矿山恢复治理掌子面挂网喷播植草技术

摘要：在太行山脉，针对矿山恢复治理掌子面，采用挂网喷播技术进行生物防护试点，取得了较好的效果。

关键词：矿山恢复治理；掌子面；挂网喷播；生物防护工程

一 综述

在矿山开采过程中，爆破开采形成的掌子面，破坏了植被，有损生态平衡，与河北省矿山地质环境“矿山复绿”行动不协调。对的掌子面进行绿化治理，既可以防止掌子面的侵蚀和风化，又能够有效地恢复矿山植被，起到绿化美化的作用。过去矿山治理只停留在开采台阶的绿化，对掌子面治理的技术方法不够成熟，影响了矿山治理的整体效果。

由于矿山开采后形成的掌子面坡度大多较陡、基岩，不利于植物的生长。针对掌子面绿化必须克服两个问题：一是掌子面上必须有植物能赖以持续生长的种植基质，二是种植基质能永久固定在岩面上。通过多年的理论研究和技术实践，我们总结出一套专门针对掌子面进行挂网喷播植草技术的方法。下面对该项技术进行详细介绍。

二 设计原则

在掌子面上挂网喷播时，要充分了解该施工区域内掌子面岩质结构，结合当地的地质、气候条件，选择适合当地生长的植物。一般来说，应遵循以下原则：

1、易风化和软岩掌子面，如蛇纹岩、粘板岩、岩浆、凝灰岩、页岩、第3纪泥岩、粉砂岩等，根据其是否易风化、是否会砂土化及龟裂的多少可采用挂网喷播植草技术。

2、硬岩掌子面，如花岗岩、闪长岩、中生代砂岩，表面坚硬、不易风化、龟裂少且稳定性好时，除特殊要求外，一般不考虑采用挂网喷播植草方法。

三 材料的选择

1、基质材料

种植基质材料主要有水泥、土壤、稻壳和锯末、化肥、保水剂、水及草种。

（1）水泥：选用32.5级普通硅酸盐水泥。水泥对种子的生根、发芽是有害的，因此其用量必须控制得当。掺入水泥的同时，可加入一定量的碱性中和因子，如磷酸作为缓冲剂以调节基质pH值。

（2）土壤：选择耕植土、沙壤、壤土。土壤粒径不大于7mm，不得有杂物。

（3）稻壳、锯末：具有质轻、持水、透气和富含有机质特点能改善土壤物理结构，并保持肥效的持久力。

（4）化肥：有利于植物生长和养分的持续供应。

（5）保水剂：保水剂可将降雨、水分贮存起来，干旱时便慢慢地释放给根系。

（6）水：喷播用水就近取用自来水，用水量根据实际情况而定。

（7）草种选择及配比：太行山脉地区适合喷混绿化的草种主要有早熟禾、高羊茅、白三叶等。实际应用中多以一种植物为主，多种草籽混播，以便增强适应性。

为了丰富景观，可加入一定比例的花草种子，如波斯菊、蜀葵等。由于风化岩上常有灌木和乔木自然侵入岩体。因此，还可在喷播时加入少量紫穗槐、酸枣、爬山虎等灌木种子。

2 辅助材料

（1）三维植被网采用约15mm的三维三层植被网，底网为两层，网包一层或约18mm的三维四层植被网，其底网为两层，网包两层，原材料为聚乙烯，抗拉强度分别为≥1.6±0.2KN/m，≥2.4±0.4KN/m，单位重量分别为300g/m2和350g/m2。

（2）无纺布：主要作用是保温保湿、防止种子和土壤受暴雨冲刷。也可以起到遮阴、防止土壤干燥，使种子更容易发芽。无纺布可选16-20g/m2热合或热粘型无纺布。

（3）J型U型钢钉采用直径8mm圆钢预制，起固定网片作用。

四施工工艺及技术措施

1、搭设施工支架

施工支架采用钢管支架。搭设前必须先确定掌子面的稳定情况，钢管支架应垫木质垫板并置于坚硬稳定的岩石上，支架搭设时立柱纵向间距1.5m，架子宽度1.2～1.5m；横杆高度1.8m，以满足施工操作和受力的要求。搭设管扣要牢固和稳定；钢架与壁面之间必须楔紧，相邻钢架之间应连接牢靠，以确保施工安全。

2、坡面整修

掌子面上的岩石破碎松散且不平整，应首先将松散的浮石和岩渣清除干净，一般采用人工进行坡面清理，处理后的坡面倾斜一致，平整无大的石头和杂物，使其有利于基材和岩石表面的自然结合。

3、钻锚

钻孔采用气腿式凿岩机钻孔，孔径50mm，锚孔深度一般不小于50mm，钻孔要垂直边坡面，成孔后用空压机将孔内的石粉冲干净。锚杆钢筋按设计长度下料后，用直径6mm圆钢在其两端各焊接一对定位钢筋，以保证锚杆定位准确。水泥砂浆配比为：水0.5：水泥1：中砂1～2，注浆采用压力泵将l：l的水泥砂浆注入锚孔。如遇空洞不能加压太大，要保持0.1 MPa的工作压力。注浆时注浆管应插至孔底5～10cm处，随砂浆的注人缓慢匀速拔出。注浆要保证砂浆饱满，不得有里空外满的现象。注完浆后，立即插入锚杆，插入的锚杆顶部外露于岩石表面6～7cm，如插人锚杆后孔口没有浆液溢出，应补压砂浆。

4、坡面挂网

铺设三维植被网时应自上而下铺展，安装钢垫板拧紧螺母，网与网纵向用直径2.6mm镀锌铁丝扎结缝合。凸凹不平坡面要用直径8mm“L”型钢钉加密固定，张紧铁丝网，使网与坡面高度在3～8cm之间，保证网的厚度符合设计要求，确保网与坡面形成稳固的整体。

5、喷混植草

用客土机将水泥、土壤、稻壳和锯末、化肥、保水剂、水及草种等混合物均匀喷播在坡面上。

6、覆盖无纺布

覆盖无纺布时用竹钉固定。覆盖无纺布可保温保湿、防雨水冲刷。

7、养护管理

出苗前喷灌养护约15天，出苗后做好病虫害的防治，一经发现需及时喷洒针对性农药治理。

五 实例

鹿泉市西北建材区矿山地质环境恢复治理工程

该试点区域位于鹿泉市西北方向，该区域母岩为页岩和灰岩互层，垂直高度达35m，坡比1：1至1：1.5，2013年3月挂网喷播植草，经过一年四季不同气候条件的考验，现草层高度15cm，中间间生部分小灌木，植物覆盖度达到95%以上。所栽草本植物长势良好，没有出现发黄、枯死现象。