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公开(公告)号：CN114458375A
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202210099565.4
申请日：2022-01-27
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21F7/00
Abstract: 本发明公开了一种煤矿瓦斯开发利用与废气减排闭环系统及使用方法，本系统包括呈闭环状态的瓦斯开发系统、瓦斯发电系统以及废气回注系统，其利用煤火和瓦斯发电产生的高温热废气驱替煤层瓦斯，既提高了煤层气的产量，同时也减少了煤矿区温室气体的排放，对于构建绿色矿上及实现国家碳中和具有重要作用；另外，由于高温废气注入煤层会引发煤体膨胀变形，渗透率大幅降低，高温废气注入量小，为了克服这一问题，本发明提出通过高压水射流造腔为煤体提供外膨胀空间，防止因高温及吸附引起的膨胀而导致煤层渗透率降低，有利于提高废气注入量。
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公开(公告)号：CN114415260A
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN202210059808.1
申请日：2022-01-19
Applicant: 中国矿业大学 , 徐州矿务集团有限公司 , 新疆库车县夏阔坦矿业开发有限责任公司 , 江苏国能深井安全开采科技有限公司
IPC: G01V11/00
Abstract: 本发明公开了一种采空区上方水库突水事故的探测及评估方法，先确定不同钻进路径的角度，并且每个钻进路径内均获取不同深度的岩心，然后对获取的岩心分别通过低场核磁共振技术、3D‑XRM技术、水滴接触方法和电法仪获得岩心内的孔隙分布、润湿性以及电阻率，从微观上揭示了孔隙结构、亲水性及阻抗能力间的耦合关系，并说明了水力梯度驱使作用下岩心内部水量空间分布及潜在运移路径，为相应疏水措施提供数据；同时结合地质数据及不同深度岩心的相关特征参量，构建流‑固‑力时空协同耦合模型，通过对比不同深度岩心的力学强度与有效水应力的大小关系，确立顶板发生水害的预警阈值和评估准则，为采空区上方水库发生突水事故的精准预测提供数据支撑。
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公开(公告)号：CN114412448A
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN202210065578.X
申请日：2022-01-20
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21B47/01 , E21B47/092 , E21F7/00 , E21F17/18
Abstract: 本发明公开了一种基于核磁共振的煤储层结构测试随钻探头及测试方法，在钻孔过程中实时通过核磁探头对钻孔周围的煤体进行核磁探测，完成钻孔施工后即实现一次核磁探测过程，然后该钻孔能用于后续瓦斯抽采，这种一次钻孔具有多种作用的方式，一方面减少额外钻设多个钻孔；另一方面可通过核磁测试手段对钻进和退钻过程中分别进行核磁探测，实现实时原位煤层的无损监测，并大幅提升数据有效性及可信度；最后，分别将钻进时获得的多个核磁弛豫信息形成集合，及退钻时获得的多个核磁弛豫信息形成集合，通过设定的标准进行判断，最终能确定钻孔周围的煤层孔隙结构是否因钻孔卸压发生变化，进而根据变化情况及时采取相应措施，保证后续煤层开采的安全性。
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公开(公告)号：CN114412419A
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN202210072385.7
申请日：2022-01-21
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种叠置煤层气藏高效闭环抽采的方法，先在叠置煤层气藏形成水平井和抽采井；在水平井和抽采井布设闭环抽采系统；然后将气化剂注入水平井的水平段，通过气化反应会产生大量辐射热和CO2气体，产生裂隙网络，裂隙网络将上煤层、岩层和下煤层进行连通，并在煤体升温降低CH4气体吸附性和CO2气体竞争吸附的双重作用下，使得上煤层和下煤层内的CH4气体快速解吸；气化反应后的CO2气体经过分离后与发电产生的CO2气体可再次注入上煤层中，再次通过CO2吸附性能促进CH4气体的驱替，整个工作流程形成一个闭环，同时开采出的CH4气体通过CH4发电机组转化成电能进行的后续利用，实现了煤层气资源的高效开采与利用。
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公开(公告)号：CN112267875B
公开(公告)日：2022-04-01
申请号：CN202011138469.3
申请日：2020-10-22
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种煤层水力冲孔最优出煤量确定方法，具体步骤为首先选择两个水力冲孔钻孔并在两个水力冲孔钻孔连线的中心位置施工瓦斯压力监测孔，安装压力表并监测瓦斯压力，待压力表示数稳定后，施工水力冲孔钻孔并进行水力冲孔作业，设计每米钻孔出煤量为m1，重复以上步骤施工若干组水力冲孔钻孔并分别将每米钻孔出煤量设计为m1+0.3、m1+0.6、m1+0.9......；最后将上述所有水力冲孔钻孔联网进行瓦斯抽采，并持续记录瓦斯压力监测孔内的瓦斯压力，抽采一定时间后，绘制钻孔瓦斯压力与出煤量的关系曲线，曲线上瓦斯压力最低点对应的钻孔出煤量即为水力冲孔钻孔的最优出煤量，该方法操作简单、成本低，能够大幅改善水力冲孔技术的应用效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113738327A
公开(公告)日：2021-12-03
申请号：CN202110857146.8
申请日：2021-07-28
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21B43/26
Abstract: 本发明公开了一种等离子体定向致裂页岩的装置和方法，包括聚能射孔装置、纳米导电粉末输送装置、等离子体放电装置。聚能射孔装置包括高压流体泵站、射流液输送管、射孔器，聚能射孔装置可在页岩储层内部构筑定向缝槽。纳米导电粉末输送装置包括用于将纳米导电粉末和氧化剂粉末喷在定向缝槽表面的输送风机、纳米导电粉末输送管和输送喷口。等离子体放电装置用于对定向缝槽重复多次放电，包括有高压线缆、金属丝驱动器、根金属丝、等离子体发生器、高压放电开关、正电极、负电极。本装置通过纳米级别的导电粉末诱导等离子体放电，对煤岩体进行定向致裂，为页岩气的开发提供有效手段。
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公开(公告)号：CN113738270A
公开(公告)日：2021-12-03
申请号：CN202110857304.X
申请日：2021-07-28
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种预弱化煤岩诱导机械钻进的定向钻孔装置及方法，包括机械钻进系统、等离子体放电系统和定向控制系统。机械钻进系统包括钻机、螺旋钻杆、钻头。等离子体放电系统包括等离子体发生器、正电极、负电极和绝缘板。定向控制系统包括液压推送杆控制器、液压推送杆、转动轴控制器、电动转动轴。本发明利用转动轴控制系统带动正负电极旋转，使电极与煤岩壁面形成不同的放电角度，进而诱导机械钻进，能够有效解决长距离钻孔方向控制难的问题。
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公开(公告)号：CN112945803A
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202110159381.8
申请日：2021-02-04
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01N13/00
Abstract: 本发明公开了一种煤基质下外加脉冲强化瓦斯放散速度测定装置及方法，属于瓦斯指标测定装置领域。其包括电脉冲装置、煤样罐、充气气囊、真空泵、阀门、压力传感器、温度传感器、水分测试仪、色谱分析仪和可视化监测仪，以及高压脉冲装置包括电电源、绝缘滑道底座、电缆、脉冲电极板、绝缘防护板。其在电脉冲状态下对瓦斯放散初速度测定，实现不同电压的变化，稳定效果好，操作简单易行；同时实时监控检测的影响瓦斯放散速度的煤多元相关因素变化规律，即煤样气体成分、导电性、热性质、温度、水分、吸附时间、吸附压力和瓦斯浓度等对煤的瓦斯初速度的影响。测定过程简便，效果显著，成本较低，测定精度较高。
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公开(公告)号：CN112267875A
公开(公告)日：2021-01-26
申请号：CN202011138469.3
申请日：2020-10-22
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种煤层水力冲孔最优出煤量确定方法，具体步骤为首先选择两个水力冲孔钻孔并在两个水力冲孔钻孔连线的中心位置施工瓦斯压力监测孔，安装压力表并监测瓦斯压力，待压力表示数稳定后，施工水力冲孔钻孔并进行水力冲孔作业，设计每米钻孔出煤量为m1，重复以上步骤施工若干组水力冲孔钻孔并分别将每米钻孔出煤量设计为m1+0.3、m1+0.6、m1+0.9......；最后将上述所有水力冲孔钻孔联网进行瓦斯抽采，并持续记录瓦斯压力监测孔内的瓦斯压力，抽采一定时间后，绘制钻孔瓦斯压力与出煤量的关系曲线，曲线上瓦斯压力最低点对应的钻孔出煤量即为水力冲孔钻孔的最优出煤量，该方法操作简单、成本低，能够大幅改善水力冲孔技术的应用效果。
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公开(公告)号：CN110725700B
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN201910924103.X
申请日：2019-09-27
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开的一种煤层喷涂加固与分级注胶协同封孔方法，涉及煤层协同封孔方法技术领域。该封孔方法首先对巷道壁面进行喷涂加固，然后施工顺层瓦斯抽采钻孔并进行注胶封孔，最后通过注胶管向瓦斯抽采钻孔两侧的注胶钻孔内带压注入胶体封堵裂隙带；随着抽采的进行，瓦斯浓度逐渐降低到一定值时，再次通过注胶管向注胶钻孔内注入胶体封堵次生裂隙。本发明公开的一种煤层喷涂加固与分级注胶协同封孔方法，通过巷道壁喷涂加固与钻孔注胶相结合的方式实现钻孔封堵，操作简单、成本低、安全性高、效果好，同时采用两级注胶方式，对于由于煤层瓦斯的解吸流动导致煤基质收缩产生的次生裂隙，进行较好的封堵，进一步提高了煤层钻孔瓦斯抽采的效果和抽采浓度。
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