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[发明专利]一种岩石钻孔高温热破裂三维定向预裂方法-CN202111470238.7有效
发明人：冯子军;陈正男;米晨;张超 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-12-03 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种岩石钻孔高温热破裂三维定向预裂方法。主要解决现有水力压裂技术存在的难以控制水力压裂裂缝扩展和卸压效果较差的技术问题。本发明的技术方案是：根据坚硬岩层厚度与岩性条件，在进风巷或回风巷靠近综采工作面侧、采空区靠近垮落带侧施工若干垂直或斜向上的水力压裂钻孔组；施工完成后，推进钻孔定向加热设备于水力压裂钻孔轴向运动，然后对岩石钻孔孔口段进行封孔处理，按照预设的定向加热方案，分段加热整个水力压裂钻孔，岩石钻孔在预定方向受热发生热破裂形成预制弱化带。本发明可以有效控制裂缝的起裂位置和水力裂缝扩展方向，并减小钻孔费用和劳动强度。
一种岩石钻孔温热破裂三维定向方法

[实用新型]一种深部煤层用高压电脉冲系统-CN202321192823.X有效
发明人：魏文辉;蒋长宝;任冬冬;雷运朋;刘钦峰;李琳;吴家耀 -专利权人：兖矿能源集团股份有限公司;重庆大学
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种深部煤层用高压电脉冲系统，钻杆置于钻孔内，且钻孔口部通过封孔器进行封孔，放电电极安置在钻杆前端，放电电极通过电缆与高压放电开关、电容器、高压充电电源依次相连；钻杆采用多节空心钻杆对接而成，钻杆的外表面设有一列凹槽，用于放置并固定电缆，并利用螺圈与钻杆下端外螺纹的紧固进行电缆约束，空心钻杆内装有压力传感器，利用压力传感器能实时监测和记录钻孔内压力变化。能在水力切割、水力压裂后，利用钻杆将高压电脉冲系统的放电电极送入钻孔内，通过多次高压电脉冲放电来提高防冲效果；同时，能利用钻杆进行排屑、布线、传感器安装，满足深度钻孔要求，降低制造难度，灵活多变。
一种煤层高压电脉冲系统

[发明专利]一种微波加热协同水冷致裂诱导崩落采矿方法-CN202310318166.7在审
发明人：谷中元;秦宏宇;曹妙聪;刘杰勋;王春光 -专利权人：长春工程学院
申请日： 2023-03-28 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种微波加热协同水冷致裂诱导崩落采矿方法，包括：在凿岩巷道内形成若干钻孔；在钻孔内放置微波发生器，通过微波发生器产生高功率微波，对钻孔周围矿体微波照射致裂；在形成微波照射致裂后，利用堵孔塞堵塞钻孔，在堵孔塞上嵌入进水管和排水管，将通过进水管将冷水注入钻孔内，使得钻孔周围矿体水冷二次致裂，待矿体降温后，通过排水管排出废水；循环上述步骤，使得钻孔周围裂纹达到预定状态后，利用自然崩落方法，在拉底水平和出矿水平钻孔爆破，采用铲运机或遥控铲运机出矿。本发明采用微波加热协同水冷致裂技术进行矿岩预处理，解决了矿体中等稳固、节理裂隙中等发育不能采用自然崩落法开采的问题，扩展了自然崩落法的使用范围。
一种微波加热协同水冷诱导崩落采矿方法

[发明专利]一种岩石钻孔高温热破裂轴向定向预裂设备-CN202111470734.2有效
发明人：冯子军;米晨;陈正男;张超 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-12-03 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种岩石钻孔高温热破裂轴向定向预裂设备。主要解决现有机械切槽和高压水射流切槽存在的难以控制水力压裂裂缝扩展和卸压效果较差的技术问题。本发明的技术方案是：一种岩石钻孔高温热破裂轴向定向预裂设备，其包括防爆加热温控系统、钻孔控制定向加热系统和多角度液压装卸系统；所述防爆加热温控系统装在多角度液压装卸系统的运移小车上，所述钻孔控制定向加热系统的中空连接杆装在多角度液压装卸系统设置的夹具上；所述钻孔控制定向加热系统由轴向定向加热装置、弹性收放装置和多杆连接装置构成，所述弹性收放装置设在轴向定向加热装置的两端，所述多杆连接装置的中空连接盘通过第二螺栓与轴向定向加热装置的下端连接。
一种岩石钻孔温热破裂轴向定向设备

[发明专利]一种可展开式火力割缝装置-CN202211634362.7在审
发明人：李玉雪;徐幼平;段鑫星;孟莉 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-12-19 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种可展开式火力割缝装置，包括可展开的火力割缝喷头和燃气管路，火力割缝喷头和燃气管路之间通过隔热软管连接；火力割缝喷头包括两个并排设置的半圆隔热管，两个半圆隔热管尾部分别通过隔热软管与燃气管路连接；其中半圆隔热管的后半部分以及隔热软管外侧设有套管，套管内部焊接有横向设置的销轴和钢丝绳，火力割缝喷头在钻孔中通过牵引钢丝绳将套管向后移动，使两个半圆隔热管以及隔热软管解除套管的束缚，两个半圆隔热管在弹簧和钢丝绳牵引的作用下展开；展开形成T字形结构，点火后配合拖拽，能够在钻孔中实现定向火力割缝，形成更宽的槽缝，从而在煤层中获得更大的自由面，减少了打钻量，提高了卸压效果。
一种展开式火力装置

[发明专利]一种能提高微波辅助加热效果的方法-CN202011180298.0有效
发明人：赵瑜;杨再荣;王超林;毕靖;沈明轩;谭志勇;杨进强;王化俗;张坤鹏;郑坤;韦韬 -专利权人：贵州大学
申请日： 2020-10-29 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本发明涉及微波辅助破岩领域，具体涉及一种提高微波辅助加热效果的方法。本发明通过在微波加热过程中施加作用力，提前了孔隙的开启、扩大和连接的时间，减少加热时间，同时加大了岩石内部热场的不均匀性，最终提高了微波加热岩石的效果。本发明的方法操作简单，为快速破岩提供了新思路。
一种提高微波辅助加热效果方法

[发明专利]岩石钻凿单元和用于给钻孔装药的方法-CN202080078570.6在审
发明人：杰罗姆·普尔策努;杰米·巴罗;西尔万·沙旺;劳伦特·德米娅 -专利权人：山特维克矿山工程机械有限公司;山特维克矿山工程机械里昂有限公司
申请日： 2020-11-18 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：岩石钻凿单元和用于给钻孔装药的方法。所述岩石钻凿单元包括用于将起爆器和岩石破碎材料馈送到所述钻孔中的馈送系统。所述岩石钻凿单元还设置有用于与无线起爆器通信的一个或多个通信装置。
岩石单元用于钻孔方法

[发明专利]一种可控源微波辐射弱化煤层坚硬顶板的装置及方法-CN201911110868.6有效
发明人：胡国忠;朱健;何文瑞;杨南;李康;秦伟;贾丽明 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2019-11-14 - 公布日： 2021-06-22 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种可控源微波辐射弱化煤层坚硬顶板的装置及方法，所述装置包括微波发生装置、微波传输通道、微波天线和封孔夹持器，微波发生装置产生的微波信号通过微波传输通道传输给微波天线，微波天线布置在钻孔中，通过封孔夹持器固定微波天线并封堵钻孔的孔口。所述方法在待弱化煤层坚硬顶板岩体区域钻孔，在钻孔内布置微波天线，通过微波辐射使得岩体内各矿物质产生热效性差异，形成局部温差，产生热应力，引起岩体的结构损伤与热破裂，降低岩体的强度。本发明适用性强、节能环保、弱化效果好。
一种可控微波辐射弱化煤层坚硬顶板装置方法

[实用新型]一种地下气化炉及煤层点火装置-CN201821127400.9有效
发明人：刘淑琴;戚川 -专利权人：国氢能源科技有限公司
申请日： 2018-07-17 - 公布日： 2019-02-19 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种地下气化炉及煤层点火装置，点火装置包括装置本体，在装置本体轴向两侧分别设置有气体输出混合室和气体输入混合室，气体输出混合室和气体输入混合室之间设置有气体混合通道，在所述气体混合通道的两端分别连接设置有直径逐渐放大的圆锥敞口空腔，地下气化炉包括进气井和生产出气井，进气井和生产出气井之间煤层中设置有水平气化通道，在气化通道中设置有煤层点火装置，在进气井的井口设置有升降卷管机，升降卷管机的卷动拖动煤层点火装置从气化通道的生产出气井侧向进气井侧移动，本实用新型可以实现在气化通道中任意点快速、可控、安全的点火，点火装置可多次重复使用，无需多次在地面安装，缩短点火的时间。
点火装置煤层气化通道混合室进气井地下气化炉气井气体混合通道本实用新型装置本体卷管机升降点火侧向拖动敞口空腔地面安装多次重复连接设置轴向两侧输出侧移动任意点圆锥卷动可控井口生产放大安全

[发明专利]一种地下气化炉煤层点火装置及后退重复点火气化方法-CN201810781695.X在审
发明人：刘淑琴;戚川 -专利权人：国氢能源科技有限公司
申请日： 2018-07-17 - 公布日： 2018-11-02 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种地下气化炉煤层点火装置及后退重复点火气化方法，点火装置包括装置本体，在装置本体轴向两侧分别设置有气体输出混合室和气体输入混合室，气体输出混合室和气体输入混合室之间设置有气体混合通道，在所述气体混合通道的两端分别连接设置有直径逐渐放大的圆锥敞口空腔，地下气化炉包括进气井和生产出气井，进气井和生产出气井之间煤层中设置有水平气化通道，在气化通道中设置有煤层点火装置，在进气井的井口设置有升降卷管机，升降卷管机的卷动拖动煤层点火装置从气化通道的生产出气井侧向进气井侧移动，本发明通过对对气化过程中的点火方法进行改进，实现了任意点快速、可控、安全的点火，点火装置可多次重复使用。
点火装置煤层混合室进气井地下气化炉气化通道点火气井气体混合通道装置本体卷管机气化升降侧向拖动敞口空腔多次重复连接设置气化过程轴向两侧输出侧移动任意点圆锥重复卷动可控井口生产放大改进安全

[发明专利]一种采空区上覆坚硬岩体致裂的装置与方法-CN201610531136.4有效
发明人：齐黎明;赵嵘;张旭锟;李勇军 -专利权人：华北科技学院
申请日： 2016-07-07 - 公布日： 2018-07-06 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本发明可为企业提供一种采空区上覆坚硬岩体致裂的装置与方法，该装置先后向采空区上方岩层钻孔内注入高压高温水和高压低温冷冻液，可安全、快速致裂采空区上覆坚硬岩体。本发明最大的优点是一套工艺同时利用两种原理致裂岩体，一是非均质物体在热胀冷缩条件下，自身内部会产生拉应力，并导致物体破裂，二是充分利用水的反膨胀原理（水在4oC以下，随着温度降低，体积反而膨胀），迫使岩体孔隙扩展，在孔隙尖端产生裂纹，众多孔隙的共同作用也会导致岩体破裂。另外，注水会湿润岩体，岩体破裂垮落时，相互之间的摩擦与撞击不会产生火花。
采空区坚硬岩体岩体岩体破裂岩层高压高温水高压低温膨胀原理热胀冷缩温度降低拉应力冷冻液钻孔均质火花注水摩擦破裂湿润膨胀安全

[发明专利]一种热膨胀裂石剂的多级可控装药方法-CN201510317195.7有效
发明人：韩钊武;韩开晋 -专利权人：贵州润晋碳元素材料有限公司
申请日： 2015-06-11 - 公布日： 2017-05-17 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种热膨胀裂石剂的多级可控装药方法，属于材料科学与工程技术交叉领域。适用于热膨胀裂石剂高深度钻孔装药，热膨胀裂石剂为松装，密度均匀，不影响现有钻孔分布，能够适应现有热膨胀裂石剂施工条件；热膨胀裂石剂使用效率高，使用过程能够精确控制装药量及点火头的放置位置，确保同种岩石在同种装药条件下裂石效果一致；能够保证热膨胀裂石剂热量短程聚集，热膨胀力近程做功，确保钻孔周围的裂石效果；装药方法科学，操作过程安全，不影响现有热膨胀裂石剂产品的正常施工，利用该方法可对高钻孔深度的裂石效果进行精确调控及预测，大大节省裂石剂用量，降低经济成本，提高经济效益。
一种热膨胀裂石剂多级可控药方

[实用新型]一种采空区上覆坚硬岩体致裂的装置-CN201620708500.5有效
发明人：齐黎明;赵嵘;张旭锟;李勇军 -专利权人：华北科技学院
申请日： 2016-07-07 - 公布日： 2016-12-21 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本实用新型可为企业提供一种采空区上覆坚硬岩体致裂的装置，该装置先后向采空区上方岩层钻孔内注入高压高温水和高压低温冷冻液，可安全、快速致裂采空区上覆坚硬岩体。本实用新型最大的优点是一套工艺同时利用两种原理致裂岩体，一是非均质物体在热胀冷缩条件下，自身内部会产生拉应力，并导致物体破裂，二是充分利用水的反膨胀原理（水在4oC以下，随着温度降低，体积反而膨胀），迫使岩体孔隙扩展，在孔隙尖端产生裂纹，众多孔隙的共同作用也会导致岩体破裂。另外，注水会湿润岩体，岩体破裂垮落时，相互之间的摩擦与撞击不会产生火花。
一种采空区坚硬岩体致裂装置

[发明专利]岩石热破碎在薄矿脉开采中的应用-CN200380104249.7有效
发明人：唐纳德·布里瑟布瓦 -专利权人：洛克梅克国际公司
申请日： 2003-11-26 - 公布日： 2006-01-04 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：一种从矿石矿脉矿藏(12)中开采矿石的无爆破方法，其中通过使包含在矿脉(12)附近的岩石壁(16)之间的矿石破碎成碎片的来开采矿脉。矿石碎片通过吸出被回收并随后被处理以回收珍贵矿物。
岩石破碎矿脉开采中的应用

[发明专利]煤炭地下气化工艺-CN97100204.5无效
发明人：王汝琳;贺广祥 -专利权人：唐山汇源煤炭地下气化有限公司;王汝琳
申请日： 1997-01-02 - 公布日： 2002-01-16 - 主分类号： E21C37/16 文献下载
摘要：本发明涉及煤炭地下气化工艺。在煤层底部建立一个断面为０．６７～０．８７平方米，长２９—５１米的气化通道。通过进气管井下入口附近的点火器，点燃煤层，形成燃烧面，鼓入水蒸汽含量为１６—３１％（体积百分数）的空气，控制风压、风量，获得稳定的半水煤气。当出气管井下出口的温度为８００—９００℃时，将出气管作为进气管，鼓入含有１６—３１％水蒸汽的空气，如此反覆进行，实现逐层煤体的气化。生产稳定，提高了煤的利用率，设备简单，降低了煤气成本。$#!
煤炭地下气化工艺

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