綠色生態(tài)材料在礦山邊坡支護工程中的應用

張 浩

（四川省核工業(yè)地質局二八二大隊，四川 德陽 618000）

在礦山開采利用過程中，經常需要進行大規(guī)模的挖方和填方，導致礦區(qū)內存在大量的裸露邊坡，造成滑坡、水土流失、泥石流、破壞生物鏈等環(huán)境問題。這些裸露邊坡靠自然界的自身恢復是很緩慢的，因此，為了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境盡可能的不遭受破壞，在進行礦山工程時，可對裸露邊坡進行人工綠化處理，使用ZZLS綠色生態(tài)材料進行邊坡綠化和綜合防護工作[1]。

1 ZZLS材料特征

1.1 主要原材料

綠色生態(tài)材料ZZLS主要成分為植物纖維、營養(yǎng)素、天然無機非金屬礦物、水泥膠結材料、團粒劑和種植土壤等，不含植被生長的有害物質，是一種抗侵蝕能力強、強度高，可供植物生長利用的“人造土壤”。

1.2 ZZLS材料的微觀特征

綠色生態(tài)材料的微觀結構可以直接影響材料的抗侵蝕能力、強度性質和生物生長狀況等特性[1，2]，因此，為了全面的了解ZZLS綠色生態(tài)材料的特性，利用掃描電鏡得出ZZLS綠色生態(tài)材料的特征。

（1）該材料具有類似于土壤的多孔結構，也存在大量的非毛管孔隙和貫通性的微裂隙，在顆粒與顆粒或團塊之間存在大量的毛管孔隙，暗示著具有良好的通氣性和持水能力，有利于植物生長所需要的水分、營養(yǎng)物質、熱能等的上下遷移，也利于植物的根莖生長發(fā)育。

（2）該材料除具多孔結構外，還具有膠結式結構和粒狀堆積結構，并呈現出輕微的紊流結構。ZZLS綠色生態(tài)材料具有以片狀顆粒和扁平狀聚集體顆粒為主的微觀結構單元，并沿一定定向趨勢聚結呈堆。

（3）導致ZZLS綠色生態(tài)材料具有強度高、抗侵蝕能力強的主要原因在于強度構成是多層的，而且微團聚體中鈣離子含量明顯增加，其骨架主要由水泥膠結形成，具有水穩(wěn)性能好，粘結能力強的特征，因此，被廣泛地應用于礦山邊坡防護上。

1.3 ZZLS材料的技術特點

（1）將植物種子與ZZLS綠色生態(tài)材料加水拌均勻，用噴射機直接將拌勻物質噴射于裸露邊坡上，形成一定厚度的“人造土層”。由于該材料具有粘結性，因此可以長時間的覆蓋在裸露邊坡而不至于滑落或被雨水沖刷掉。當植物種子發(fā)芽生根形成植物根系網后，就可以將裸露邊坡表層的土壤或巖石與ZZLS綠色生態(tài)材料連接在一起，從而達到綠色治理邊坡的效果。

（2）前文已提及，ZZLS材料具有與土壤一樣的結構，此外還具有抗腐蝕能力強和高強度的特性，因此，不能給夠給植物種子輸送生長所需要的空氣、水、營養(yǎng)物質等，而且具有阻擋邊坡受到侵蝕的作用，因而更適合用于邊坡防護材料。

2 ZZLS材料在礦山邊坡支護中的應用

一個成熟運作的礦山，在礦山開采前期需要修筑采礦平臺，運礦簡易道路以及修建尾礦壩等工程，導致礦區(qū)范圍內裸露邊坡極多，也造成了巖石裸露，隨著時間的增長，裸露巖體、碎石等可能隨時發(fā)生崩塌、滑坡等災害。一般情況，一個采礦平臺高達20m～30m，并且邊坡也較陡立，因此發(fā)生災害的可能性也越大。

2.1 維護方案

首先將植物種子、ZZLS綠色生態(tài)材料以及植物纖維等加水攪拌均與，適當的添加一些粘結劑，然后借助高壓力輸送管道將混合物質噴射于目標區(qū)域，進而實現綠化治理的技術（圖1）。

圖1 綠色生態(tài)支護邊坡結構示意圖

將植物種子、ZZLS綠色生態(tài)材料以及植物纖維等加水攪拌均之后，需要進行噴射前期準備工作，如將裸露邊坡凹凸不平之處平整規(guī)整，將附著在邊坡上的殘留碎石等清除；建立建議的支護網架，并設立安全防護網；將鐵絲網按照一定的規(guī)格固定于裸露邊坡上，并打鉚釘固定；將植物種子、ZZLS綠色生態(tài)材料以及植物纖維等加水拌勻物體輸送至高壓噴射裝置設備中；向邊坡噴灑拌勻物質；再噴灑水進行養(yǎng)護工作，遮蓋防曬網以及保溫薄膜；在一定的生長周期后拆除防曬網以及保溫薄膜。

2.2 防護效果

（1）在進行對比該材料的防護效果時，用于測試的試驗樣品和施工用品應進行同步的操作流程，一般分3組12個試驗樣品，并在一般生長周期內拆除薄膜，一般用28d為一個周期。試驗儀器采用100kN液壓機，基礎材料與植土拌和高壓噴射形成的基材，其抗壓強度極限值不小于2.0 MPa，最大可達到 3.0MPa[1]。因此，必須控制壓力的變化。

（2）根據實驗樣品可得出，上述材料可抵御降雨量大于800 mm的暴雨長時間沖刷，在噴射后40d后，邊坡的植被覆蓋面積可達80%，若想達到全覆蓋，則時間約為90d。

[1]李峰，趙濤，朱瑞賡．綠色生態(tài)材料在礦山高邊坡防護中的應用[J]．巖石力學與工程學報，2015,24（2）：5297-5300．

[2]Krinsley P D．Petrograpghic examination of sedimentary rocks in the SEM using back-scattered electron detectors[J]．J．Sed．Petr．1984，54 ：877–888．