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[发明专利]一种基于分段压裂的隔水层强化注浆改造装置及方法-CN202110779862.9有效
发明人： 李彬刚;郑凯歌;杨欢;李延军;戴楠;王豪杰;杨森;王泽阳 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-07-09 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： E21B33/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于分段压裂的隔水层强化注浆改造装置及方法，该装置包括至少两段依次通过高压压裂管柱串联的压裂注浆控制器，各压裂注浆控制器之间的高压压裂管柱上均串联有安全丢开装置；压裂注浆控制器包括外套管、封隔胶囊、内套管、压簧和单向封堵弹片；外套管上设有第一开孔和第二开孔，外套管内设有阀座；封隔胶囊套设于外套管外并与第一开孔连通；内套管滑动适配于外套管内，压簧支撑于内套管和阀座之间，内套管设有第三开孔和第四开孔，第三开孔可与第一开孔对准，第四开孔可与第二开孔对准，内套管的内端还设置有第一球座；单向封堵弹片设于阀座的内侧。本发明能够克服现有顶板水害防治存在的问题。
一种基于分段水层强化改造装置方法

[发明专利]一种煤层瓦斯参数精准测定和分区抽采预测方法-CN202211646130.3在审
发明人：郑凯歌;赵继展;戴楠;杨欢;李彬刚;杨森;张俭;贾秉义;王泽阳 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2022-12-21 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤层瓦斯参数精准测定和分区抽采预测方法，涉及煤矿井下安全技术领域，包括形成测定孔道；于测定孔道中安装测试装置；形成独立的测试空间；获取各个测试空间内的第一瓦斯综合参数信息；根据预设标准和多个第一瓦斯综合参数信息，得到各个测试空间对应的危险分级；对比多个相邻测试空间的危险分级，并获取分级差值，将分级差值与预设阈值对比；当分级差值小于预设阈值时，开始瓦斯抽采钻孔；当相邻测试空间的分级差值超过预设阈值时，划分中部区域和边界区域，获取边界区域对应的危险分级；在测试空间内中部区域和边界区域分别开始瓦斯抽采钻孔。本发明具有测定精准和预测结果可靠的优点。
一种煤层瓦斯参数精准测定分区预测方法

[发明专利]采空区水害与强矿压灾害协同治理方法-CN202110406766.X有效
发明人：杨俊哲;吕情绪;贺安民;李果;杨茂林;高亮;杨建彬;李彬刚;郑凯歌 -专利权人：神华神东煤炭集团有限责任公司;中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-04-15 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明提供一种采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，包括如下步骤：获取上覆采空区的积水信息，积水信息包括积水位置；获取下伏煤层的影响治理层位；根据积水位置及影响治理层位，获取钻孔布置方式及朝向上覆采空区方向定向弱化岩体所需裂缝规模；根据钻孔布置方式在中间岩层施工钻孔；根据定向弱化岩体所需裂缝规模，获取冲击波参数信息；利用与冲击波参数信息对应的冲击波在钻孔内朝向上覆采空区方向定向弱化岩体；在钻孔内进行分段水力压裂，在中间岩层中形成弱化中间岩层的裂缝以及连通钻孔与上覆采空区的导水通道。本发明将强矿压灾害与采空区积水灾害同时治理，提高了治理效率，有利于下伏煤层的快速开采。
采空区水害强矿压灾害协同治理方法

[发明专利]煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂弱化坚硬夹矸层的方法-CN202010947594.2有效
发明人：李延军;王海军;郑凯歌;马良;陈志胜;李彬刚;张俭;李渊;戴楠;杨欢;王相业 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2020-09-10 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：一种煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂弱化坚硬夹矸层的方法，其包含如下步骤：第一步：确定回采工作面中坚硬夹矸层的赋存形态和范围；第二步：钻孔布设和压裂技术参数的确定；第三步：定向长钻孔施工，利用钻机按照步骤二中确定的钻孔布设参数进行定向长钻孔施工；第四步：压裂装备孔内输送与压裂施工；因此，本发明能克服现有弱化回采工作面中坚硬夹矸层技术的缺陷和存在的问题，实现更加绿色、安全、高效的弱化坚硬夹矸层的效果，实现了煤矿井下综采工作面中坚硬夹矸层超前弱化，完成了定向长钻孔内分段水力压裂整套施工装备的顺利回收，保证压裂施工效率，解决了现有技术中存在的技术缺陷性问题。
煤矿井下定向钻孔分段水力弱化坚硬夹矸层方法

[发明专利]一种智能无限级分段水力压裂系统-CN202110654589.7有效
发明人：郑凯歌;张俭;李延军;陈冬冬;陈志胜;李彬刚;戴楠;杨欢;赵继展;张静非 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-06-11 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种智能无限级分段水力压裂系统，包括远程控制中心以及与远程控制中心电连接的电控压裂滑套和导向器；所述电控压裂滑套的内部设有用于控制压裂滑套本体开关的电控芯片，用于监测压裂管内水压的压力传感器，以及用于监测压裂管内流量的流量传感器；所述导向器包括柱状体和摄像组件；所述柱状体的下端设有锥形体以及柱状体的侧壁设有沿着径向的安装孔，所述摄像组件安装于安装孔中。本发明通过远程控制中心发送命令信号给电控芯片，电控芯片使电控压裂滑套打开或者关闭，实现智能可控压裂施工，无限制级别的分段压裂，提高了压裂钻孔可实现长度，并达到压裂段位置和长度的精准控制，提高压裂改造效果。
一种智能无限分段水力系统

[发明专利]煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法-CN202010947613.1有效
发明人：李延军;郑凯歌;王海军;王晨阳;陈志胜;李彬刚;张俭;李渊;戴楠;杨欢;王相业 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2020-09-10 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：一种煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其包含如下步骤：第一步：确定回采工作面中坚硬夹矸层的赋存形态和范围；第二步：钻孔布设和压裂技术参数的确定；第三步：钻孔施工；步骤四：压裂设备孔内输送与压裂施工；因此，本发明能克服现有弱化煤层中坚硬夹矸层技术的缺陷和存在的问题，实现更加绿色、安全、高效的弱化坚硬夹矸层的效果，实现了煤矿井下回采工作面中坚硬夹矸层超前弱化，完成了深孔内预裂整套施工装备的顺利回收，保证压裂施工效率，解决了现有技术中存在的技术缺陷性问题。
煤矿井下水力弱化煤层坚硬夹矸层方法

[发明专利]长钻孔破碎带多点作业注浆改造系统及方法-CN202110140142.8有效
发明人：郑凯歌;张俭;陈冬冬;戴楠;杨欢;陈志胜;李彬刚;贾秉义;王晨阳;张静菲;方秦月 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-02-02 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： E21B33/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种长钻孔破碎带多点作业注浆改造系统及方法，涉及煤矿施工技术领域，包括注浆装置、封隔装置和注水装置，其中，注浆装置包括注浆管和注浆泵，注浆泵连接注浆管，注浆管末端开通并且其内形成有注浆通道，注浆管沿中心线方向依次间隔设置有多个出浆孔组，出浆孔组接通注浆通道；封隔装置包括末端封隔组件和多个中段封隔组件，末端封隔组件设置在注浆管末端，多个中段封隔组件设置在注浆管上，相邻中段封隔组件之间设置出浆孔组，末端封隔组件和与其相邻的中段封隔组件之间设置出浆孔组，末端封隔组件和中段封隔组件均可溶于水；还提供一种长钻孔破碎带多点作业注浆改造方法。本发明具有多点作业、封隔效果好和注浆效率高的优点。
钻孔破碎多点作业改造系统方法

[实用新型]一种用于巷道支护的横梁-CN202222047704.7有效
发明人：王春林;郑凯歌;李彦民;李彬刚;李延军;王豪杰;王林涛 -专利权人：陕西延长石油巴拉素煤业有限公司;中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2022-08-04 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： E21D15/50 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于巷道支护的横梁，包括拱型横梁和发光组件；所述拱型横梁前侧面和/或后侧面设有一个或多个发光组件；所述发光组件包括A荧光溶液、B荧光溶液、易碎的隔板和可形变的外壳；所述隔板固定连接于外壳的内部，用于将外壳的内腔分割为上腔体和下腔体；上腔体和下腔体均密封，且A荧光溶液填充于上腔体内以及B荧光溶液填充于下腔体内；隔板的一边伸出于外壳的一侧面，且外壳密封包裹隔板的伸出部分；所述拱型横梁设有与所述外壳适配的安装槽，所述安装槽的侧壁设有卡槽，且卡槽沿着拱型横梁的周向延伸。本实用新型实时检测横梁的形变量，预防岩层、土层沉降造成的坍塌，大幅度减小经济损失，同时提高对煤矿人员的保护。
一种用于巷道支护横梁

[实用新型]一种巷道支护立柱-CN202222047903.8有效
发明人：王春林;郑凯歌;李彦民;李彬刚;李延军;王豪杰;王林涛 -专利权人：陕西延长石油巴拉素煤业有限公司;中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2022-08-04 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： E21D15/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种巷道支护立柱，包括上柱体和下柱体；所述下柱体的上端设有轴向延伸的盲孔，所述上柱体的下端设有与所述盲孔适配的顶杆；所述顶杆的侧壁设有多个具有弹性的橡胶凸起，所述盲孔的侧壁设有多个凹槽；所有的橡胶凸起和凹槽均竖直分布且位于一条直线上，且位于底部一个橡胶凸起卡入位于上部的一个凹槽中，通过下压上柱体进而使所有的橡胶凸起一一对应地卡入相应的凹槽中；所述盲孔的底部设有荧光组件且下柱体的侧壁设有与所述荧光组件对应的观察窗；所述荧光组件包括盒体、A溶液和B溶液；所述盒体的内部设有上腔体和下腔体，且上腔体和下腔体之间通过隔膜密封。本实用新型增加了巷道支护的预警功能，提升巷道的安全等级。
一种巷道支护立柱

[发明专利]一种多灾害定向长钻孔单孔多效主动区域协同防治方法-CN202210804881.7在审
发明人：郑凯歌;杨欢;杨森;李延军;戴楠;李彬刚;王泽阳;王豪杰;王林涛;席杰 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2022-07-08 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种多灾害定向长钻孔单孔多效主动区域协同防治方法，方法包括：确定灾害控制层，所述灾害控制层包括：水害控制岩层、强矿压或冲击地压灾害控制岩层、三角区悬顶控制层和自燃灾害控制煤层；确定压裂钻孔的主孔布置层位；根据所述主孔布置层位布置双梳状钻孔，且双梳状钻孔的上行分支孔向上延伸至位于最上方的灾害控制层内，下行分支孔向下延伸至自燃灾害控制煤层内；施工所述双梳状钻孔；所述双梳状钻孔施工完成后，将压裂设备输送至双梳状钻孔内进行分层分区压裂。采用该方法能够规避不同治理方式相互影响，实现多灾害耦合协同源头治理，降低治理成本。
一种灾害定向钻孔单孔主动区域协同防治方法

[实用新型]一种煤矿开采瓦斯排放装置-CN202122574485.3有效
发明人：叶庆树;郑凯歌;吕英华;杨欢;陈殿赋;李延军;乔金林;戴楠;安世岗;李彬刚;孟范喻;张迪;李猛 -专利权人：国能神东煤炭集团有限责任公司;中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司;中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-10-25 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本申请提出了一种煤矿开采瓦斯排放装置，其中排气管下方设有与排气管连通的排气罩，排气罩内设有负压风机，排气罩外侧设有瓦斯浓度测量装置，送风管与排气管相邻并列布置，送风管的下方设有与送风管连通的送风筒，送风筒内设有正压风机，控制面板分别与负压风机、正压风机和瓦斯浓度测量装置电性连接，排气管、排气罩、送风管和送风筒均布置在固定组件上。本申请提出的煤矿瓦斯排放装置，具有自动化程度高，排放效果好的特点，从而具有较高的实用价值和推广价值。
一种煤矿开采瓦斯排放装置

[发明专利]一种喷射切缝压裂一体化装置及压裂方法-CN202210065154.3在审
发明人：郑凯歌;王泽阳;戴楠;李延军;杨森;杨欢;陈志胜;李彬刚;王豪杰;刘昌益;王林涛;方秦月 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： E21B43/114 文献下载
摘要：本发明公开了一种喷射切缝压裂一体化装置及压裂方法，所述喷射切缝压裂一体化装置包括管路，所述管路上连接有第二封隔器、定压截流器、第一封隔器和导向装置，在第二封隔器和定压截流器之间设置有角度可控定向射孔及切缝装置，在第二封隔器和定压截流器之间设置有角度可控定向射孔及切缝装置，所述角度可控定向射孔及切缝装置包括外壳和设于所述外壳内部的控向喷射装置，所述控向喷射装置上设有喷嘴，对应喷嘴的所述外壳相应位置环向开设有槽；本发明利用喷射切缝压裂一体化装置集成了喷射、切缝和压裂功能，采用本发明即可在射孔或切缝结束后无需更换孔内工具即可完成分段压裂的后续施工，大幅度降低人员的劳动强度，提高工作效率。
一种喷射切缝压裂一体化装置方法

[发明专利]一种角度可控定向射孔及切缝一体化装置及应用方法-CN202210065155.8在审
发明人：王泽阳;郑凯歌;戴楠;刘昌益;杨欢;李延军;王豪杰;李彬刚;陈志胜;杨森;王林涛;方秦月 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： E21B43/114 文献下载
摘要：本发明公开了一种角度可控定向射孔及切缝一体化装置及应用方法，所述装置包括外壳和设于所述外壳内部的控向喷射装置，所述控向喷射装置上设有喷嘴，对应喷嘴的所述外壳相应位置环向开设有槽；所述控向喷射装置包括涡轮扇叶和与所述涡轮扇叶固定连接的控向装置，所述控向装置包括控向装置本体以及均设于控向装置本体内部的弹性件、钢珠和第一限位件，所述外壳设有第二限位件，所述弹性件一端与所述钢珠抵接，另一端与所述第二限位件抵接，所述钢珠的另一端与所述第一限位件抵接。本发明实现了角度可控的定向射孔模式或切缝模式随意切换，降低了生产成本，采用本装置与压裂工具组合后无需退出孔内装置即可开始压裂，提高工作效率。
一种角度可控定向一体化装置应用方法

[实用新型]瓦斯抽采封孔装置-CN202122641292.5有效
发明人：吕英华;郑凯歌;乔金林;戴楠;罗伙根;李延军;张迪;杨欢;申伟芳;李鹏;李彬刚;袁克金;李猛 -专利权人：国能神东煤炭集团有限责任公司;中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司;中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2021-10-29 - 公布日： 2022-04-26 - 主分类号： E21B33/13 文献下载
摘要：本申请公开一种瓦斯抽采封孔装置，包括抽采管、注浆管、注浆通道、第一囊袋、第二囊袋和砂浆袋。第一囊袋和第二囊袋包覆在抽采管的外壁，注浆通道位于第一囊袋和第二囊袋之间，第一囊袋和第二囊袋通过注浆通道连通，第一囊袋上背向第二囊袋的一侧连接有用于注入浆料的注浆管，实现抽采管两端的钻孔的封堵，注浆通道上设置有爆破阀，砂浆袋套在注浆通道外，使爆破阀位于砂浆袋内。采用本申请提供的瓦斯抽采封孔装置，可增加浆料渗透钻孔裂隙的速率，实现对钻孔及其周边裂隙的密封，有效封堵钻孔，提高瓦斯的抽采效率。
瓦斯抽采封孔装置

[发明专利]一种坚硬顶板冲击地压分段控向压裂治理方法-CN202010108802.X有效
发明人：郑凯歌;张俭;李延军;赵继展;陈志胜;李彬刚;戴楠;陈冬冬 -专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司
申请日： 2020-02-21 - 公布日： 2021-11-09 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开一种坚硬顶板冲击地压分段控向压裂治理方法，包括如下步骤：S10、获取坚硬顶板地应力参数；S20、设计定向长钻孔的布置方式和控向压裂技术的参数；S30、施工定向长钻孔；S40、向定向长钻孔内装设分段控向压裂装置；S50、分段控向压裂施工；S51、形成人工预制控向喷射裂缝；S52、形成压裂裂缝缝网；S53、停泵，排水，封隔器收缩，拖动至下一段压裂位置；S54、重复S51‑S53的步骤，完成整个定向长钻孔压裂施工；本发明提出的坚硬顶板冲击地压分段控向压裂治理方法，精准控制坚硬顶板层位，逐段进行压裂，形成三维裂隙沟通网络，有效对坚硬顶板进行弱化，促使坚硬顶板能适时垮落。
一种坚硬顶板冲击地压分段治理方法

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