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公开(公告)号：CN111005754B
公开(公告)日：2020-10-13
申请号：CN201911373425.6
申请日：2019-12-27
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 一种多分层煤体的多级瓦斯流态化抽采方法，适用于煤矿井下使用。先向目标煤层钻取多个共用同一竖向钻井的水平钻井和瓦斯抽采钻井，利用强化措施使水平钻井周围煤体发生破碎；然后利用三向阀连接可伸缩铜管，可伸缩铜管前端固定有装有多功能组配装置，将多功能组配装置放置于多个水平钻井设计位置后，将竖向钻井和瓦斯抽采钻井进行封孔，将富含O2的空气分级依次注入多个水平钻井内，通过实时监测水平钻井内的温度、气体浓度等相关参数，启动电极击火器，使得破碎煤体发生阴燃。煤体长时间阴燃过程可有效促进储层瓦斯的驱替扩散与解吸渗流。该方法操作简单，成本相对较低，可有效提高瓦斯抽采钻井内的瓦斯抽采效率。
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公开(公告)号：CN111173513A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN202010179858.4
申请日：2020-03-16
Applicant: 中国矿业大学 , 中国地质大学(北京)
Abstract: 一种煤矿采空区坚硬顶板低温致裂放顶方法，适用于煤层采空区顶板强化致裂技术领域。利用数显式温度仪、温度传感器、注水管、低温流体冻结管、胶囊封孔器、高压注水系统和低温流体槽车，向采空区坚硬顶板依次施工多个致裂钻孔和一个空孔；将螺旋低温流体管、注水管与胶囊封孔器相连接送入多个致裂钻孔中，采用胶囊封孔器进行高压封孔，并冻结致裂钻孔孔口圆柱形扩孔段，形成自封孔结构，再对多个致裂钻孔进行冻结，利用水冰相变致裂煤层顶板。当温度传感器均升高到3℃以上时重复冻结，形成冻胀-融化-冻胀的循环致裂。利用低温流体进行水冰相变产生9.1％的膨胀率来致裂煤层坚硬顶板，其方法简单，操作方便，成本低廉，操作简单，致裂效果好。
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公开(公告)号：CN111005754A
公开(公告)日：2020-04-14
申请号：CN201911373425.6
申请日：2019-12-27
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 一种多分层煤体的多级瓦斯流态化抽采方法，适用于煤矿井下使用。先向目标煤层钻取多个共用同一竖向钻井的水平钻井和瓦斯抽采钻井，利用强化措施使水平钻井周围煤体发生破碎；然后利用三向阀连接可伸缩铜管，可伸缩铜管前端固定有装有多功能组配装置，将多功能组配装置放置于多个水平钻井设计位置后，将竖向钻井和瓦斯抽采钻井进行封孔，将富含O2的空气分级依次注入多个水平钻井内，通过实时监测水平钻井内的温度、气体浓度等相关参数，启动电极击火器，使得破碎煤体发生阴燃。煤体长时间阴燃过程可有效促进储层瓦斯的驱替扩散与解吸渗流。该方法操作简单，成本相对较低，可有效提高瓦斯抽采钻井内的瓦斯抽采效率。
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公开(公告)号：CN107605484B
公开(公告)日：2020-03-17
申请号：CN201710749493.2
申请日：2017-08-28
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种液氮冻结式石门揭煤方法，该方法包括：当揭煤工作面靠近安全岩柱时，在揭煤工作面施工若干冻结钻孔，冻结钻孔穿过安全岩柱和煤层；对冻结钻孔进行注水作业；在冻结钻孔一侧施工测温孔，测温孔内布置测温管，对测温孔进行封孔；在各个冻结钻孔内布置冻结管和注浆钢管；对冻结钻孔进行注浆作业，实现对煤体的加固；将液氮注入冻结管内，液氮在气化过程中吸收煤层的热量，对煤层进行冻结固化；利用测温孔对冻结区域的煤层温度进行监测，确定煤层已充分冻结，随后揭穿石门。该方法工期较短、节省时间，煤层固化效果好，可有效提高石门揭煤作业的效率和安全性。
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公开(公告)号：CN108252715A
公开(公告)日：2018-07-06
申请号：CN201810033695.1
申请日：2018-01-15
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种坚硬煤层顶板时空协同控制弱化方法，该方法包括：首先在回风巷道顶板上沿煤层工作面推进方向顺序钻取若干个超前弱化致裂钻孔组，其中每个超前弱化致裂钻孔组内均包括沿煤层工作面推进方向依次布置的第一排致裂钻孔、第二排致裂钻孔和第三排致裂钻孔，三排致裂钻孔均朝采空区方向倾斜不同角度；煤层工作面推进至超前弱化致裂钻孔组位置时，依次向三排致裂钻孔填装静态破碎剂药卷，实现顶板岩层的逐级致裂弱化。该方法通过利用自由面制造临空面或弱化层来充分发挥药卷的最佳效果，做到“逐级弱化+整体断裂”，实现顶板不同倾斜角度钻孔的时空协同致裂，提高顶板垮落效率。该方法操作简单，致裂效果较好。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106285681B
公开(公告)日：2018-05-04
申请号：CN201610997771.1
申请日：2016-11-11
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21C41/18
Abstract: 一种坚硬煤层顶板致裂装置及方法，主要适用于硬度大、强度高且结构致密的采空区坚硬顶板致裂。首先向坚硬顶板施工致裂钻孔和监测钻孔至设定深度，将外置定点致裂装置的注水管送入两端采用超耐压封孔器密封的致裂钻孔内。将频率为6Hz的压力水经定点致裂装置内的出水口与静态破碎剂均匀混合成浆液，若温度监测装置监测到温度上升时，停止注水；当温度下降至初始温度时，开展脉动水力压裂作业，依靠不同频率压力水的“水击”和“水楔”作用，使岩层作用区域产生累积交变损伤。动态压裂过程中，实时监测致裂钻孔外接电子压力表的数值波动，若压力数值大幅降低且监测钻孔内有水流出，停止压裂作业。该方法成本低，操作简单，可有效提高顶板致裂效率。
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公开(公告)号：CN107605484A
公开(公告)日：2018-01-19
申请号：CN201710749493.2
申请日：2017-08-28
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种液氮冻结式石门揭煤方法，该方法包括：当揭煤工作面靠近安全岩柱时，在揭煤工作面施工若干冻结钻孔，冻结钻孔穿过安全岩柱和煤层；对冻结钻孔进行注水作业；在冻结钻孔一侧施工测温孔，测温孔内布置测温管，对测温孔进行封孔；在各个冻结钻孔内布置冻结管和注浆钢管；对冻结钻孔进行注浆作业，实现对煤体的加固；将液氮注入冻结管内，液氮在气化过程中吸收煤层的热量，对煤层进行冻结固化；利用测温孔对冻结区域的煤层温度进行监测，确定煤层已充分冻结，随后揭穿石门。该方法工期较短、节省时间，煤层固化效果好，可有效提高石门揭煤作业的效率和安全性。
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公开(公告)号：CN105971660B
公开(公告)日：2017-11-14
申请号：CN201610292288.3
申请日：2016-05-05
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种超声波空化与水力压裂联合激励煤层气抽采方法，首先在工作面进风巷或回风巷施工一个主钻孔和一个监测钻孔，主钻孔内的钻头到达煤层预定目标位置后，将内置超声波换能器的钢管送入主钻孔，并采用常规注浆方法对主钻孔进行耐高压封孔，封孔完成后打开超声波发生器，向煤层持续发射频率为20～25kHz的低频率超声波；1～2h后启动水力压裂设备对主钻孔进行水力压裂作业；进行煤层水力压裂的同时保持超声波的功率不变，将超声波频率调节至30～35kHz；待监测钻孔有水流出或者注水泵压力突然下降时停止水力压裂，此时保持超声波的频率和功率不变，继续向煤层发射超声波，30min后关闭超声波发生器。本发明煤层增透方法无污染、成本低、效果好。
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公开(公告)号：CN104481452B
公开(公告)日：2016-10-05
申请号：CN201410737495.6
申请日：2014-12-05
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种变频脉动式注浆钻孔封孔方法，脉动注浆泵启用“先高频大流量，后低频低压力”的脉动参量进行注浆，通过在堵头内端设置消波阻尼装置可消除脉动应力波对堵头的疲劳损伤作用，有效防止浆液从聚氨酯堵头中漏出，提高了聚氨酯堵头密封的成功率；先利用高频脉冲注浆使浆液快速填充钻孔封孔段空间和钻孔周围的大裂隙，后通过低频脉冲注浆对煤体产生交变载荷，增大浆液在煤体微裂隙和孔隙中的渗透能力，使浆液渗透均匀，扩大浆液渗透半径，实现对钻孔周围裂隙和孔隙的有效封堵，可显著提高瓦斯抽采效果。
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公开(公告)号：CN104213932A
公开(公告)日：2014-12-17
申请号：CN201410387448.3
申请日：2014-08-07
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 一种突出煤层水力相变致裂石门揭煤方法，适用于高瓦斯突出煤层石门揭煤作业。在石门揭煤工作面距煤层的最小法向距离大于或等于7m位置处，向揭煤区域分别多个钻孔，采用常规胶囊封孔煤层注水技术，将水通过钻孔注入煤层，注水结束后，通过常规制冷冻结技术将注水孔周围煤层冻结，冻结过程中煤层中的自由水逐渐由液态转化为固态，水在相变过程中体积膨胀9.1％；冻结结束后，冻结煤层吸收井下环境热量逐渐融解。冻融结束后，将注水孔与瓦斯抽采管路连接进行瓦斯抽采、或者在相变致裂区域向煤层实施瓦斯抽采钻孔进行瓦斯抽采。当煤层瓦斯含量小于8m3/t时停止瓦斯抽采，再次向注水孔注水，完成煤层的二次冻结，然后按照常规揭煤方法揭开煤层。
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