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[发明专利]一种深部矿山水热型地热能与煤层协同开采工作面设计方法-CN202010527097.7有效
发明人：孙强;张吉雄;李猛;周楠;朱存利 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2020-06-11 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种深部矿山水热型地热能与煤层协同开采工作面设计方法，首先，在煤层开采工作面上加设地热能开采系统，形成热‑煤协同开采工作面；具体为：所述地热能开采系统包括在煤层开采工作面的沿空留巷内平行布置的钻孔排组及与之连接的提取存储装置，所述钻孔排组由提取钻孔排组与存储钻孔排组间隔组成，每一钻孔排组由数个钻孔间隔组成，由沿空巷道沿垂直方向实施钻孔到邻近含水层。本发明设计方法简单、实用，可为深部矿山水热型地热能与煤层协同开采工作面及钻孔设计提供理论设计及工程技术应用指导，促进我国深部能源的多元协同清洁绿色开发，具有广阔的应用前景。
一种矿山水热型地热能煤层协同开采工作面设计方法

[发明专利]一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法-CN202110468082.2有效
发明人：孙强;张吉雄;黄艳利;马丹;周楠;何志伟;朱高磊 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-04-28 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本申请公开了一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法，包括：现场钻孔取样，测试各岩层的物理力学参数；建立三维物理相似模型，模拟煤层开采覆岩裂隙演化过程，统计分析得到含水层、隔水层与表土层裂隙形态、位置、张开度、大小等空间展布特征，计算各岩层所需的充填量；配置充填材料A即隔水性材料，充填材料B即富水性材料，充填材料C即富含微生物、植被生长的表土材料；布设注浆管路，通过地表采动裂缝，实施泵送充填，完成含水层、隔水层与表土层的再造修复。本发明可有效修复煤层采动影响造成的含水层、隔水层与表土层破坏问题，有效改善煤矿生态环境，同时具有适用范围广、施工方便、安全环保的特点，具有广泛的应用前景。
一种基于地表裂缝水层表土层再造修复方法

[发明专利]一种用于提高树脂锚杆安装预紧力的连接装置及施工方法-CN202310966601.7在审
发明人：吴浩;王宗勇;王万禄;王孟来;李树建;张斌;刘映辉;马丹;张吉雄;魏立军;周帆;李樯 -专利权人：云南磷化集团有限公司;中国矿业大学
申请日： 2023-08-02 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： E21D20/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于提高树脂锚杆安装预紧力的连接装置及施工方法，包括外圆筒与内圆筒，所述外圆筒与内圆筒在同一圆心轴线上，所述内圆筒腔内的液压油上方与所述限位圆盘之间设有活塞，内圆筒外壁上安装的溢流阀、回液阀和外圆筒壁上的注卸液阀的组合作用能够实现树脂锚杆搅拌和安装一体化作业。该装置中液压油形成内部循环避免了损耗，且该装置油压阈值可调，能够匹配不同推力和扭矩的锚杆钻机及不同规格的树脂锚杆，适用范围广，操作方便，应用前景广阔。
一种用于提高树脂安装预紧力连接装置施工方法

[发明专利]一种岩溶裂隙巷道围岩压裂注浆堵水方法-CN202310919192.5在审
发明人：吴浩;王孟来;王宗勇;李树建;王万禄;张吉雄;马丹;刘映辉;张斌;周帆;魏立军;李樯 -专利权人：云南磷化集团有限公司;中国矿业大学
申请日： 2023-07-25 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种岩溶裂隙巷道围岩压裂注浆堵水方法，涉及地下矿井施工技术领域。在巷道围岩上钻凿不同方向的试验钻孔，确定浆液在设计压力和流量下的最小扩散半径；沿巷道四周间隔钻凿松动圈钻孔，采用钻孔电视确定松动圈厚度；在涌水区域巷道四周围岩中均匀钻凿注浆钻孔；组装压裂注浆系统，输液泵与浆液槽相连，注浆花管置于注浆钻孔孔底；先用水对压裂注浆系统冲洗并进行调试，然后设定压裂注浆压力和流量自巷道底板至顶板逐孔进行压裂注浆直至流量骤减且相邻注浆钻孔出浆为止，各注浆钻孔周边扩散的浆液凝固后，即在巷道松动圈外围构筑形成具有隔水性能的人造环形封闭圈。上述方法实现了浆液的定向远距离扩散，有效切断了充水通道。
一种岩溶裂隙巷道围岩压裂注浆堵水方法

[发明专利]一种地下矿井岩溶裂隙水的疏排方法-CN202310915663.5在审
发明人：吴浩;张斌;王孟来;李树建;王万禄;张吉雄;马丹;王宗勇;魏立军;周帆;刘映辉;凡奥奇 -专利权人：云南磷化集团有限公司;中国矿业大学
申请日： 2023-07-25 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： E21F16/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种地下矿井岩溶裂隙水的疏排方法，涉及地下矿井施工技术领域。在巷道围岩出水处沿断面径向钻凿若干的导水孔，导水孔的引水软管端部位于巷道一侧的排水沟内；将巷道帮部的硐室作为蓄水池，排水沟内的水引流或自流到蓄水池汇集并临时储存；在蓄水池周边的巷道底板向下钻凿注水孔，注水孔穿越隔水层直至目标含水层；设置高压注水参数，高压注水装置中水泵将蓄水池中的水压排到下部目标含水层，直至目标含水层吸水量达到饱和或者附近涌水排完为止，排水结束后停止水泵并采用控制阀门对注水管进行关闭。采用浅疏深注的方式，将矿井岩溶裂隙水压排到深部含水层中，实现了矿井水排放不出井，简化了矿井排水系统，节省了大量排水费用。
一种地下矿井岩溶裂隙方法

[发明专利]一种煤矿固废减排率确定方法-CN202310381904.2在审
发明人：董祥林;李猛;魏祥平;张吉雄;马军;董超伟;张燕海;冯文昌;王海涛 -专利权人：淮北矿业股份有限公司
申请日： 2023-04-11 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G01N33/22 文献下载
摘要：本发明提供了一种煤矿固废减排率确定方法，利用煤矸分选设备、胶带输送机及充填开采液压支架等设备将煤矸在井下完成分选与充填，而年充填矸石固废量与年生产矸石固废量之比为煤矿固废减排率，根据开采与掘进工作面计算年生产矸石固废量，年充填矸石固废量计算步骤如下：首先，测试固废充填材料压实前容重ρ1；然后，开展固废充填材料侧向压缩试验，并对应力‑应变曲线拟合得到函数公式，依据材料压缩过程中质量守恒定律计算压实容重与侧向应力的关系；最后，根据拟合公式得到材料压实容重ρk，进而计算年充填矸石固废量。本发明设计了煤矿固废减排率确定方法，其操作简单，计算结果精确，可为煤矿固废减排率确定提供理论依据。
一种煤矿固废减排率确定方法

[发明专利]一种防脱锚的新型树脂锚杆及其施工方法-CN202310424323.2在审
发明人：吴浩;王万禄;张吉雄;魏立军;王孟来;周帆;马丹;李树建;张斌;刘映辉;杜令攀;凡奥奇 -专利权人：云南磷化集团有限公司;中国矿业大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： E21D21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种防脱锚的新型树脂锚杆及其施工方法，涉及矿山支护技术领域。所述树脂锚杆的锚杆杆体一端为锥形杆头，锥形杆头上方设置有锚固用的钢钉，锚杆杆体中部沿其长度方向设置有多个锚定装置，锚杆杆体另一端依次套接有橡胶囊、金属盘以及紧固螺母，橡胶囊通过三用阀与液压装置连接。施工时根据设计的布眼位置钻凿与锚杆杆体适配的锚杆钻孔；利用现有液压装置通过三用阀向橡胶囊中注入液压油直至达到设计压力，将树脂锚固剂塞入钻孔孔底，将组装好的树脂锚杆推至孔底，待孔底锚固剂凝固后拧紧紧固螺母。橡胶囊变形性强且能够与围岩壁面充分贴合，三用阀使橡胶囊保持恒定工作阻力来卸压释能，使锚杆能够抵抗高地压、强冲击和大变形。
一种防脱锚新型树脂及其施工方法

[发明专利]一种煤矿固废压实采空区注浆处置方法-CN202310401404.0在审
发明人：董祥林;李猛;魏祥平;张吉雄;马军;武中亚;张程;李凤铭;靳卫虎 -专利权人：淮北矿业股份有限公司
申请日： 2023-04-15 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： E21F15/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种煤矿固废压实采空区注浆处置方法，包括以下步骤：收集采煤工作面的开采参数；根据注浆充填系统泵送压力、采空区压实率，计算钻孔管路内浆体在压实采空区的扩散范围，确定钻孔之间的排距d0、间距d1及各个钻孔的位置，确定压实采空区的钻孔数量；根据设计的钻孔位置，在采空区旁巷道内选择合适位置，从该位置向压实采空区的方向，斜向上打定向孔，钻孔一直钻进至贯穿工作面，钻进方向与巷道垂直，钻孔完成后，安装筛管与套管组合的注浆管路，并对钻孔进行加固；利用充填系统，在泵送压力作用下，通过巷道内的注浆管道，持续的向钻孔的注浆管路内进行注浆，充填浆体扩散至整个压实采空区，完成压实采空区注浆充填。
一种煤矿固废压实采空区处置方法

[发明专利]一种工作面条式间隔充填开采设计方法-CN201910416469.6有效
发明人：李猛;张吉雄;李艾玲;周楠;黄鹏 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2019-05-20 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种工作面条式间隔充填开采设计方法，包括：采集煤样，测试煤层含矸率，计算矸石产出量；采集顶板与矸石岩样，测试顶板与矸石岩样的物理力学参数与矸石充填材料压实性能；建立条式间隔充填开采顶板力学模型，设定条式充填体宽度与间隔宽度，判定顶板是否稳定；采场顶板稳定后，计算设计矸石充填材料使用量，判定矸石充填材料量是否充足；确定条式间隔充填开采关键参数。本采煤方法工艺简单，技术上完全实现了无煤柱开采，煤炭资源回采率高，有效解决了资源紧缺矿井实施充填开采过程中矸石充填材料不足的问题。
一种工作面条间隔充填开采设计方法

[发明专利]一种非晶-多晶结构的金属氧化物-煤矸石催化剂的制备方法及应用-CN202310233435.X在审
发明人： 张吉雄;孙志辉;李猛;周楠;闫浩;张罗斌;康世龙 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-03-13 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：一种非晶‑多晶结构的金属氧化物‑煤矸石催化剂的制备方法及应用，属于有机体系锂氧气电池技术领域。通过弱碱煅烧法对矸石表面进行活化促进硅酸盐测形成，接着利用酸浸法对煤矸石表面提纯改性制备出表面富含SiO2的矸石前驱体，同时强酸进一步对煤矸石表面刻蚀造孔以优化煤矸石表面结构，之后通过高温水热反应在表面富含SiO2的矸石载体表面上负载一层金属氧化物纳米颗粒增强复合材料整体稳定性，并且引入异原子N对金属氧化物晶格的掺杂形成具有高电化学活性的Metal‑N化合键来进一步提高煤矸石的电催化性能，同时水热条件下金属氧化物的负载反应能促进矸石表面SiO2的晶格失稳，形成具有非晶‑多晶共存的特殊异质结构。
一种多晶结构金属氧化物煤矸石催化剂制备方法应用

[发明专利]一种高温硬岩地层的矿产资源与地热连续协同开采方法-CN202210742325.1有效
发明人：马丹;李樯;薛源博;张吉雄;侯文涛;刘勇;吴浩;闫浩;李猛;周楠;孙强;黄鹏 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-06-27 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： E21C41/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种高温硬岩地层的矿产资源与地热连续协同开采方法，涉及一种铝土矿岩层高效开采方法及地热开采技术领域。可用综合机械化设备进行高效开采的目的，并通过水力压裂岩体过程中注入的冷水在岩石裂隙间充分压裂流动这一过程与深埋热岩进行热量交换。掘进探矿巷道；布置贯通巷道，布置长壁工作面；设置压裂与掘进一体化设备；设置液压支架；钻中心钻孔并在中心钻孔的孔底进行初步压裂卸压；钻出周边钻孔或者是加深周边钻孔；注入高压冷水，并向外抽水；安装隔热支护装置；停止钻孔注水和抽水；进行落矿；重复，直至开采结束。克服了常规铝土矿物开采所使用的爆破工艺不安全和低效率问题以及地热资源大量浪费的问题，提高了资源回收率。
一种高温地层矿产资源地热连续协同开采方法

[发明专利]一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法-CN202211274086.8有效
发明人：李百宜;郭宇鸣;张吉雄;高峰;马嘉源;周楠 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-10-18 - 公布日： 2023-05-19 - 主分类号： E21F15/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法，该方法形成地面固碳‑地井充填‑井下固碳系统，在煤炭资源开采后形成采空区内充入具有矿化封存CO2功能的矿山固废基充填料浆，实现矿山固废处置与CO2封存，步骤具体包括：将破碎的煤矸石与添加剂混合输送至搅拌固碳反应装置，向其中加入水并搅拌，从底部注入CO2气体，待料浆流动性能达到泵送要求的最低限度后，停止注入CO2；充填泵将料浆通过充填管路输送至井下采出空间，待料浆充满井下采出空间后，通过气体管路向井下料浆内部注入CO2，直至料浆固结。该方法安全高效、切实可行、成本低，实现煤炭资源绿色开采、井下空间CO2封存，减少了煤炭开采对生态环境的损害。
一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法

[发明专利]一种智能固体充填液压支架工况位态表征方法-CN202111542213.3有效
发明人：张强;张吉雄;李猛;李凤铭;孙忠良;崔鹏飞;宗庭成 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-12-16 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： E21D23/12 文献下载
摘要：一种智能固体充填液压支架工况位态表征方法，是属于矿山智能开采领域。根据充填液压支架结构特征建立骨架模型；基于支架的骨架模型，优选原点及横纵坐标轴建立直角坐标系，构成位态表征模型；筛选支架位态稳定表征方案，确定位态稳定函数方程；分析建立位态稳定下液压支架的夯实机构和底卸式刮板输送机运动轨迹函数，确定干涉情况的临界条件；根据临界条件，判断充填液压支架任意位态下关键机构是否发生干涉，调整夯实机构的夯实角与夯实伸长量进行干涉解调；最终通过对充填液压支架位态稳定表征及结构干涉的控制效果，验证支架工况位态表征方法优劣。
一种智能固体充填液压支架工况表征方法

[发明专利]一种充填开采工作面埋管取热高效数值计算方法-CN202211677465.1在审
发明人：李百宜;张吉雄;丁鹿玮;李忠凯;金学良;孙志辉;马嘉源 -专利权人：中国矿业大学;淮北矿业股份有限公司
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种充填开采工作面埋管取热高效数值计算方法，该方法获取顶底板煤岩体的热物理性能参数，确定计算区范围；建立包括充填体、充填体内布置的热交换管以及顶底板围岩的数值计算模型；模型划分网格，在建立的数值计算模型中设置对称边界条件，并根据取热工况设定模型的初始条件与边界条件；运行计算模型，根据不同位置埋管的换热特征，确定计算模型中代表性热交换管的数量；并计算整个充填工作面埋管取热性能。该方法操作简单、方便快捷、准确可靠地计算整个充填空间的取热性能，评估充填开采工作面取热能力，提高计算效率、节约计算成本，有效解决井下大尺度充填空间埋管取热模拟计算速度的难题，为井下空间地热提取高效计算提供借鉴。
一种充填开采工作面埋管取热高效数值计算方法

[发明专利]一种导热改性剂、煤矸石基井下导热材料及其制备方法-CN202310071083.2在审
发明人： 张吉雄;霍彬彬;李猛;李百宜 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-02-07 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： C04B20/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种导热改性剂、煤矸石基井下导热材料及其制备方法，导热改性剂按重量份计包括：40‑80份甲酸、20‑50份丙烯酸、1‑5份双氧水、氧化石墨烯0.05‑0.1份及0‑30份无水乙醇。采用煤矸石0.5wt.％‑2wt.％导热改性剂对0‑2mm的煤矸石进行机械化学改性0.5‑6h，得改性煤矸石粉；称取10‑15份改性煤矸石粉，5‑10份水泥，30‑50份2‑5mm的煤矸石细骨料，20‑40份5‑20mm的煤矸石粗骨料，1‑5份石膏，10‑30份水混合搅拌2min以上并养护1天以上得煤矸石基井下导热材料。本发明的高性能煤矸石基井下导热材料具备充填和导热等多种功能，制作工艺简单，作为井下导热材料具有成本低、导热性能高等优点。
一种导热改性煤矸石井下材料及其制备方法

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