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[发明专利]模拟二维加载液氮降温巷道开挖卸荷的试验装置及方法-CN201711185371.1有效
发明人：宫凤强;司雪峰;李夕兵;罗勇 -专利权人：中南大学
申请日： 2017-11-23 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明公开了模拟二维加载液氮降温巷道开挖卸荷的试验装置及方法。该装置包括钻孔取芯钻头，降温注液孔，注液控制开关，密封控制阀，钻杆，电机，滑块，连接杆，齿条，齿轮，变速电机，导轨，液氮瓶，轴承，可伸缩支座，岩石试样，管道，转动连接杆。试验方法按照以下步骤进行：步骤一、固定岩石试样，步骤二、对岩石试样进行二维加载，步骤三、安装开挖卸荷试验装置，步骤四、模拟圆形巷道开挖钻孔，步骤五、数据分析与处理。本发明在钻取岩石试样的过程中打开注液控制开关通过降温注液孔向钻孔取芯钻头注入液氮来降低钻头的温度，避免了用水降温容易弱化岩石材料的相关性能这一问题。
模拟二维加载液氮降温巷道开挖试验装置方法

[发明专利]定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化装置及方法-CN202310405777.5在审
发明人：郭懿德;黄麟淇;李夕兵;孙景楠 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-04-14 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： E21B43/114 文献下载
摘要：本发明公开了一种定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化装置及方法,包括激光热剥落组件、动态水力压裂组件和岩屑收集组件。本发明利用激光瞬间加热页岩储层表面以产生距离和方位可控的射孔分布并在射孔周围的储层中形成的复杂热裂缝，能降低深地储层压裂难度、提高页岩气解析速率、诱导后续水力压裂压裂裂缝向压裂区域定向起裂，以使裂缝形成于所要定向压裂区域内，克服了现有定向射孔存在的技术难题；同时，基于该射孔方法的动态水力压裂及其组合压裂技术可以实现深层页岩高温高应力开采环境下的复杂多变的水力压裂优势倾角设计，进而创造更多不受地应力控制的水力压裂有效区域。
定向水力裂开深层页岩一体化装置方法

[发明专利]一种用于小行星的破岩采样设备及其使用方法-CN202310408701.8在审
发明人：郭懿德;黄麟淇;李夕兵;孙景楠 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-04-14 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G01N1/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于小行星的破岩采样设备及其使用方法,其破岩采样设备包括移动平台、安设在移动平台前端的岩块收集组件和热剥落组件、安设在移动平台后端的太阳能组件，热剥落组件包括依次连接的微波发生器、波导管和微波照射板，微波照射板对位于移动平台前端的矿岩岩块进行热剥落，形成剥落岩块；岩块收集组件包括沿气流方向依次连通布置的喷气气幕管、岩块收集管、岩块收集箱、抽气泵、第二控制阀、储气罐、第一控制阀、空气压缩机，空气压缩机的排气口通过耐压管道与喷气气幕管内部前端相连通用于形成循环气流。本发明满足在设备小型化、低功率条件下的小行星矿岩的连续有效破碎；保证了一次航空组件发射的长时间、大产量持续采矿作业。
一种用于小行星采样设备及其使用方法

[发明专利]模拟页岩气开采扰动载荷诱发断层活化的试验系统及方法-CN202310247913.2在审
发明人：黄麟淇;郭懿德;李夕兵;孙景楠 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-03-13 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01N3/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟页岩气开采扰动载荷诱发断层活化的试验系统及方法，其包括用于存放页岩试样并对其进行高温高压加载的三轴应力室，对页岩试样进行地层原位状态下扰动加载的扰动载荷加载组件，在三轴应力室上开有连通其内外两侧的试验孔，扰动载荷加载组件包括沿试验孔轴线依次布置在牵引平台上的扰动入射杆、牵引车和冲击装置，扰动入射杆一端插入试验孔内与页岩试样相对接、一端与通过垫块与牵引车相连接，牵引车通过垫块及扰动入射杆对试验孔处的页岩试样进行高压加载；冲击装置通过垫块及扰动入射杆对试验孔处的页岩试样进行中高应变率扰动载荷加载。本发明能实现对页岩试样全断面同步同频的真三轴应力加载以及施加中高应变率扰动载荷。
模拟页岩开采扰动载荷诱发断层活化试验系统方法

[发明专利]一种巡检机器人-CN202310027991.1在审
发明人：黄麟淇;王钊炜;刘迎泽;刘茂林;李夕兵 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-01-09 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： E21B7/02 文献下载
摘要：本申请涉及矿井巡检的领域,尤其涉及一种巡检机器人，包括：行走单元，用于实现机器人移动，所述行走单元上设置有：检测单元，用于巷道内环境检测；视讯单元，用于巷道内图像拍摄；钻孔单元，用于围岩钻孔；注浆单元，用于围岩注浆；传输单元，用于将检测单元检测的信息以及视频单元拍摄的图像传输至后台；远程控制单元，用于远程控制行走单元、检测单元、钻孔单元以及注浆单元运行。本申请具有能够在巡检过程中实现对矿井内减灾处理的效果。
一种巡检机器人

[发明专利]模拟深埋隧洞爆破开挖卸荷的试验装置及试验方法-CN201711185372.6有效
发明人：宫凤强;罗勇;李夕兵;司雪峰;冯帆 -专利权人：中南大学
申请日： 2017-11-23 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明公开了模拟深埋隧洞爆破开挖卸荷的试验装置及试验方法，该装置包括模型架外框，模型架内框，前侧板，后侧板，模型试样，承压板，液压千斤顶，高压油泵，耐压管，动态测试分析仪，动态应变仪，静态应变仪，爆破振动监测仪，电脑，速度传感器，微型压力盒，电阻应变片，导线，起爆器，炮眼，药卷。试验方法按照以下步骤进行：步骤一、模型试样的制作，步骤二、模型试样的安装，步骤三、模型试样的加载，步骤四、模拟爆破开挖和数据采集，步骤五、数据处理分析。本发明通过相似材料模拟试验可根据实际地质资料将隧洞地质环境按一定相似比较好的还原，具有成本低、操作方便的优势，且能反应出围岩变形破坏的一般规律。
模拟隧洞爆破开挖试验装置试验方法

[发明专利]一种断层胶结岩体承压重塑装置及工作方法-CN202310264500.5在审
发明人：王佳军;李夕兵;黄麟淇;吴阳春;刘惠林;李佳其 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-03-17 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G01N1/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种断层胶结岩体承压重塑装置及工作方法，可用于在不同承压条件下制备断层胶结岩样。通过将两组杠杆装置与胶结岩样重塑装置组合装配，演化断层胶结岩体的成岩过程，从而制备不同应力水平的断层胶结岩样，以便于从试验室尺度对断层胶结岩体的物理力学性质展开研究。所述断层胶结岩体承压重塑装置包括L型刚性支架、第一杠杆装置、第二杠杆装置和胶结岩样重塑装置，所述胶结岩样重塑装置包括固定连接在L型刚性支架上的缸筒；所述第一杠杆装置包括第一刚性支撑架、第一刚性杆以及第一砝码；所述第二杠杆装置包括第二刚性支撑架、第二刚性杆以及第二砝码。本发明能考虑到工程实际条件，制备出能表征断层胶结岩体的试样。
一种断层胶结岩体承压重塑装置工作方法

[发明专利]模拟深部三维加载条件下开挖卸荷的试验装置及试验方法-CN201711185343.X有效
发明人：宫凤强;罗勇;李夕兵;司雪峰;赵国彦 -专利权人：中南大学
申请日： 2017-11-23 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G01N3/00 文献下载
摘要：本发明公开了模拟深部三维加载条件下开挖卸荷的试验装置及试验方法。该装置包括真三轴试验台，岩石试样，加载室，联结柱，左圆孔，右圆孔，前承压板，后承压板，垫块，螺栓，底座，矩形框，垂直直线导轨，垂直滑块，水平直线导轨，水平滑块，左横梁，右横梁，丝杆螺母，升降丝杆，轴承，直齿条，齿轮，转向器垂直输出轴，电机，转向器，密封壳，进气口，转向器水平输出轴，切割钻头，螺旋叶片，孔道。试验方法按照以下步骤进行：步骤一、固定装置并对岩石试样进行三维加载，步骤二、安装和调节切割钻头位置，步骤三、模拟圆形隧道开挖卸荷钻孔，步骤四、开展后续研究。本发明适应性强，实现了三维加载模拟隧洞开挖卸荷过程。
模拟三维加载条件下开挖试验装置试验方法

[发明专利]模拟三维加载条件下爆破开挖卸荷的试验装置及试验方法-CN201711185344.4有效
发明人：宫凤强;司雪峰;李夕兵;罗勇;王少峰 -专利权人：中南大学
申请日： 2017-11-23 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明公开了模拟三维加载条件下爆破开挖卸荷的试验装置及试验方法。该装置包括反力架，承压板，液压千斤顶，爆破孔，连接螺栓，液压千斤顶控制开关，液压千斤顶控制线路，液压泵站，液压管路，电脑，爆破控制开关，爆破引线，应变片，孔洞，连接板，螺孔，相似材料试样，应变仪，螺母。试验方法按照以下步骤进行：步骤一、相似材料试样的加工，步骤二、固定相似材料试样，步骤三、三维加载，步骤四、模拟爆破开挖卸荷，步骤五、爆破数据处理与分析，步骤六、安装监控摄像头。本发明能够实现三维加载条件下的先加载后爆破开挖的模拟试验。
模拟三维加载条件下爆破开挖试验装置试验方法

[发明专利]一种高应力诱导多源辅助机械刀具切削破岩试验装置及方法-CN202310097197.4在审
发明人：王少锋;石鑫垒;李夕兵;魏长远;樊凯鑫 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-01-31 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G01N3/58 文献下载
摘要：本申请涉及岩石试验技术的领域，尤其涉及一种高应力诱导多源辅助机械刀具切削破岩试验装置及方法，包括：架体；围压盒，可水平垂直交叉运动的设置于架体下侧；多个应力加载缸，分别水平固定于围压盒的各竖直侧，各应力加载缸的伸缩杆均朝向围压盒内部；多个应力施加板，分别竖直固定于围压盒同侧的多个应力加载缸的伸缩杆；破岩载荷施加单元，设置于架体对应围压盒的上方，用于对岩体试样施加破岩载荷。本申请具有能够模拟深部岩体在高应力环境下的机械刀具破碎机理研究，补充现有岩石切割试验系统的不足。
一种应力诱导辅助机械刀具切削试验装置方法

[发明专利]预控顶小分段充填采矿方法-CN202211523923.6在审
发明人：刘伟军;刘志祥;裴佃飞;侯成录;李夕兵;刘鹏博;李威;张双侠;彭康 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： E21C41/22 文献下载
摘要：本发明涉及矿山开采，公布了一种预控顶小分段充填采矿方法，包括S1、沿矿体走向布置并划分采场，沿采场高度方向划分小分段；S2、对采场布置采准切割工程；S3、在靠近矿体上盘的边界处设置多排穿脉锚索用以对各小分段的上盘围岩进行加固支护，同一排的穿脉锚索所处平面与矿体的横截面相互垂直；沿矿体走向设置多排凿岩锚索用以对小分段的顶板进行加固，同一排的凿岩锚索所处平面与矿体的横截面相互平行；S4、对小分段进行回采，回采完毕后进行充填作业；S5、依次循环步骤S3和S4，直至该中段回采结束。采用该采矿方法可以提高采场生产能力，降低贫化损失，工艺简单且安全性高。
预控顶小分段充填采矿方法

[发明专利]一种联合开采深层-超深层页岩气和地热的系统和方法-CN202210664741.4有效
发明人：黄麟淇;郭懿德;李夕兵;孙景楠 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-06-13 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种联合开采深层‑超深层页岩气和地热的系统和方法，系统包括平行布置的页岩气开发垂直井和地热开发垂直井，地热开发垂直井的井口连通有水平的残余页岩气分离通道，页岩气分离通道的末端设置页岩气收集器。可实现在不建设新压裂井的前提下，联合开采深层‑超深层页岩气与地热资源，使同一页岩气生产井区的能源采收效益空前增加，显著减少同等效益下的工程开发成本；同时能最大化实现页岩气资源采出率，最优化发挥水力裂缝的效能，延长深层‑超深层页岩气生产区的服务寿命和效能，改善目前深层页岩气资源开采活动中主要侧重于克服高地温带来的不利影响、没有合理关注将深地环境变害为利的认识，为深部能源持续稳定开发利用提供新思路。
一种联合开采深层页岩地热系统方法

[发明专利]一种适用于缓倾斜极薄矿脉的机械化矿岩分采方法-CN202211451842.X在审
发明人：李帅;李夕兵;尹土兵;余李峰;胡博怡;余灏轩;黄淇;邹培源;于正;赵泽铭 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-11-21 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：本发明属于矿物采掘技术领域，具体涉及到一种适用于缓倾斜极薄矿脉的机械化矿岩分采方法，包括：中央人行通风上山掘进、两帮围岩中深孔预裂爆破、崩落围岩干式充填采空区、顶板极薄矿脉非爆连续分采四个步骤。本发明采用凿岩台车、掘进机和铲运机等先进采掘装备，替代风动凿岩机和电耙等效率低下的采掘设备，采用矿岩分采工艺替代矿岩混采工艺，解决了缓倾斜极薄矿脉采场产能小、废石产量大、矿石贫化难以控制、提升运输及选矿成本高等突出问题，具有机械化程度高、采场产能大、矿石贫化小、提升运输及选矿成本低等诸多优点。
一种适用于倾斜矿脉机械化矿岩分采方法

[发明专利]一种中部有软弱夹层的缓倾斜多层矿体连续开采工艺-CN202211451994.X在审
发明人：李帅;毛赛;李夕兵;尹土兵;余灏轩;胡博怡;邹培源;黄淇;余李峰;王新民 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-11-21 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： E21C41/22 文献下载
摘要：本发明属于矿物采掘技术领域，具体涉及一种适用于中部有软弱夹层的缓倾斜多层矿体连续开采工艺，包括：底部矿层开采、软弱夹层崩落、胶面层构筑和上部矿层开采四个步骤。通过崩落多层矿体间的软弱夹层充填底部采空区，利用胶面层上部的未接顶空间为自由面进行多层矿体连续开采，解决了中部有软弱夹层的缓倾斜多层矿体开采效率低、采选成本高、充填工艺流程复杂、采场产能小等技术问题，具有工艺简单、采掘效率高、采场产能大、矿石贫化小、生产成本低等诸多优点。
一种中部软弱夹层倾斜多层矿体连续开采工艺

[发明专利]动态应力加载后胶结岩体渗流试验系统及测试方法-CN202211292662.1在审
发明人： 李夕兵;王佳军;黄麟淇;吴阳春;刘慧琳;陈祉颖;闫景一;向恭梁;郑思将 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-10-21 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种动态应力加载后胶结岩体渗流试验系统及测试方法，涉及一种动态应力加载后胶结岩体渗流试验系统及测试方法。通过将SHPB动态冲击试验系统与胶结岩体渗流系统组合装配，设计出一种动态应力加载后胶结岩体渗流试验系统，重现胶结岩样在动载荷后的失稳以及渗透突水现象，揭示胶结岩体的动载荷‑渗流致灾机理。所述试验系统包括具有渗流装置的霍普金森动态应力加载系统以及围压控制系统、渗流控制系统；所述渗流装置包括具有渗流进水通道的前压头、具有渗流出水通道的后压头以及具有进油管和出油管的围压缸。克服了原有单一的动力学试验或渗流试验的缺点，各系统间分工明确、独立作业，可保证试验的易操作性和稳定性。
动态应力加载胶结渗流试验系统测试方法

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