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公开(公告)号：CN114412419A
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN202210072385.7
申请日：2022-01-21
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种叠置煤层气藏高效闭环抽采的方法，先在叠置煤层气藏形成水平井和抽采井；在水平井和抽采井布设闭环抽采系统；然后将气化剂注入水平井的水平段，通过气化反应会产生大量辐射热和CO2气体，产生裂隙网络，裂隙网络将上煤层、岩层和下煤层进行连通，并在煤体升温降低CH4气体吸附性和CO2气体竞争吸附的双重作用下，使得上煤层和下煤层内的CH4气体快速解吸；气化反应后的CO2气体经过分离后与发电产生的CO2气体可再次注入上煤层中，再次通过CO2吸附性能促进CH4气体的驱替，整个工作流程形成一个闭环，同时开采出的CH4气体通过CH4发电机组转化成电能进行的后续利用，实现了煤层气资源的高效开采与利用。
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公开(公告)号：CN114264791A
公开(公告)日：2022-04-01
申请号：CN202111587834.3
申请日：2021-12-23
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种模拟井下煤层低温流体相变膨胀压的测定装置及方法，先通过边注入边排气的方式向密封圆筒内注入低温流体；为了获得低温流体液位在密封圆筒内的高度，通过对各个热电偶进行编号，从而通过对应编号热电偶测量的温度值能得到低温流体在密封圆筒内的高度，接着通过恒温水浴温控箱使水浴筒内的水温达到设定的温度值、且水温均匀无梯度；通过多次重复测试，能测量不同体积的低温流体在固定密闭容积内的膨胀压变化规律及临界压力大小、不同环境温度下等体积低温流体在固定密闭容积内的膨胀压变化规律及临界压力大小，最终实现对低温流体根据温度‑空间‑注入量对其相变膨胀压的变化情况进行测定，进而获得其相变膨胀压影响规律。
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公开(公告)号：CN111980651B
公开(公告)日：2022-03-29
申请号：CN202010721704.3
申请日：2020-07-24
Applicant: 中国矿业大学
IPC: E21B43/26 , E21B7/04 , E21B43/116 , E21B33/12 , E21F7/00
Abstract: 本发明公开了一种水平井低温流体分级致裂方法，先采用射孔枪预制出三个裂缝区，然后通过水管注水使水压封堵器充起，从而形成三个密封压裂室；向三个密封压裂室内注满过冷水，最后将低温流体依次流经三个密封压裂室内的内螺纹换热管和外螺纹换热管，在低温流体流经各个密封压裂室时，各个密封压裂室内的过冷水与低温流体发生热交换，此时过冷水的温度快速下降，使水相变成冰体积增大，从而利用其冰胀力对各个密封压裂室进行压裂，持续一定时间后，停止并多次循环，完成过冷水冰胀致裂过程；不仅能有效保证煤岩体的致裂效果及降低水力压裂所需的高压，而且由于过冷水无化学剂添加，因此泄漏后不会对周围环境造成污染。
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公开(公告)号：CN114183114A
公开(公告)日：2022-03-15
申请号：CN202111511992.0
申请日：2021-12-07
Applicant: 中国矿业大学 , 江苏拓海煤矿钻探机械有限公司
Abstract: 本发明公开了一种水力冲孔造穴协同蒸汽注入强化瓦斯抽采方法，先向煤层内打设穿层钻孔，并向钻孔内注入高压水进行水力冲孔，从而在钻孔内形成冲孔穴，并且冲孔穴周围形成数条裂缝，然后通过气渣分离器将冲孔穴内的残渣、废水排出并进行瓦斯抽采；瓦斯抽采一定时间后，再向冲孔穴内注入高温高压蒸汽，高温高压蒸汽进入冲孔穴内后与煤层进行热交换，蒸汽进入煤层的裂缝内进一步施加压力，使煤层裂缝在受到高温和高压力的作用后进一步扩展发育实现二次压裂；最终在高温水力冲孔和高温高压蒸汽的二次压裂，及降低煤层吸附性的多重作用下，实现对瓦斯抽采的增产。本发明能有效提高煤层瓦斯的抽采效果，并持续较长时间，同时降低施工钻孔的工作量。
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公开(公告)号：CN113450542A
公开(公告)日：2021-09-28
申请号：CN202110710080.X
申请日：2021-06-25
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 一种城市交通要道下方岩土含水量实时监测系统及方法，系统包括动态监测城市交通要道下方岩土含水量的核磁共振监测装置、维持核磁共振仪工作环境温度动态平衡的温度控制装置、确定监测数据异常点位置的北斗定位装置、数据存储、管理与分析的数据存储与预处理系统、预警系统、监测数据、预警信号与监测指令快速传输的无线传输系统、远程用户实时分析监测数据、处理预警信号的远程监测与控制系统。经现场监测中心对监测数据预处理并通过无线传输系统将其上传至云盘数据库，远程用户访问云盘数据库并进一步分析监测数据，下发监测命令；通过本系统间的有效配合实现了对城市交通要道下方岩土含水量的动态监测及实时分析，提高了监测的时效性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113309575A
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN202110711039.4
申请日：2021-06-25
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于核磁传感器的煤矿井下含水量实时监测系统及方法，适用于煤矿井下使用。包括设置在煤层中的核磁探测系统，核磁探测系统通过井下电缆连接有井下分站，井下分站通过电缆与设置在地面的地面基站连接，地面基站通过无线信号与指挥中心连接；巷道掘进期间，在钻场内向煤层、煤层顶底板打钻孔安装玻纤筒，玻纤筒内装有微核磁传感器，并可在钢丝牵引下实现微核磁传感器在玻纤筒内的移动，传感器采集到的回波信号又实时的传回地面指挥中心。其结构简单，使用效果好，能够快速准确的获取煤岩体内的含水量信息。
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公开(公告)号：CN111119829B
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN201911327151.7
申请日：2019-12-20
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种利用液氮冷冲击及相变气体循环损伤的煤层增透方法，首先在巷道中穿过岩石层向煤层打设一个穿层钻孔，在穿层钻孔内将煤层割出垂直于穿层钻孔的多个裂缝，将液氮注入管和排气管伸入穿层钻孔，排气管连接分别装有安全阀和球形阀门的两个气体管路。其中球形阀门对液氮注入穿层钻孔时排放氮气进行开关控制；当球形阀门关闭后，设定安全阀的阈值，从而使安全阀对穿层钻孔内的压力进行控制，每当穿层钻孔内的气压超过阈值后则安全阀开启，使内部的氮气排出卸压，并且卸压后安全阀自动关闭。能保证液氮快速、持续注入穿层钻孔内，同时利用液氮的冷冲击、相变气体的膨胀压力以及裂缝内水分的冻胀压力对煤体进行致裂，有效保证增透效果。
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公开(公告)号：CN111894655B
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202010584711.3
申请日：2020-06-24
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种用于瓦斯抽采钻孔的低温流体速冻冰堵方法，通过注水管向两个水压胶囊封堵器内部注入高压水，两个水压胶囊封堵器均受水压作用充起，使第一水压胶囊封堵器、第二水压胶囊封堵器和瓦斯抽采钻孔的内壁形成一个密封空间；然后向密封空间注入低温流体，低温流体在密封空间内受热后部分相变形成相变气体，相变气体从排气管排出密封空间，从而保证密封空间内的气压为常压状态；同时两个水压胶囊封堵器接触到低温流体后温度快速下降，使其内部的水变成冰，进一步增大第一水压胶囊封堵器和第二水压胶囊封堵器分别与瓦斯抽采钻孔内壁之间的压紧力，确保水压胶囊封堵器与瓦斯抽采钻孔内壁之间的密封效果；完成瓦斯抽采钻孔的冰堵密封过程。
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公开(公告)号：CN111173554B
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN201911373403.X
申请日：2019-12-27
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 一种基于四向布井的原位热解流态化瓦斯抽采方法，适用于预开采低孔渗易自燃煤层或封闭采空区遗留煤层的瓦斯流态化高效抽采。钻取四向水平钻井和周围四个瓦斯抽采钻井组成的钻井组，利用气体聚能爆破方法对水平钻井周围煤体进行致裂破碎，然后将多功能组配装置固定在可伸缩铜管前端并移动至适当位置；封孔后，将空气注入水平钻井内，启动电极击火器使破碎煤体发生阴燃。其步骤简单，使用效果好，有效提高瓦斯的流态化开采和后续的煤体采掘，极大地增加了煤与瓦斯的利用率，具有应用普适性、操作简单的优势。
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公开(公告)号：CN111119982B
公开(公告)日：2021-01-08
申请号：CN201911385708.2
申请日：2019-12-27
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 一种高瓦斯煤层原位热解瓦斯流态化开采方法，适用于低渗透性、低温强氧化性、高瓦斯含量煤层或封闭采空区遗留煤层使用。从地面向目标煤层或封闭采空区遗留煤层钻取水平钻井和瓦斯抽采钻井，利用爆破方式使得水平钻井周围产生大量的裂隙，竖井封孔，将适当流速的空气注入水平钻井内，当目标煤层或遗留煤层与少量空气接触一定时间后，使用击火器使煤层发生阴燃，升高的温度可诱发大量多尺度孔裂隙间的贯通，促进煤层中的吸附瓦斯解吸，同时，阴燃产生的CO2气体可有效驱替煤基质内吸附态瓦斯，使其沿着裂隙网络发生渗流扩散，最终经由瓦斯抽采钻井进行负压抽采。该方法可行性高，操作简单，能够最大限度地实现煤炭资源高效利用。
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