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公开(公告)号：CN113236366A
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN202110711040.7
申请日：2021-06-25
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种水害风险低场核磁共振立体监测方法，适用于城市地下空间或隧道施工过程中突水、突泥等水害预警及隧道开通后运行中位移沉降及可见风险的全生命周期三维立体监测与预警。施工阶段首先在地下空间或隧道施工掌子面钻取不同角度的钻孔并获得岩心，得到围岩的岩性并判断前方有无构造带；向钻孔内送入低场核磁共振微缩传感器进行测量，利用获得的核磁水信号及围岩岩性，构建诱发水害的预警阈值和安全评估准则。地下空间或隧道施工完成后，布置四周钻孔并预埋低场低场核磁共振微缩传感器，配合巡检摄像头及光纤应变传感器，利用5G信号对四周围岩内水的空间分布、位移沉降及可见风险进行实时监测，有效保障了隧道的安全运行。
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公开(公告)号：CN111980649A
公开(公告)日：2020-11-24
申请号：CN202010721057.6
申请日：2020-07-24
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21B43/26 , E21B7/04 , E21B43/116 , E21B33/12 , E21F7/00
Abstract: 本发明公开了一种水平井低温流体强化换热致裂方法，采用射孔枪设置多个裂缝区，通过注水管注水使水压封堵器充起形成密封压裂室，先对密封压裂室内注满过冷水，然后向处于密封压裂室内的热交换段内部注入低温流体，过冷水通过换热翅片与低温流体进行热交换，此时过冷水的温度快速下降，使水相变成冰，相变后体积增大从而利用其冰胀力对密封压裂室进行压裂，同时经过热交换后低温流体会相变形成气体，受负压影响使气体依次经过气体排出管、井内环空和抽气管排出，持续一段时间后完成冰胀致裂过程。不仅能有效保证煤岩体的致裂效果及降低水力压裂所需的高压，而且由于过冷水无化学剂添加，因此泄漏后不会对周围环境造成污染。
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公开(公告)号：CN111894655A
公开(公告)日：2020-11-06
申请号：CN202010584711.3
申请日：2020-06-24
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种用于瓦斯抽采钻孔的低温流体速冻冰堵方法，通过注水管向两个水压胶囊封堵器内部注入高压水，两个水压胶囊封堵器均受水压作用充起，使第一水压胶囊封堵器、第二水压胶囊封堵器和瓦斯抽采钻孔的内壁形成一个密封空间；然后向密封空间注入低温流体，低温流体在密封空间内受热后部分相变形成相变气体，相变气体从排气管排出密封空间，从而保证密封空间内的气压为常压状态；同时两个水压胶囊封堵器接触到低温流体后温度快速下降，使其内部的水变成冰，进一步增大第一水压胶囊封堵器和第二水压胶囊封堵器分别与瓦斯抽采钻孔内壁之间的压紧力，确保水压胶囊封堵器与瓦斯抽采钻孔内壁之间的密封效果；完成瓦斯抽采钻孔的冰堵密封过程。
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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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Patent Agency Ranking
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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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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