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[发明专利]一种坚硬煤层注水防冲方法与系统-CN202110854327.5有效
发明人：顾合龙;来兴平;单鹏飞;张帅 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2021-07-28 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种坚硬煤层注水防冲方法与系统，旨在提升坚硬煤层的注水效率。为此，本发明实施例一方面提供的坚硬煤层注水防冲方法，包括如在煤层围岩上施作钻孔；利用高压水射流在钻孔中切割水射流切缝,以增强钻孔周边围岩渗透性；其中，高压水射流中混入有设定比例的细砂，水中细砂在高水压冲击作用下将嵌入水射流切缝周围的裂隙中；通过钻孔向煤层围岩注水，对煤层进行水力致裂，在煤层中形成煤层卸压带；当注水量无明显变化时，停止注水并在不影响钻孔周边围岩裂隙内水的赋存状态前提下，将钻孔中的水砂混合物抽出；对钻孔周边围岩进行微波加热。
一种坚硬煤层注水方法系统

[发明专利]煤矸分离设备的多参量智能煤矸监测反馈方法和系统-CN202310092455.X有效
发明人：张云;童亮;来兴平;刘永孜;何伟;曹胜根;闫保旭;刘嘉;梁鑫;薛熠;张雷铭 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2023-02-09 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种煤矸分离设备的多参量智能煤矸监测反馈方法和系统，用于提高煤矸分选设备的分选效果。反馈方法包括：通过安装在煤矸分选装置下的双目高清摄像机，采集分别下落到运煤传送带和运矸传送带过程中的煤和矸石图像，搭建可见光图像分割模型，确定煤中含矸率和矸中含煤率是否达标；通过红外摄像仪和声信号采集装置监测煤和矸石掉落在传送带上的温度、声波数据，确定煤中含矸率和矸中含煤率是否达标。煤中含矸率和矸中含煤率若不达标则自适应调节煤矸分离设备参数。反馈系统配套应用于煤矸分离设备的多参量智能煤矸监测反馈方法。本发明通过双重监测、反馈对固体充填开采下的分选设备参数进行智能调节，对固体充填开采具有重要意义。
分离设备参量智能监测反馈方法系统

[发明专利]水资源水量-水质综合保护下充实率及粒径级配设计方法-CN202310095027.2有效
发明人：张云;刘永孜;闫保旭;来兴平;薛熠;杨彦斌;刘嘉;梁鑫;张楠;童亮;何伟 -专利权人：西安科技大学;西安理工大学
申请日： 2023-02-09 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种水资源水量‑水质综合保护下充实率及粒径级配设计方法，包括以下步骤：获取矿区固体充填开采工作面采高M，上覆岩层载荷σ，矸石破碎后最大粒径D，上隔离保护层厚度h1和下隔离保护层厚度h2；测试煤岩体物理力学参数、渗透系数、孔隙率以及不同充实率下重金属离子浸出浓度；得到不同充实率下覆岩导水裂隙带发育高度以及重金属离子扩散距离；确定基于矿区水资源“水量”保护下充实率θ1的阈值与基于矿区水资源“水质”保护下充实率θ2的阈值；建立最优充实率判别式，确定最优充实率θ优；并计算获取不同矸石粒径级配，确定最优矸石粒径级配c。本发明方法实现了矿区水资源“水量”保护与“水质”保护的有效兼顾。
水资源水量水质综合保护充实粒径设计方法

[发明专利]一种煤层沟谷区上坡段矿压显现防治方法-CN202310824369.3在审
发明人： 来兴平;朱浩宇;单鹏飞;郭中安;吴龙泉;张雷铭;乔浩 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2023-07-06 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤层沟谷区上坡段矿压显现防治方法，该方法包括以下步骤：一、建立煤层沟谷区上坡段主关键层力学模型；二、确定主关键层任意位置处的剪力和弯矩；三、获取主关键层的最大拉应力和最大剪应力；四、获取主关键层的回转失稳与滑落失稳的位置；五、煤层沟谷区上坡段矿压显现位置进行水力压裂防治。本发明方法步骤简单，设计合理，以确定在过沟谷区时的来压位置，并对该位置提前进行水力压裂治理，保证了矿井顺利过沟谷开采，同时对过沟谷区地形矿产资源的安全开采具有一定的参考意义。
一种煤层沟谷上坡段矿压显现防治方法

[发明专利]一种用于煤田火区防控的热能移除装置及方法-CN201710848195.9有效
发明人：郭军;来兴平;金永飞;翟小伟;王凯;李亚清;刘荫 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2017-09-19 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： F28D15/02 文献下载
摘要：本发明属于矿场安全领域且公开了一种用于煤田火区防控的热能移除装置及方法，包括热管和设备箱。本发明通过在热管内设置U型管，使用时，将热管插入煤田内，常温下，热管内的工质会自动蒸发至热管顶部，液化后顺着顶部的螺旋槽管下流，实现物理减温，当煤田内部温度超过温度传感器的设置值，则温度传感器将信息传递给控制器，控制器即刻控制水泵和制冷板运行，在水泵的作用下，工质箱内的工质被抽出，经过散热腔时被制冷板制冷，后通过导入管传输到U型管，U型管底部与热管内的工质接触，可吸附热管内工质的热能，并由导出管重新回流到工质箱内，加速热管的散热效果。
一种用于煤田火区防控热能装置方法

[发明专利]煤层顶板爆破卸压效果评估方法-CN202310065669.8在审
发明人：陈建强;杨伟;孙秉成;来兴平;崔峰;苗道军;关立国;杨旭;阿依别克·莫合塔尔汗;苏林青;陈年峰;孔令宇 -专利权人：国家能源集团新疆能源有限责任公司;国能新疆宽沟矿业有限责任公司;西安科技大学
申请日： 2023-01-16 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明提供了一种煤层顶板爆破卸压效果评估方法，包括：在各个检测区域处进行探测，并得到卸压前的第一视电阻率及第一岩层松散度；对待爆破区域进行爆破；在各个检测区域处对爆破区域进行探测，并得到卸压后的第二视电阻率及第二岩层松散度；根据每个检测区域处的第一视电阻率和第二视电阻率，得到每个检测区域处的爆破卸压效率评价结果；根据每个检测区域处的第一岩层松散度和第二岩层松散度，得到每个检测区域处的爆破松散度效率评价结果；根据每个检测区域处的爆破卸压效率评价结果及爆破松散度效率评价结果，得到顶板爆破卸压效果的评估结果。本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的对爆破后的顶板卸压效果评估的准确性较差的问题。
煤层顶板爆破效果评估方法

[发明专利]一种基于煤岩采动力学的时滞型冲击地压灾害预警方法-CN202011021458.7有效
发明人：崔峰;张廷辉;来兴平;陈建强;曹建涛;单鹏飞;周玉普;贾冲;董帅;冯港归 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2020-09-25 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于煤岩采动力学的时滞型冲击地压灾害预警方法，包括步骤：一、煤矿工作面顶底板取样；二、获取试样达到完全破碎的极限抗压强度与时间；三、统计煤矿工作面不同推进速度对应的平均周期来压强度；四、试样达到完全破碎的时间的分段；五、计算循环加卸载单轴抗压试验中单次加载峰值强度；六、计算循环加卸载单轴抗压试验中单次加卸载实验的加卸载速率；七、循环加卸载单轴抗压试验并绘制循环加卸载强度曲线；八、时滞型冲击地压灾害时效预警。本发明建立了单次加卸载实验时间与煤矿工作面每日工作制度的转化机制，经过加卸载实验分析试样达到极限强度的时间来预测时滞型冲击地压的发生时间，使得预测具有一定的普适性。
一种基于煤岩采动力学时滞型冲击地压灾害预警方法

[发明专利]一种地下硬岩硐室压缩空气储能模拟试验装置及试验方法-CN202310307391.0在审
发明人：张楠;贾茜钧;来兴平;张云;单鹏飞;崔峰;曹建涛 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2023-03-27 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本申请提供一种地下硬岩硐室压缩空气储能模拟试验装置和试验方法。该试验装置中，储气模拟硐室设置有多个不同的监测设备；加压系统与储能模拟硐室通过管道连接；发电系统与储能模拟硐室管道连接；换热系统与充气管道、放气管道连接；储气模拟硐室埋设于硬岩岩体或相似模拟材料中，沿径向由内向外依次包括：密封层、分块式混凝土层、回填混凝土层和灌浆层，分块式混凝土层的内侧铺设有气密性密封材料，灌浆层设有灌浆环；灌浆环铺设于硬岩岩体内壁，为规则衬砌结构；储气模拟硐室内沿径向设置灌浆孔，灌浆孔贯通灌浆环的外侧壁，灌浆混凝土经过灌浆孔进入灌浆层，压密回填混凝土层与灌浆环之间、以及压密灌浆环与硬岩岩体之间的裂隙。
一种地下硬岩硐室压缩空气模拟试验装置试验方法

[发明专利]基于煤岩应力加载实验的采煤工作面推进速度优化方法-CN202011319681.X有效
发明人：崔峰;董帅;来兴平;陈建强;孙秉成;杨贵儒;刘旭东;张廷辉;曹建涛;单鹏飞 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2020-11-23 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于煤岩应力加载实验的采煤工作面推进速度优化方法，该方法包括以下步骤：一、获取采煤工作面参数和超前支承压力分布曲线；二、监测点的布设及应力的获取；三、应力增加梯度平均值的获取；四、煤岩应力加载的实验，得到采煤工作面的推进速度最大值。本发明方法步骤简单，设计合理，确定了煤岩的应力速率的加载，减少了煤岩应力加载实验因应力加载速率不确定因素造成的实验误差，不仅提高了煤岩应力加载实验的准确性和可靠性，而且为采煤工作面推进速度的优化提供了依据和指导。
基于应力加载实验采煤工作面推进速度优化方法

[发明专利]一种放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法-CN202111080470.X有效
发明人：顾合龙;来兴平;单鹏飞;张楠 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2021-09-15 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法，在工作面回采过程中不保留护巷煤柱，而是在工作面的第一端头设支护钻孔，利用液压撑杆对工作面的第一端头区域进行支护，工作面其余区域则采用放顶煤液压支架进行支护，对液压支架支护区域的顶煤进行冒放并回收，而液压撑杆上的托盘则在矿山压力形成的高应力作用下发生失效，使得第一端头区域的顶煤垮落碎胀，并充满采空区，高应力将压缩液压撑杆，锚固预裂头上的破碎钩将对煤层基本顶进行破坏，改变其连续性，通过对垮落煤体进行注浆以形成沿采空区边缘维护沿空留巷巷道的折减煤柱。该方法实现了原煤煤柱折减与护巷煤柱的加固密封，在最大程度降低资源浪费的同时，提高支护效果与经济效益。
一种放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤

[发明专利]急倾斜特厚煤层留设保护煤柱的开采方法-CN202111314958.4有效
发明人： 来兴平;杨彦斌;单鹏飞;陈建强;崔峰;张云;许慧聪;张帅;任杰;刘旭东 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2021-11-08 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明提供一种急倾斜特厚煤层留设保护煤柱的开采方法，开采方法包括：步骤S1，基于煤层赋存特征确定首采工作面位置，并根据首采工作面将煤层划分为多个水平分段；步骤S2，每个水平分段布置两个开采工作面，在同一水平分段的两个开采工作面之间预留有煤柱，通过煤柱对开采工作面的顶板和底板进行支撑；步骤S3，采用后退式的回采顺序对同一水平分段的两个开采工作面同时进行回采，开采工作面每推进一段距离，对下一水平分段的顶板所对应的预留煤柱进行注浆加固；步骤S4，重复步骤S2‑S3，依次对多个水平分段进行开采。该方法能有效控制煤层顶板岩层的移动，对于安全高效开采资源的同时减少地表沉陷保护生态环境方面具有重要的意义。
倾斜煤层保护开采方法

[发明专利]一种综放开采放落过程复杂工况煤矸识别方法-CN202110716471.2有效
发明人：单鹏飞;孙浩强;来兴平;朱兴攀;高健铭;曹建涛;杨建辉;崔峰;马程;张云;张楠;许慧聪 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2021-06-28 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06V20/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种综放开采放落过程复杂工况煤矸识别方法，包括步骤：一、构建综采放顶煤矸模拟数据集采集平台；二、采集不同压力下综采放顶煤矸规律；三、采集综采放顶煤矸模拟数据集；四、优化综采放顶煤矸模拟数据集；五、训练多模态煤矸识别网络；六、综放开采放落过程复杂工况煤矸识别。本发明通过模拟综采顶煤放落规律，创建具有多种类、多模式且数量多的数据集，以此训练特征提取网络，并设置不同测试集，测试在不同环境下的识别效率，最后达到更具有时效性的多模态算法识别机制，为综放开采煤矸识别提供更可靠的理论方法依据。
一种开采过程复杂工况识别方法

[发明专利]基于微波与水交互作用下裂解富油煤体的装置及方法-CN202211277067.0有效
发明人：单鹏飞;杨攀;来兴平;孙浩强;张帅;顾合龙;许慧聪;李伟;李晨炜;闫成伟;闫钟铭 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2022-10-18 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： G01N33/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于微波与水交互作用下裂解富油煤体的装置及方法，该装置包括实验舱、设置在所述实验舱的一侧且与所述实验舱连通的微波裂解单元、以及设置在所述实验舱的另一侧且与所述实验舱连通的水冷单元；该方法包括：一、煤样制备并分类；二、煤样初步处理；三、调节实验舱环境；四、分组；五、裂解干燥实验组的煤样；六、裂解饱水实验组的煤样；七、分析煤样。本发明在实验舱内实现了实验室模拟井下高温高压环境微波加热富油煤体煤样，结合微波裂解单元和水冷单元，探究了微波与水交互作用下对于富油煤体煤样的热解效果和强度劣化机理。
基于微波交互作用裂解富油煤体装置方法

[发明专利]一种围岩体时效变形与充填体硬化过程相互作用的监测装置及分析方法-CN202211440321.4在审
发明人：闫保旭;来兴平;张云;单鹏飞;张楠 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2022-11-17 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种围岩体时效变形与充填体硬化过程相互作用的监测装置及分析方法，包括：步骤一：确定采空区尺寸大小；步骤二：确定所要模拟的岩体单轴抗拉和抗压强度；步骤三：确定充填体材料的固体浓度；步骤四：根据步骤二确定的围岩体相似材料的强度大小；步骤五：将数根槽钢和钢支架装配成型结构；步骤六：将定制的塑料泡沫块放置在模型的中心位置；步骤七：灌入料浆，使得料浆充满整个模型；步骤八：进行养护；步骤九：监测记录各个数据采集仪的数据变化；步骤十一：整理监测数据。该发明的技术效果为不但能够完成变形监测，而且能够分析变形的影响过程，且能够得到变形的影响范围、变形特性、强度分布特征、水化热变化情况和热传递过程。
一种围岩时效变形充填硬化过程相互作用监测装置分析方法

[发明专利]矿区含水层下特厚煤层充填开采及工作面参数确定方法-CN202210034346.8有效
发明人：张云;刘永孜;来兴平;杨彦斌;高健铭;张雷铭;单鹏飞;张楠;万培烽 -专利权人：西安科技大学
申请日： 2022-01-13 - 公布日： 2023-02-21 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种矿区含水层下特厚煤层充填开采及工作面参数确定方法，首先获取矿区含水层下特厚煤层煤岩体物理力学参数和采煤工作面设备参数；确定特厚煤层充填开采层数k、第1层采高h3和第2‑k层采高h4；确定特厚煤层各开采层的充填开采工艺；建立导水裂隙带高度H、第1层采高h3、充实率矸石胶结材料强度σ和煤厚M关系模型，并通过计算得到工作面最优充实率和最优矸石胶结材料强度。本发明通过对煤层进行合理分层，对各层采取不同充填开采方法，并建立关系模型，得到开采层数k、第1层采高h3、第2‑k层采高h4、工作面的最优充实率和最优矸石胶结材料强度，从而提高矸石的利用率，减小煤炭开采对地下水资源的影响。
矿区含水层下特厚煤层充填开采工作面参数确定方法

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