高海拔地区矿山开采形成的露天边坡绿化技术研究——以甘南加甘滩金矿为例

生态环境保护，黄河上游水源涵养区域内可持续、高质量发展，一直是我国现阶段生态环境保护工作的重点。目前，我省因露天开挖、开采破坏和侵占的土地面积超过19822.5hm

，甘肃省开展矿山环境恢复治理工作较为滞后，在“祁连山事件”后，才系统性的进行矿山生态修复工作，目前我省复绿面积不足30%。处处“斑秃”的废弃采矿区域成为国土范围内地质环境破坏最为严重的区域，省矿区年均增加水土流失面积超过300hm

，年均侵蚀模数远高于全国平均水平，其值不低于6000t/km

，其中有20%～30%形成寸草不生的裸露岩质边坡。岩质边坡导致原有的生态失衡，地表植被层被破坏，容易引起水土流失、表层失稳、泥石流等地质灾害。

如何让这些露天边坡复绿，成为甘肃生态环境保护工作中面临的一个重大难题。本文通过对夏河县加甘滩金矿矿山地质环境恢复治理采用边坡绿化方式调查以及现状调查，发现加甘滩在恢复治理过程中，能根据当地的实际地质环境条件，因地制宜，针对不同的边坡类型，选择合适、高效的高陡岩质边坡复绿方式，恢复治理效果良好。笔者根据该成功案例，总结归纳了“覆土绿化、挂网喷播、生态草毯、喷播基质”的使用条件和施工工艺，以及复绿措施对高陡岩质边坡适用性和稳定性影响，从而获得可进行全面推广的关键性数据，为甘南地区推广应用提供基础技术资料。

1 项目背景

加甘滩金矿位于黄河上游水源涵养区内，地处甘南州夏河县阿木去乎镇，矿区东侧紧邻夏河县通往机场的公路。现累计查明金资源量约151吨，自2003至今开采历史将近20年，开矿露天开挖、山体的自然景观破坏严重

。

2019～2021年间，当地政府及其有关部门对其影响极为重视，对矿区开展了一系列的矿山环境治理工作，取得了一定的成绩，该项目作为甘南地区矿山地质环境恢复治理模板工程进行推广。

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加甘滩金矿在恢复治理时，针对渣石堆积的裸露渣石边坡X7、X8，坡面整理采用按照1∶1.5坡比上削下填的方式进行削坡造坡，每级坡垂高为10m，马道宽为2m～4m。渣石边坡整理坡面后，坡面绿化采用覆土种草绿化的方式。

综合营27区块的油藏特征及生产现状，经过充分的论证得出：油井出砂致使砂埋油层、管柱砂堵是制约该区块开采的主要矛盾。

2 矿山边坡类型及特征

加甘滩金矿存在裸露边坡10处，主要边坡类型为沿山体露天开挖形成高陡岩质边坡4处，废弃采坑裸露基岩边坡2处，渣石堆积形成裸露渣石边坡4处。详细特征如下：

技术改良：①坡面平整后，在挂网时采用稻草、秸秆、燕麦草杆等对坡面凹凸不平或者反倾、坑处进行充填，充填后进行基质喷播。②为增加坡面的保水性和肥力，防止喷播基质滑落、雨水冲刷带走营养物质，在坡面挂三维网前，沿坡面安装缓释营养棒，营养棒采用锚钉固定。缓释营养棒直径7cm～10cm，上下间距为1m～1.5m，内装填腐殖土、有机肥、保水剂、粘合剂、土壤改良剂、活力剂、缓释肥以及能促进在岩石边坡中形成土壤、矿物质的植被生长环境的有益菌群。不但起到缓释增强肥力还能防止喷播基质脱落。反倾坡面和坡度大于60度的加密缓释营养棒。③采用本地适生草本、灌木和花卉进行多层次岩石边坡的生态修复，与当地自然植被景观构成一体，并创造自然演替的自然植物群落效果。

首先邀请专家对某类别下的指标及子指标进行两两比对，决定相对重要程度，从而建立成对比较矩阵。这里需要用到三角模糊数，用于表示每一对指标的相对重要性。比如，是一个三角模糊数，那么=（l，m，u）表示：

裸露渣石边坡：共4处，位于矿区西南侧和东南侧，因采矿渣石堆积形成，坡面物质为渣石和碎石土，坡面高低不平，块石林立，一般高度12m～53m，边坡坡度33°～49°，临空面大，坡面渣石松散。

“亦如汉睢阳王收拷谈生也”，出自魏曹丕志怪小说《列异传》中的《谈生》篇：谈生年四十仍无妇，夜半读《诗经》，有十五六岁女子来，与生结为夫妇。自言与人不同，三年之后始可以火相照。生一子，已二岁。谈生不能忍，偷以火照之，女腰以下枯，遂不能复生肉，赠一珠袍而别。此袍后为睢阳王家买去，发现是已故王女之袍，于是收拷谈生。谈生以实相告，王乃认谈生为婿，并表其子为侍中。

3 边坡主要治理措施及技术改良

技术改良：加甘滩金矿在覆土绿化技术中进行了如下改良：①首先，碎石边坡坡面坡面上部平整时需要夯实坡面，坡面平整时块石掩埋于坡底，细渣土盖在坡面。其次，在覆土前坡面底部下部垫覆0.15m～0.2m的细渣，或者覆土厚对覆土层拍实沉降。并在腐殖土内拌无机肥作为底肥，增强土壤肥力。②草籽选用耐寒、发芽快，生长周期短，扎根深的本土植物种类。组合披碱草、中华羊茅、早熟禾、黑麦草、波斯菊等5种生长周期各异、植株高低不一的本土植被，进行混合撒播，草籽配比为3∶3∶2∶1∶1；以上草籽高低错落有致，发芽迟早有别，确保植被生长时形成生物多样性和种群竞争，且能增加其景观性。③针对草原草籽萌发缓慢，扎根周期长的特点，撒播时间选在4月中旬和6月初之间，过早气候寒冷发芽率低，过迟草籽发芽后可生长周期短，扎根浅，在冬季易冻死。④加强养护，施工后2个月内进行集中强养护。

3.1 覆土绿化

因此，笔者在分析“夏河县加甘滩金矿矿山地质环境恢复治理工程”案例的基础上，开展甘南高海拔地区矿山开采形成的露天边坡绿化技术研究，总结一套适合甘南高海拔地区应用的具体破损山体多层次快速绿化技术，并将成果推广至同类型矿山地质环境的治理工程研究中，具有重要意义。

施工要求：该技术适用于各类土石质边坡，强风化岩质边坡也可使用，土石边坡需要削坡平整后采用。常用坡比为1∶1.5，一般超过1∶1.25，坡率大于1∶1时慎用，为保持边坡稳定性，每级坡垂高为10m，坡面修建马道，宽为1.5m～4m。覆土绿化时，要求覆土采用草原腐殖土，层厚大于0.3m，草籽采用本土植被，采用撒播方式种草。

技术难点：①碎石边坡采用传统覆土绿化时，碎石坡面采用一般机械平整夯压后，仍旧碎石间存在空隙，块石越大，空隙越大，腐殖土极易在强降雨和坡面径流冲刷形成泥浆后，沿碎石空隙下渗，径流携带走表层覆土及播种草籽，导致植被成活率降低。②草籽虽选用本土植被，但草籽单一，植被组合简单，生态适应性差，忽略了植被的生态功能和适应性，导致第二年成活率较低。③自然条件方面存在海拔较高，气候干旱、冬长夏短，蒸发量大，区内植被较为脆弱，大部分5-6月份开始种草，7月份出苗，10月份枯黄，植物生长周期短，加之养护期内养护工作不到位，苗木扎根不深，导致第二年成活率。④覆土层因后期肥力不足导致部分绿化区域在寒冬后成活率不高。

加甘滩金矿在恢复治理时，以建立草本型植物群落或草灌型群落为目标，并因靠近公路沿线，兼顾恢复治理后治理区的景观型

。坡面绿化技术在草、灌等植物的合理配置基础上，采用覆土绿化、挂网喷播、生态草毯、喷播基质等防护和绿化方法，并根据该地区高海拔、寒冷、生长周期短的自然特征上，进行了技术改良和优化。

3.2 挂网喷播绿化

施工要求：该技术适用于各类土石质边坡，强风化岩质边坡也可使用，土石边坡需要削坡平整后采用。在干旱、半干旱地区保证养护用水的持续供给下可使用。常用坡比为小于1∶1，局部坡率不大于1∶0.75，且应结合其他方法使用，每级坡面垂高一般小于10m，同时要求边坡自身必须稳定。施工时间较为方便，甘南地区一般建议5月之后，防止春节返寒冻伤未扎根草毯。施工工艺为:整理平面→准备草毯→铺设草毯→养护。

技术难点：①坡面平整难度大，坡面局部平整后仍凹凸不平，或存在坡面反倾不易回填，影响整体喷播基质厚度。②喷播时喷播基质不均匀，坡面较陡，喷播基质凝固慢，容易滑溜。③硬质岩质边坡部分区域岩体完整性好、边坡稳定、节理裂隙不发育，硬质岩面风化较差，喷播绿化后，坡面保水能力差，坡面雨水冲刷坡面喷播基质，易带走坡面喷播营养物质，仅靠坡面喷播基质后期肥力不足，植物根系难以扎根，扎根后因岩体坚硬难以形成一个植被生长所需的物质环境，时常出现“首年绿，次年枯，三年死”的现象。④存在海拔较高，气候干旱、冬长夏短，蒸发量大，区内植被较为脆弱、植物生长周期短、苗木扎根不深等共性自然条件，在坡面较陡的基岩边坡中对植被的生长将会更加明显。

施工要求：该技术适用坡面基岩坚硬、裂隙发育、保水性差、坡度较大、固土条件差，不具备削坡覆土绿化的岩质边坡。在干旱、半干旱地区保证养护用水的持续供给下可使用。常用坡比为小于1∶0.75，坡率大于1∶0.5时应结合其他方法使用，坡面汇流面积过大时，每垂高10m需修建排水渠，同时要求边坡自身必须稳定。施工工艺为:整理平面→排水设施施工→挂网施工→喷播施工→无纺布遮盖→养护。

高陡岩质边坡：共4处，位于矿区东侧和西北侧，因沿山体露天开挖或修建道路形成，坡面物质为板岩、砂岩，坡顶为0.2m～0.5m的腐殖土层，坡脚堆积碎石土，高度8m～42m，边坡坡度48°～85°，局部坡脚处反倾，临空面大，局部呈突出危岩体，坡面岩体破碎，掉块现象普遍，坡体被切割呈块裂—碎裂状构造。

3.3 铺设生态草毯

加甘滩金矿在恢复治理时，针对废弃采坑裸露基岩边坡X5以及场区大门处裸露渣石边坡X9，坡面整理坡面按照1∶1.2～1∶1坡比上削下填的方式进行削坡造坡。坡面绿化采用铺设生态草毯的绿化方式，该技术具有成坪时间短、绿化效果见效快、施工季节限制少的特点。

加甘滩金矿在恢复治理时，针对高陡岩质边坡X1～X4、废弃采坑裸露基岩边坡较陡的X6，坡面防护采用坡面清理危岩、破碎坡面进行整理坡面，另外局部基岩表层破碎处按照1∶1坡比上削下填的方式进行削坡造坡。坡面绿化采用挂网喷播绿化方式。

技术难点：①市场常见草皮缺少高原海拔地区适宜的草毯，且草毯铺设对土壤要求高。②较陡坡面铺设草毯，降雨沿草毯和坡面间隙渗入，容易下滑。③草毯铺设后养护不当容易出现区块斑秃死亡。草皮换土时间长，扎根浅，第二年后成活率低，复绿缓慢。

技术改良：①草毯选用针对干旱半干旱区裸露边坡，生态环境恶劣等一系列生态环境恢复问题而研发出“超旱生草毯”，草籽以扁穗冰草、长芒草、垂穗披碱草、早熟禾等乡土草籽为主。②草毯生产基地起草毯时，需要求前一天浇水，一方面有利于起卷作业。③铺设草皮时之间保留5mm的间隙，为防止滑溜，草皮四角及中部采用20cm～30cm的木质或竹质尖桩固定，尖桩粗0.5cm～1.0cm，尖桩与坡面垂直，漏出草毯表面不超过2cm为宜。铺设草皮后，采用木槌或铁锨把草皮表面拍一遍，以便草毯和边坡坡面紧密贴合。

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3.4 喷播基质

加甘滩金矿对场区大门西侧裸露渣土边坡X10，坡面绿化采用喷播基质绿化方式。坡面主要以渣土为主，喷播基质后能够增强土壤肥力、改善土壤环境，无需覆土喷播，该技术施工简单、快速高效且成本低的特点。

“我胸口有一个肿块，已经长了十年啦，近来它里面发生了脓肿，一跳一跳地痛得慌。我一听到你对我说话就难受得要死，精神上失去平衡，你不要轻易对我开口，这对我的神经很不利。我有一个建议，我们将中间这道门钉死，各自从自己房里的门出进怎么样？这样一来就可以防止相互打扰，可以保持内心的平静。”[4]

施工要求：该技术适用于坡面主要以渣土为主、软岩、强风化边坡。常用坡比为小于1∶1，局部坡率不大于1∶0.75，要求边坡自身必须稳定。施工工艺为:清理块石→喷播基质→养护。

技术难点：①坡面主要以碎石土为主，坡面无植被生长的土壤和营养物质，对喷播基质改善坡面岩土体环境，增强岩石风化、土壤化能力要求较高。②坡面较陡时喷播基质容易滑落，受雨水冲刷影响较大。

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技术改良：此次采用的喷播基质绿化方式也叫土壤菌绿化技术，其核心是喷播基质中增添有效的土壤菌将渣土、岩石的风化、土壤化进程加速数千倍乃至数万倍，从而在短时间内使得草本植物的根系扎到坡面岩体内部，人为的制造出一个活性土壤，适宜植被生长，使岩土上植被永久生产成为现实。

4 结语

边坡复绿是甘肃地区矿山生态环境恢复治理中一项难点，尤其是在海拔高、冬长夜短，植被再生条件差，生态环境脆弱的甘南地区，岩质高陡边坡是恢复治理工作中的难中之难。传统的、内地较为成熟的绿化措施证明在该地区有很强的局限性和不适宜性。笔者通过分析“夏河县加甘滩金矿矿山地质环境恢复治理工程”案例，针对岩石边坡复杂的地形特点，本着施工简单、成本经济、符合当地自然条件的原则下，介绍了“覆土绿化、挂网喷播、生态草毯、喷播基质”的使用条件和施工工艺，并根据长期的工作经验，分析了各种施工技术的技术难点和局限性。在此基础上，总结了加甘滩金矿在恢复治理中，改良后绿化技术的技术优势和因地制宜性。

[1]甘肃省地质环境监测院．甘肃省矿山地质环境调查与评估报告(内部资料),2016．2．

[2]吴帆,陈洪凯．高陡岩质边坡植被绿化技术研究[J]．公路,2017(4),281-282．

[3]李军,周斌．甘肃省矿山主要环境地质问题及防治对策探讨[J]．地下水,2013(4),140-143．