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[发明专利]一种倾斜采空区多排群柱抵抗拉伸能力的测试装置与方法-CN202110151075.X有效
发明人：白锦文;史旭东;杨欣宇;崔博强;杜献杰;冯国瑞 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-02-04 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G01N3/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种倾斜采空区多排群柱抵抗拉伸能力的测试装置与方法。该装置的机架底部与试验机底座连接，顶部与横架连接；上、下滑动卡座分别为半圆柱块，下滑动卡座上面设有位于同一中心线上的若干个下加载鄂，下加载鄂与上加载鄂对应设置，下加载鄂焊接在下滑动卡座上，能对试件同时进行抗拉能力测试；上滑动卡座上部与上压盘连接，下滑动卡座与下压盘连接；上加载鄂和下加载鄂之间通过定向轴承连接，上加载鄂和下加载鄂扣合后内部形成椭圆形的空腔，用于放置试件；所述力控制装置包括液压推动轴、液压油缸、压力传感器。本发明可以实现多个体遗留矿柱受载破坏的模拟，并且可以连续改变试件受载的角度，研究不同角度下群柱体系的抗拉能力。
一种倾斜采空区多排群柱抵抗拉伸能力测试装置方法

[发明专利]扰动影响下水平采空区多排群柱抗拉能力测试装置与方法-CN202110151070.7有效
发明人：王凯;史旭东;白锦文;杜献杰;郭军;冯国瑞;崔博强 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-02-04 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G01N3/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种扰动影响下水平采空区多排群柱抗拉能力测试装置与方法。该装置包括试验机底座、机架、下加载鄂、上加载鄂、上压板、工作台、横架、主加载杆、主加载油缸、压力传感器、扰动力传感器、保护环、半球座、上压盘、定向轴承、扰动油缸、扰动杆；底座上设有四个保护环，每个保护环内部安装有一根机架，机架一端与底座连接，另一端与横架连接，一个工作台上面设有位于同一中心线的五排下加载鄂，可实现对1‑25个试件的同步拉伸。本发明可以实现多个煤、岩、充填体、混凝土、煤‑充、岩‑充试件的同步加载，可以获取扰动加载条件下水平采空区多排群柱系统的拉伸能力，得到水平采空区群柱个体之间的相互影响关系。
扰动影响水平采空区多排群柱抗拉能力测试装置方法

[发明专利]一种利用煤矿结构充填开采建设地下酒库的方法-CN202310826863.3在审
发明人： 杜献杰;郑远翔;冯国瑞;李晓磊;刘文昊 -专利权人：太原理工大学;山西浙大新材料与化工研究院
申请日： 2023-07-07 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： E21D13/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用煤矿结构充填开采建设地下酒库的方法，包括以下步骤：（1）地下空间的建立：选取煤层、打井、掘巷；（2）对地下空间进行条带充填：先对选取的煤层进行倾向条带开采，隔一段采一段，然后使用高强度的矸石胶结充填材料进行条带充填，必要时可以向充填体中加入钢筋进一步增加充填体的强度；（3）防水保温层施工以及配套设施安装：地下空间中设有制酒仓、储酒仓、通风系统、防水泡沫保温层、供暖保温系统、温度湿度监测系统、条带充填体承载结构。本发明能对地下空间进行有效的利用，采用地下空间作为酿酒、储酒空间可以节省大量地上空间，减少土地占用，有利于保护环境。
一种利用煤矿结构充填开采建设下酒方法

[发明专利]一种基于井下矸石堆的特厚煤层综放充填开采方法-CN202110757254.8有效
发明人：郭星辰;郭军;冯国瑞;郑文贤;钱瑞鹏;文晓泽;朱林俊;戚庭野;白锦文;韩艳娜;杜献杰 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-07-05 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于井下矸石堆的特厚煤层综放充填开采方法，井下增设煤矸分选机构和矸石储备仓；在顶煤平行于待开采煤层布置一条或两条充填巷，巷道以坚硬岩层为顶板、以煤层为底板，顶板采用预应力螺纹钢树脂锚杆支护；巷道内平行于底板铺设金属网，其上沿巷道一侧布置可伸缩胶带输送机；工作面采出的煤经过井下分选，矸石运往充填巷，随着工作面的推进采空区内形成一条或两条以矸石堆为单位来支撑破断空间应力集中区域的充填带。本发明首次实现井下采充机械一体化平行作业，矸石井下自给，在满足相应的地表沉陷的要求下，不仅能有效防止上覆岩层垮落，抑制地表下沉，还能够优化生产结构、节省成本、大大提高工作效率。
一种基于井下矸石煤层充填开采方法

[发明专利]上采区埋管与下向钻孔一体化布置及全周期瓦斯抽采方法-CN202111148669.1有效
发明人：李振;范伟超;冯国瑞;方智龙;赵嘉鹏;杨鹏;杨晓军;侯凯;戚庭野;白锦文;郭军;杜献杰 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-09-29 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本发明公开一种上采区埋管与下向钻孔一体化布置及全周期瓦斯抽采方法，在上部首煤层开采前将两根抽采干管沿进、回风巷铺设，采煤开始后维护进、回风巷道形成沿空巷道，在沿空巷道分别将两根抽采干管的抽采支管铺设延伸至采空区“O”型圈范围内并沿工作面推进方向交错布置直到工作面结束，利用抽采支管抽采本煤层采空区瓦斯，利用预抽钻孔内抽采管对下部多水平煤层采前瓦斯进行预抽，利用位于地面的电子阀智能实时调控台综合控制上部首煤层采动采空区、下部多煤层以及采后形成的多水平采空区瓦斯的全周期抽采工艺。该发明能够实现多水平煤层的首煤层采动采空区瓦斯、下部多煤层瓦斯以及多煤层开挖后形成的复合采空区瓦斯的全周期一体化协同抽采。
采区钻孔一体化布置周期瓦斯方法

[发明专利]一种内层可旋转防止充填管道堵塞的装置及方法-CN202210359695.7有效
发明人：冯国瑞;张志城;戚庭野;郭军;王昊晨;王泽华;杜献杰;王林飞;丁琦 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2022-04-07 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： F16L9/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种内层可旋转防止充填管道堵塞的装置及方法，包括内层可旋转双层充填管道、密封滚珠轴承、传感器装置、电阻率监测装置与齿轮传动装置；内层可旋转双层充填管道由内层管道和外层管道连接组成，内层管道为可旋转管道，外层管道安装在内层管道外侧，用于固定内层可旋转管道的位置并保护内层管道；内层管道上设有传感器装置，传感器装置与电阻率监测装置连接，所述电阻率监测装置包括信号滤波与放大电路、单片机、PC计算机、PLC控制器；当管内电阻率高于设定的安全值时即启动PLC控制器控制电机旋转，电机通过齿轮传动装置带动内层管道进行旋转。本发明通过翻滚充填作业中的料浆，保证料浆浓度均匀，解决了堵管问题的发生。
一种内层旋转防止充填管道堵塞装置方法

[发明专利]一种水平采空区多排群柱抗拉能力测试装置与方法-CN202110151481.6有效
发明人：史旭东;白锦文;王凯;杜献杰;冯国瑞;崔博强 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-02-04 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G01N3/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种水平采空区多排群柱抗拉能力测试装置与方法，该装置试验机底座的四个角上设有四个保护环，每个保护环内部安装有一根机架，机架底部与试验机底座连接，顶部与横架连接，横架下方与若干个力控制装置连接，力控制装置包括压力传感器、液压油缸和液压推动轴，每个液压推动轴连接一个上压盘；压力传感器设置在上压盘上方；工作台上均匀设有五排下加载鄂，下加载鄂上方配套设有上加载鄂，上加载鄂和下加载鄂之间通过定向轴承连接，上加载鄂和下加载鄂扣合后内部形成椭圆形的空腔，用于放置试件，防止试件受偏心荷载。本发明通过多个液压推动轴可以实现多群柱的均匀和非均匀载荷的加载，研究多群柱体系的抗拉能力。
一种水平采空区多排群柱抗拉能力测试装置方法

[发明专利]用于浇筑地下充填体的临时支护墙式移动模板及使用方法-CN202210549950.4在审
发明人： 杜献杰;李晓磊;郑远翔;冯国瑞;刘文昊 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2022-05-20 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： E21F15/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于浇筑地下充填体的临时支护墙式移动模板及使用方法，所述模板由模板部分和三角支架部分组成；模板部分主体为组合钢模板，组合钢模板包括面板、横边框和纵边框，在面板上分别设有横肋、纵肋和背楞；三角支架部分由数榀三角支架组成，三角支架之间使用钢管连接并由钢管扣件将钢管和三角支架固定；单榀三角支架由双十号槽钢与双十四号槽钢组成三角桁架，三角桁架底部设置升降兼支护装置和滑动装置，顶部设临时支护装置；模板部分和三角支架部分通过双十号槽钢连接固定。本发明一方面可增强充填体强度、降低充填体压缩量；另一方面可实现临时支护顶板并构成顶板‑临时支护装置‑地板协同承载的组合承载结构。
用于浇筑地下充填临时护墙移动模板使用方法

[发明专利]定向排布煤矸石骨料的煤矿胶结充填装置和充填方法-CN202110420010.0有效
发明人：戚庭野;王昊晨;冯国瑞;白锦文;杜献杰;郭育霞;王泽华 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-04-19 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： E21F15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种定向排布煤矸石骨料的煤矿胶结充填装置和充填方法。装置包括超声波发生器，超声波发生器通过电线连接变阻器、电磁铁及电源，变阻器可以调节超声波发生器和电磁铁的功率；电磁铁通过柔性布式充填模板两侧顶部的挂钩和两侧的小型磁片与柔性布式充填模板紧密贴合；在一侧电磁铁及对应的柔性布式充填模板上设有充填口、磁粉投放口，充填管道从充填口穿过进入柔性布式充填模板内部，磁粉投放口位于充填口下方；换能器放置在电磁铁内部的孔洞中。本发明有效提高煤矿胶结充填体的承载能力和长期稳定性，满足结构充填开采、深地充填开采对充填体的强度需求，为地下空间高效利用、深部储煤安全采掘提供重要的理论和技术支撑。
定向排布煤矸石骨料煤矿胶结充填装置方法

[发明专利]一种充填体浇筑养护装置及其使用方法-CN202110629645.1有效
发明人： 杜献杰;刘文昊;冯国瑞 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-06-07 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： E21F15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种充填体浇筑养护装置及其使用方法。该装置包括四块滑动模板和位于模板底部起支撑作用的模板底座，所述滑动模板和模板底座均为三竖板侧边相接的凹形结构，由一条横板和两条斜板组成，两条斜板分别与横板端部连接，横板与斜板所成夹角为45°；所述的四块滑动模板通过连接板连接成一个中间为空腔的框架结构，充填体材料向中间的空腔内浇筑；所述连接板为长方形板，在滑动模板的斜板中部分别设有螺栓孔，连接板与滑动模板连接处是经过加工的宽度大于螺栓直径的滑动槽，相邻滑动模板之间通过连接板和螺栓连接。本发明的滑动模板可批量生产，施工方便；分段浇筑有利于提高充填体强度；本装置对于顶板有一定支撑作用且有利于接顶距离的控制。
一种充填浇筑养护装置及其使用方法

[发明专利]针对界面过渡区的煤矿胶结充填材料植物纤维加固方法-CN202110311012.6有效
发明人：王昊晨;戚庭野;王泽华;杜献杰;郭育霞;白锦文;冯国瑞 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-03-24 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： C04B28/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对界面过渡区的煤矿胶结充填材料植物纤维加固方法，通过水泥‑粉煤灰净浆的预浸泡，使粗骨料表面具有粘附性，从而在植物纤维和煤矸石骨料与浆体之间形成有效的联结。本发明利用植物纤维对煤矿胶结充填材料界面过渡区进行针对性加固改良，可有效“补短板、增效能”，提高断裂能、增强抗冲击性、延迟破坏发生、转变脆性为延性；利用本发明方法制备的植物纤维加固煤矿胶结充填体，力学强度可达8‑9 MPa，是以往充填体5 MPa左右强度现况的1.6‑1.8倍，充分满足结构充填开采、深地充填开采对充填体的强度需求，有利于进一步推进我国煤矿胶结充填开采技术的进步，为地下空间高效利用、深部储煤安全采掘提供重要的理论和技术支撑。
针对界面过渡煤矿胶结充填材料植物纤维加固方法

[发明专利]面接触块体梁结构的复合残采区上行开采可行性判定方法-CN201710790049.5有效
发明人：张玉江;冯国瑞;戚庭野;闫勇敢;章敏;杜献杰;郭军;白锦文;杨创前;康立勋 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2017-09-05 - 公布日： 2021-07-27 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明属于煤炭开采领域，提出了复合残采区上行开采可行性的定量判定方法，包括以下步骤：S1判断上部残煤位置，若位于下煤层开采的冒落带之上则进行步骤S2，否则判定为不可开采；S2通过钻探得到残煤开采区域的岩层组成、岩层结构及岩层物理力学参数；S3确定形成底板面接触块体梁半拱岩层结构的控制岩层的位置；S4计算控制岩层破断距和支承压力在经过传播衰减之后作用于底板面接触块体梁半拱岩层结构的扰动载荷；S5分析扰动载荷作用下底板面接触块体梁半拱结构是否发生滑落失稳，若不发生滑落失稳，可以进行开采。本发明提高了可采性判定准确度以及开采安全性，适用于控制岩层坚硬且裂隙发育，形成面接触块体梁半拱岩层结构的情况。
接触块体结构复合采区上行开采可行性判定方法

[发明专利]一种利用废旧汽车轮胎分材质制备的煤矿采空区充填膏体及其制备方法-CN201811066892.X有效
发明人：郭育霞;冉洪宇;杜献杰;冯国瑞;王鹏;王泽华 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2018-09-13 - 公布日： 2021-06-08 - 主分类号： C04B28/04 文献下载
摘要：一种适用于煤矿充填开采的利用废旧汽车轮胎分材质制备的煤矿采空区充填膏体及其制备方法，属于胶结充填材料技术领域，可解决现有废旧橡胶回收利用率低以及煤矿膏体充填原材料成本高、来源窄的问题，本发明将废旧汽车轮胎无需化学处理，仅需简单物理裁剪与破碎的情况下，实现完全回收并分类利用，解决了废旧汽车轮胎污染环境、占用土地的问题，扩充了膏体充填原材料的来源，而且，提升了膏体充填材料在井下硫酸盐环境中抗腐蚀的能力，极大的改善了抗收缩性能，对微裂缝繁殖与生长的抑制作用是很明显的，提高了抗折能力、抗冲击性能、保障了膏体充填材料的长期稳定。
一种利用废旧汽车轮胎材质制备煤矿采空区充填及其方法

[发明专利]一种采煤矿区条带式构造充填保-储水系统-CN201811305499.1有效
发明人：冯国瑞;杜献杰;冉洪宇;郭育霞;戚庭野;王泽华;李庆东;王鹏 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2018-11-05 - 公布日： 2021-04-06 - 主分类号： E03F5/10 文献下载
摘要：一种采煤矿区条带式构造充填保‑储水系统，属于煤矿开采中矿区水资源保护与利用技术领域，可解决现有采煤矿区的隔水岩层由于采动破断导致地下水流失和采煤矿区水资源的浪费问题，包括条带充填体承载结构、雨水收集系统、生活污水收集系统和矿井水收集系统，生活污水、雨水、矿井水经过过滤系统，一级沉淀池、二级净化池、隔离、存储处理，达到工农业水质标准，以满足矿区枯水期工农业生产及采煤工作面的用水需求，对经检验符合生活饮用水标准的雨水、洁净矿井水进行高效可靠存储，以满足矿区枯水期生活用水需求。本发明实现了采煤矿区保水采煤及水资源的充分回收利用。
一种采煤矿区条带构造充填储水系统

[发明专利]一种监测管道中膏体充填料浆离析的试验装置及方法-CN201810984338.3有效
发明人：戚庭野;王泽华;冯国瑞;郭育霞;杜献杰;李庆东;李化运;王鹏;张树峰 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2018-08-28 - 公布日： 2021-03-05 - 主分类号： G01N27/08 文献下载
摘要：本发明一种监测管道中膏体充填料浆离析的试验装置及方法，属于膏体充填料浆管道输送监测技术领域；所要解决的技术问题是提供了结构简单、操作方便，对管道中充填料浆离析状态的实时监测的装置；解决该技术问题采用的技术方案为：包括储料桶、L型管道，电阻率测量装置和料浆流量测量装置，储料罐的出口与L型管道的入口相连通；电阻率测量装置包括测量电极、多路转换器、多通道电阻率测试模块和数据采集与处理模块，若干个测量电极沿L型管道的横截面环绕紧贴在内壁上，测量电极穿过管壁上的通孔后通过导线依序与多路转换器、多通道电阻率测试模块和数据采集与处理模块相连；料浆流量测量装置包括称量筒和电子秤，称量筒置于电子秤上。
一种监测管道中膏体充填离析试验装置方法

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