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公开(公告)号：CN115341900A
公开(公告)日：2022-11-15
申请号：CN202210769150.3
申请日：2022-06-30
Applicant: 国家能源投资集团有限责任公司 , 北京低碳清洁能源研究院 , 中国矿业大学(北京) , 国家能源集团新疆能源有限责任公司
Abstract: 本发明公开了一种基于人造拱壳的覆岩减损降沉方法，包括以下步骤：假设覆岩内已经存在一个拱壳且定义为设定拱壳，计算设定拱壳的拱高h；确定设定拱壳的轨迹线；计算设定拱壳任一截面的参数；绘制设定拱壳的拱轴线；实测拱轴线所在不同分层岩体的抗弯强度、抗剪强度和抗拉强度；确定拱轴线中的薄弱岩层；采用地面注浆和工作面巷道注浆的加固方法，对薄弱岩层进行注浆加固，形成加强的人造拱壳。本发明通过先计算确定设定拱壳的位置及薄弱岩层位置，再对其进行精准注浆加固，最终在覆岩内形成加强的人造拱壳，从而实现煤炭高强度开采与地表生态保护相协调的目的，能够使煤矿开采裂隙不发育至地表，煤矿地表下沉量大幅度降低，同时能够减少投入。
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公开(公告)号：CN114236099B
公开(公告)日：2022-08-23
申请号：CN202210054367.6
申请日：2022-01-18
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明提供了一种基于能量传递守恒的煤矿开采损伤范围确定方法，包括地面钻井确定覆岩各岩层厚度，并进行取样；实验室采用单轴压缩方法实测各岩层弹性模量Ei和煤体的弹性模量E、峰值应变εm、塑性应变εu以及残余弹性应变εe；根据煤层开采尺寸、煤层埋深H，覆岩容重γ，求出煤层开采释放的总能量根据能量守恒原则及已经发生损伤岩层的塑性损伤耗散能、残余应变弹性能和扰动区弹性应变能求出剩余能量Ec；判断剩余能量Ec与下一未损伤岩层的极限应变能Em之间的大小。本发明能够理清煤层开采覆岩损伤传导机理，预测开采造成的损伤扰动范围，为实现损伤控制提供基础。
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公开(公告)号：CN114575848B
公开(公告)日：2023-03-24
申请号：CN202210250646.X
申请日：2022-03-15
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明涉及一种浅埋煤层高强度开采下地表损伤控制方法，创造性的提出对采空区垮落带进行部分充填来减小实际采高以使覆岩由两带发育结构转为三带发育结构，搭配地面离层充填，实现地表损伤控制，解决了全部充填成本高效率低工作量大的问题，又能保证高强度集约化开采。进一步给出了一种采空区垮落带部分充分方法，在液压支架后面的煤层底板上铺设一层II或III形预制块，采用预制块且包含充填腔体保证施工效率且施工轻便，而充填腔体充填后还能够保证强度。更进一步提出离层注入膏体充填材料的构思，可以大大减小水的用量且避免水泌入采空区影响煤层开采，而井上与井下充填材料相同，进一步实现设备的节约化。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114737925A
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN202210414415.8
申请日：2022-04-20
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明涉及一种水压致裂煤岩体瓦斯渗流模拟装置及抽采量预测方法，根据水压致裂扰动煤岩体的裂隙分布特征，将其沿径向分为强扰动区、弱扰动区和未扰动区，分别对应贯穿裂隙煤岩样、微裂隙煤岩样、完整煤岩样，通过数值模拟确定不同分区的水平应力和垂直应力、不同分区的区域范围半径及裂隙发育程度数据；根据瓦斯压力设计瓦斯气瓶的瓦斯压力；通过串联煤岩样腔体实现精确的符合实际工况的瓦斯渗流模拟试验，获得煤岩层在不同水力压裂条件下的瓦斯抽采量，对指导实际工程具有重要意义。
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公开(公告)号：CN114737925B
公开(公告)日：2023-04-14
申请号：CN202210414415.8
申请日：2022-04-20
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明涉及一种水压致裂煤岩体瓦斯渗流模拟装置及抽采量预测方法，根据水压致裂扰动煤岩体的裂隙分布特征，将其沿径向分为强扰动区、弱扰动区和未扰动区，分别对应贯穿裂隙煤岩样、微裂隙煤岩样、完整煤岩样，通过数值模拟确定不同分区的水平应力和垂直应力、不同分区的区域范围半径及裂隙发育程度数据；根据瓦斯压力设计瓦斯气瓶的瓦斯压力；通过串联煤岩样腔体实现精确的符合实际工况的瓦斯渗流模拟试验，获得煤岩层在不同水力压裂条件下的瓦斯抽采量，对指导实际工程具有重要意义。
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公开(公告)号：CN115341900B
公开(公告)日：2023-03-10
申请号：CN202210769150.3
申请日：2022-06-30
Applicant: 国家能源投资集团有限责任公司 , 北京低碳清洁能源研究院 , 中国矿业大学(北京) , 国家能源集团新疆能源有限责任公司
Abstract: 本发明公开了一种基于人造拱壳的覆岩减损降沉方法，包括以下步骤：假设覆岩内已经存在一个拱壳且定义为设定拱壳，计算设定拱壳的拱高h；确定设定拱壳的轨迹线；计算设定拱壳任一截面的参数；绘制设定拱壳的拱轴线；实测拱轴线所在不同分层岩体的抗弯强度、抗剪强度和抗拉强度；确定拱轴线中的薄弱岩层；采用地面注浆和工作面巷道注浆的加固方法，对薄弱岩层进行注浆加固，形成加强的人造拱壳。本发明通过先计算确定设定拱壳的位置及薄弱岩层位置，再对其进行精准注浆加固，最终在覆岩内形成加强的人造拱壳，从而实现煤炭高强度开采与地表生态保护相协调的目的，能够使煤矿开采裂隙不发育至地表，煤矿地表下沉量大幅度降低，同时能够减少投入。
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公开(公告)号：CN114575848A
公开(公告)日：2022-06-03
申请号：CN202210250646.X
申请日：2022-03-15
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明涉及一种浅埋煤层高强度开采下地表损伤控制方法，创造性的提出对采空区垮落带进行部分充填来减小实际采高以使覆岩由两带发育结构转为三带发育结构，搭配地面离层充填，实现地表损伤控制，解决了全部充填成本高效率低工作量大的问题，又能保证高强度集约化开采。进一步给出了一种采空区垮落带部分充分方法，在液压支架后面的煤层底板上铺设一层II或III形预制块，采用预制块且包含充填腔体保证施工效率且施工轻便，而充填腔体充填后还能够保证强度。更进一步提出离层注入膏体充填材料的构思，可以大大减小水的用量且避免水泌入采空区影响煤层开采，而井上与井下充填材料相同，进一步实现设备的节约化。
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公开(公告)号：CN114236099A
公开(公告)日：2022-03-25
申请号：CN202210054367.6
申请日：2022-01-18
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明提供了一种基于能量传递守恒的煤矿开采损伤范围确定方法，包括地面钻井确定覆岩各岩层厚度，并进行取样；实验室采用单轴压缩方法实测各岩层弹性模量Ei和煤体的弹性模量E、峰值应变εm、塑性应变εu以及残余弹性应变εe；根据煤层开采尺寸、煤层埋深H，覆岩容重γ，求出煤层开采释放的总能量根据能量守恒原则及已经发生损伤岩层的塑性损伤耗散能、残余应变弹性能和扰动区弹性应变能求出剩余能量Ec；判断剩余能量Ec与下一未损伤岩层的极限应变能Em之间的大小。本发明能够理清煤层开采覆岩损伤传导机理，预测开采造成的损伤扰动范围，为实现损伤控制提供基础。
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