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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：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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公开(公告)号：CN116122813A
公开(公告)日：2023-05-16
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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公开(公告)号：CN113338802A
公开(公告)日：2021-09-03
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：CN114658381B
公开(公告)日：2024-11-22
申请号：CN202210288997.X
申请日：2022-03-23
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种地面采动钻井破断井身修复系统，包括井身修复部分和地面控制部分，井身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和下水力切割部，下水力切割部包括壳体、回转驱动部件、回转传动机构和高压射流喷头组件。本地面采动钻井破断井身修复系统的回转座在绕上柱体的中轴线公转的同时、通过传动齿轮组可以实现自转，通过合理设置回转驱动部件的回转速度和传动齿轮组的传动比，可以实现高压射流喷头的喷射轨迹呈密集交错的花型轨迹，可以实现将需切除的端面和孔壁切割破碎为细小微粒、并顺利沿井道下滑至井底，特别适用于对位于岩性相对较硬的硬厚覆岩内的地面采动钻井井身错断变形区域进行修复。
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Patent Agency Ranking
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：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：CN119962298A
公开(公告)日：2025-05-09
申请号：CN202510035343.X
申请日：2025-01-09
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G06F30/23 , G06Q10/0635 , G06Q50/02 , G06F111/10 , G06F119/02
Abstract: 本发明公开了一种浅埋煤层分步开采条件下采煤洞穴覆岩失稳数值计算方法，通过离散元软件程序UDEC建立浅埋煤层数值分析模型，并在浅埋煤层中分层水射流破煤与提升模拟建立浅埋煤层中原位流态化分步开采分析模型，得出浅埋煤层分步开采条件下采煤洞穴围岩位移分析数值模拟结果，通过对比开采前后采煤洞穴位移场变化规律，获得分步开采条件下煤层造穴的浅埋煤层原位流态化开采采煤洞穴围岩失稳特征，可以为将分层水射流破煤与提升技术引入浅埋煤层原位流态化开采中以研究浅埋煤层采煤洞穴稳定性、制定浅埋煤层原位流态化高效开采方案、实现煤层安全开采提供理论基础和数据支持。
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公开(公告)号：CN117454785B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311291674.7
申请日：2023-10-07
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G06F30/28 , G06F30/25 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种粗颗粒固含率分布的计算方法，基于改进的半解析CFD‑DEM数值计算模型，在模型中，被分配颗粒体积的流体网格组成的计算域定义为相关域，相关域扩展半径与颗粒半径的比值定义为相关域扩展系数，基于相关域扩展系数的颗粒体积扩展法计算颗粒相关域内流体网格的固含率分布。本粗颗粒固含率分布的计算方法针对液固耦合计算能够实现更好的适用性和更高的计算精度，可以为研究粗颗粒群的液固两相流动特性提供理论指导及数据支持。
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公开(公告)号：CN117454785A
公开(公告)日：2024-01-26
申请号：CN202311291674.7
申请日：2023-10-07
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G06F30/28 , G06F30/25 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种粗颗粒固含率分布的计算方法，基于改进的半解析CFD‑DEM数值计算模型，在模型中，被分配颗粒体积的流体网格组成的计算域定义为相关域，相关域扩展半径与颗粒半径的比值定义为相关域扩展系数，基于相关域扩展系数的颗粒体积扩展法计算颗粒相关域内流体网格的固含率分布。本粗颗粒固含率分布的计算方法针对液固耦合计算能够实现更好的适用性和更高的计算精度，可以为研究粗颗粒群的液固两相流动特性提供理论指导及数据支持。
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