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公开(公告)号：CN117967390A
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202311830228.9
申请日：2023-12-28
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明涉及矿井治理和利用技术领域，尤其涉及一种废弃矿井采空区气水两相协调治理‑利用系统及方法，包括废水处理子系统、瓦斯抽采利用子系统和压缩空气储能发电子系统，废水处理系统通过地下抽水泵和地面抽水泵将废水抽取至地面存水塌陷区，利用废水下落至地下水治理巷道的势能转化为电能，瓦斯抽采利用系统通过地面抬升泵将瓦斯提纯分级处理，经过处理后的瓦斯输送至发电厂处用于发电。发电厂所产生的废气进入地下空气贮存硐室内压缩储存，压缩空气释放时，对汽轮机做功，使得发电机发电。本发明实现了对废弃矿井内的废水资源以及气体资源“两相三元”的协调治理并利用，提高了废弃矿井废水资源和瓦斯气体资源的利用效率。
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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：CN117189047A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311103154.9
申请日：2023-08-30
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了基于增产特征点的煤层注气驱替瓦斯闭环优化装置及方法，该方法首先增压部分氮气至驱替气储罐内，待CO2气罐组补充储罐内CO2至预设浓度后，以预设压力向煤层内压注二元混合气以驱替瓦斯；数据采集器实时记录瓦斯抽放管路内瓦斯纯流量，并通过集成终端取生成实际增产曲线并确定起始、突破和失效点；根据瓦斯地质条件构建数值模型，调整参数直至模型计算增产曲线与实际增产曲线特征点匹配后；以瓦斯增产效率最大作为优化判据，结合响应面法确定理论最优注气压力和CO2浓度；改变注气参数，重复上述步骤，直至实际增产效率低于阈值。本发明通过煤层注气增产过程的增产特征点进行闭环式优化，助力实现区域瓦斯精准防治与高效开发。
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公开(公告)号：CN117932910A
公开(公告)日：2024-04-26
申请号：CN202410053583.8
申请日：2024-01-15
申请人： 中国矿业大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06Q50/02 , G06Q50/06 , G06Q50/26 , G06F111/10 , G06F119/02
摘要： 本发明属于煤矿瓦斯资源开发利用技术领域，公开了一种废弃矿井多源多面条件下瓦斯储运路径反演方法，包括：根据矿井真实采区与地质数据，在Flac3D软件中建立相应数值模拟模型；批量完成模型应力数据—渗透率数据转换；依据现实钻孔位置与抽采影响区域，在模型中对应后计算平均渗透率，构造抽采量—渗透率验证矩阵；采用时空双维度验证数值模型的合理性，在合理模型初始地应力存档基础上重复采掘、导出、转化等内容，并生成工况时间—瓦斯储运路径检索集，最终实现该废弃矿井多源多面条件下瓦斯储运路径反演。本发明可精确反演废弃矿井全局瓦斯储运路径，提升废弃矿井钻孔瓦斯抽采效果，推动废弃矿井瓦斯资源精准“再开发”，提高煤矿安全水平。
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公开(公告)号：CN116556953A
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202310597721.4
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条带胶结充填上行开采及瓦斯治理方法，首先根据夹层间距、岩性划分下部首采煤层回采与保留条带宽度，完成回采条带回采与支护工作；通过地面施工保留煤柱注浆钻孔注浆封堵扰动裂隙，在上部高突煤层内水力造缝、抽采瓦斯直至突出危险性消除后，向条带巷内充填破碎矸石与胶结浆液混合浆体；随后在矸石胶结条带掩护下完成保留条带矸石胶结充填开采；最后待下部各矸石胶结条带强度达标，完成上部高突煤层矸石胶结充填开采。本发明通过下部煤层条带式胶结充填控顶，解放赋有高突上邻近层的极近距离煤层资源，可有效控制岩层移动与地表沉降。
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公开(公告)号：CN116086261A
公开(公告)日：2023-05-09
申请号：CN202211259573.7
申请日：2022-10-14
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种现场施工过程中爆破等效加载应力的数字孪生方法，首先，在施工现场安装爆破振动传感器，并进行爆破作业，通过传感器获取监测点振动波形；随后，测试实验现场力学参数，根据待测岩层的力学参数标定离散单元法程序(UDEC)所需要的岩石参数，并建立与现场等大、炮孔布置方式相同的数值模型；然后，将爆破等效加载应力峰值、应力加载时间以及卸载时间等初始迭代值，代入岩层爆破数值模型，提取模型中监测点的振速。由模型测得曲线与实测曲线的误差，调整爆破等效加载应力。最终，当误差小于一定值时，从而确定现场施工过程中的爆破等效加载应力时程曲线。本发明在算法设计上引入了在离散单元软件UDEC，克服了岩石爆破损伤而造成的弹性反演失真问题。
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公开(公告)号：CN118258848A
公开(公告)日：2024-06-28
申请号：CN202410374788.6
申请日：2024-03-29
申请人： 中国矿业大学
IPC分类号： G01N25/20 , G01N23/046 , G06F30/28 , G06F30/20 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种煤岩基质的导热系数反演测定方法，先对煤岩试样进行CT扫描后，采用特定软件提取其煤骨架结构及裂隙结构进行三维重构，构建CT网格模型并导入到COMSOL软件中进行模拟；对煤岩试样导热瞬态模拟实验；接着构建黄金分割搜索计算模型，并基于COMSOL软件的固体和流体传热模块建立共轭传热模型；共轭传热模型的模拟边界条件设置与实验条件一致，后续将实验数据及共轭传热模型相结合，采用特定算法对黄金分割搜索计算模型重新赋值，达到特定条件后，最终计算出试样基质的导热系数kture；本发明能获得煤岩体中固体基质本身的导热系数，从而将该导热系数应用在数字岩心建模，对后续研发废弃矿井地热开采技术提供数据支撑。
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公开(公告)号：CN117686399A
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202311624632.0
申请日：2023-11-30
申请人： 中国矿业大学
IPC分类号： G01N15/08
摘要： 本发明公开了一种利用磁流体测试原位煤体孔隙率的系统及方法，系统包括供给子系统和测试子系统；利用煤矿废铁通过破碎、碾磨与离心过程制备中大粒径磁液，同时通过真空蒸发器制备小粒径磁液；通过磁流体输送钻孔压注小粒径磁液，同时启动磁流体靶向控制钻孔内电磁棒，牵引磁液充满目标测试区域内煤体孔隙后，启动磁流体输送钻孔内电磁棒回收磁液；重复上述步骤，向目标测试区域注满中大粒径磁液并回收，基于两次磁液压注体积计算原位煤体孔隙率。本发明利用磁流体作为煤体孔隙纳米探针，实现煤体原位应力条件下的孔隙率低损与精准测试。
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公开(公告)号：CN117365407A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311498848.7
申请日：2023-11-10
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本公开涉及一种基于磁流体靶向修复储层的烟气驱替气窜控制系统及方法，其包括：磁流体供给子系统和气窜裂隙靶向修复子系统；气窜裂隙靶向修复子系统包括至少一组磁流体输送钻孔和磁流体牵引钻孔；磁流体供给子系统被配置为向磁流体输送钻孔输送磁流体；磁流体输送钻孔和磁流体牵引钻孔临近气窜裂隙设置，且磁流体输送钻孔和磁流体牵引钻孔互不连通；磁流体输送钻孔与气窜裂隙的近地端连通，以将流经磁流体输送钻孔的磁流体从气窜裂隙的近地端注入；磁流体牵引钻孔与气窜裂隙的远地端连通；磁流体牵引钻孔的孔底设有电磁铁，通过电磁铁能够牵引磁流体沿气窜裂隙的延伸方向向下定向迁移，从而靶向封堵气窜裂隙。
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公开(公告)号：CN117313346A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311222280.6
申请日：2023-09-21
申请人： 中国矿业大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06T17/05 , G06F119/14 , G06F111/10
摘要： 本发明公开了一种基于地表沉陷量的矸石充填压实率反演方法，首先根据矿井现场资料，在Flac3D软件中建立相应数值模拟模型；结合工程实际中已进行的矸石充填开采区域的充填率与对应粒径级配下的充填体力学性质，在该数值模拟软件中进行试验计算，根据计算值与实测值的误差关系反馈修正模型直至模型关键位置应力、位移等矿山压力信息与现场真实情况一致；利用该精确模型中地表沉陷‑矸石充填体压实率的对应关系，结合Python/C++实现数值模型的快捷输入输出，完成地表沉陷量对压实率的反算。本发明可精确快速确定矸石充填体压实率，为现场充填方案优化提供科学数据。
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