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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：CN114575847B
公开(公告)日：2023-03-24
申请号：CN202210250638.5
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保水开采与地下水库构建一体方法，创造性的提出对采空区垮落带部分充填以减小对含水层的损伤，并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沿倾向成列铺设一层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；将充填施工区域设置在回风巷道，可以提高施工效率，减小与采煤的干扰，并可利用自重实现一定的自流；而设计的特殊结构的轨道可以大大提高预制块的铺设效率，减小劳动量。与此同时，铺设的预制块形成底板隔水层、结合对周向煤壁的防水处理，最终在圆台状的导水裂隙区内形成一个地下水库，实现保护开采与地下水库构建一体。
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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：CN115128107B
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN202210715474.9
申请日：2022-06-22
Applicant: 北京低碳清洁能源研究院 , 中国矿业大学(北京)
IPC: G01N23/046 , G01N23/20 , G01N24/08
Abstract: 本发明公开了一种水浸前后煤岩体孔隙结构与矿物成分重构表征方法，其方法如下：分别制备煤岩体样品A、煤岩体样品B，对煤岩体干燥样A、煤岩体干燥样B进行扫描；对煤岩体干燥样A、煤岩体干燥样B进行饱和浸水处理并分别进行扫描；将煤岩体饱水样B磨成粉通过X射线衍射仪得到矿物成分比重数据；采用核磁共振分析仪得出煤岩体饱水样A的孔隙与孔径比重数据；对煤岩体干燥样A、煤岩体饱水样A进行对比分析得到孔隙与孔径变化数据和矿物成分变化数据。本发明能够实现煤岩体在浸水前后的孔隙演变情况及矿物成分演变情况进行综合研究，能够精确表征出水岩作用下孔隙结构与矿物成分的变化数据，对煤岩体的结构性能研究具有重要意义。
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公开(公告)号：CN114996963B
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202210700316.6
申请日：2022-06-20
Applicant: 北京低碳清洁能源研究院 , 中国矿业大学(北京)
IPC: G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种采动岩层拱壳结构稳定性分析方法，其方法如下：A、构建拱壳结构模型，得出拱壳结构模型的采动岩层破断高度；B、基于拱壳结构模型按照如下公式计算得到未破断岩层拱的发育高度；C、基于拱壳结构模型按照如下公式计算得到拱壳结构模型的拱壳发育总高；D、定义拱壳结构模型中拱壳结构的稳定性系数，通过稳定性系数对拱壳结构模型的拱壳结构稳定性进行判断。本发明采用临界采宽、稳定性系数两个数据量化指标，能够实现对采动岩体拱结构稳定性进行分析评价并得出临界失稳、失稳、稳定的结论，也能给出量化数据便于科学比较，根据本发明方法能够得出破断高度的临界破断岩层，对采矿工作安全保障及生态环境安全具有重要意义。
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Patent Agency Ranking
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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公开(公告)号：CN112096380A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010052254.3
申请日：2020-01-17
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 一种浅埋高强度开采岩层运移注浆控制及注浆量计算方法，属于煤矿高强度开采损伤控制及地表减损方法。本发明针对西部矿区浅埋高强度覆岩大损伤“两带”发育结构提出垮落带与离层裂隙带注浆充填形成低损伤“三带”覆岩结构，大大减缓了地表损伤。主要步骤包括：确定覆岩关键层所在位置；计算出关键层破断前最大挠度w；计算出离层裂隙带所需注浆量计算公式根据煤层工作面开采高度及顶底板性质确定垮落带高度H1；进而给出确保关键层不断裂的垮落带注浆量的计算公式Vk＝dH1L‑Vg‑(H1‑M)bdL。根据计算结果在工作面下位基本顶初次断裂后从地面打钻井向垮落带内注浆；在工作面推进至一次见方时，向离层裂隙体开始注浆；如摘要附图所示。该方法的实施能够大幅度降低浅埋高强度开采地表损伤程度，实现西部矿区生态脆弱地区绿色开采。
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公开(公告)号：CN108051125B
公开(公告)日：2019-06-11
申请号：CN201711274371.9
申请日：2017-12-06
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明公开了一种密闭采空区垮落带应力场演化实测方法，用于Y型通风方式条件下密闭采空区内破碎煤岩体压实过程中的应力测量，煤层回采后密闭墙密封支护采空区垮落带侧沿空留巷巷帮，根据对称原则，在工作面推进至0.1D、0.2D、0.3D、0.4D、0.5D时距离工作面10m处的密闭墙底部向采空区垮落带侧打5组钻孔，间距0.5m，深度分别为0.1L、0.2L、0.3L、0.4L、0.5L，D为工作面总推进长度，L为采煤工作面长度；在各钻孔顶部布设钻孔应力计，封闭钻孔。将上述实测数据导入至matlab数值分析软件中，根据差值算法就能求出垮落带任意一点压实应力的大小。
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公开(公告)号：CN109655392A
公开(公告)日：2019-04-19
申请号：CN201811462254.X
申请日：2018-12-03
Applicant: 中国矿业大学(北京)
IPC: G01N15/08 , G01N3/08 , G01N23/046
Abstract: 本发明公开了一种破碎煤岩样可视化伺服加载渗流实验测试方法，用于进行煤矿开采采空区破碎煤岩体压实过程中孔隙结构变化及渗流演化特征的测试，同时能够构建破碎煤岩体的孔隙结构。测试方法流程具体为：(1)根据实验设计方案选择合适粒径的破碎煤岩样放置于可视化透明釜体内；(2)实测采空区垮落带压实应力，设计破碎煤岩样实验室加卸载应力路径；(3)按照设计的加卸载应力路径进行破碎煤岩样加载；(4)在应力加载过程中，每增加指定应力，采用全自动气液渗流系统进行气体或者液体的渗透率测试；(5)在加载过程中分别在压实应力达到指定应力的情况下进行CT扫描。最终得出采空区破碎煤岩体压实过程中孔隙结构变化及渗流演化特征。
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