一种矿山堆填场安全加固和生态修复的组合材料、方法及系统

技术领域

本申请涉及矿山生态修复及清淤泥沙高效资源化利用领域，尤其涉及一种矿山堆填场安全加固和生态修复的组合材料、方法及系统。

背景技术

黄河挟沙量巨大，每年约有4亿吨的泥沙淤积于黄河下游河道，致使河床抬升，诱发洪涝灾害。因此黄河泥严重沙淤积已经成为黄河流域生态环境保护的重要障碍，而加强泥沙综合治理工作刻不容缓。

由于黄河流域煤炭资源丰富，目前全国14个重要煤炭生产基地有9个分布在黄河流域，但是这些煤炭生产基地所在的地区大部分处于干旱区或半干旱区，土地荒漠化严重，矿山生态修复工程中普遍面临着“缺水少土”的巨大挑战。黄河淤积泥沙和黄河矿区生态环境恶化已成为黄河流域面临的两大生态环境难题，因此如何提供一种基于黄河清淤泥沙的矿山堆填场安全加固和生态修复的组合材料，以实现黄河流域矿区生态环境与黄河泥沙协同治理，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种矿山堆填场安全加固和生态修复的组合材料、方法及系统，以填补现有技术中利用黄河淤积泥沙对黄河矿区的矿山堆填场的安全加固和生态修复的空白。

第一方面，本申请提供了一种矿山堆填场安全加固和生态修复的组合材料，所述组合材料包括自胶凝固化浆材和生态修复基质；以重量份数计，所述自胶凝固化浆材的原料包括：黄河泥沙：100份，水泥：20～25份，粉煤灰：8～12份，减水剂：0.1～0.5份，水：36～42份；

以重量份数计，所述生态修复基质包括：黄河泥沙：100份，生态粘合剂：0.1～0.2份，植物纤维：3～5份，保水剂：0.05～0.1份，生物有机肥：0.5～1份，复合肥：0.1～3份，水：35～40份。

可选的，所述自胶凝固化浆材的流动度为200mm±10mm。

可选的，所述水泥包括硅酸水泥和/或铝酸盐水泥；和/或，

所述减水剂包括木质素磺酸盐类减水剂类、萘系高效减水剂类、氨基磺酸盐系高效减水剂类、脂肪酸系高减水剂类和聚羧酸盐系高效减水剂类中的至少一种。

可选的，所述生态粘合剂包括聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺中的至少一种；和/或，

所述植物纤维包括玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、稻壳和牧草碎中的至少一种；和/或，

所述保水剂的吸水倍数＞300倍。

第二方面，本申请提供了一种矿山堆填场安全加固和生态修复的系统，以实现对矿山堆填体的安全加固和生态修复，所述系统包括：

坡面加固单元，所述坡面加固单元包括坡面硬化层和坡面格构梁，所述坡面硬化层覆盖在所述矿山堆填体的表面，所述坡面格构梁固定在所述坡面硬化层的表面，所述坡面格构梁呈间隙分布；

坡面修复单元；所述坡面修复单元包括植生层和坡面养护层，所述植生层位于相邻两个所述坡面格构梁的间隙中，所述坡面养护层设于所述植生层的表面；

其中，所述坡面硬化层由第一方面所述的组合材料中的胶凝固化浆材制备而来；

所述植生层由第一方面所述的组合材料中的生态修复基质制备而来。

可选的，所述坡面硬化层的厚度为2cm～3cm；和/或，

所述植生层的厚度为15cm～20cm。

可选的，所述植生层和所述坡面养护层之间设有草种层，所述草种层的厚度为1cm～3cm。

可选的，所述矿山堆填体包括多段坡体，所述坡体的坡度为45°～60°，所述坡体的坡长为30m～50m。

第三方面，本申请提供了一种矿山堆填场安全加固和生态修复的方法，所述方法用于制备第二方面所述的系统，所述方法包括：

对所述矿山堆填场的坡面进行分段，并进行压实和平整，得到矿山堆填体；

采用第一方面所述的组合材料中的自胶凝固化浆材向所述矿山堆填体进行高压喷射，得到坡面硬化层；

在坡面硬化层的表面开挖沟槽，并进行多个坡面格构梁的施工，得到多个坡面格构梁；

向相邻两个所述坡面格构梁的中间空隙中喷播所述生态修复基质和草种的混合物，得到植生层；

向所述植生层的表面铺设坡面养护材料，并定期浇水养护，以形成坡面养护层，得到安全加固和生态修复的系统。

可选的，所述高压喷射的压力＞20MPa。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的一种矿山堆填场安全加固和生态修复的组合材料，通过引入自胶凝固化浆材，利用黄河淤积的泥沙作为基材，向黄河泥沙中加入少量水泥和粉煤灰胶凝材料，并配合减水剂使用，显著增大浆材的流动性，同时大幅提高黄河泥沙浆材的强度，而将自胶凝固化浆材一部分可以自行渗透到矿山堆填场土壤颗粒的孔隙中，另一部分可以附着在矿山堆填场表面并经过水化反应后，自胶凝固化浆材将发生胶凝硬化，从而可以利用自胶凝固化浆材完成对矿山堆填场坡面的加固，再引入生态修复基质，利用黄河泥沙作为基质，通过加入植物短纤维起到“加筋、减重、肥土”的多重有益效果，并为植物生长发育提供充足碳源、氮源及大量微量元素，再通过生态粘合剂，增大黄河泥沙颗粒间的粘结力，进一步提高黄河泥沙基材的强度和整体稳定性，保证植物短纤维稳定存在，再通过保水剂保证生态修复质的水含量，促使生态修复基质能在干旱区保证植物生长，最后通过复合肥和生物有机肥，在不影响黄河泥沙的粘接的前提下，提供生态修复基质的营养成分，加快植物的生长，从而通过组合材料可以有效的完成矿山堆填场的加固和生态修复，进而实现黄河流域矿区生态环境与黄河泥沙协同治理。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种矿山堆填场安全加固和生态修复的系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种矿山堆填场安全加固和生态修复的方法的流程示意图；

其中，1-矿山堆填体，2-坡面硬化层，3-坡面格构梁，4-植生层，5-坡面养护层，6-台阶集水沟，7-台阶道路。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请的创造性思维为：

目前针对黄河淤泥泥沙的利用，是进行采煤沉陷区充填复垦，但是对于黄河泥沙在矿山堆填场方面上目前暂未有相关报道，究其原因在于黄河泥沙类属粉质砂土，黏土矿物含量低(普遍低于5％)，保水保肥性能较差，在矿山生态修复中直接使用较为困难。此外，黄河泥沙自身粘结性弱，颗粒松散，在矿山边坡应用时易发生失稳破坏，影响工程安全性。

因此本申请同时考虑矿山堆填场的安全稳定性和生态修复效果，对黄河泥沙采用不同方式进行改性处理，形成黄河泥沙基自胶凝注浆固化剂和黄河底泥基生态修复基质两种新型材料，分别应用用于矿山堆填场安全加固和生态修复工程中，实现黄河泥沙的大宗量资源化利用，进而构建黄河泥沙协同矿山生态治理的复合技术体系。

如图1所示，本申请实施例提供一种矿山堆填场安全加固和生态修复的组合材料，所述组合材料包括自胶凝固化浆材和生态修复基质；以重量份数计，所述自胶凝固化浆材的原料包括：黄河泥沙：100份，水泥：20～25份，粉煤灰：8～12份，减水剂：0.1～0.5份，水：36～42份；

以重量份数计，所述生态修复基质包括：黄河泥沙：100份，生态粘合剂：0.1～0.2份，植物纤维：3～5份，保水剂：0.05～0.1份，生物有机肥：0.5～1份，复合肥：0.1～3份，水：35～40份。

本申请实施例中，在自胶凝固化浆材中，限定水泥的重量份数为20～25份的积极效果是在该重量份数的范围内，能同粉煤灰相互作用，形成胶凝材料的同时增加生态修复基质的流动性，保证黄河泥沙能够覆盖到矿山堆填场的表面，并通过胶凝材料和水之间的水化反应，提高黄河泥沙的强度，从而保证后续加固的效果。

粉煤灰的重量份数为8～12份的积极效果是在该重量份数的范围内，能同水泥相互作用，形成胶凝材料的同时增加生态修复基质的流动性，保证黄河泥沙能够覆盖到矿山堆填场的表面，并通过胶凝材料和水之间的水化反应，提高黄河泥沙的强度，从而保证后续加固的效果。

减水剂的重量份数为0.1～0.5份的积极效果是在该重量份数的范围内，能进一步提高水泥和粉煤灰所形成的胶凝材料的流动性，从而保证黄河泥沙能够覆盖到矿山堆填场的表面，并保证黄河泥沙、胶凝材料和水之间的反应充分，从而提高黄河泥沙的强度，进而保证后续加固的效果。

水的重量份数为36～42份的积极效果是在该重量份数的范围内，能保证自胶凝固化浆材的流动性，从而保证胶凝胶材料和黄河泥沙的流动性，并且保证胶凝材料和黄河泥沙渗透力，保证自胶凝固化浆材对矿山堆填场的加固效果。

在生态修复基质中，生态粘合剂的重量份数为0.1～0.2份的积极效果是在该重量份数的范围内，能增大黄河泥沙颗粒之间的粘接力，从而提高生态修复基质的强度和整体稳定性，降低生态修复基质出现风蚀、滑动和水土流失的风险。

植物纤维的重量份数为3～5份的积极效果是在该重量份数的范围内，能利用植物纤维起到“加筋、减重、肥土”的多重有益效果，可以有效的降低生态修复基的容重，并增加黄河泥沙的孔隙结构，提高黄河泥沙的持水性能和抗剪强度，便于植物扎根生长。

为保证植物纤维的效果，一般植物纤维的长度低于3cm。

保水剂的重量份数为0.05～0.1份的积极效果是在该重量份数的范围内，能提高黄河泥沙的吸水和保水性能，利于干旱区植物生长，保证植生层的植物正常生长。

生物有机肥的重量份数为0.5～1份的积极效果是在该重量份数的范围内，能通过生物有机肥提高生态修复基质的营养，保证生态修复基质上植物的正常生长，保证生态修复效果。

复合肥的重量份数为0.1～3份的积极效果是在该重量份数的范围内，能通过复合肥提高生态修复基质的营养，保证生态修复基质上植物的正常生长，保证生态修复效果。

水的重量份数为35～40份的积极效果是在该重量份数的范围内，能保证生态修复基质中高的含水量足够吗，从而保证生态修复基质上植物的正常生长，保证生态修复效果。

在一些可选的实施方式中，所述自胶凝固化浆材的流动度为200mm±10mm。

本申请实施例中，限定自胶凝固化浆材的流动度为200mm±10mm的积极效果是在该流动度的范围内，能保证自胶凝固化浆材中胶凝材料和黄河泥沙覆盖在矿山堆填场的表面，并形成坡面硬化层，保证对矿山堆填场的加固。

在一些可选的实施方式中，所述水泥包括硅酸水泥和/或铝酸盐水泥；和/或，

所述减水剂包括木质素磺酸盐类减水剂类、萘系高效减水剂类、氨基磺酸盐系高效减水剂类、脂肪酸系高减水剂类和聚羧酸盐系高效减水剂类中的至少一种。

本申请实施例中，限定水泥的具体种类，能囊括大部分的水泥种类，并且硅酸水泥和铝酸水泥都具有较好的流动性，因此可以进一步提高胶凝材料的流动，保证自胶凝固化浆材对矿山堆填场表面的固化效果。

限定减水剂的具体种类，能保证水泥和粉煤灰种类胶凝材料的流动性，保证自胶凝固化浆材的整体流动性，从而提高自胶凝固化浆材的凝固效果。

在一些可选的实施方式中，所述生态粘合剂包括聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺中的至少一种；和/或，

所述植物纤维包括玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、稻壳和牧草碎中的至少一种；和/或，

所述保水剂的吸水倍数＞300倍。

本申请实施例中，限定生态粘合剂的具体种类，能保证生态粘合剂由多种天然高分子材料组成，并且保证生态粘合剂中分子结构表面具有大量的酰胺和羧基亲水基团，可与溶液中的盐离子和水分子发生相互作用，提高黄河泥沙的水分保持效果，减小水分蒸发速率，解决了黄河泥沙存不住水的情况，为植物生长发育提供了良好生活环境。

限定植物纤维的具体种类，能保证植物纤维对黄河泥沙的“加筋、减重、肥土”的多重有益效果，不仅可以在草种喷播前期可显著降低黄河泥沙的容重，增大黄河泥沙的孔隙结构，同时可提高黄河泥沙的持水性能和抗剪强度，便于植物扎根生长；后期植物纤维经过微生物分解后会慢慢转变为营养物质，为植物生长发育提供充足碳源、氮源及大量微量元素。

限定保水剂的吸水倍数＞300倍的积极效果是在该倍数范围内，能使得保水剂吸收充足的水分，从而保证生态修复基质中的含水率充足，保证植生层中植物的正常生长，乃至可以用于干旱地区的植物生长。

如图1示，基于一个总的发明构思，本申请实施例还提供一种矿山堆填场安全加固和生态修复的系统，以实现对矿山堆填体的安全加固和生态修复，所述系统包括：

坡面加固单元，所述坡面加固单元包括坡面硬化层和坡面格构梁，所述坡面硬化层覆盖在所述矿山堆填体的表面，所述坡面格构梁固定在所述坡面硬化层的表面，所述坡面格构梁呈间隙分布；

坡面修复单元；所述坡面修复单元包括植生层和坡面养护层，所述植生层位于相邻两个所述坡面格构梁的间隙中，所述坡面养护层设于所述植生层的表面；

其中，所述坡面硬化层由所述组合材料中的胶凝固化浆材制备而来；

所述植生层由所述组合材料中的生态修复基质制备而来。

本申请实施例中，限定具体的系统组成，利用包括坡面硬化层和坡面格构梁的坡面加固单元能保证矿山堆填体的稳定，保护其稳定性，再通过包括植生层和坡面养护层的坡面修复单元，利用植生层形成植被，再利用坡面养护层起到规整植被并保护植被的效果，避免植生层在成型阶段受到损害而死亡。

该系统是基于上述组合材料来实现，该组合材料的具体成分和配比可参照上述实施例，由于该系统采用了上述实施例的部分或全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在一些可选的实施方式中，所述坡面硬化层的厚度为2cm～3cm；和/或，

所述植生层的厚度为15cm～20cm。

本申请实施例中，限定坡面硬化层的厚度为2cm～3cm的积极效果是避免坡面硬化层的厚度过大影响坡面格构梁的固定，从而保证矿山堆填场的稳定。

限定植生层的厚度为15cm～20cm的积极效果是在该厚度范围内，该厚度范围能够保证植生层的草种生长并形成稳定的植被。

在一些可选的实施方式中，所述植生层和所述坡面养护层之间设有草种层，所述草种层的厚度为1cm～3cm。

本申请实施例中，限定草种层的厚度为1cm～3cm的积极效果是在该厚度范围内能保证草种层生长的厚度足够，从而保证植株具有足够的高度，保证生态修复的效果。

在一些可选的实施方式中，所述矿山堆填体包括多段坡体，所述坡体的坡度为45°～60°，所述坡体的坡长为30m～50m。

本申请实施例中，限定矿山堆填体的坡体的坡度和坡长，能保证矿山堆填体的表面坡度稳定，保证后续的坡面硬化层和坡面格构梁的稳定，进而保证植生层和坡面养护层的

如图2所示，基于一个总的发明构思，本申请实施例提供了一种矿山堆填场安全加固和生态修复的方法，所述方法用于制备所述系统，所述方法包括：

S1.对所述矿山堆填场的坡面进行分段，并进行压实和平整，得到矿山堆填体；

S2.采用所述的组合材料中的自胶凝固化浆材向所述矿山堆填体进行高压喷射，得到坡面硬化层；

S3.在坡面硬化层的表面开挖沟槽，并进行多个坡面格构梁的施工，得到多个坡面格构梁；

S4.向相邻两个所述坡面格构梁的中间空隙中喷播所述生态修复基质和草种的混合物，得到植生层；

S5.向所述植生层的表面铺设坡面养护材料，并定期浇水养护，以形成坡面养护层，得到安全加固和生态修复的系统。

本申请实施例中，采用自胶凝固化浆材进行高压喷射的方式，能保证胶凝固化浆材中的成分更好的渗透进矿山堆填体中，同时能保证胶凝固化浆材均匀的分布在矿山堆填体的表面，同时在生态修复基质中混合草种，保证植生层中草种的正常繁殖，从而保证对矿山堆填体的安全加固和生态修复的协同进行。

坡面格构包括梁浆砌石格构、现浇钢筋混凝土格构和预制混凝土格构中的至少一种。

该方法是针对上述系统的制备方法，该系统的具体组成和连接关系可参照上述实施例，由于该方法采用了上述实施例的部分或全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在一些可选的实施方式中，所述高压喷射的压力＞20MPa。

本申请实施例中，限定高压喷射的压力＞20MPa的积极效果是在该压力范围内，能保证胶凝固化浆材中的成分更好的渗透进矿山堆填体中，同时能保证胶凝固化浆材均匀的分布在矿山堆填体的表面，实现对矿山堆填体的固化。

下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。

实施例1

一种矿山堆填场安全加固和生态修复的组合材料，包括自胶凝固化浆材和生态修复基质；以重量份数计，自胶凝固化浆材的原料包括：黄河泥沙：100份，水泥：20份，粉煤灰：10份，减水剂：0.1份，水：38份；

以重量份数计，生态修复基质包括：黄河泥沙：100份，生态粘合剂：0.1份，植物纤维：5份，保水剂：0.1份，生物有机肥：0.5份，复合肥：0.3份，水：38份。

自胶凝固化浆材的流动度为198mm，自胶凝固化浆材养护28d后其抗压强度为3.5MPa。

其中，黄河泥沙经除杂处理，晾晒干燥后过5mm筛备用。

水泥为硅酸水泥，强度标号等级为425；

减水剂为聚羧酸盐系高效减水剂。

生态粘合剂为聚阴离子纤维素；

植物纤维为玉米秸秆，植物纤维长度低于3cm；

保水剂为超吸水树脂，保水剂的吸水倍数为360倍。

一种矿山堆填场安全加固和生态修复的系统，以实现对矿山堆填体的安全加固和生态修复，系统包括：

坡面加固单元，坡面加固单元包括坡面硬化层和坡面格构梁，坡面硬化层覆盖在矿山堆填体的表面，坡面格构梁固定在坡面硬化层的表面，坡面格构梁呈间隙分布；

坡面修复单元；坡面修复单元包括植生层和坡面养护层，植生层位于相邻两个坡面格构梁的间隙中，坡面养护层设于植生层的表面；

其中，坡面硬化层由组合材料中的胶凝固化浆材制备而来；

植生层由组合材料中的生态修复基质制备而来。

坡面硬化层的厚度为2cm；

植生层的厚度为15cm。

植生层和坡面养护层之间设有草种层，草种层的厚度为1cm～3cm。

矿山堆填体包括多段坡体，坡体的坡度为52°，坡体的坡长为40m。

一种矿山堆填场安全加固和生态修复的方法，包括：

对矿山堆填场的坡面采用挖机进行分段，并进行压实和平整，得到矿山堆填体；

采用组合材料中的自胶凝固化浆材向矿山堆填体进行高压喷射，得到坡面硬化层；

养护2周后，在坡面硬化层的表面开挖沟槽，并进行多个坡面格构梁的施工，得到多个坡面格构梁；其中，坡面格构梁为浆砌石格构

向相邻两个坡面格构梁的格构梁中间空处中喷播生态修复基质和草种的混合物，得到植生层；

向植生层的表面铺设坡面养护材料，并定期浇水养护，以形成坡面养护层，得到安全加固和生态修复的系统，其中，定期浇水养护包括在草种发芽前每3天进行一次，草种幼苗生长期每周进行一次，每次灌溉量宜为20mm。

高压喷射的压力为25MPa。

实施例2

将实施例2和实施例1进行对比，实施例2和实施例1的区别在于：

以重量份数计，自胶凝固化浆材的原料包括：黄河泥沙：100份，水泥：25份，粉煤灰：10份，减水剂：0.1份，水：42份；

以重量份数计，生态修复基质包括：黄河泥沙：100份，生态粘合剂：0.2份，植物纤维：5份，保水剂：0.1份，生物有机肥：0.5份，复合肥：3份，水：40份。

自胶凝固化浆材的流动度为193mm，自胶凝固化浆材养护28d后其抗压强度为4.8MPa。

水泥为硅酸水泥，强度标号等级为425；

减水剂为聚羧酸盐系高效减水剂。

生态粘合剂为聚阴离子纤维素；

保水剂的吸水倍数为360倍。

坡面硬化层的厚度为2cm；

植生层的厚度为20cm。

植生层和坡面养护层之间设有草种层，草种层的厚度为1cm～3cm。

矿山堆填体包括多段坡体，坡体的坡度为52°，坡体的坡长为40m。

高压喷射的压力为25MPa。

实施例3

将实施例3和实施例1进行对比，实施例3和实施例1的区别在于：

以重量份数计，自胶凝固化浆材的原料包括：黄河泥沙：100份，水泥：22份，粉煤灰：8份，减水剂：0.5份，水：36份；

以重量份数计，生态修复基质包括：黄河泥沙：100份，生态粘合剂：0.2份，植物纤维：3份，保水剂：0.05份，生物有机肥：0.5份，复合肥：0.1份，水：35份。

自胶凝固化浆材的流动度为193mm。

水泥为硅酸水泥，强度标号等级为425；

减水剂为聚羧酸盐系高效减水剂。

生态粘合剂为聚丙烯酰胺；

植物纤维为水稻秸秆；

坡面硬化层的厚度为3cm；

植生层的厚度为15cm。

植生层和坡面养护层之间设有草种层，草种层的厚度为1cm～3cm。

矿山堆填体包括多段坡体，坡体的坡度为45°，坡体的坡长为30m。

高压喷射的压力为25MPa。

对比例1

将对比例1和实施例1进行对比，对比例1和实施例1的区别在于：

以重量份数计，自胶凝固化浆材的原料包括：黄河泥沙：100份，水泥：25份，粉煤灰：10份，减水剂：0.2份，水：42份；

以重量份数计，生态修复基质包括：黄河泥沙：100份，生态粘合剂：0份，植物纤维：0份，保水剂：0份，生物有机肥：0.5份，复合肥：3份，水：35份。

自胶凝固化浆材的流动度为205mm，自胶凝固化浆材养护28d后其抗压强度为5.5MPa。

水泥为硫铝酸盐水泥，强度标号等级为425；

减水剂为聚羧酸盐系高效减水剂。

植物纤维为玉米秸秆；

保水剂的吸水倍数＞300倍。

坡面硬化层的厚度为2cm～3cm；

植生层的厚度为15cm～20cm。

植生层和坡面养护层之间设有草种层，草种层的厚度为1cm～3cm。

矿山堆填体包括多段坡体，坡体的坡度为45°～60°，坡体的坡长为30m～50m。

高压喷射的压力为25MPa。

相关实验及效果数据：

将实施例1-2和对比例1所得的自胶凝固化浆材和生态修复基质的各项理化性质及植生指标进行监测分析，结果表1所示。

表1自胶凝固化浆材和生态修复基质的各项理化性质及植生指标情况表

表1的具体分析：

由实施例1-2和对比例1的数据可知：通过向黄河泥沙中加入一定量的水泥和粉煤灰，可显著提高自胶凝固化浆材的抗压强度，使其满足矿山堆填场坡面加固要求；加入一定的缓凝剂后，黄河泥沙基自胶凝固化浆材的流动度明显提高，使其更容易满足喷浆施工要求。通过向黄河泥沙中加入生态粘合剂和保水剂，可大幅提高生态修复基质的饱和含水率和养分固持效率，从而提高基质的保水保肥性能，改性后的黄河泥沙基生态修复基质相比于对照组(纯黄河底泥)植物生长率和抗剪强度参数均明显提高，表明采用本技术方案对黄河泥沙进行改性处理可使其转化成更适宜植物生长的矿山边坡生态修复基质。

本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：

(1)本申请实施例提供的一种矿山堆填场安全加固和生态修复的组合材料，利用黄河泥沙进行矿山堆填场安全加固和生态修复，将黄河泥沙资源化处置和黄河流域矿山堆填场生态修复进行有机结合，就地取材、技术可行、成本可控，解决或部分解决了黄河泥沙大量淤积和矿山堆填场生态修复中面临着缺水少土窘境两个重要工程技术问题，同时变废为宝、一举两得，可有效实现黄河泥沙的大体量生态化应用，达到经济效益和环境效益双丰收的技术效果。

(2)本申请实施例提供的一种矿山堆填场安全加固和生态修复的系统，通过自胶凝固化浆材硬化后的堆体坡面可减小矸石、尾矿中含硫化物、重金属离子随雨水的下渗量，保护矿山堆填场周边地下水源。相比于传统喷射水泥砂浆坡面加固方法，本方案更具有施工便利、价格低廉、节能环保的优势。

(2)本申请实施例提供的一种矿山堆填场安全加固和生态修复的方法，采用高压喷播方式将黄河泥沙基生态修复基质喷射到加固后的矿山堆体坡面，具有施工便利、草种发芽生长快、基材稳定性好的技术优势，可在黄河流域矿山堆填场生态修复中进行大范围推广应用，达到经济效益和环境效益双丰收的技术效果。

本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。

在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。