学术论文投稿/征稿

欢迎您!请

登录 注册

手机学刊吧

学刊吧移动端二维码

微信关注

学刊吧微信公众号二维码
关于我们
首页 > 学术论文库 > 理工论文 高陡边坡支护与矿山生态恢复的协调效应研究论文

高陡边坡支护与矿山生态恢复的协调效应研究论文

0

2026-06-23 15:33:24    来源:    作者:xuling

摘要:高陡边坡工程支护在矿山生态恢复进程中起关键效用,其稳定性会直接左右植被恢复以及水土保持的成效,借助生态恢复的高陡边坡治理途径,经由工程支护与生态修复的协同配合,实现坡体的稳固与生态的平衡。

       摘要:高陡边坡工程支护在矿山生态恢复进程中起关键效用,其稳定性会直接左右植被恢复以及水土保持的成效,借助生态恢复的高陡边坡治理途径,经由工程支护与生态修复的协同配合,实现坡体的稳固与生态的平衡。多部门携手推进矿山修复实践途径,采用现代技术显著增进了治理的效率与精准程度,协同治理模式不仅优化了边坡生态修复效果,而且显著降低了地质灾害出现的风险,促使矿山生态系统实现长期稳定的可持续发展。

  关键词:高陡边坡;矿山生态恢复;协同治理;工程支护;生态修复

  高陡边坡为矿山开采的典型地质结构,因开采活动,坡面变得峻峭,很容易诱发滑坡、崩塌这类地质灾害,对矿区生态及安全产生威胁,传统边坡治理大多围绕物理支护展开,反倒忽视了生态功能的复原,造成水土流失程度加剧,植被自然恢复不易达成。凭借生态恢复理念的高陡边坡治理策略,通过工程支护跟生态修复的有机联合,以保障边坡稳固为基础,渐渐实现土壤肥力及植被覆盖的恢复,实现生态与安全的协同发展,助力矿山生态系统开展可持续修复与长久守护。

  1高陡边坡工程支护在矿山生态恢复中的重要性

  在矿山开采或治理的工程中,高陡边坡工程支护采取喷锚支护、土钉墙、挡土墙等技术手段,防止边坡失稳等地质灾害,以高陡岩石边坡为例,常采用喷锚支护与挂网喷播相组合,为增强稳定性并助力植被恢复,喷射混凝土厚度需达到10cm及以上,该工程虽具备稳定坡体结构的能力,但施工时大面积的坡面清理及开挖作业,会破坏表层土壤和植被,增大水土流失的概率,传统的混凝土养护还会阻碍自然植被的生长进程,影响生态的平衡状态。而在矿山生态恢复阶段,其采取放缓边坡、削减危岩、进行挂网喷播等手段,可增强岩体抵抗冲刷与滑移的本领,又可利用挂网与生态基材搭建的防护体系,固定植被根系,强化土壤保水保肥能力,是稳定地质构造与恢复生态草木的要点,为矿山生态重建给予关键技术支撑。

  2矿山生态恢复治理的主要技术与实践路径

  2.1矿山植被恢复与土壤改良技术

  植被恢复与土壤改良是矿山生态修复的核心要点,在高且陡的岩石边坡之上,因土壤肥力匮乏、岩体裸露,植被无法自然存活生长,必须借助人工手段达成土壤改良与植被恢复,常采用的技术有生态基材喷播、厚层基材铺设以及客土喷播等类型,生态基材是由土壤、有机肥、保水与黏结剂及植物种子等组成,依靠喷播技术使其均匀涂覆于岩石坡面,构建起一个透气又保水的植物生长环境。采用如纤维土绿化、高次团粒基材的新型材料,增大基材的保水能力、抗冲刷本质以及与岩质的附着稳固性,为进一步改善土壤的质量水平,植被恢复阶段会进一步选用适应性强的先锋植物,如紫花苜蓿、狗尾草等,经由“豆科—禾本科”的搭配组合,凭借豆科植物的固氮本领改良土壤,还采用微生物菌剂加速土壤的复原,增加矿山区域植被覆盖度与生态系统自我修复的实力,由此实现生态的长效性恢复。

  2.2废弃矿山水土保持与水生态修复技术

  矿山开采导致地表裸露,岩土构造稳定性欠佳,极易引发水土流失,对区域生态平衡造成严重干扰。针对这一问题,目前的技术手段主要围绕坡面稳定与水体净化两方面展开。在坡面稳定方面,采用削坡减载技术以减缓边坡坡度,随后铺设铁丝网并喷播厚层基材。同时,结合锚杆与植生袋技术,增强边坡抗冲刷能力,有效削弱降雨影响。通过在岩石边坡应用生态基材,为植物根系生长创造良好环境,从而保障植被的长期存活。在开展水体修复相关事宜,结合矿区水污染的特性,采用如人工湿地、生物滤池、生态浮岛等技术,对重金属及矿物质污染实施拦截与净化,凭借合理的水流引领与植被截挡,遏制地表径流,降低泥沙对下游水体的侵入,维护河流生态环境,对矿区生态水网的恢复,可缓解水土流失现象,也能改进周边生态系统的水循环过程,有效提升区域生态承载与抵御灾害实力。

  2.3矿区地质灾害防治与生态屏障建设
       矿区地质灾害多以滑坡、崩塌、泥石流等高风险形式呈现,尤其是在高陡岩石边坡区域,灾害表现更为明显,核心策略聚焦于工程支护与生态屏障的双重搭建,采取边坡削缓、增强挡土墙稳固性、锚杆锚索防护等做法,维持岩体结构稳定,防范滑坡连通坍塌的产生。完成相关工程治理后,为搭建生态防护屏障,采用抗冲刷能力强的厚层基材喷播工艺,将植生网、生态基材与草本、灌木等植被有机结合,构建多梯度的绿色防护体系,以提升坡面的抗冲刷能力。为进一步增强稳定性,生态屏障中再选择胡枝子、刺槐等深根性植物,利用其发达且强韧的根系固土防滑。借助监测与预警系统可实时监测坡面形变及地质变化情况,实现防护动态转变,经由构建稳固的生态防护壁垒,不仅能守护矿山边坡的地质安稳,同时为后续生态恢复搭建了稳定的环境基础,实际达成“工程支护与生态屏障”同步前行的生态治理新形式。

  3高陡边坡支护与矿山生态恢复治理的协同效应

  3.1生态修复与工程支护的相互促进机制

  喷锚支护、土钉墙、挡土墙及挂网喷播等技术构成了工程支护的主体,依靠锚杆、混凝土及钢丝网联合加固,加大边坡的抗滑移本质,避免岩体出现松动与滑坡现象,这一物理结构的稳定为生态修复搭建了良好基础,防止出现水土流失及坡体沉降现象。基于这一基础,生态环境修复手段,如生态基材喷播、厚层基材铺设、植生袋防护等做法进一步对坡面予以覆盖,优化土壤环境,推动植物根系扎根与繁衍,植物根系既能稳固土壤,又能防止冲刷,还可借助生物化学作用优化土壤微环境,增强基材的稳定状态与水土保持水平。经植被恢复的地表可有效减轻雨水对坡面的冲击力,缓解地表径流与水土流失对支护结构的冲刷现象,增加工程的存活时长,工程支护跟生态修复产生彼此作用,工程稳定性促进了植被生长环境的优化,而植被生长反过来对工程结构的长期稳定起到保护作用,造就了双向推动的良性循环格局。
       3.2支护稳定性与生态修复效果的综合评估

  支护工程达成坡体稳定主要借助土钉墙、挡土墙、喷锚支护等手段,但单一工程手段难以应对长久的风化侵蚀以及植物生长要求,因此必须联合生态修复进行综合评定,着重考量边坡的抗滑性能、土壤留存成效以及植被生长态势,为评估支护稳定性,可对锚杆拉力、土体位移及喷锚混凝土黏结强度进行监测;考量生态修复效果,可参考植被覆盖率、根系的扎实度和土壤的侵蚀情况。尤其在高陡岩质的边坡地带,基材抗冲刷能力和植物根系固土效果,对整体坡体实现长期稳定起着关键作用,仅当工程支护与生态修复在交互作用下达成协同稳定,方可真正促成矿区生态的长效恢复以及地质结构的长久稳固。

  3.3矿山综合治理中生态与安全的协调发展

  传统边坡工程支护侧重物理加固,忽略生态功能恢复,造成植被生长困难、土壤贫瘠、生态屏障脆弱,新一代治理理念注重“工程支护+生态修复”双向同步,运用生态基材喷播、厚层基材铺设与生物基材固土技术,把植被恢复和坡体加固有机结合,该过程中选择深根性、抗旱耐贫瘠植被进行群落构建,形成草—灌—乔多层次结构,提升地表覆盖率与抗冲刷能力。坡面构建防冲刷系统,搭配生态挡土墙、植生袋以及网格化喷播技术,进一步保障坡体稳定与生态恢复效果,借助实时监测技术,对边坡变形、土壤湿度、植被生长状况实施动态管理,实现灾害预警与风险评估,生态与安全协调发展既提升矿区环境质量,又显著降低地质灾害风险,构建更为稳定、可持续的矿山生态系统。

  4影响高陡边坡支护与生态恢复协同效应的关键因素

  4.1地质条件与边坡稳定性对协同效应的影响

  矿山高陡岩石边坡区域岩体结构复杂、岩性多样,常见地质类型包含岩浆岩、变质岩、碳酸盐岩等,这些岩石的抗剪强度、孔隙率和风化程度对边坡稳定性起决定性作用,坚硬块状侵入岩和变质岩相对稳定,适宜植被根系扎根,却渗透性差、难以保水,而页岩、砂岩等岩层虽较易风化,却更利于土壤改良和生态恢复。在边坡治理中,地质条件决定工程支护选型与生态修复策略。稳定性较差岩层通常采取喷锚支护、挂网加固及生态基材喷播技术多重防护;较为稳固岩体则注重生态复绿与土壤改良,边坡坡度直接影响修复难度,超过60°的陡坡更易发生滑坡与崩塌,对植物定植和生长要求更高。高陡边坡生态恢复中充分评估地质条件,精准选择工程支护与生态修复方式,实现地质稳定与生态复绿协同发展,是矿山治理的重要保障。

  4.2植被恢复与土壤改良的相互适应性

  高陡岩石边坡多为裸露岩体,土壤层极薄甚至完全裸露,且富含岩屑、贫瘠缺水,传统自然恢复难以实现。生态基材喷播技术成为关键,借助客土喷播、厚层基材铺设、生态改良剂应用,改善土壤理化性质,增加肥力和水分保持能力,厚层基材一般由种植土、复合肥料、保水剂、黏结剂等构成,可迅速覆盖岩石表面,形成稳定土壤环境,适合植物根系扎根生长。植物选择上注重抗旱、耐贫瘠、固氮能力强的物种,如紫花苜蓿、黑麦草等,采用“豆科—禾本科”混合种植策略,利用豆科植物固氮作用改善土壤养分,促进禾本科植物生长,草—灌—乔多层次植物结构能更好固定土壤,减少水土流失,提升边坡生态稳定性,植被恢复既改善土壤微生境,又通过根系固土增强坡体稳定性,实现土壤与植被良性循环。

  4.3政策支持与技术创新对协同治理的推动

  近年来国家出台多项矿山生态修复政策,《矿山资源规划管理办法》《重点生态保护修复治理资金管理办法》《关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见》等为矿山修复提供政策引导与资金支持,各地政府积极推行绿色矿山建设并出台地方性法规,如江西省发布的《矿山生态修复与利用条例》,加快矿区生态恢复法治化、标准化进程。在技术创新层面,生态基材喷播、厚层基材铺设、植生网固土等新型修复技术相继应用,大幅提升边坡植被恢复速度和稳定性,智能监测与数值模拟技术引入使边坡稳定性评估和植被生长监测更精准,降低滑坡、崩塌等地质灾害风险,政策引导与技术进步均有效推动生态修复与工程支护同步发展,实现矿山环境治理生态与安全双赢,促进矿区可持续发展和生态文明建设。

  5矿山生态治理协同机制的优化与实践创新

  5.1基于生态恢复的高陡边坡治理优化策略

  在传统进行边坡治理这个阶段,诸如喷锚支护、土钉墙和挡土墙之类的物理手段,可有效抵御滑坡与崩塌,提高坡体的稳定性,然而往往没有重视生态功能的恢复事宜,为达成坡体长久稳定及生态平衡目标,从生态恢复出发,高陡边坡治理优化策略应运而生呢。此策略以工程支护做基础,结合采用多种技术途径,渐次修复边坡上的植被覆盖,增强土壤的持水与抗冲刷本领,厚层基材喷播技术把含有种子、肥料、土壤改良剂等成分的混合基材往坡面上喷射,给植物生长创造良好的起步根基,植生袋铺设借助填充有富含大量有机质、保水透气性优的土壤改良材料的植生袋,堆叠于边坡坡面,造就稳固的植被生长基底。借助挂网喷播技术,先于坡面挂网,再喷播混合基材,进一步增强边坡抵御侵蚀的能力,在生态基材的选择事宜上,优先采用有机质充沛、保水透气性能不错的土壤改良材料,同时把高次团粒基材、纤维土等新型环保材料引入,这些材料能显著增进边坡的抗侵蚀本领,为植被生长造就更好的土壤状态。就植被选择而言,优先采用耐贫瘠、抗旱且根系发达的先锋植物,诸如黑麦草、紫花苜蓿之类,依靠“豆科—禾本科”组合实现固氮与土壤改良目标,伴随植被的逐渐生长,按阶段引入灌木、乔木,建立多阶段生态屏障架构,更进一步强化边坡的生态稳定性与生物多样性,以坡面水流疏导、截水沟设置等水土保持措施为辅,削弱雨水的冲刷效果,增强生态恢复的稳定程度与持续效果。

  5.2多部门协作推动矿山生态修复的实践路径

  政府部门充当政策引导与监管的主体,应给出清晰的法律法规及政策支撑,诸如《矿山资源规划管理办法》《重点生态保护修复治理资金管理办法》等法规,利用政策激励及资金补助,引导企业和社会资本介入矿山修复事宜,生态环境部门跟自然资源部门一道制定生态修复规划,厘定修复标准、技术应用路径和评估相关指标,让治理效果符合生态恢复与地质安全两项要求。科研院所、高校于技术攻关及创新应用方面作用显著,采用高陡边坡喷播、生态基材开发、智能监测系统等技术手段,增进修复工程稳定性与生态效益水平,施工企业作为实际实施者,要跟技术团队密切合作共事,保障施工质量与生态指标一同达到既定标准,于实际落实修复工作的阶段,多部门合作可达成资源配置的优化以及管理效率的提高,实现信息共通和技术彼此补充,减少项目实施周期与环境方面的风险,促成矿区生态修复的长期稳定及可持续进程。

  5.3现代技术在矿山生态恢复协同中的应用探索

  生态基材喷播技术借助高次团粒基材、纤维土、连续纤维绿化基材等材料,配合喷播设备实现快速绿化与稳固坡面,提升植被覆盖率的同时改善土壤结构,无人机遥感监测技术可对修复区域植被生长、坡面形变及水土流失情况实时监控,通过多光谱影像分析生态恢复进展,及时发现问题并调整,数值模拟与信息化管理技术的应用让工程设计更科学精准,借助地质模拟与灾害预警系统,可提前预测边坡失稳风险,优化工程设计与植被配置方案。矿山水土流失控制方面,基于现代水文模拟的径流调控系统能合理规划坡面水流路径,减少土壤流失与植被冲毁,智能监测与预警系统对边坡应力、位移、渗透等数据实时采集分析,实现灾害预警和远程控制,保障施工安全与生态恢复长效性,现代技术介入不仅提升治理精度和效率,还推动矿区生态修复从传统经验驱动向数据化、智能化转变,助力矿山修复高效、安全与可持续发展。

  6结语

  高陡边坡工程支护与矿山生态恢复协同治理是矿山环境保护和地质安全的关键内容,基于生态恢复的高陡边坡治理策略,将工程支护与植被修复有机融合,实现坡体稳定与生态功能同步提升。多部门协作及现代技术应用,大幅提高矿山生态修复的效率与质量,降低地质灾害风险,借助科学合理的治理路径与技术手段,推动矿山生态系统可持续发展,保障矿区环境安全和生态平衡,达成矿山综合治理的长效性与规范化。