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[发明专利]一种充填采煤液压支架充填特性评价方法-CN201610413986.4有效
发明人：张强;张吉雄;邰阳;闫浩;乔明 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2016-06-14 - 公布日： 2019-04-02 - 主分类号： E21D15/44 文献下载
摘要：一种充填采煤液压支架充填特性评价方法，属于固体充填采煤评价体系。本发明具体按照如下步骤实现：A、分析地质资料及地质条件；B、初选液压支架架型；C、确定基础的初选方案；D、确定充填采煤液压支架充填特性评价指标；E、利用Pro/E、Solidworks或CATIA三维软件构建骨架模型，并进行运动仿真得到充填特性评价矩阵；F、多指标综合评价，确定最优方案。充填采煤液压支架是固体充填采煤重要设备之一，利用计算机技术通过控制变量法确定优化初始方案，并采用层次分析法确定其最优方案，为广大从事充填采煤液压支架优化的科研工作者、工程师等相关人员提供了一种科学合理的评价体系，及具体、易行、全面、简单的支架优化方法，大大降低设计和研发时间。
一种充填采煤液压支架特性评价方法

[发明专利]一种微生物改性充填采煤方法-CN201711225946.8有效
发明人：张强;张吉雄;齐文跃;李猛;孙凯 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2017-11-29 - 公布日： 2019-04-02 - 主分类号： E21F15/00 文献下载
摘要：一种微生物改性充填采煤方法，其操作步骤包括充填材料地面微生物钙化，将钙化的充填材料输送至采空区夯实充填，再对充填体进行微生物灌浆，完成每个步距采煤后都进行微生物灌浆充填。本发明简单易实施，采用微生物充填有效提高了充填体抗压强度，绿色环保，为深部高应力条件下基于生化机理的微生物充填采煤技术提供新方向。
一种微生物改性充填采煤方法

[发明专利]一种矿山多用途立井螺旋式物料输送系统-CN201711213268.3有效
发明人：周楠;闫浩;王佳奇;张吉雄;张升 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2017-11-28 - 公布日： 2019-03-26 - 主分类号： E21F15/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种矿山多用途立井螺旋式物料输送系统，其特征是，包括依次连接的井上运料系统、立式螺旋管路输送系统、防溢储料系统、井下运料系统和管道沉降预警系统；所述井上运料系统设置在矿井地面上；所述立式螺旋管路输送系统设置在立井井壁上。本发明所达到的有益效果：本发明应用在固体充填采煤技术散体充填物料的输送过程中，通过改造原有功能性立井井筒，可以实现散体充填物料从地面到井下的安全输送，实时智能监测立式螺旋投料管的偏移与竖向下沉；整个装置使用方便、安全可靠、适应性强，不仅能够避免重新开掘投料井，而且减缓了散体充填物料到达井底的强大冲击，具有广泛的应用前景。
一种矿山多用途立井螺旋式物料输送系统

[发明专利]一种基于弱面剪切支护理论的巷帮支护设计方法-CN201610820474.X有效
发明人：崔树彬;公建祥;郑永胜;卢鑫;张吉雄;张强;庞继禄;巩华刚 -专利权人：山东泰山能源有限责任公司翟镇煤矿;新汶矿业集团有限责任公司;中国矿业大学
申请日： 2016-09-13 - 公布日： 2019-03-22 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于弱面剪切支护理论的巷帮支护设计方法，通过建立半煤岩巷道周围岩体在外力作用下沿某一弱面α滑移破坏的受力平衡力学模型，判定半煤岩巷道帮部围岩发生剪切破坏的临界条件，确定巷道里侧45°角方向上剪切强度最大，基于锚杆加强支护后岩体应抵住最大剪切块上最大剪切弱面上的剪切强度原理，建立半煤岩巷道围岩帮部支护力学模型，给出巷道帮部弱面处锚杆的数量n以及第i根锚杆长度l_i的计算公式，从而对巷帮支护进行设计，本方法减少了支护材料投入，降低了支护成本，为支护参数的科学性和适用性提供有益借鉴。
一种基于剪切支护理论设计方法

[发明专利]一种矿山采选充处开采方法-CN201811159127.2在审
发明人： 张吉雄;齐文跃;张强;孙凯;周楠;刘恒凤 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2018-09-30 - 公布日： 2019-03-19 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种矿山采选充处开采方法，包括矸石少量化开采工作面矸石的主要来源及降矸措施；煤矸分选的系统布置、装备及分选工艺；充填协同垮落式煤炭高效回采的系统布置、装备及生产工艺；矸石充填前后环境影响的预处理及预控措施；矿山“采选充处”开采方法的设计原则及设计步骤。该方法不仅解决了矸石的长距离输送问题，降低了井下矸石提升费用，减轻了矿井辅助提升和地面洗煤厂压力，而且还可以有效处理煤矿矸石，减少煤矸石地表堆积面积，降低矿区生态环境的破坏，保护生态环境，同时矸石充填与煤炭高效回采工作面单产单效高，能满足现代化矿井对生产能力的要求，具有广阔的应用前景。
矸石生态环境系统布置矸石充填矿山预处理矿井长距离输送回采工作面开采工作面回采分选工艺环境影响设计原则有效处理煤矸石煤炭充填单效分选井下矿区落式煤矸生产工艺堆积地表生产能力量化协同煤矿应用

[发明专利]一种矿山采选卸抽充绿色开采设计方法-CN201811157764.6在审
发明人：张强;张吉雄;齐文跃;曹鑫;周楠;武中亚 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2018-09-30 - 公布日： 2019-03-01 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种矿山采选卸抽充绿色开采设计方法，首先通过开采全岩上保护层增加与被保护层的层间裂隙，实现被保护层瓦斯卸压；同时将保护层开采产生的高含矸率原煤运输至井下煤矸洗选系统，洗选好的矸石储存至矸石仓；然后在保护层、被保护层中布置瓦斯抽放系统，实现低透气高瓦斯煤层的安全高效共采；最后将储存于矸石仓中的矸石运输至被保护层超长混采工作面来充填采空区。该方法有效解决了高瓦斯低渗透性煤层的瓦斯防治难题，防止矸石地面排放对环境污染与破坏，提高了矿井资源采出率及煤系伴生资源的回收率，拓宽了保护层开技术与固体充填采煤方法应用范围，可为具有该条件矿井开采提供了重要的技术借鉴。
被保护层保护层矸石矸石仓矿山储存低渗透性煤层固体充填采煤瓦斯抽放系统充填采空区高瓦斯煤层井下煤矸矿井开采上保护层瓦斯防治洗选系统有效解决原煤运输矸石运输裂隙高瓦斯伴生层间煤系全岩透气洗选卸压回收率瓦斯矿井排放安全

[发明专利]一种充填与综采混采面过渡支架支护参数设计方法-CN201610283978.2有效
发明人： 张吉雄;孙强;张强;殷伟;闫浩 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2016-04-29 - 公布日： 2019-02-19 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种充填与综采混采面过渡支架支护参数设计方法。首先根据混合开采工作面采煤生产能力与充填段工作面充填能力需求，确定混合工作面总长度L_总与充填段长度L_充；然后，通过3DEC三维离散元软件建立充填与综采混合开采数值模型，模拟计算充填段采空区不同充实率变化时，过渡段顶板垮落高度H以及过渡段应力影响范围S；基于数值模拟计算结果，按相关系数R²对曲线进行拟合得到充实率与垮落高度H、过渡段应力影响范围S的函数关系；最后结合实际工程地质参数对过渡支架支护参数进行设计。该方法可为支架支护设计提供参考，实现混合工作面充填支架与综采支架平稳过渡，进一步丰富充填采煤理论，扩大充填采煤的应用范围。
一种充填综采混采面过渡支架支护参数设计方法

[发明专利]一种多水平深井降温及地热利用系统及工艺-CN201811195212.4在审
发明人：李猛;张吉雄;孟国豪;张强;曹鑫 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2018-10-15 - 公布日： 2019-02-15 - 主分类号： E21F3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种多水平深井降温及地热利用系统及工艺，该系统包括深井采热系统、浅部换热系统及高温水提升系统。所述深井采热系统包括吸热管路、导热流体提升管路、导热流体下送管路、水泵、温度传感器，所述浅部换热系统包括散热管路、蓄热水池、进水泵、进水阀门、温度传感器、液位仪，所述高温水提升系统包括出水泵、流量计、出水阀门、高温水提升管路。所述导热流体利用水作导流介质、相变材料作吸热材料，显著提高了采热效率及采热量。本发明系统结构简单，可长期使用，利用矿井多水平持续降温、效果显著，降温范围广，地热利用率高，单位能耗低，有效解决了深井采煤工作面温度过高的问题，为井下工作人员提供舒适的作业环境。
深井导热流体高温水地热利用系统温度传感器采热系统换热系统提升系统浅部流量计蓄热采煤工作面出水阀门单位能耗进水阀门散热管路温度过高吸热材料吸热管路相变材料有效解决作业环境热效率出水泵进水泵液位仪导流井下水作水泵地热水池矿井

[发明专利]一种机械式高恒阻单体支柱安装方法及支设方法-CN201610979890.4有效
发明人：缪协兴;陈彦龙;张吉雄;张强;吴宇;邓雪杰 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2016-11-08 - 公布日： 2019-02-15 - 主分类号： E21D15/582 文献下载
摘要：本发明公开了一种机械式恒阻单体支柱安装方法：(1)根据矿井内切眼或巷道实际断面高度，将杆体套接于缸体并调整套接长度；(2)将钢珠套套入至杆体与缸体之间，使杆体压紧钢珠套，形成自锁；(3)将限位盖固定连接于杆体与缸体套接处；(4)将顶托盘安装并锁紧到杆体上端；(5)竖直立起机械式高恒阻单体支柱在(4)中完成组装的部件，并将其安装在底座上。本发明还公开了一种机械式恒阻单体支柱支设方法：(1)按照上述的机械式恒阻单体支柱安装方法安装机械式恒阻单体支柱；(2)通过升柱器带动杆体相对于缸体向上移动，直至顶托盘与矿井内切眼或巷道的顶板接实；(3)拆卸升柱器。安装简单、快速、高效，节省人力、物力。
一种机械式单体支柱安装方法

[发明专利]一种微生物改性充填材料及制备方法-CN201811314164.6在审
发明人： 张吉雄;李猛;郭仕婕;宋卫剑 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2018-11-06 - 公布日： 2019-02-12 - 主分类号： C04B30/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种微生物改性充填材料及制备方法，所述的充填材料主要由煤矸石结构材料和胶结材料组成。其中煤矸石结构材料由煤矸石和粉煤灰按照40～45:1的重量比组成；胶结材料由所选用芽孢杆菌培养液、尿素/氯化钙混合液由1:9～12的体积比组成。所述煤矸石结构材料和胶结材料的重量比为5.6～7.2:1。本发明所述充填材料，其微生物诱导矿化反应温和，且在微生物死亡后仍能发挥作用，提高了充填材料的强度，有利于充填开采的安全高效，具有优异的环境友好性、耐久性和有良好的推广前景及应用价值。
充填材料煤矸石胶结材料结构材料微生物改性重量比制备芽孢杆菌培养液环境友好性微生物诱导粉煤灰充填开采矿化反应混合液氯化钙体积比尿素微生物死亡应用安全

[发明专利]一种矿山采选充留开采方法-CN201811159100.3在审
发明人： 张吉雄;齐文跃;张强;宋卫剑;李猛;张琪 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2018-09-30 - 公布日： 2019-01-15 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种矿山采选充留开采方法，利用煤矸分选出的矸石作为充填物料进行工作面充填，并在采空区的边缘形成沿空留巷，垒砌矸石墙作为沿空留巷的巷旁支护体，对其加固支护，确保稳定性。沿空留巷作为充填物料与煤炭的运输巷道，实现采区无煤柱开采。应用矿区煤矸分选矸石为充填材料，符合环境保护要求；本发明通过有机组合煤矸分选、充填采煤、沿空留巷支护三大系统，从而形成采选充留开采方法完整的工艺循环，工艺简单，实现采选充与沿空留巷的匹配，既回收各种煤柱资源，还能合理处理矿区的固体矸石废弃物，使得煤炭资源回收率提高，从而有效解决了煤炭资源紧张矿井高效开采的难题，提高了煤矿的安全生产效率。
沿空留巷矸石煤矸充填物料分选矿区矿山煤炭资源回收率环境保护要求沿空留巷支护无煤柱开采巷旁支护体边缘形成充填材料充填采煤高效开采工艺循环加固支护有机组合有效解决运输巷道采空区矸石墙煤炭资源采区充填垒砌煤柱废弃物匹配安全生产矿井回收煤矿煤炭应用

[发明专利]一种机械式恒阻单体支柱回撤工艺与回收方法-CN201610953089.2有效
发明人： 张吉雄;陈彦龙;齐文跃;吴宇;梅贤丞;崔灿;刘华萍 -专利权人：中国矿业大学;徐州中安科技股份有限公司
申请日： 2016-11-03 - 公布日： 2019-01-08 - 主分类号： E21D15/60 文献下载
摘要：本发明公开了一种机械式恒阻单体支柱回撤工艺与回收方法，具体步骤为：检测机械式恒阻单体支柱工作阻力、形变程度，松开可回收底座耳扣螺栓，敲击机械式恒阻单体支柱缸体下部使其脱离可回收底座，拆解机械式恒阻单体支柱。按照本发明零部件的形变程度进行分类回收。通过以上方法规范机械式恒阻单体支柱回撤与回收工艺，实现了机械式恒阻单体支柱拆卸简单、快捷，能够充分回收再利用可继续使用的部件，从而达到节约能源和成本的目的。
一种机械式单体支柱回撤工艺回收方法

[发明专利]一种散体充填材料多向加载试验系统-CN201811065319.7在审
发明人： 张吉雄;李猛;孙凯;张强;孟国豪 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2018-09-13 - 公布日： 2019-01-04 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种散体充填材料多向加载试验系统，其特征是，包括轴向加载系统、加载箱体、侧向加载系统和数据监测与采集系统；所述加载箱体放置于电液伺服万能试验机上；所述轴向加载系统通过电液伺服万能试验机进行轴向加载；所述侧向加载系统用于对加载箱体提供侧向加载压力；所述数据监测与采集系统用于采集侧向加载系统、轴向加载系统的数据。本发明所达到的有益效果：本试验系统可同时实现对充填材料试样的侧向与轴向加载，与现场实际情况更加吻合，可准确地测试夯实作用对充填材料压实特性的影响规律，从而为充填采煤关键工程参数的设计提供理论支撑，更好地指导充填采煤工作面的设计与生产，为充填采煤关键工程参数的设计提供理论支撑。
充填材料侧向加载系统轴向加载系统充填采煤加载加载试验系统采集系统电液伺服关键工程理论支撑数据监测轴向加载多向侧向万能试验机侧向加载试验系统影响规律夯实压实吻合采集测试试验生产

[发明专利]一种矿山采选充抽开采设计方法-CN201811159128.7在审
发明人： 张吉雄;张强;齐文跃;欧阳神央;李猛;朱存利 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2018-09-30 - 公布日： 2018-12-21 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种矿山采选充抽开采设计方法，首先根据煤层赋存的地质条件，确定煤层上方保护层开采工作面，然后在保护层后部采空区预留的运输巷中打穿层瓦斯抽放钻孔至被保护层煤层进行瓦斯抽采，同时在保护层采空区内布置瓦斯抽采管路抽采从被保护层顶板裂隙溢出的瓦斯；待煤层瓦斯含量小于8m³/t时，在被保护层实体煤中布置综合机械化固体充填采煤工作面，其中充填矸石来源于分选矸石。本发明对于高瓦斯低渗透条件的矿井，可降低被保护层变形率，针对性瓦斯抽采，减少瓦斯残余，提高矿井生产力，延长矿井服务年限。
被保护层保护层瓦斯抽采矿井矸石采空区煤层瓦斯矿山固体充填采煤瓦斯抽采管路瓦斯抽放钻孔开采工作面地质条件煤层赋存煤层瓦斯裂隙变形率低渗透高瓦斯实体煤预留的运输巷充填抽采穿层分选溢出机械化生产力服务

[发明专利]一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法-CN201711216570.4在审
发明人： 张吉雄;孟国豪;齐文跃;张强;武中亚 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2017-11-28 - 公布日： 2018-06-22 - 主分类号： G01B11/22 文献下载
摘要：一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法，适用于大采高条件下煤壁片帮深度监测及防治。该方法是在大采高工作面上，每隔一定距离选取一个片帮测点，在煤壁上打设均布有光纤光栅传感器的玻璃钢锚杆，通过计算机实时分析传输的数据，得出锚杆各段的应力及其变化，根据片帮段对应的锚杆段会出现应力减小，可得出片帮的深度范围。本发明在防治煤壁片帮的基础上监测了片帮深度，为大采高工作面安全高效开采提供有利条件。
煤壁片帮采高片帮深度测定采场锚杆光纤光栅传感器大采高工作面玻璃钢锚杆高效开采实时分析应力减小监测防治测点均布煤壁传输计算机安全