CN114875942A - 一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置及工艺 - Google Patents

一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置及工艺 Download PDF

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杜松
李景吉
赵岳
丁晏
宋思彤
牟子申
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General Survey and Research Institute of China Coal Geology Bureau
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00—Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
    • E02D19/06—Restraining of underground water
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D19/18—Restraining of underground water by damming or interrupting the passage of underground water by making use of sealing aprons, e.g. diaphragms made from bituminous or clay material

Abstract

本发明公开了一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置及工艺，属于矿井水防治技术领域，包括胶结液池和菌液池，所述胶结液池和菌液池均通过管路连通有多通道蠕动泵。本发明中，通过微生物诱导碳酸钙沉淀技术，利用微生物新陈代谢过程中的矿化作用进行诱导矿物质沉淀胶结颗粒，该技术应用于止水帷幕裂隙封堵，可以有效地提高帷幕堵水的能力，并且浆液为微生物悬浮液和尿酸及氯化钙溶液，相比水泥和化学浆，浆液粘度低、流动性好、渗透性强，扩散半径大，其中，微生物悬浮液和尿酸及氯化钙溶液均是环境友好型的物质，微生物矿化作用也是自然界中常见的生物诱导矿化反应过程，整体上更加绿色环保。

Description

一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置及工艺
技术领域
本发明属于矿井水防治技术领域，尤其涉及一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置及工艺。
背景技术
煤矿生产过程中会遇到各种水害，包括地表水，采空水，地下水等的突然涌入。止水帷幕施工已经成为矿井水害防治的一项重要措施。常见的止水帷幕有地下连续墙、搅拌桩墙、板桩、排桩加桩间旋喷等形式。由于施工工艺和质量缺陷，桩或墙幅连接处可能存在竖向缝隙，地下连续墙还可能存在横向施工缝，这些缝隙是帷幕渗水的主要通道。在长期的渗流作用下，止水帷幕的功能大大降低，且可能存在缝隙逐渐增大导致二次水害的情况。因此，止水帷幕的缝隙对于矿井生产是一个安全隐患。
目前常用的止水帷幕渗漏的封堵方法主要是在有漏水点的位置大范围重新注浆，一方面浪费注浆材料，另一方面注浆中的高压有破坏止水帷幕的可能，形成新的隐患，并且传统砂浆的流动性以及耐用性不足，影响到对止水帷幕的填充封堵效果，不能很好的满足对止水帷幕的封堵处理需要。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决传统砂浆的流动性以及耐用性不足，影响到对止水帷幕的填充封堵效果的问题，而提出的一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置及工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，具体包括以下步骤：
S101、在菌液池和胶结液池配置菌液和胶结液后，通过管道与多通道蠕动泵连通，多通道蠕动泵将菌液和胶结液混合后形成封堵浆液；
S102、在止水帷幕缝隙处钻出注浆孔，并安装注浆管；
S103、通过多通道蠕动泵对注浆管内注入所需要的胶结液和菌液体积量；
S104、胶结液和菌液干结在止水帷幕缝隙下，封堵结束。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述菌液与胶结液的体积比为1:10。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述菌液为高产脲酶的巴氏芽孢杆菌，所述胶结液为尿素和氯化钙的混合液。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述胶结液中尿素浓度为52-58g/L尿素，所述胶结液中氯化钙的浓度为95-105g/L氯化钙。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述S103中浆液注入方式为间断注入，菌液注入一次后，将胶结液注入两次后停止三个小时，再重复上述注浆过程。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述S103中所需要的胶结液和菌液体积量根据前期探测处理得到。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述S102中注浆孔深度位于止水帷幕缝隙下1m左右。
作为上述技术方案的进一步描述：
一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置，包括胶结液池和菌液池，所述胶结液池和菌液池均通过管路连通有多通道蠕动泵，所述多通道蠕动泵通过软管连接有注浆管，所述注浆管插置连接在注浆孔内。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述多通道蠕动泵有至少两个通道，且蠕动泵上有控制系统，用于分别控制各个通道上浆液的流动速度和注浆时间。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述注浆管上设有压力传感器和流量传感器，所述多通道蠕动泵控制系统、压力传感器和流量传感器分别与自动控制系统连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，通过微生物诱导碳酸钙沉淀技术，利用微生物新陈代谢过程中的矿化作用进行诱导矿物质沉淀胶结颗粒，该技术应用于止水帷幕裂隙封堵，可以有效地提高帷幕堵水的能力，并且浆液为微生物悬浮液和尿酸及氯化钙溶液，相比水泥和化学浆，浆液粘度低、流动性好、渗透性强，扩散半径大，其中，微生物悬浮液和尿酸及氯化钙溶液均是环境友好型的物质，微生物矿化作用也是自然界中常见的生物诱导矿化反应过程，整体上更加绿色环保。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，具体包括以下步骤：
S101、在菌液池和胶结液池配置菌液和胶结液后，通过管道与多通道蠕动泵连通，多通道蠕动泵将菌液和胶结液混合后形成封堵浆液，所述多通道蠕动泵各通道的软管分别与胶结液池和菌液池的出口管道相连，软管内径为25.4mm；
S102、在止水帷幕缝隙处钻出注浆孔，并安装注浆管，其中，注浆管外径为25mm，底部3m为花管，其余为实管，注浆管与软管连接；
S103、通过多通道蠕动泵对注浆管内注入所需要的胶结液和菌液体积量；
S104、胶结液和菌液干结在止水帷幕缝隙下，封堵结束。
所述菌液与胶结液的体积比为1:10，所述菌液为高产脲酶的巴氏芽孢杆菌，所述胶结液为尿素和氯化钙的混合液，所述胶结液中尿素浓度为52g/L尿素，所述胶结液中氯化钙的浓度为95g/L氯化钙，所述S103中浆液注入方式为间断注入，菌液注入一次后，将胶结液注入两次后停止三个小时，再重复上述注浆过程；
所述S103中所需要的胶结液和菌液体积量根据前期探测处理得到，所述S102中注浆孔深度位于止水帷幕缝隙下1m左右；
一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置，包括胶结液池和菌液池，所述胶结液池和菌液池均通过管路连通有多通道蠕动泵，所述多通道蠕动泵通过软管连接有注浆管，所述注浆管插置连接在注浆孔内，所述多通道蠕动泵有至少两个通道，且蠕动泵上有控制系统，流量控制范围为3000ml/min-35000ml/min，用于分别控制各个通道上浆液的流动速度和注浆时间，所述注浆管上设有压力传感器和流量传感器，所述多通道蠕动泵控制系统、压力传感器和流量传感器分别与自动控制系统连接，其中，间断注入过程采用自动控制系统进行控制，且压力传感器将注浆压力信号传递给自动控制系统，当注浆压力达到设定的极限注浆压力时，停止注浆。
实施例2
与实施例1不同的是，本发明还提供一种技术方案：一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，具体包括以下步骤：
S101、在菌液池和胶结液池配置菌液和胶结液后，通过管道与多通道蠕动泵连通，多通道蠕动泵将菌液和胶结液混合后形成封堵浆液，所述多通道蠕动泵各通道的软管分别与胶结液池和菌液池的出口管道相连，软管内径为25.4mm；
S102、在止水帷幕缝隙处钻出注浆孔，并安装注浆管，其中，注浆管外径为25mm，底部3m为花管，其余为实管，注浆管与软管连接；
S103、通过多通道蠕动泵对注浆管内注入所需要的胶结液和菌液体积量；
S104、胶结液和菌液干结在止水帷幕缝隙下，封堵结束。
所述菌液与胶结液的体积比为1:10，所述菌液为高产脲酶的巴氏芽孢杆菌，所述胶结液为尿素和氯化钙的混合液，所述胶结液中尿素浓度为56g/L尿素，所述胶结液中氯化钙的浓度为100g/L氯化钙，所述S103中浆液注入方式为间断注入，菌液注入一次后，将胶结液注入两次后停止三个小时，再重复上述注浆过程；
所述S103中所需要的胶结液和菌液体积量根据前期探测处理得到，所述S102中注浆孔深度位于止水帷幕缝隙下1m左右；
一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置，包括胶结液池和菌液池，所述胶结液池和菌液池均通过管路连通有多通道蠕动泵，所述多通道蠕动泵通过软管连接有注浆管，所述注浆管插置连接在注浆孔内，所述多通道蠕动泵有至少两个通道，且蠕动泵上有控制系统，流量控制范围为3000ml/min-35000ml/min，用于分别控制各个通道上浆液的流动速度和注浆时间，所述注浆管上设有压力传感器和流量传感器，所述多通道蠕动泵控制系统、压力传感器和流量传感器分别与自动控制系统连接，其中，间断注入过程采用自动控制系统进行控制，且压力传感器将注浆压力信号传递给自动控制系统，当注浆压力达到设定的极限注浆压力时，停止注浆；
实施例3
与实施例1-2均不同的是，本发明提供一种技术方案：一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，具体包括以下步骤：
S101、在菌液池和胶结液池配置菌液和胶结液后，通过管道与多通道蠕动泵连通，多通道蠕动泵将菌液和胶结液混合后形成封堵浆液，所述多通道蠕动泵各通道的软管分别与胶结液池和菌液池的出口管道相连，软管内径为25.4mm；
S102、在止水帷幕缝隙处钻出注浆孔，并安装注浆管，其中，注浆管外径为25mm，底部3m为花管，其余为实管，注浆管与软管连接；
S103、通过多通道蠕动泵对注浆管内注入所需要的胶结液和菌液体积量；
S104、胶结液和菌液干结在止水帷幕缝隙下，封堵结束。
所述菌液与胶结液的体积比为1:10，所述菌液为高产脲酶的巴氏芽孢杆菌，所述胶结液为尿素和氯化钙的混合液，所述胶结液中尿素浓度为58g/L尿素，所述胶结液中氯化钙的浓度为105g/L氯化钙，所述S103中浆液注入方式为间断注入，菌液注入一次后，将胶结液注入两次后停止三个小时，再重复上述注浆过程；
所述S103中所需要的胶结液和菌液体积量根据前期探测处理得到，所述S102中注浆孔深度位于止水帷幕缝隙下1m左右；
一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置，包括胶结液池和菌液池，所述胶结液池和菌液池均通过管路连通有多通道蠕动泵，所述多通道蠕动泵通过软管连接有注浆管，所述注浆管插置连接在注浆孔内，所述多通道蠕动泵有至少两个通道，且蠕动泵上有控制系统，流量控制范围为3000ml/min-35000ml/min，用于分别控制各个通道上浆液的流动速度和注浆时间，所述注浆管上设有压力传感器和流量传感器，所述多通道蠕动泵控制系统、压力传感器和流量传感器分别与自动控制系统连接，其中，间断注入过程采用自动控制系统进行控制，且压力传感器将注浆压力信号传递给自动控制系统，当注浆压力达到设定的极限注浆压力时，停止注浆。
根据实施例1-3中不同配比的胶结液与菌液的混合比进行制样实验，制得70x70x70mm的试样块进行抗压和抗拉强度，如下表所示：
Figure BDA0003706392780000071
得出实施例2中制备的混合液干结后质量较高，且干结较快，为本发明优选的实施例。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
S101、在菌液池和胶结液池配置菌液和胶结液后，通过管道与多通道蠕动泵连通，多通道蠕动泵将菌液和胶结液混合后形成封堵浆液；
S102、在止水帷幕缝隙处钻出注浆孔，并安装注浆管；
S103、通过多通道蠕动泵对注浆管内注入所需要的胶结液和菌液体积量；
S104、胶结液和菌液干结在止水帷幕缝隙下，封堵结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，其特征在于，所述菌液与胶结液的体积比为1:10。
3.根据权利要求1所述的一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置及工艺，其特征在于，所述菌液为高产脲酶的巴氏芽孢杆菌，所述胶结液为尿素和氯化钙的混合液。
4.根据权利要求3所述的一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，其特征在于，所述胶结液中尿素浓度为52-58g/L尿素，所述胶结液中氯化钙的浓度为95-105g/L氯化钙。
5.根据权利要求1所述的一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，其特征在于，所述S103中浆液注入方式为间断注入，菌液注入一次后，将胶结液注入两次后停止三个小时，再重复上述注浆过程。
6.根据权利要求1所述的一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，其特征在于，所述S103中所需要的胶结液和菌液体积量根据前期探测处理得到。
7.根据权利要求1所述的一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，其特征在于，所述S102中注浆孔深度位于止水帷幕缝隙下1m左右。
8.一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置，应用于权利要求1-7所述的一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵工艺，其特征在于，包括胶结液池和菌液池，所述胶结液池和菌液池均通过管路连通有多通道蠕动泵，所述多通道蠕动泵通过软管连接有注浆管，所述注浆管插置连接在注浆孔内。
9.根据权利要求1所述的一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置，其特征在于，所述多通道蠕动泵有至少两个通道，且蠕动泵上有控制系统，用于分别控制各个通道上浆液的流动速度和注浆时间。
10.根据权利要求1所述的一种基于微生物矿化作用的止水帷幕缝隙封堵装置，其特征在于，所述注浆管上设有压力传感器和流量传感器，所述多通道蠕动泵控制系统、压力传感器和流量传感器分别与自动控制系统连接。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009098091A2 (en) * 2008-02-05 2009-08-13 Biomim-Greenloop Sa Impermeability rehabilitation of civil engineering structures
CN102493494A (zh) * 2011-12-12 2012-06-13 山东建筑大学 微生物灌浆封堵地下室混凝土结构竖向裂缝的方法
CN110685266A (zh) * 2019-09-12 2020-01-14 武汉科技大学 一种纤维加筋微生物固化联合改善钙质砂力学性能的方法
CN111021380A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 中冶天工集团有限公司 一种利用水玻璃封堵深基坑止水帷幕漏点设备及其使用方法
CN112855072A (zh) * 2021-02-04 2021-05-28 河南理工大学 利用浆液及微生物矿化多级封堵围岩裂隙水的装置及方法
CN113585301A (zh) * 2021-09-02 2021-11-02 南京大学 一种利用微生物膜和micp技术治理岩质边坡崩塌的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009098091A2 (en) * 2008-02-05 2009-08-13 Biomim-Greenloop Sa Impermeability rehabilitation of civil engineering structures
CN102493494A (zh) * 2011-12-12 2012-06-13 山东建筑大学 微生物灌浆封堵地下室混凝土结构竖向裂缝的方法
CN110685266A (zh) * 2019-09-12 2020-01-14 武汉科技大学 一种纤维加筋微生物固化联合改善钙质砂力学性能的方法
CN111021380A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 中冶天工集团有限公司 一种利用水玻璃封堵深基坑止水帷幕漏点设备及其使用方法
CN112855072A (zh) * 2021-02-04 2021-05-28 河南理工大学 利用浆液及微生物矿化多级封堵围岩裂隙水的装置及方法
CN113585301A (zh) * 2021-09-02 2021-11-02 南京大学 一种利用微生物膜和micp技术治理岩质边坡崩塌的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
练继建等: "微生物修复混凝土裂缝的试验观测", 天津大学学报(自然科学与工程技术版) *
谈叶飞等: "微生物追踪固结技术在堤防防渗中的应用", 河海大学学报(自然科学版) *

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