，种子可选择刺槐、紫穗槐等灌木，紫羊茅和白三叶等草本植物，按照工程所在场地条件进行材料配比，形成喷射厚度1.5—4米。
3.根据权利要求1所述的一种矿山边坡生态修复方法，其特征在于：所述排水沟的断面为高1米，宽0.8米以上，沟底厚度与墙面厚度皆为0.5米，排水沟底部采用c20混凝土垫层，厚度为10厘米。
4.根据权利要求1所述的一种矿山边坡生态修复方法，其特征在于：在矿山边坡所述挡土墙的顶端平台和各坡面平台处栽植可观赏的景观灌木，包括女贞、山茶，采用坑穴法孤植栽树，栽种深度0.6米以上，灌木冠幅大于等于0.25米。
技术总结
本发明公开了一种矿山边坡生态修复方法，包括边坡稳定性分析、支护挡土墙、设置排水系统、铺设拦网、栽植绿肥植物、定期检查、维护等步骤，根据边坡稳定系数，设计挡土墙结构，在各级平台外侧修筑浆砌石挡土墙，内侧形成种植槽，种植槽内回填种植土。为防止浮石滚落造成安全隐患，对坡面进行清理并严格检查，清除危岩、浮石。在树行间撒种紫花苜蓿草、黑麦草、早熟禾与高羊茅沙打旺紫穗槐等草种，采用人工撒播，播种密度约为30克每平方米，播后适当压实。在修复工程完毕后，在后期进行加固挡土墙、修复金属拦网、清理排水沟、补充缺损的绿植。本发明能够显著改善矿山地区的土壤、植被及生物状况，使得矿山恢复生态功能。
技术研发人员：裴阳;杨朝帅;贾孟奇;孙东晨;马露;王志伟;唐磊;杨婷;莫延献;陈幼霞;单国忠;冯艳
受保护的技术使用者：江苏富邦环境建设集团有限公司
技术研发日：2021.05.26
技术公布日：2021.08.06
声明：
“矿山边坡生态修复方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
553
编辑：中冶有色技术网
来源：江苏富邦环境建设集团有限公司
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
中冶有色技术平台
2024年07月25日 ~ 27日 
