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公开(公告)号：CN115929391A
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202211527853.1
申请日：2022-11-30
Abstract: 本发明提供了一种煤矿区气固液三废协同减排系统及方法，属于煤矿区废弃物减排技术领域。位于上覆岩层、煤层、底板岩层中的煤层在开采过程中形成废弃物封存区，位于废弃物封存区上方的上覆岩层下陷形成离层，还包括注浆子系统、注气子系统以及热电厂，热点厂产生的废弃物粉煤灰通入注浆子系统形成浆液并通过注浆井通入废弃物封存区与离层处，热电厂产生的废气通入注气子系统经净化过滤后通过注气井通入废气物充填区。注浆子系统与注气子系统共同将浆液与废气通入废弃物封存区内，浆液内的矿井水、粉煤灰以及矸石与废气中的CO2发生化学反应并固化，从而实现CO2,、粉煤灰以及矿井水的规模化系统减排。
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公开(公告)号：CN117189047B
公开(公告)日：2025-04-01
申请号：CN202311103154.9
申请日：2023-08-30
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 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：CN119712016A
公开(公告)日：2025-03-28
申请号：CN202411889882.1
申请日：2024-12-20
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种煤层分区电渗靶向驱水强化热烟气溶蚀矿物的系统及方法，先向煤储层内注入热烟气，热烟气的CO2通过竞争吸附作用驱替煤储层孔隙内吸附态瓦斯，同时CO2部分溶解在热烟气的水蒸气及煤体内原生水形成酸性水，酸性水能对煤储层微孔隙内的矿物溶蚀增渗煤体；当煤储层微孔隙内发生水锁效应时通过在相邻两个钻孔之间形成高压电场，酸性水受高压电场作用产生靶向电渗驱水效应，使得酸性水在煤储层裂隙内沿着电场方向持续运移，打破水锁效应；同时酸性水在通电的正负电极作用下能促进溶液内酸性介质多级电离生成大量氢离子，提高矿物溶蚀速率，最终增大热烟气对煤储层内溶蚀矿物的范围和效果，最终有效提高煤储层整体的瓦斯抽采效率。
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公开(公告)号：CN115288776B
公开(公告)日：2025-03-25
申请号：CN202210904414.1
申请日：2022-07-29
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 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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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
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 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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Patent Agency Ranking
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
Applicant: 中国矿业大学 , 江苏铎安科技有限责任公司
Abstract: 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
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 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
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 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
Applicant: 中国矿业大学 , 江苏铎安科技有限责任公司
Abstract: 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
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 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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