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公开(公告)号：CN114278918B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202111653345.3
申请日：2021-12-30
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种沉浸式防爆高温混合气发生装置，适用于瓦斯及页岩气抽采的注热使用。包括燃烧系统和降温系统；将燃烧室及烟气换热管道设置在充满水的罐体中，气态还原剂和氧化剂在燃烧室内进行受控燃烧，燃烧产生的热量通过燃烧室壁、换热板和回程管传递给水，从而降低烟气的温度，提高水的温度。当水的温度到达沸点时，不断蒸发成水蒸气，并与燃烧产生的高温尾气混合，形成混合气，该混合气的温度可以根据进入燃烧室的氧化剂和还原剂的量进行控制。本装置燃烧的过程中火焰完全沉浸在水中，外加防爆罐体，能生产高温混合气的同时，有效防止火焰和火星泄漏，能够有效提供高温以CO2、水蒸气为主的混合气，可以用来解决煤层透气性差，瓦斯抽采困难的问题，安全可靠效率高。
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公开(公告)号：CN116593673A
公开(公告)日：2023-08-15
申请号：CN202310630494.0
申请日：2023-05-31
申请人： 中国矿业大学 , 江苏铎安科技有限责任公司
摘要： 本发明公开了一种模拟热烟气封存及甲烷抽采的可视化试验系统及方法，热烟气配注系统实现具有不同温度及不同气体混合比热烟气的精确配置及注入，结合三轴岩心夹持器系统的原位储层应力温度模拟功能，可实现原位条件下“热烟气压裂‑热烟气封存‑CH4驱替及抽采”全过程的模拟试验研究；使用超声波与声发射技术并结合原位CT扫描技术，实现了试验过程中试样内部孔裂隙结构及发育情况的动态可视化监测；并通过光纤监测系统和穿戴式柔性传感器系统可实时反演试样表面及其周围气体的温度场、应力场、以及变形场分布云图；从而实现动态分布式监测试验全过程中试样表面及其周围气体的温度场、应力场、流场以及应变场演化特征和相互作用规律。
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公开(公告)号：CN116591610A
公开(公告)日：2023-08-15
申请号：CN202310562128.6
申请日：2023-05-18
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种高突煤层井上下联合防突辅助石门揭煤系统及方法，该系统包括地面井掏煤扩孔子系统，地面井掏煤扩孔子系统包括若干钻井平台，所述钻井平台之间通过管路连通，所述管路上还并联接入有供液系统、供水系统以及煤渣提升分离子系统；本系统及方法克服了石门揭煤过程中深部煤层瓦斯压力大含量高难以直接钻孔预抽瓦斯的问题，提高了煤层的渗透率，实现了远程消除深部煤层煤与瓦斯突出危险性，保障了深部煤层的安全高效石门揭煤。
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公开(公告)号：CN116517544A
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN202310598268.9
申请日：2023-05-25
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种极近距离煤层三位一体的矸石胶结下行充填采煤方法，首先用矸石充填上部采空区，在不同充填高度的矸石堆内埋管注浆，形成稳定的矸石胶结体，减小矸石蠕变下沉量；施工地面钻孔并下放注浆花管，避开离层注浆，封堵上覆岩层与煤柱裂隙，提高围岩强度；向上部采空区不完全充填区域注浆充填，直至上部煤层的上覆岩层、采空区充填体与底板构成稳定岩体，为下部煤层的开采及采空区的充填提供有力支撑。本发明通过上部采空区顶板覆岩、充填体与底板三位一体构建的人工强顶掩护下，实现下部极近距离煤层矸石胶结充填开采，并高效处置煤矿固态废物，有效控制地表沉陷，解放极近距离煤层资源。
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公开(公告)号：CN116498285A
公开(公告)日：2023-07-28
申请号：CN202310630504.0
申请日：2023-05-31
申请人： 中国矿业大学 , 江苏铎安科技有限责任公司
摘要： 本发明公开了一种热烟气驱替叠置煤层甲烷抽采及闭环固碳的方法，先采用CH4燃爆压裂技术在各个煤层段原位协同燃爆反应产生气体冲击压裂煤层段形成裂缝网络，然后向各个煤层段注入的热烟气由于自身较高的温度可促进煤体CH4气体的解吸，且热烟气中CO2、SO2、NO2因竞争吸附优势可大量置换出叠置煤层吸附的CH4气体并闭环利用，在实现热烟气封存的同时提高煤层甲烷开采效率。另外建立的多源监测数据反演及智能调控系统能根据当前不同煤层段的物性参数变化设计符合各煤层的最佳燃爆气体注入参数、最佳热烟气注入参数，从而对各煤层段的气体注入参数进行分层式动态精准调控，最大化提高叠置煤层的各煤层段甲烷燃爆压裂、热烟气封存和CH4抽采效率。
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公开(公告)号：CN116025408A
公开(公告)日：2023-04-28
申请号：CN202211633745.2
申请日：2022-12-19
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种地面长钻孔多级水封松动爆破致裂方法，属于地面长钻孔深孔爆破领域。包括设置在煤层中的L型长钻孔、进行水密封并向钻孔注入还原剂和氧化以及点火起爆；利用长钻孔通过不断提高钻孔内氧化剂和还原剂的压力，在长钻孔内实现多级爆破，形成更大的卸压范围，通过爆炸冲击在煤体内部形成损伤并发育出裂隙，通过多次爆破使裂隙不断延伸，从而为煤体内部赋存的瓦斯提供渗流通道，增加煤体透气性，以便于瓦斯抽采；同时，在长钻孔的转弯段中构造水密封段，爆炸过程中既增加了爆破对煤体的冲击效果，又由于存在水密封段吸能的作用，减少了爆破对井筒套管的破坏，保持井筒完好，更有利于后续抽采，明显增强松动爆破的有益效果。
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公开(公告)号：CN114876435B
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202210598028.4
申请日：2022-05-30
申请人： 中国矿业大学
IPC分类号： E21B43/26 , E21B43/267 , E21B43/247
摘要： 一种页岩气井助燃剂投放与甲烷原位燃爆压裂方法，经连续油管向压裂工具停靠的工作位置泵注高压液氮，进行液氮体积压裂；通过连续油管由压裂工具向分支缝内泵注携带小粒径固态助燃剂的液氮，进行小粒径固态助燃剂与阻燃剂投放；进行小粒径固态助燃剂与阻燃剂的交替泵注；经连续油管由压裂工具向主裂缝内泵注携带中等粒径固态助燃剂的液氮，进行中等粒径固态助燃剂与阻燃剂投放；进行中等粒径固态助燃剂与阻燃剂的交替泵注；利用环境的温度使液氮气化生成氮气，并返排到地面；经连续油管由压裂工具向主裂缝内泵注少量气态助燃剂；进行多尺度燃爆压裂，直至完成整个井筒内的燃爆压裂作业。该方法能实现页岩气资源高效开发、便捷开发的目的。
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公开(公告)号：CN115749717A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211427907.7
申请日：2022-11-15
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种基于水平井甲烷原位燃爆压裂的煤系气开发方法，步骤为：S1、施工直井进入目标煤系含气储层；S2、在目标煤系含气储层内施工水平井段；S3、从水平井段向两侧施工分支井；S4、采用封隔器对分支井封隔，并对分支井内的甲烷压力实时监测；S5、待甲烷压力达到指定值时向分支井输送助燃剂；S6、充分混合后点燃，在分支井周围构建裂缝网络；S7、完成全部分支井的燃爆压裂作业，最终形成人造储气层；S8、打开封隔器抽采甲烷气体。本发明通过燃爆产生的爆炸冲击波在储层内构建复杂的裂缝网络，形成复杂的裂缝网络，提高煤系气的采收率；同时燃爆压裂后周围储层内的甲烷气体向人造储气层汇聚，可实现煤系气协同开发，避免资源浪费。
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公开(公告)号：CN115639057A
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202211259536.6
申请日：2022-10-14
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种岩石爆破等效加载应力曲线的反演方法，包括如下步骤：爆破装置对待测岩石进行引爆，通过高速采集仪获取监测点的应变曲线；根据待测岩石的宏观力学性质标定离散元数值软件所需要的岩石微观参数，并建立与实验室试验等大的岩石数值试件；将爆破等效加载应力峰值、应力加载时间以及卸载时间等迭代初值，带入岩石爆破数值模型，计算模型中监测点的应变曲线。由模型测得曲线与实测曲线的误差，调整应力峰值和时间。最终，当误差小于一定值时，从而确定岩体爆破等效加载应力加载曲线。本发明克服了岩石爆破损伤而造成的弹性反演失真问题；不仅实现了爆破加载应力峰值的准确计算，还可对爆破加载应力路径的全过程进行反演。
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公开(公告)号：CN115288776A
公开(公告)日：2022-11-04
申请号：CN202210904414.1
申请日：2022-07-29
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种基于定向钻孔冲孔‑抽采‑固化的综合防突方法，其先从底板岩巷向目标煤层施工定向长钻孔，打钻过程探测煤巷区域地质构造分布，然后进行退钻冲孔，冲孔结束后下入筛管，施工下一个定向长钻孔，直到目标区域的定向长钻孔施工完毕，随后在目标区域施工负压增强孔；将所有定向长钻孔和负压增强孔联网进行抽采，消除瓦斯内能直到抽采达标；启封靠近巷道上下轮廓线附近的两个钻孔，带压向钻孔内注浆进行煤体加固作业，提高巷帮附近煤体强度；本发明基于定向长钻孔冲孔大幅提高了单孔的卸压范围，实现了煤体区域卸压，将冲孔卸压、瓦斯抽采和煤体加固相协同，实现了突出煤层的高效防突、降低后期煤巷的维护成本。
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