本发明公开了一种矿山石场植被生态修复方法，其包括S1、清理坡面的危岩浮石；S2、对清理后的坡面挂网；S3、对已挂网的坡面安装生态棒，且相邻两层生态棒之间的间距设置为20‑40cm，相邻两层的生态棒横向不规则安装，并通过稳固杆固定；S4、在生态棒处理后的坡面上进行基层喷播，且喷播为分层多次喷播，喷播轨迹自上而下产生，先产生于喷播面的凹陷部，再产生于喷播面的凸出部；其中，喷播的材料包括混合的水、土和木纤维S5、在喷播后的基层上进行表层SPF木纤维喷播；以及，S6、在表层喷播后的规定时间内以预设频次对坡面进行喷淋养护。本申请对建筑用花岗岩、陶瓷土、水泥用石灰岩等不同矿山坡面复绿具有良好的生态效果。
1.一种矿山石场植被生态修复方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、清理坡面的危岩浮石；
S3、对已挂网的坡面安装生态棒，且相邻两层生态棒之间的间距设置为20‑40cm，相邻两层的生态棒横向不规则安装，并通过稳固杆固定；
S4、在生态棒处理后的坡面上进行基层喷播，且喷播为分层多次喷播，喷播轨迹自上而下产生，先产生于喷播面的凹陷部，再产生于喷播面的凸出部；其中，喷播的材料包括混合的水、土和木纤维；
S6、在表层喷播后的规定时间内以预设频次对坡面进行喷淋养护；
通过自动喷播系统进行基层和/或表层喷播，所述自动喷播系统包括：车体（1），其用作移动工作平台；
喷播主体（2），其安装于车体（1），用于将物料混合并用于将混合料增压送出；
喷枪（3），其通过管道连通于喷播主体（2）的增压泵输出端口；
转动装置（4），其安装于喷播主体（2），用于固定喷枪（3），并用于驱使喷枪（3）进行多角度转动；以及，现场控制器，其电连接于喷播主体（2）和转动装置（4）用于响应喷播控制指令；
所述转动装置（4）包括第一关节（41），所述第一关节（41）包括第一中柱（411）、第一外环（412）以及第一蜗轮蜗杆组；
所述第一中柱（411）固定于喷播主体（2）的上顶面且竖向设置，所述第一外环（412）套设于第一中柱（411）且呈转动连接；
所述第一蜗轮蜗杆组包括套设固定于第一外环（412）的蜗轮（413）、啮合于蜗轮（413）的蜗杆（414）以及用于驱动的第一电机（415），所述第一电机（415）固定于第一中柱（411）且其输出轴与蜗杆（414）的一端固定；
所述转动装置（4）还包括第二关节（42）、第一连杆（43）以及第二连杆（45）；
所述第二关节（42）和第一关节（41）结构相同，所述第一连杆（43）的一端固定于第一外环（412），另一端固定于第二关节（42）的中柱，且呈倾斜向上设置；
所述第二连杆（45）一端固定于第二关节（42）的外环，另一端倾斜向上延伸；
所述转动装置（4）还包括设置于第二连杆（45）远离第二关节（42）一端的第三关节（44）；
所述第三关节（44）包括主动齿轮（441）、从动齿轮（442）、安装板（443）以及第三电机（444），所述从动齿轮（442）转动于第二连杆（45）且竖向设置，所述第三电机（444）固定于第二连杆（45）且输出轴固定主动齿轮（441），所述主动齿轮（441）啮合于从动齿轮（442），所述安装板（443）固定于从动齿轮（442）的侧部，所述喷枪（3）固定于安装板（443）；
车体（1）运载整机至一号喷播区前侧的预定位置，工作人员手动操作现场控制器控制喷枪（3）移动，使其多次朝向不同的一号喷播区边界线上的点，以进行取边界点数据；具体的：现场控制器记录下转动装置（4）初始状态时对应的控制数据，再根据当前控制数据，计算出当前相对初始状态的各关节控制量，即完成边界取点；
以转动装置（4）初始状态时位置为坐标原点，建立坐标系；
根据各关节控制量和转动装置（4）的传动比计算各个边界点的相对坐标；
人工测定该喷播区某一边界线长度和喷播面示意图对应线条比较，确定当前次的比例尺并录入，为后续实际喷播面和喷播面示意图两者之间的数据转换提供参考；之后，工作人员手动选择某一预设的喷播轨迹和喷播速率，并激活现场控制器内预设的自动喷播指令；
在此过程中，现场控制器根据各关节控制量计算喷枪（3）的位置，于喷播面示意图绘制仿真轨迹；当仿真轨迹遍历边界节点，则本次喷播停止；
多次重复上述步骤，并对各个缺口，不规则区手动操作补足，完成整体喷播作业。
2.根据权利要求1所述的一种矿山石场植被生态修复方法，其特征在于：所述基层喷播之前，对坡面洒水，且若干个预设节点的喷播厚度大于非节点区。
3.根据权利要求1所述的一种矿山石场植被生态修复方法，其特征在于：所述喷播轨迹包括相对喷播面呈“S”形或螺旋形。
4.根据权利要求1所述的一种矿山石场植被生态修复方法，其特征在于：在基层喷播之前，再次铺设CF网，且预安装用于喷淋供水的水管，水管固定于坡面挂网的内侧。
5.根据权利要求1所述的一种矿山石场植被生态修复方法，其特征在于：所述安装板（443）上还安装有测距传感器（5），所述测距传感器（5）电信号连接于现场控制器。
6.根据权利要求5所述的一种矿山石场植被生态修复方法，其特征在于：所述自动喷播系统，其被配置为：用于根据预设的关系图表，基于测距传感器（5）测得的数据调整对转动装置（4）的控制量。
一种矿山石场植被生态修复方法
技术领域
[0001] 本申请涉及地质修复技术领域，尤其是涉及一种矿山石场植被生态修复方法。
背景技术
[0002] 矿产资源是国民经济发展的重要物质基础，但是其不可避免的引起地质环境问题，因此国家倡导在合适阶段对矿山进行植被生态修复，这是践行绿水金山就是金山银山的重要举措。
[0003] 现阶段，我国矿山地质环境治理中常采用的矿山修复技术方法主要有覆土绿化、挡墙蓄坡绿化、挂网喷播绿化、草毯绿化等。
[0004] 公告号为CN212589128U的专利公开了一种废弃采石场生态复绿结构，其坡面复绿单元中的V形槽中，锚杆的下端插入锚孔内，锚孔内灌注有水泥砂浆，锚杆的上端裸露部分横向固定有若干排横筋，锚杆和横筋的周围现场浇筑形成浇筑板，浇筑板的顶部设有排水口，浇筑板的内侧通过拉筋与坡面固定，拉筋的外侧与对应位置的锚杆固定连接，V形槽内的坡面种植土的表面铺设有土工网，其底部设有砂砾，坡面种植土与砂砾之间通过土工布间隔，V形槽内还设有滴灌管。
[0005] 上述技术方案，其可在陡峭边坡的地质环境，给坡面复绿植被提供良好的生长环境，进行生态复绿，但是其在纯岩、近垂直坡面，修复效果相对不佳，因此本申请提出一种新的技术方案。
发明内容
[0006] 为了提高对纯岩、近垂直坡面的修复效果，本申请提供一种矿山石场植被生态修复方法。
[0007] 第一方面，本申请提供一种矿山石场植被生态修复方法，采用如下的技术方案：
[0008] 一种矿山石场植被生态修复方法，包括：
[0009] S1、清理坡面的危岩浮石；
[0010] S2、对清理后的坡面挂网；
[0011] S3、对已挂网的坡面安装生态棒，且相邻两层生态棒之间的间距设置为20‑40cm，相邻两层的生态棒横向不规则安装，并通过稳固杆固定；
[0012] S4、在生态棒处理后的坡面上进行基层喷播，且喷播为分层多次喷播，喷播轨迹自上而下产生，先产生于喷播面的凹陷部，再产生于喷播面的凸出部；其中，喷播的材料包括混合的水、土和木纤维；
[0013] S5、在喷播后的基层上进行表层SPF木纤维喷播；以及，
[0014] S6、在表层喷播后的T1时间以预设频次对坡面进行喷淋养护。
[0015] 可选的，所述基层喷薄之前，对坡面洒水，且若干个预设节点的喷播厚度大于非节点区。
[0016] 可选的，所述喷播轨迹包括相对喷播面呈“S”形或螺旋形。
[0017] 可选的，在基层喷播之前，再次铺设CF网，且预安装用于喷淋供水的水管，水管固定于坡面挂网的内侧。
[0018] 可选的，所述通过自动喷播系统进行基层和/或表层喷播，所述自动喷播系统包括：
[0019] 车体，其用作移动工作平台；
[0020] 喷播主体，其安装于车体，用于将物料混合并用于将混合料增压送出；
[0021] 喷枪，其通过管道连通于喷播主体的增压泵输出端口；
[0022] 转动装置，其安装于喷播主体，用于固定喷枪，并用于驱使喷枪进行多角度转动；以及，
[0023] 现场控制器，其电连接于喷播主体和转动装置用于响应喷播控制指令。
[0024] 可选的，所述转动装置包括第一关节，所述第一关节包括第一中柱、第一外环以及第一蜗轮蜗杆组；
[0025] 所述第一中柱固定于喷播主体的上顶面且竖向设置，所述第一外环套设于第一中柱且呈转动连接，所述喷枪连接于第一外环；
[0026] 所述第一蜗轮蜗杆组包括套设固定于第一外环的蜗轮、啮合于蜗轮的蜗杆以及用于驱动的第一电机，所述第一电机固定于第一中柱且其输出轴与蜗杆的一端固定。
[0027] 可选的，所述转动装置还包括第二关节、第一连杆以及第二连杆；
[0028] 所述第二关节和第一关节结构相同，所述第一连杆的一端固定于第一外环，另一端固定于第二关节的中柱，且呈倾斜向上设置；
[0029] 所述第二连杆一端固定于第二关节的外环，另一端倾斜向上延伸；所述喷枪连接于第二连杆远离第二关节的一端。
[0030] 可选的，所述转动装置还包括设置于第二连杆远离第二关节一端的第三关节；
[0031] 所述第三关节包括主动齿轮、从动齿轮、安装板以及第三电机，所述从动齿轮转动于第二连杆且竖向设置，所述第三电机固定于第二连杆且输出轴固定主动齿轮，所述主动齿轮啮合于从动齿轮，所述安装板固定于从动齿轮的侧部，所述喷枪固定于安装板。
[0032] 可选的，所述安装板上还安装有测距传感器，所述测距传感器电信号连接于现场控制器。
[0033] 可选的，所述自动喷播系统，其被配置为：用于根据预设的关系图表，基于测距传感器测得的数据调整对转动装置的控制量。
[0034] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0035] 1、可在指定坡面，例如废弃石场的纯岩、近垂直坡面，形成覆盖率、成活率更高的植被层，减少雨季时水土流失，旱季时风化扬尘，恢复地形地貌景观，并通过植被根系稳固坡面结构，减少山体破坏和崩塌；
[0036] 2、喷播过程可自动化完成，形成厚度更为符合要求的喷植层，保障喷植效果。
附图说明
[0037] 图1是本方法的流程示意图；
[0038] 图2是本方法所采用自动喷播系统结构示意图；
[0039] 图3是本方法的转动装置的结构示意图。
[0040] 附图标记说明：1、车体；2、喷播主体；3、喷枪；4、转动装置；41、第一关节；411、第一中柱；412、第一外环；413、蜗轮；414、蜗杆；415、第一电机；42、第二关节；43、第一连杆；44、第三关节；441、主动齿轮；442、从动齿轮；443、安装板；444、第三电机；45、第二连杆；5、测距传感器。
具体实施方式
[0041] 以下结合附图1‑3对本申请作进一步详细说明。
[0042] 本申请实施例公开一种矿山石场植被生态修复方法。
[0043] 参照图1，废弃采石场生态植被恢复方法，其主要有：危岩浮石整治+已挂网固定+安装生态棒+基层混喷喷播+表层SPF木纤维喷播，可在指定坡面形成覆盖率、成活率更高的植被层，减少雨季时水土流失，旱季时风化扬尘，恢复地形地貌景观，并通过植被根系稳固坡面结构，减少山体破坏和崩塌。
[0044] 具体的，包括：
[0045] 1)、清理坡面的危岩浮石，其包括：在生态修复施工前需清理坡面，清除坡面危岩体、浮土、浮石，使坡面尽可能平整；坡面清理可采取人力与机械相结合的措施，施工时自上而下削离，以提高施工安全性。
[0046] 2)、清理后的坡面，打入铆钉，并用捆扎等方式挂设防护网，例如：镀锌网。
[0047] 3)、对已挂网的坡面安装生态棒；生态棒施工：
[0048] 上下间距设置为20‑40cm，例如：30cm左右；同时，横向不规则安装，并采用φ6‑8mm的圆钢钉入坡体，用于支撑，并将生态棒固定于坡面；其中，不规则可以是：以砖墙的砌体形式堆叠，即交互堆叠，以利用结构自重提高整体结合度。
[0049] 后续，为对生态棒再次稳定，于外层再次挂设一层CF网，即边坡植被防护椰丝纤维网。
[0050] 为方便后期对喷植层浇灌养护，还以捆扎等形式预安装用于喷淋供水的水管，水管固定于坡面挂网的内侧；当基层和表层喷播完毕，覆盖无纺布，随后安装、调试适配的喷淋头。
[0051] 加盖无纺布，一是起到保水、控温的作用，提高植物种子出芽速度；二是防止植物种子被风吹走和被飞禽啄食，提高植物种子出芽率和成活率。
[0052] 4)基层喷播，具体的：
[0053] 喷播的材料包括混合的水、土和木纤维；喷播前需充分洒水保持坡面湿润，以促使喷播木纤维等基材与坡面贴合紧密，然后进行试喷试验，调节水、土与木纤维比例，再进行喷播施工。
[0054] 在岩石坚硬、凹凸度大的地段(即预选节点)应适当增加喷播厚度，保证绿化效果；基层喷播厚度为4‑6cm。
[0055] 基层混喷需分层多次喷植，以提高基层的均匀度和结合性能；同时，喷播中，喷射头输出压力不能小于0.1MPa；喷射采用自上而下的方法进行，先喷凹陷部分，再喷凸出部分；喷射移动除了常规的直喷外，还可采用“S”形或螺旋形移动前进，即喷播轨迹相对喷播面呈“S”形或螺旋形。
[0056] 5)、表层喷播，具体的：
[0057] 喷播基材由木纤维、砂壤土、肥料、植物菌剂、粘结剂、保水剂、植物种子等组成，喷播基质要求与坡面长期贴合，确保植物生长。每平方米喷播的植物种子重量30g。各组成材料选择要求如下：
[0058] 1、砂壤土：应选择无污染耕植土表土；
[0059] 2、保水剂：改善基材含水量，增强植物抗旱性能，采用树脂类进口保水剂；
[0060] 3、植物菌剂：调剂植物生长，增加免疫力，促进根系发展；
[0061] 4、木纤维：增加基材整体性和抗侵蚀性，改善土壤结构，精选原松木，经水洗剥皮、高温蒸煮、高压研磨而成；
[0062] 5、粘合剂：增加土壤整体性和抗侵蚀性，采用进口土壤粘合剂，如聚乙烯类粘合剂；
[0063] 6、长效复合肥：改善土壤长期养分供应，一般采用N：P：K＝15：15：15长效复合肥；活化土壤养分性能，由固氮菌、放线菌和硅酸盐菌等组成复合菌肥，在深层取土或土壤微生物活性不足时使用；
[0064] 7、有机肥：改善土壤结构，疏松土壤，减少土壤病害发生和作物连作重茬障碍，营养全面，具有固氮、解磷、释钾等作用，提高作物抗旱、抗冻、抗倒伏能力。强力生根壮苗，促使根系发达。
[0065] 8、拌合用水：二级以上地表水或自来水。
[0066] 基层施工结束8h以后进行表层喷播，表层的喷播厚度为2cm；近距离实施喷播，以保证草籽的均匀性；喷播采用自上而下的方式进行。其中，砂石坡面只喷表层，喷播木纤维厚度为3‑4cm。
[0067] 6)、在喷播结束后的规定时间内(前15天)，每天进行浇(洒)水工作。
[0068] 在上述强制性养护期间还应注意植物种子的出芽均匀度和出芽率，对局部出芽不齐和没有出芽的坡面要进行补植，及时更换或补种没有成活的苗木。
[0069] 对于上述喷播过程，传统的，由人工操作喷播机的架枪、或者喷管进行，在此环节缺少定量化控制，上述喷播厚度和轨迹均为手动实现，受工人的素质等影响，难以保障喷播水准、质量，因此本申请设置为采用自动喷播系统进行基层和/或表层喷播，参照图2和图3，自动喷播系统包括：
[0070] 车体1，其可选择市面上载重合适的运输车拆卸车斗制成，其用作移动工作平台；
[0071] 喷播主体2，其功能同现有喷播机拆除移动、喷射两部分结构后相同，本实施例中，其呈长方体状，且安装于车体1的原车斗位置，用于将物料混合并用于将混合料增压送出；
[0072] 喷枪3，其通过橡胶管道连通于喷播主体2的增压泵输出端口；
[0073] 转动装置4，其安装于喷播主体2，用于固定喷枪3，并用于驱使喷枪3进行360°转动；以及，
[0074] 现场控制器，其电连接于喷播主体2(例如：通过驱动器连接并控制管道上的电控阀门、泵机)和转动装置4并用于响应喷播控制指令。
[0075] 使用时，车体1带动整机移动至坡面前某一位置，工作人员操作现场控制器，启动喷播控制指令，则现场控制器控制喷播主体2和转动装置4自动进行喷播作业。
[0076] 为使喷枪3能够360°转动，转动装置4设置为包括：第一关节41、第二关节42、第一连杆43、第三关节44以及第二连杆45。
[0077] 其中，第一关节41和第二关节42的结构相同，第一关节41包括第一中柱411、第一外环412以及第一蜗轮蜗杆组。
[0078] 第一中柱411竖向设置且固定于喷播主体2的顶面；在第一中柱411的上段环绕外壁开设环槽，第一外环412套设于环槽内且呈转动连接。
[0079] 第一蜗轮蜗杆组包括套设于第一外环412的蜗轮413、啮合于蜗轮413的蜗杆414以及用于驱动的第一电机415；在第一中柱411的下段外壁固定有台板，第一电机415固定于台板上且输出轴横置，蜗杆414的一端固定于第一电机415的输出轴，且与两个固定于第一中柱411下段的支座呈转动连接。
[0080] 当第一电机415开启，其带动蜗杆414转动，蜗杆414带动蜗轮413转动。本申请之所以采用蜗轮蜗杆，是为了防止精确把控后续带动的喷枪3的位置，避免倒转等带来的干扰。
[0081] 第一连杆43一端固定于第一外环412的外壁，另一端倾斜向上并固定于第二关节42的中柱的下段外壁。
[0082] 此时，为减小第一连杆43的变形、折断几率，在第一连杆43的中部固定向下延伸的支脚，支脚的下部安装万向轮，万向轮落在喷播主体2的顶面，以在支撑的同时，减小对转动机能的干扰。
[0083] 第二连杆45的一端固定于第二关节42的外环，另一端倾斜向上延伸且安装第三关节44，第三关节44连接喷枪3。
[0084] 根据上述内容，通过第一关节41、第二关节42及两个连杆配合，不仅能够使得喷枪3在水平面内360°转动，还可使其移动至距离第一中柱411更远的位置，以调整角度进行喷播作业。
[0085] 第三关节44包括主动齿轮441、从动齿轮442、安装板443以及第三电机444。
[0086] 从动齿轮442呈竖向设置，且其通过转轴转动连接于第二连杆45的端头；主动齿轮441啮合于从动齿轮442且同样转动连接于第二连杆45。第三电机444通过连接板固定于第二连杆45且输出轴固定于主动齿轮441。
[0087] 在第二连杆45背离从动齿轮442的一面设置有安装板443，安装板443固定于从动齿轮442的转轴，与从动齿轮442同步转动；安装板443一端水平翻折与从动齿轮442齿面所在平面交汇，且喷枪3固定于安装板443的水平翻折段。
[0088] 第三关节44使得喷枪3还可竖向平面内做转动，从而喷枪3可在三个关节的配合下，进行球形转动调整，以更好的对各个位置进行喷播作业。
[0089] 自动喷播系统还包括的测距传感器5，例如：超声波测距传感器，测距传感器5安装于上述安装板443未翻折的竖直段外壁，且电信号连接于现场控制器。现场控制器，可选择集成多个的驱动控制器和触控显示屏的MCU控制器；其中，驱动控制器连接上述各个电机，以便对转动装置4控制。
[0090] 使用过程：
[0091] 分割整个喷播面，形成多个喷播区；
[0092] 车体1运载整机至一号喷播区前侧的预定位置，工作人员手动操作现场控制器控制喷枪3移动，使其多次朝向N不同的一号喷播区边界线上的点，以进行取边界点数据；具体的：
[0093] 现场控制器记录下转动装置4初始状态时对应的控制数据，再根据当前控制数据，计算出当前相对初始状态的各关节控制量，即完成边界取点。
[0094] 对应的，现场控制器还被配置为：
[0095] 以转动装置4初始状态时位置为坐标原点，建立坐标系；
[0096] 根据各关节控制量和转动装置4的传动比计算各个边界点的相对坐标；
[0097] 各个边界点连线，得到喷播面示意图。此环节，需要人工测定该喷播区某一边界线长度和示意图对应线条比较，确定当前次的比例尺并录入，以为后续实际喷播面和示意图两者之间的数据转换提供参考。
[0098] 之后，工作人员手动选择某一预设的喷播轨迹和喷播速率，并激活现场控制器内预设的自动喷播指令，则现场控制器控制喷枪3从初始状态开始按照预选的喷播轨迹和喷播速率进行作业；在此过程中，根据控制量计算喷枪3的位置，于喷播面示意图绘制仿真轨迹；当仿真轨迹遍历边界节点，则本次喷播停止。多次重复上述步骤，并对各个缺口，不规则区手动操作补足，即可完成整体喷播作业。
[0099] 对于测距传感器5，其用于测定喷枪3到一号喷播区各个位置的距离L。
[0100] 在现场控制器中预存储关系图表，关系图表包括:某一喷播速率下，距离L变化时，单位喷播面积(轨迹宽度c)的变化量数据；
[0101] 关系图表还包括：某一喷播速率下,达到某一厚度喷植层，L变化时，喷枪3转动速率的变化量。其中，变化量，为验证所得。
[0102] 在喷播过程中，现场控制器设置为根据关系图表补偿绘制的仿真轨迹，以使仿真轨迹更为真实；同时，还可根据L的变化，调整喷枪3的转动速率，以使喷植的更为均匀。
[0103] 综合所述，本申请：
[0104] 1、可在指定坡面形成覆盖率、成活率更高的植被层，减少雨季时水土流失，旱季时风化扬尘，恢复地形地貌景观，并通过植被根系稳固坡面结构，减少山体破坏和崩塌；
[0105] 2、喷播过程可自动化完成，形成厚度更为符合要求的喷植层，保障喷植效果。
[0106] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
