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[发明专利]一种煤层瓦斯储集条件的保压核磁监测方法-CN202210065532.8有效
发明人：李延河;翟成;王新义;徐吉钊;仝艳军;胡金红;余旭;刘磊;刘厅;张俊培;孙勇;丛钰洲;许孟飞;郑仰峰;朱国昌;唐伟 -专利权人：平顶山天安煤业股份有限公司;中国矿业大学;中国平煤神马控股集团有限公司
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤层瓦斯储集条件的保压核磁监测方法，采用的核磁探测及瓦斯抽采一体化装置，在形成的穿层钻孔后续进行瓦斯抽采的同时，还能进行核磁共振的数据监测，通过实时的数据监测能对瓦斯抽采情况进行协同控制；另外通过对穿层钻孔采用胶囊封孔器进行保压密封处理，并且该一体化装置能在封闭空间内移动及其具备的呈球体结构的三维磁线分布，通过射频设备向处于三维磁场范围内的介质发射射频脉冲，将介质中的质子由低能级跃迁到高能级，通过天线的接收数据，从而实现该封闭空间所处煤层周围的瓦斯含量及压力的快速无损、原位精准监测，并能获得钻孔周围煤层的孔隙结构数据，最终根据获得的数据确定煤层瓦斯储集条件评判指标。
一种煤层瓦斯条件保压核磁监测方法

[发明专利]一种热烟气驱替叠置煤层甲烷抽采及闭环固碳的方法-CN202310630504.0在审
发明人：翟成;黄婷;徐吉钊;孙勇;张海宾;刘厅;余旭;丛钰洲;郑仰峰;唐伟;李宇杰;朱薪宇;陈爱坤;王宇;徐鹤翔 -专利权人：中国矿业大学;江苏铎安科技有限责任公司
申请日： 2023-05-31 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：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。
一种烟气驱替叠置煤层甲烷闭环方法

[发明专利]一种人工裂缝试样冲击剪切渗透率测试系统及方法-CN202310408264.X在审
发明人：翟成;唐伟;王辉;刘厅;徐吉钊;余旭;孙勇;丛钰洲;郑仰峰;李宇杰;朱薪宇;陈爱坤;王宇;黄婷;徐鹤翔;石克龙 -专利权人：中国矿业大学;江苏拓海煤矿钻探机械有限公司
申请日： 2023-04-17 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G01N3/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种人工裂缝试样冲击剪切渗透率测试系统及方法，包括围压加载系统，冲击剪切系统和渗透率测试系统，其中围压加载系统不仅能对试样施加不同的围压，同时其能使冲击杆和透射杆分别与试样夹持器之间压紧固定密封，为后续测定渗透率时进行密封；冲击剪切系统用于在对试样进行冲击剪切时施加冲击力，进而通过第一剪切头和第二剪切头各自非对称设置的突出部实现对试样的冲击剪切错动，完成试验后试样内部形成自支撑结构对产生的裂隙进行支撑；最后对冲击剪切前后的渗透率进行对比分析，通过改变参数进行多次试验从而能测定不同试样围压、不同冲击压力及不同渗流气压下对冲击剪切前后的渗透率影响情况，为后续现场实施提供数据支撑。
一种人工裂缝试样冲击剪切渗透测试系统方法

[发明专利]一种基于废弃矿井采空区的CO2-CN202211011397.5有效
发明人： 徐吉钊;徐鹤翔;翟成;余旭;孙勇;丛钰洲;郑仰峰;唐伟;李宇杰;朱薪宇;陈爱坤 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-08-23 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： E21F17/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于废弃矿井采空区的CO2区块化封存方法，在对采空区进行密封处理时，先将各个区域在地面投影并进行区域划分，通过在不同区域分别施工不同的钻孔，将裂隙带和弯曲下沉带内的瓦斯抽采后，利用垮落带和裂隙带作为CO2封存的主要场所，以注浆加固遗留煤柱，封堵裂隙带和填充弯曲下沉带为密封方式，通过在裂隙带及垮落带内注入碱性粉煤灰浆液，不仅可以对注入采空区的CO2进行吸附固化使其封存在裂隙带及垮落带内，而且由于矿化反应，使碱性粉煤灰浆液凝固增加其胶结强度，对裂隙带和垮落带的裂隙进行胶结及密封，增加裂隙带和垮落带的稳定性，这样后期裂隙带和垮落带不易发生形变或坍塌等情况，从而实现CO2气体的长期封存。
一种基于废弃矿井采空区 co base sub

[发明专利]一种基于核磁传感器的核废料掩埋场水体监测系统及方法-CN202110710114.5有效
发明人：翟成;李宇杰;孙勇;徐吉钊;余旭;丛钰洲;郑仰峰;唐伟;朱薪宇;王宇;黄婷 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-06-25 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： G01V3/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于核磁传感器的核废料掩埋场水体监测系统及方法，适用于核废料掩埋场使用。其包括核磁共振测量系统，井下控制中心与地面综合管控中心。在地面综合管控中心远程操控核磁共振测量系统，对核废料掩埋场不同位置处的水分布情况进行实时监测，通过井下控制中心汇总所测数据，再通过光纤传输至地面综合管控中心，对数据进行分析与处理，根据结果判断是否有水侵入，并对异常情况做出预警，制定应对措施，保护核废料掩埋场的持久性安全。该监测系统具有简单、方便和智能的特点。
一种基于传感器核废料掩埋水体监测系统方法

[发明专利]一种可重复使用的静态破岩高效导热封孔装置-CN202310128136.X在审
发明人：郭清杰;卢炳文;耿立涛;周峰;赵亮;徐昆;杨峰;朱浩然;张炜;卜守健;徐吉钊 -专利权人：淮北矿业股份有限公司
申请日： 2023-02-17 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： F42D1/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种可重复使用的静态破岩高效导热封孔装置，属于煤矿技术领域。包括导热管本体，所述导热管本体的外侧连接六角螺栓，所述六角螺栓的上端头连接金属圆形挡片，所述六角螺栓的下端连接有金属圆形螺母；所述金属圆形螺母外侧连接有橡胶圆柱套，所述橡胶圆柱套的外表面设置防滑凸起，所述导热管本体包括有受热段和散热段；本发明导热管本体充分释放出孔内静态爆破膨胀剂反应过程中产生的巨大热量；金属圆形挡片起到二次封堵钻孔和卡合支撑的作用；橡胶圆柱套外表面设置防滑凸起，封孔更加牢固；旋紧六角螺栓时金属圆形螺母带动橡胶圆柱套上移，使橡胶圆柱套与孔壁接触产生摩擦力，达到更好的封孔效果。
一种重复使用静态高效导热装置

[发明专利]一种煤矿区气固液三废协同减排系统及方法-CN202211527853.1在审
发明人：刘厅;陈蒙;李明洋;郭畅;余旭;徐吉钊;林柏泉 -专利权人：中国矿业大学;中国计量大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： E21F15/00 文献下载
摘要：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。
一种煤矿区气固液三废协同系统方法

[发明专利]一种基于不同相态CO2-CN202210491082.9有效
发明人： 徐吉钊;徐鹤翔;翟成;余旭;孙勇;丛钰洲;唐伟;郑仰峰;李宇杰;蔡渝梁;王帅;吴西卓;王宇;黄婷 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-05-07 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： E21B7/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于不同相态CO2的定向层位式地热强化开采方法，从地面向干热岩储层钻设竖井，在竖井同一侧依次钻设第一水平钻井、第二水平钻井和第三水平钻井，并在第二和第三水平钻井内均布设定向孔洞，其在后续CO2流体相变致裂时起到导向作用，接着布设多相态CO2地热开采系统。这种单井“注入‑提热”过程可有效提高地热开采效率；利用液态CO2注入地热层时受热后相变膨胀致裂增加体积改造范围，此时CO2气体变成处于超临界状态的CO2流体，使超临界状态的CO2流体与地热层换热，最后超临界状态的CO2流体进入换热器内进行换热降温，使其提取的热量用于发电装置进行发电，从而有效保证地热资源开采后的换热效率，提高地热资源的整体开采效率。
一种基于不同相态 co base sub

[发明专利]一种用于易喷孔软煤层钻孔排渣防堵方法-CN202210829413.5在审
发明人：翟成;陈爱坤;徐吉钊;郑仰峰;丛钰洲;唐伟 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-07-15 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于易喷孔软煤层钻孔排渣防堵方法，能根据压力监测装置采集的实时气体压力值并结合称重感应装置采集的排渣阀门处的钻屑质量，判断是否发生喷孔现象，在未发生喷孔现象时，采取定时开启排渣阀门进行排渣，从而控制排渣速度；当实时检测的气体压力值及钻屑质量均大于设定阈值时，则判断发生喷孔现象，此时能根据钻孔过程中产生钻屑的多因素参数并结合实时监测数据对理论排渣速度进行计算，进而控制排渣阀门处于常开状态，此时排渣主体由于气压增大的原因自动增大排渣速度至理论排渣速度进行快速排渣，既能最大限度降低喷孔事故的发生，又能在喷孔发生时以最快的速度将喷出的煤粉、煤渣排出，有效提高了钻孔作业过程的安全性。
一种用于易喷孔软煤层钻孔排渣防堵方法

[发明专利]一种采空区上方水库突水事故的探测及评估方法-CN202210059808.1有效
发明人：翟成;李剑锋;徐吉钊;陈江;郝志勇;刘金虎;刘厅;梁玉柱;郭彦;陈龙勋;杜春应;陶旭东 -专利权人：中国矿业大学;徐州矿务集团有限公司;新疆库车县夏阔坦矿业开发有限责任公司;江苏国能深井安全开采科技有限公司
申请日： 2022-01-19 - 公布日： 2023-02-21 - 主分类号： G01V11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种采空区上方水库突水事故的探测及评估方法，先确定不同钻进路径的角度，并且每个钻进路径内均获取不同深度的岩心，然后对获取的岩心分别通过低场核磁共振技术、3D‑XRM技术、水滴接触方法和电法仪获得岩心内的孔隙分布、润湿性以及电阻率，从微观上揭示了孔隙结构、亲水性及阻抗能力间的耦合关系，并说明了水力梯度驱使作用下岩心内部水量空间分布及潜在运移路径，为相应疏水措施提供数据；同时结合地质数据及不同深度岩心的相关特征参量，构建流‑固‑力时空协同耦合模型，通过对比不同深度岩心的力学强度与有效水应力的大小关系，确立顶板发生水害的预警阈值和评估准则，为采空区上方水库发生突水事故的精准预测提供数据支撑。
一种采空区上方水库事故探测评估方法

[发明专利]一种不可采煤层强化煤层气开采及CO2-CN202211331912.8在审
发明人：余旭;陈爱坤;翟成;徐吉钊;郑仰峰;吴西卓;刘晓琴 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-10-28 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： E21F17/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种不可采煤层强化煤层气开采及CO2封存的方法，先通过CO2泡沫脉动压裂的方式对不可采煤层进行压裂，从而扩大储层改造范围，提升煤体裂化效果，为CO2的封存提供广阔的吸附空间，接着开始进行CO2注入驱替煤层气强化抽采过程，通过CO2注入与煤层气抽采同时进行，CO2气体在抽采系统、注入井、不可采煤层和排采井之间形成封闭的循环，从而使CO2气体持续注入煤层内的各个裂隙内，持续驱替吸附态甲烷解吸排出，并将CO2气体吸附在煤层内，直至煤层气被大量抽采完毕后，对不可采煤层进行封井实现CO2封存。不仅能有效提高该煤层的瓦斯抽采率，还对CO2封存后具有较好的密封效果。
一种不可煤层强化煤层气开采 co base sub

[发明专利]一种基于底板岩巷的多模灾害链式治理方法-CN202210496959.3有效
发明人： 徐吉钊;翟成;孙勇;郑仰峰;唐伟;丛钰洲;余旭;刘厅;李宇杰;朱薪宇;陈爱坤;丁熊;石克龙 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-05-09 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于底板岩巷的多模灾害链式治理方法，在煤巷掘进之前及掘进过程中，利用穿层钻孔和注浆钻孔对目标煤层依次进行卸压增透和注浆加固，从而在煤巷周围形成强化区域和卸压区域相结合，这样形成的“强化—松弛”结构一方面可提高瓦斯抽采效率，另一方面可保证煤巷安全采掘进度和后期稳定性维护；其次，在工作面回采时利用定向钻孔可实现煤层内异常赋存瓦斯的二次抽采，结合煤层常规瓦斯抽采方法，实现煤层瓦斯的全覆盖抽采；最后，在完成当前煤巷的工作面回采后，能将其他接续工作面新的煤巷及底板岩巷掘进时生产的煤矸石充填至当前废弃的底板岩巷中，可同时实现节约矸石提升成本、保护地表生态环境和预防地表塌陷等多重目的。
一种基于底板灾害链式治理方法

[发明专利]一种基于多相CO2-CN202210491074.4有效
发明人： 徐吉钊;徐鹤翔;翟成;余旭;孙勇;丛钰洲;郑仰峰;唐伟;朱薪宇;王帅;蔡渝梁;吴西卓;黄婷;王宇 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-05-07 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多相CO2介质的多侧层位式地热强化开采方法，从地面向干热岩储层钻设竖井，并在竖井内依次形成蓄热池、第一水平钻井组、第二水平钻井组和第三水平钻井组，并布设多相态CO2地热开采系统；利用液态CO2注入地热层时受热后相变膨胀致裂原理增加体积改造范围，并且在相变致裂的同时，使CO2气体变成处于超临界状态的CO2流体，在致裂完成后超临界状态的CO2流体与地热层换热后，根据其羽流特性集中汇聚在事先形成的蓄热池中，最后超临界状态的CO2流体进入换热器内进行换热降温，使其提取的热量用于发电装置进行发电；从而有效保证了地热资源开采后的换热效率，提高了地热资源的整体开采效率。
一种基于多相 co base sub

[发明专利]一种基于多相态CO2-CN202210491063.6有效
发明人： 徐吉钊;翟成;余旭;孙勇;陈爱坤;石克龙;丁熊;吴西卓;蔡渝梁;王帅;徐鹤翔;王宇;黄婷 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-05-07 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多相态CO2的层位式地热强化开采方法，采用“单主井改造提热—副井监测”的开采模式，大大减小了钻井成本，提高了单一钻井的利用效率；利用液态CO2注入地热层时受热后相变膨胀致裂原理增加体积改造范围，并且在相变致裂的同时，随着内部压力及温度的持续增加，使CO2气体变成处于超临界状态的CO2流体，在致裂完成后，此时使超临界状态的CO2流体与地热层换热后携带大量的地热能，最后高温超临界状态的CO2流体进入换热器内进行换热降温，使其提取的热量用于发电装置进行发电，换热完成后降温的CO2气体通过低温冷凝管降温重新液化成液态CO2，从而实现了CO2工质的闭环利用；最终提高了地热资源的整体开采效率。
一种基于多相 co base sub

[发明专利]一种水力冲孔造穴协同蒸汽注入强化瓦斯抽采方法-CN202111511992.0有效
发明人：翟成;李宇杰;王辉;丛钰洲;徐吉钊;孙勇;郑仰峰;唐伟;朱薪宇;陈爱坤 -专利权人：中国矿业大学;江苏拓海煤矿钻探机械有限公司
申请日： 2021-12-07 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种水力冲孔造穴协同蒸汽注入强化瓦斯抽采方法，先向煤层内打设穿层钻孔，并向钻孔内注入高压水进行水力冲孔，从而在钻孔内形成冲孔穴，并且冲孔穴周围形成数条裂缝，然后通过气渣分离器将冲孔穴内的残渣、废水排出并进行瓦斯抽采；瓦斯抽采一定时间后，再向冲孔穴内注入高温高压蒸汽，高温高压蒸汽进入冲孔穴内后与煤层进行热交换，蒸汽进入煤层的裂缝内进一步施加压力，使煤层裂缝在受到高温和高压力的作用后进一步扩展发育实现二次压裂；最终在高温水力冲孔和高温高压蒸汽的二次压裂，及降低煤层吸附性的多重作用下，实现对瓦斯抽采的增产。本发明能有效提高煤层瓦斯的抽采效果，并持续较长时间，同时降低施工钻孔的工作量。
一种水力冲孔协同蒸汽注入强化瓦斯方法