[发明专利]一种含弱结构体煤岩层固化成孔方法

摘要

本发明涉及一种含弱结构体煤岩层固化成孔方法，步骤包括：1.钻进若干固化孔：固化孔根据欲加固煤岩层弱结构体范围进行布置；2.利用注浆管向孔内依次加压注菌液、固定液和胶结液，通过MICP原位灌浆技术诱导碳酸钙结晶；3.待微生物浆液将固化孔周围的裂隙和弱结构固结后，再在该固化位置按照后续工序组织生产。本方法一方面微生物吸附于钻孔周围的孔隙及裂隙表面，高效诱导碳酸钙沉淀，使煤(岩)层内表面黏合胶结，将松软特性的围岩固化胶结形成具有一定力学性能的整体，增强孔壁围岩强度；另一方面，微生物浆液为溶液或悬浊液，浆液粘度低、流动性好、渗透性强，与化学处理方法相比极限注浆压力小、固化半径大及钻孔围岩胶结强度可调控。

主权项

1.一种含弱结构体煤岩层固化成孔方法，其特征在于，该方法步骤如下：步骤1，钻进若干固化孔：固化孔根据欲加固煤岩层弱结构体范围进行布置，首先根据注浆试验确定极限注浆压力，即注浆终压P_max，然后计算浆液扩散半径r，再根据浆液扩散半径r选择固化孔布置方式：单排孔或多排孔方式布置；步骤2，利用注浆管向固化孔内依次加压注菌液、固定液和胶结液通过MICP原位灌浆技术诱导碳酸钙结晶，并控制菌液浓度和胶结液成分以形成胶结形式，采用间歇性分步注浆法，向固化孔内带压注浆，即先向固化孔中注入菌液，然后以每立方米弱结构体固化体积每分钟灌入10‑15L的速度灌入固定液CaCl₂，利用Ca²⁺的絮凝作用实现微生物在围岩中的均匀固定，以每立方米弱结构体固化体积每分钟灌入2‑6L的速度灌入胶结液尿素‑Ca²⁺混合液，胶结液连续灌浆24h后间歇24h，使得附存在围岩孔隙及裂隙中的微生物诱导促进碳酸钙晶体析出；所述菌液中产脲酶细菌为巴氏生孢八叠球菌(Sporosarcinapasteurii)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC No.1.3687；所述菌液浓度OD₆₀₀＝2.0，固定液浓度＝0.05mol/L，胶结液浓度＝0.4～1.0mol/L；控制细菌适宜的生存条件：温度T＝20℃:37℃，PH＝6.0～9.0，使用NaOH和HCl调节PH；步骤3,待微生物浆液将固化孔周围的裂隙和弱结构固结后，再在该固化位置按照后续工序组织生产。