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公开(公告)号：CN106285604B
公开(公告)日：2019-03-01
申请号：CN201610941193.X
申请日：2016-11-01
Applicant: 中国矿业大学 , 徐州中矿大矿山安全技术与装备研发中心
Abstract: 一种微波辅助超临界二氧化碳循环压裂系统及方法，系统包括：液态二氧化碳储罐、加热器、增压泵、压裂管及回收管、三相分离器、空压机、冷却器形成一个回路实现超临界二氧化碳循环压裂，在煤层内形成裂隙网；方法：利用微波加热煤层和二氧化碳以保证二氧化碳长期处于超临界状态，同时其热效应也能够致裂煤体、疏通孔隙、促进瓦斯解吸。超临界二氧化碳扩散性强，极易深入煤体孔、裂隙，同时能够驱替瓦斯；循环压裂有效降低了作业成本并简化了施工工艺。本发明将微波辐射与超临界二氧化碳循环压裂相结合，大大提高了煤层孔隙率、渗透率，促进了瓦斯解吸，从而大幅度提高了瓦斯抽采效果，在本技术领域内具有广泛的实用性。
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公开(公告)号：CN120012631A
公开(公告)日：2025-05-16
申请号：CN202411920951.0
申请日：2024-12-25
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G06F30/28 , G06F30/25 , G06F30/23 , G06T17/20 , G06T7/70 , G06V20/64 , G06V10/28 , G06Q50/02 , E21F7/00 , G01N1/08 , G01N3/08 , G01N15/08 , G01N33/22 , G06F119/14 , G06F113/08
Abstract: 一种块体离散元‑有限元联合建模的瓦斯富集区智能识别方法，收集废弃矿区的岩层地质资料和矿井生产资料；获得岩层力学参数和瓦斯赋存参数；在块体离散元UDEC中建立等比例三维矿山地质模型；进行回采区段的开挖、平衡模拟，并提取出开挖后采场裂隙图像；将采场裂隙图像导入图像识别软件Coreldraw中，并获取到每一条采场裂隙的坐标；在MATLAB中建立空间网格模型，利用采场裂隙的坐标与空间网格的相互关系赋予渗透率；将获得的渗透率以插值法的形式导入有限元软件COMSOL中进行瓦斯流动模拟，并对瓦斯涌出及富集区域进行综合判定。该方法能精确地确定出废弃采场地下瓦斯的富集区域，能为地面瓦斯抽采井布置提供科学的指导。
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公开(公告)号：CN117189047B
公开(公告)日：2025-04-01
申请号：CN202311103154.9
申请日：2023-08-30
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了基于增产特征点的煤层注气驱替瓦斯闭环优化装置及方法，该方法首先增压部分氮气至驱替气储罐内，待CO2气罐组补充储罐内CO2至预设浓度后，以预设压力向煤层内压注二元混合气以驱替瓦斯；数据采集器实时记录瓦斯抽放管路内瓦斯纯流量，并通过集成终端取生成实际增产曲线并确定起始、突破和失效点；根据瓦斯地质条件构建数值模型，调整参数直至模型计算增产曲线与实际增产曲线特征点匹配后；以瓦斯增产效率最大作为优化判据，结合响应面法确定理论最优注气压力和CO2浓度；改变注气参数，重复上述步骤，直至实际增产效率低于阈值。本发明通过煤层注气增产过程的增产特征点进行闭环式优化，助力实现区域瓦斯精准防治与高效开发。
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公开(公告)号：CN119712016A
公开(公告)日：2025-03-28
申请号：CN202411889882.1
申请日：2024-12-20
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种煤层分区电渗靶向驱水强化热烟气溶蚀矿物的系统及方法，先向煤储层内注入热烟气，热烟气的CO2通过竞争吸附作用驱替煤储层孔隙内吸附态瓦斯，同时CO2部分溶解在热烟气的水蒸气及煤体内原生水形成酸性水，酸性水能对煤储层微孔隙内的矿物溶蚀增渗煤体；当煤储层微孔隙内发生水锁效应时通过在相邻两个钻孔之间形成高压电场，酸性水受高压电场作用产生靶向电渗驱水效应，使得酸性水在煤储层裂隙内沿着电场方向持续运移，打破水锁效应；同时酸性水在通电的正负电极作用下能促进溶液内酸性介质多级电离生成大量氢离子，提高矿物溶蚀速率，最终增大热烟气对煤储层内溶蚀矿物的范围和效果，最终有效提高煤储层整体的瓦斯抽采效率。
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公开(公告)号：CN115288776B
公开(公告)日：2025-03-25
申请号：CN202210904414.1
申请日：2022-07-29
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于定向钻孔冲孔‑抽采‑固化的综合防突方法，其先从底板岩巷向目标煤层施工定向长钻孔，打钻过程探测煤巷区域地质构造分布，然后进行退钻冲孔，冲孔结束后下入筛管，施工下一个定向长钻孔，直到目标区域的定向长钻孔施工完毕，随后在目标区域施工负压增强孔；将所有定向长钻孔和负压增强孔联网进行抽采，消除瓦斯内能直到抽采达标；启封靠近巷道上下轮廓线附近的两个钻孔，带压向钻孔内注浆进行煤体加固作业，提高巷帮附近煤体强度；本发明基于定向长钻孔冲孔大幅提高了单孔的卸压范围，实现了煤体区域卸压，将冲孔卸压、瓦斯抽采和煤体加固相协同，实现了突出煤层的高效防突、降低后期煤巷的维护成本。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115730486B
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202211476041.9
申请日：2022-11-23
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G06F30/23 , G06T17/20 , G06F17/14 , G06F17/11 , G06F113/08 , G06F111/10 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种含裂隙煤体的有效导热系数测算方法，该测算方法基于对数字孪生煤体计算，对真实含裂隙煤体进行CT扫描，通过CT重构及多相网格划分，然后基于COMSOL软件的流动及传热模块建立共轭传热模型，代入激光闪测法测定的煤骨架热物性参数，设置所测材料的裂隙流体域，得到煤骨架及裂隙的三维模型，通过模型得到煤体三维温度场，计算有效导热系数。本方法可测算裂隙煤样各方向的导热系数、不同裂隙流体环境时的导热系数，且可以统计得到垂直指定截面的导热系数云图，本测算方法综合运用实验测试和稳态模拟，可真实反应所测煤体的内部结构，相比于传统实验测定提高了测算速度并可得到更多结果，结果精准可靠。
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公开(公告)号：CN117328932B
公开(公告)日：2024-12-24
申请号：CN202311277362.0
申请日：2023-09-28
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种全浓度瓦斯利用烟气直接矿化封存零碳排放系统及方法，根据煤层抽采出的瓦斯浓度进行分流输送，中浓度瓦斯经提纯处理后与高浓度瓦斯一起通过瓦斯化工利用装置进行利用，同时将低浓度瓦斯与卸压瓦斯一起混合后通过移动式瓦斯发电站进行利用；另外瓦斯发电烟气和瓦斯化工利用烟气再通过冷热水机组进行余热利用，有效对不同浓度的瓦斯分级，实现全浓度瓦斯的高效利用；将瓦斯发电烟气、燃煤烟气及燃煤固体粉煤灰一起发泡制浆后注入采空区或废弃矿井等进行直接矿化处理封存，实现含二氧化碳烟气及固体废弃物粉煤灰的协同封存处置及对采空区进行充填支撑，从而保障煤矿的安全生产，实现节能减排、气固废弃物的协同治理与零碳排放。
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公开(公告)号：CN118846436A
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202410995740.7
申请日：2024-07-24
Applicant: 中国矿业大学
IPC: A62C4/02
Abstract: 本发明公开了一种水冷毛细管式低浓度瓦斯阻火装置及方法，首先火焰对冲阻火模块通过两个对冲流道分流并逆转火焰方向与主流道的回流火焰对冲，从而抑制回流火焰的传播速度实现一级阻火，提高后续两个阻火模块的阻火效率；然后水冷毛细管阻火模块中密集的毛细管能分割回流火焰，起到增大火焰与壁面接触的比表面积，同时循环冷水通过降温方式增强壁面散热效应降低火焰温度和燃烧反应速率，从而使回流火焰在毛细管内淬熄实现二级阻火；最后多孔介质阻火模块通过再次分割火焰提高散热效率，通过三种阻火模块协同发挥阻火作用实现三级阻火效果，从而能够有效、稳定的阻隔爆燃产生的回流火焰和高温能量，保证地面瓦斯输送管道的安全性。
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公开(公告)号：CN117967390A
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202311830228.9
申请日：2023-12-28
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明涉及矿井治理和利用技术领域，尤其涉及一种废弃矿井采空区气水两相协调治理‑利用系统及方法，包括废水处理子系统、瓦斯抽采利用子系统和压缩空气储能发电子系统，废水处理系统通过地下抽水泵和地面抽水泵将废水抽取至地面存水塌陷区，利用废水下落至地下水治理巷道的势能转化为电能，瓦斯抽采利用系统通过地面抬升泵将瓦斯提纯分级处理，经过处理后的瓦斯输送至发电厂处用于发电。发电厂所产生的废气进入地下空气贮存硐室内压缩储存，压缩空气释放时，对汽轮机做功，使得发电机发电。本发明实现了对废弃矿井内的废水资源以及气体资源“两相三元”的协调治理并利用，提高了废弃矿井废水资源和瓦斯气体资源的利用效率。
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公开(公告)号：CN114278918B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202111653345.3
申请日：2021-12-30
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种沉浸式防爆高温混合气发生装置，适用于瓦斯及页岩气抽采的注热使用。包括燃烧系统和降温系统；将燃烧室及烟气换热管道设置在充满水的罐体中，气态还原剂和氧化剂在燃烧室内进行受控燃烧，燃烧产生的热量通过燃烧室壁、换热板和回程管传递给水，从而降低烟气的温度，提高水的温度。当水的温度到达沸点时，不断蒸发成水蒸气，并与燃烧产生的高温尾气混合，形成混合气，该混合气的温度可以根据进入燃烧室的氧化剂和还原剂的量进行控制。本装置燃烧的过程中火焰完全沉浸在水中，外加防爆罐体，能生产高温混合气的同时，有效防止火焰和火星泄漏，能够有效提供高温以CO2、水蒸气为主的混合气，可以用来解决煤层透气性差，瓦斯抽采困难的问题，安全可靠效率高。
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