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公开(公告)号:CN113338932B
公开(公告)日:2022-03-04
申请号:CN202110639146.0
申请日:2021-06-08
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种无巷道地面钻井流态化采煤方法,无巷道地面钻井流态化采煤系统包括物理流态化采煤部分和煤岩混合物输送部分;物理流态化采煤部分包括采煤竖井、高压输运管和高压射流器;煤岩混合物输送部分包括工艺斜井、煤岩混合物提升竖井和煤岩混合物输运管。本发明采用定向钻技术将采煤竖井的底端与煤岩混合物提升竖井的底端贯通连接形成煤岩混合物自流通道,利用采煤竖井与煤岩混合物提升竖井之间的高度差实现被水力切割下的呈流态化的煤岩混合物自流进入煤岩混合物汇集仓、并经吸浆泵泵压上井,实现井下无人的物理流态化采煤作业,采煤竖井、工艺斜井和煤岩混合物提升竖井均可采用相对较小的打设孔径,实现相对较低的煤炭开采成本。
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公开(公告)号:CN113338802B
公开(公告)日:2022-03-04
申请号:CN202110758111.9
申请日:2021-07-05
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种地面定向钻井流态化水力采煤系统,包括定向钻井水力采煤部分和定向钻井煤岩混合物输送部分;定向钻井水力采煤部分包括钻采定向钻机、定向采煤钻井、采煤定向钻杆和钻采一体化装置;定向钻井煤岩混合物输送部分包括钻吸定向钻机、定向吸煤钻井、吸煤定向钻杆和钻吸一体化装置。本发明以定向钻技术为基础,自地面分别利用钻采一体化装置和钻吸一体化装置打设定向采煤钻井和定向吸煤钻井,通过钻采一体化装置进行水力切割,煤层钻井段底端位置经水力切割与煤层贯通钻井段贯通后,通过钻吸一体化装置将煤岩混合物泵压上井,能够在实现无作业人员井下作业的前提下降低煤炭开采成本,特别适用于对倾斜走向的松软煤层进行煤矿开采。
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公开(公告)号:CN113338801A
公开(公告)日:2021-09-03
申请号:CN202110758090.0
申请日:2021-07-05
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种地面定向钻井流态化水力采煤方法,包括建井施工、水力采煤、煤岩混合物上井、平行接续采煤作业等步骤。本地面定向钻井流态化水力采煤方法以定向钻技术为基础,在相对于煤层倾斜走向的高端位置自地面利用钻采一体化装置的钻进机构Ⅰ和采煤定向钻杆向煤层打设定向采煤钻井,同时自地面利用钻吸一体化装置的钻进机构Ⅱ和吸煤定向钻杆向煤层打设定向吸煤钻井,然后通过钻采一体化装置对煤层进行水力切割,煤层钻井段底端位置与煤层贯通钻井段贯通后,被水力切割下的煤岩混合物进入煤层贯通钻井段、被泥浆泵泵压提升上井,能够在实现无作业人员井下作业的前提下降低煤炭开采成本,特别适用于对倾斜走向的松软煤层进行煤矿开采。
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公开(公告)号:CN110656937B
公开(公告)日:2020-08-04
申请号:CN201911037344.9
申请日:2019-10-29
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种流态化煤气同采系统及其同采方法,流态化煤气同采系统包括水力开采部分、井底煤岩处理部分和煤岩输送部分。本发明水力开采过程中释放的瓦斯可以通过采煤钻井顶部的瓦斯抽采斜孔被瓦斯抽采泵抽采,水力开采出的煤岩混合物可以通过井底煤岩处理部分和煤岩输送部分进行煤岩分离后分类运输上井,水力开采部分与井底煤岩处理部分各自工作、互不影响,可极大提高水力开采工艺的可靠性和开采效率;可以实现无人开采的自动化作业,大大提高煤与瓦斯突出煤层的开采安全性;适用于对边角煤和鸡窝煤等含煤少、地质条件复杂的煤层资源进行开采,特别适用于对煤与瓦斯易突出的松软煤层进行煤矿开采。
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公开(公告)号:CN116971777A
公开(公告)日:2023-10-31
申请号:CN202310949871.7
申请日:2023-07-31
Applicant: 中国矿业大学 , 徐州泓和矿山科技有限公司
Abstract: 本发明公开了一种地面垂直钻井单井流态化采矿系统,包括水力开采及提升部分,水力开采及提升部分包括双壁高压输运管、水力破煤喷嘴和增压射流输运装置;双壁高压输运管是双层套管结构、包括输煤内管和高压输水外管,高压输水外管包括封堵底板,水力破煤喷嘴固定安装在高压输水外管的底部,水力破煤喷嘴的下方设有煤水混合物吸入口;增压射流输运装置固定安装在输煤内管的底端,增压射流输运装置自下而上包括同轴设置的射流喷嘴、喉管段和扩散管段,与煤水混合物吸入口密闭连通的返渣通道与喉管段连通。本发明通过双壁高压输运管进行水力开采的同时稳定提升煤水混合物,可实现降低煤炭开采成本,特别适用于对松软煤层进行开采。
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公开(公告)号:CN113464136B
公开(公告)日:2022-04-01
申请号:CN202110757439.9
申请日:2021-07-05
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种地面定向钻井与井下巷道联用的流态化采煤系统及方法,采煤系统包括定向钻井水力采煤部分、注浆充填部分和井下输运巷道部分;定向钻井水力采煤部分包括定向采煤钻井、采煤定向钻杆和钻采充一体化装置;井下输运巷道部分包括底巷道、漏煤通道和滤水筛板。本发明以定向钻技术为基础、并利用沿倾斜煤层走向的势能,通过钻采充一体化装置进行水力采煤过程中采用安装滤水筛板的方式减缓煤层钻井段内的煤岩混合物的流速,通过钻采充一体化装置进行注浆充填过程中撤除滤水筛板,可使整个煤层钻井段内始终不形成整体连贯的采空区、进而可以实现降低煤层顶板断裂塌陷的几率,特别适用于对倾斜走向的松软煤层进行煤矿开采。
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公开(公告)号:CN112855061A
公开(公告)日:2021-05-28
申请号:CN202110038264.6
申请日:2021-01-12
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21B29/08 , E21B47/002
Abstract: 本发明公开了一种地面瓦斯抽采剪切失效钻井水力切割恢复系统及方法,水力切割恢复系统包括井孔修复部分和地面控制部分;井孔修复部分包括主撑杆和水力切割修复装置,水力切割修复装置包括上定位部、下回转部和水射流喷枪;地面控制部分包括水射流高压泵站、主撑杆回转装置和集中电控单元。本发明根据视频探测反馈的图像数据通过计算机建模确定错断变形区域的深度以及需切除端面和孔壁的具体切割高度和切割方位角后,采用对瓦斯抽采钻井错断变形区域进行水力切割的修复方式,使瓦斯抽采钻井错断变形区域的错断井孔通过水力切割面形成的倾斜过渡通道实现错断变形段的连通,特别适用于对已发生严重错断变形的瓦斯抽采钻井的井孔进行修复。
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公开(公告)号:CN112832765A
公开(公告)日:2021-05-25
申请号:CN202110307876.0
申请日:2021-03-23
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种剪叉伸缩式地面钻井水射流采煤喷头装置及使用方法,包括固定安装在高压输运管底部的筒状罩壳、设置在筒状罩壳内部的径向伸缩臂和安装在径向伸缩臂外侧端的喷头组件;径向伸缩臂是剪叉式伸缩结构,包括内安装架、剪叉式伸缩组件和外安装架,筒状罩壳内部还设有可驱动内安装架的滑块Ⅰ沿内安装架的升降导向机构Ⅰ上下滑动的滑块升降驱动机构,内安装架的滑块Ⅰ位于内安装架的升降导向机构Ⅰ的上极限位置或下极限位置时,剪叉式伸缩组件完全缩入在筒状罩壳内部。本发明能有效增加喷头的有效喷射距离,可以在不增加地面钻井施工成本的前提下,大大增大单个地面钻井的采煤区域范围,实现提高采煤效率、降低开采成本。
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公开(公告)号:CN112780208A
公开(公告)日:2021-05-11
申请号:CN202110012861.1
申请日:2021-01-06
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21B29/00 , E21B47/002 , E21B23/04
Abstract: 本发明公开了一种瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统及修复方法,瓦斯抽采钻井错断变形区域修复系统包括井孔修复部分和地面控制部分;井孔修复部分包括高压输运管、定位囊袋和水力切割修复装置,水力切割修复装置设置在高压输运管的底端,包括罩壳和安装在罩壳内部的球型喷头,球型喷头可实现围绕其球心的沿水平轴线的摆动和沿竖直轴线的回转。本发明采用对瓦斯抽采钻井错断变形区域的需切除端面和井壁进行水力切割,水力切割过程中可通过控制球型喷头回转驱动电机实现喷嘴的弧形切割轨迹,需切除的端面和井壁被切除后,瓦斯抽采钻井错断变形区域的错断井孔即通过水力切割面形成的倾斜过渡通道实现连通,能够实现恢复瓦斯抽采钻井的抽采能力。
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公开(公告)号:CN116122813B
公开(公告)日:2025-03-25
申请号:CN202211190398.0
申请日:2022-09-28
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种井下物理流态化采煤系统及采煤方法,采煤系统包括流态化钻孔气煤同采部分和采煤洞穴充填部分;采煤方法包括钻孔施工、流态化气煤同采和采煤洞穴充填。本发明采用上行孔的方式进行采煤作业,通过喷射装置及伸展装置形成高压水射流、并配合高压密封钻杆的旋转实现对煤体的原位破碎切割,运用孔口密封单元和水煤分离单元对破碎煤粒‑水‑瓦斯混合物进行煤与瓦斯的分离回收,最后对采煤洞穴进行充填,实现煤炭资源的安全、高效与绿色开采。本发明能够完成边角煤、鸡窝煤、地质复杂煤层、薄煤层、急倾斜煤层和遗留煤柱等难采(遗留)煤炭资源的安全高效开采作业,特别适用于开采倾斜松软煤层。
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