本发明涉及一种微生物改性充填采煤方法，属于固体充填采煤技术领域。
背景技术：
随着开采深度的增加，煤炭资源深部开采逐渐走向深部。针对深部开采环境，充填体被充分压实、顶板下沉量进一步增加，造成充填效果差，顶板岩层剧烈运动，需要对充填材料进行改进，以应对高地应力、高渗透压所引发的难题。
为适应深部开采环境，采用微生物固化手段对充填材料进行制备与改进。微生物固化，即微生物诱导碳酸钙沉淀工技术，是一种新型土壤固化技术，其原理是向某些特定的微生物提供氮源和钙离子源，快速析出具有胶凝作用的碳酸钙结晶，实现固化松散砂颗粒的效果。针对上述内容，如何将微生物固化手段与固体充填采煤技术有机结合，实现协同开采是微生物充填采煤必须要解决的技术难题。
技术实现要素：
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种微生物改性充填采煤方法，能够大大提高散体充填体的抗压性能，对煤层顶板具有更强力和稳定的支撑能力，工艺简单，绿色环保。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：其操作步骤包括固体废弃物充填材料地面微生物钙化，将钙化的填充材料输送至采空区夯实充填，再对充填体进行微生物灌浆，完成每个步距采煤后都进行微生物灌浆充填。
相比现有技术，本发明的一种微生物改性充填采煤方法，将固体充填采煤技术与微生物灌浆技术相结合，对固体废弃物充填材料通过微生物钙化改性提高强度后，再在采空区灌浆形成微生物胶结固体废弃物式的充填体，实现了对固体废弃物散体颗粒的加固，提供了更高的抗压能力，有效控制了岩层运动与地表沉陷，同时，该方法采用的微生物浆液是完全的溶液浆材，固结效果明显，是环境友好型能源节约型工艺，大大提高了散体充填体的抗压性能，对煤层顶板具有更强力和稳定的支撑能力，且工艺简单，绿色环保，为深部高应力条件下基于生化机理的微生物充填采煤技术提供新方向。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一个实施例的结构布置图。
图中：1、固体废弃充填物料，2、输送机，3、破碎机，4、皮带输送机，5、反应仓，6、菌液培养罐，7、营养溶液罐，8、胶结溶液罐，9、输送管路，10、高压化学灌浆泵，11、充填钻孔，12、垂直投料井，13、充填采煤液压支架，14、底卸式刮板输送机，15、注浆管，16、储存罐，17、钙化后的废弃充填物料，18、充填体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明的一种微生物改性充填采煤方法，其操作步骤包括充填材料地面微生物钙化，将钙化的填充材料输送至采空区夯实充填，再对充填体进行微生物灌浆，完成每个步距采煤后都进行微生物灌浆充填。本发明将固体充填采煤技术与微生物灌浆技术相结合，对固体废弃物充填材料改性提高强度后，在采空区灌浆形成微生物胶结固体废弃物式的充填体，实现对固体废弃物散体颗粒的加固。
图1示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图中微生物充填采煤方法的具体步骤如下：
1)将地面堆积的固体废弃充填物料1经输送机2运到破碎机3破碎后，再经皮带输送机4运至反应仓5；
2)在地面布置菌液培养罐6、营养溶液罐7和胶结溶液罐8，通过输送管路9分别与反应仓5、高压化学灌浆泵10相连；
3)安设物料定量配送的自动化设备，按配置比例精确向反应仓5中输送菌液及胶结溶液，使固体废弃充填物料1表面钙化，提高材料强度，获得表面钙化后的废弃充填物料17；
4)自地面打设充填钻孔11至井下，在充填钻孔11内安设护壁套管，底部连接输送管路9，通过高压化学灌浆泵10将微生物浆液通过输送管路9运至工作面内布置的菌液、营养溶液、胶结溶液的储存罐16中，菌液、营养溶液、胶结溶液是独立储存的，通过同一路输送管路9分别输送，一种溶液输送过程结束后，清洗管路后，进行另一溶液输送；
5)将钙化后的废弃充填物料17从垂直投料井12投放到井下，通过井下胶带输送机运至工作面，按常规采煤方法完成割一刀煤、移架、推溜，利用悬挂在充填采煤液压支架13后部的底卸式刮板输送机14完成落料夯实充填；
6)在工作面完成一个充填步距后，采用自下而上、分段灌浆施工方法，向充填体18顶部、中部、底部埋入注浆管15，利用高压射枪通过高压射浆管将储存罐中的溶液，按照顶部、中部、底部自下而上的顺序，分步灌入注浆管中；
7)向每个注浆管灌入注浆的过程是：根据固化充填体体积先注入一定量的菌液，然后匀速灌入营养溶液，最后持续灌入胶结溶液，设定灌浆压力为3～5mpa，使微生物浆液充分扩散，达到设定的注入率停止灌浆；
8)重复步骤7)，完成多次循环灌注；
9)灌浆完成后，重复步骤5)、6)、7)，进行下一个步距的充填采煤，直至完成对整个工作面的微生物充填采煤。
在本实施例中，所述的菌液为一种高产脲酶的芽孢杆菌，营养溶液为cacl2溶液，胶结溶液为urea-cacl2溶液。优选地，所述的固体废弃充填物料1选用粒径级配小于20mm的，有利于微生物胶结。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。