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[发明专利]一种用于煤矿井下判定注浆效果的装置及方法-CN202310764066.7在审
发明人：鲁义;尹聪;潘伟;李治;施式亮;邵淑珍;郭鑫;谷旺鑫 -专利权人：湖南科技大学;中南大学
申请日： 2023-06-27 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于煤矿井下判定注浆效果的装置及方法，包括数据采集装置、支撑机构和数据处理装置；通过广角摄像头对钻孔内进行拍摄获得三维孔壁图，若拍摄过程中获取的三维孔壁图存在遮挡物，说明防污罩表面存在污染物，通过远程控制旋转壳闭合并进行冲洗清洁，这样就能持续保持广角摄像头拍摄到清晰的三维孔壁图，从而能准确地采集数据；另外本发明先获取未注浆前由浅到深的孔隙率，然后在探测注浆区域时，获取当前探测钻孔不同深度位置的孔壁平面图，并进行图像分割处理后，能获取不同深度位置的剩余孔隙率和浆液充填率，最后通过对比分析确定各个深度位置的注浆效果，进而能得出不同深度的注浆效果评价。
一种用于煤矿井下判定效果装置方法

[发明专利]一种用于稠化浆体保水降温性能的测试装置及方法-CN202310621052.X在审
发明人：鲁义;吴笑迎;施式亮;谷旺鑫;彭俊杰 -专利权人：湖南科技大学;中南大学
申请日： 2023-05-30 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G01N5/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于稠化浆体保水降温性能的测试装置及方法，气体调节装置用于模拟采空区环境；加热及旋转装置用以模拟煤自燃的三个不同阶段；同时通过旋转驱动电机带动煤样旋转，浆体涂抹装置通过电动滑块及浆体导管带动自动出浆刷摆动，结合煤样旋转及自动出浆刷摆动的动作，使稠化浆体均匀涂抹并覆盖在煤样表面；最后监测装置通过红外热成像仪记录稠化浆体防治煤自燃三种阶段的全过程保水参数，并结合称重装置获取的失水量，通过建立特定公式对稠化浆体保水性进行评价，获得不同稠化浆体在煤自燃不同阶段的稠化浆体保水降温性能评价结果，从而根据评价结果对后续选择稠化浆体配比及注浆量进行实际采空区的注入提供数据参考。
一种用于稠化浆体保水降温性能测试装置方法

[发明专利]一种模拟采空区内防灭火材料滞留特性测试装置及方法-CN202310614506.0在审
发明人：鲁义;颜晴琼;潘伟;李治;施式亮;邵淑珍;郭鑫;谷旺鑫 -专利权人：湖南科技大学;中南大学
申请日： 2023-05-29 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G01J5/48 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟采空区内防灭火材料滞留特性测试装置及方法，通过调整高温点位置，模拟采空区内不同高温区域；通过千斤顶调整，模拟不同煤层倾角下防灭火材料在煤块壁面滞留体积变化；通过调整模拟区煤块充填孔隙率，模拟不同注浆工况，实现不同采空区倾斜角度、不同的采空区内孔隙率、不同的防灭火材料粘度、不同高温点位置及其温度条件的模拟；利用三维激光扫描仪和红外热像仪能够对模拟区内煤块壁面滞留体积变化进行三维记录、对受高温影响下浆液流动时的热分布场进行记录；最终得出不同条件下，防灭火材料的时变特性及温变特性对防灭火材料滞留特性的影响，根据分析结果，为后续不同环境的采空区内采取对应的注浆措施提供数据支撑。
一种模拟采空区内防灭火材料滞留特性测试装置方法

[实用新型]一种用于俯采工作面的稠化浆体滞留特性测试装置-CN202320747717.7有效
发明人：鲁义;颜晴琼;施式亮;郭鑫;谷旺鑫 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2023-04-07 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： G01N33/38 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于俯采工作面的稠化浆体滞留特性测试装置，储浆室与加热搅拌器连通，储浆室外部装有驱动电机，用于对储浆室内的浆液搅拌并驱动浆液经过输送管路进入加热搅拌器；粗糙倾斜板相对于测试平台呈倾斜设置，电动伸缩杆通过伸缩能对粗糙倾斜板相对于测试平台的倾斜角度进行调整；测试平台开设流动槽，流动槽下部通过引流板与废浆室连接；高速摄像机与计算机通过数据线连接，用于将拍摄的视频数据传递给计算机；控制柜用于对驱动电机、加热搅拌器和电动伸缩杆进行控制及供电。能在不同环境温度、裂隙壁面倾斜角度及粗糙度对稠化浆体滞留层的影响情况进行测试，获取所需的数据为后续分析稠化浆体滞留特性提供数据支撑。
一种用于工作面稠化浆体滞留特性测试装置

[发明专利]一种上覆油页岩式采煤工作面的瓦斯来源测定方法-CN202310135707.2在审
发明人：秦培建;张清勇;王怀增;夏保庆;鲁义;王正;郭鑫;谷旺鑫 -专利权人：子长县南家咀煤矿;湖南科技大学
申请日： 2023-02-20 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种上覆油页岩式采煤工作面的瓦斯来源测定方法，先向煤层和油页层分别施工测量钻孔，采集煤粉和岩粉作为样品，接着将样品分别进行瓦斯压力监测和气体流量试验，获得相应的数据；然后对工作面瓦斯来源分成两种情况：一是采空区顶板垮落期间的瞬态瓦斯涌出，在该情况下煤层与油页岩层均受到完全破坏，煤岩层瓦斯充分涌出，此时采用对应的计算公式获得煤层瓦斯和油页层瓦斯各自在工作面瓦斯中占比；二是两次顶板垮落之间一般时期的稳态瓦斯涌出；在该情况下油页岩层尚且完好，此时也采用对应的计算公式获得煤层瓦斯和油页层瓦斯各自在工作面瓦斯中占比；最后根据本发明判断的工作面瓦斯来源情况，从而便于后续采取对应的瓦斯治理措施。
一种油页岩采煤工作面瓦斯来源测定方法

[发明专利]一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统-CN202211532990.4在审
发明人：鲁义;尹聪;邢舜博;谷旺鑫;朱双江;王正;郭鑫;颜晴琼 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2022-12-02 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统，其包括如下三个子系统：精准气体采集系统，通过在联络巷密闭使用抽气泵平稳抽取采空区内的气体，保证气体采集的稳定性及准确性；煤自燃危险区域精准判定系统，通过在联络巷密闭向对大采空区全覆盖布置温度监测和气体测定装置，做到对大采空区煤自燃危险区域内部精细分级预警，同时将采空区煤自燃危险区域的监测与预防相结合；防灭火效果实时评价系统，在实施防灭火措施后，在联络巷密闭处实时监测大采空区内气体和温度的变化，做到全过程实时反映灭火效果。
一种基于联络密闭自燃危险区域监测预防系统

[发明专利]用于顶煤自燃防治的泡沫浆体产生装置及其工作方法-CN202211636882.1在审
发明人：鲁义;邢舜博;郭鑫;尹聪;谷旺鑫;朱双江;王正 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2022-12-16 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： B28C5/02 文献下载
摘要：本发明涉及泡沫浆体产生技术领域，具体为用于顶煤自燃防治的泡沫浆体产生装置及其工作方法，包括泡沫浆体产生装置主体、离心转筒，所述泡沫产生混合装置主体一侧上方设置可视窗口，下方设置进水口，进水口内接入三通管，三通管一端接入中空波轮轴，并设置阀门T1，本发明无空气压缩机，气体通过自然对流进入到浆体内部，在搅拌扇叶扰动下是能够形成负压区从而形成漩涡，引气更加充分，以此增加发泡倍数；该装置将泥浆从各个方位甩出与泡沫混合，可以提高泡沫与泥浆的混合程度；同时通过叶片的转动与离心力的共同作用，显著提高了泡沫与浆体的混合质量；该装置无电机，通过水动力装置启动，更便于在煤矿中使用。
用于自燃防治泡沫产生装置及其工作方法

[发明专利]一种用于采空区密闭裂隙封堵的修复型泡沫及其制备方法-CN202211480397.X在审
发明人：鲁义;颜晴琼;谷旺鑫;朱双江;尹聪;王正;郭鑫;张术琳;康文东 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2022-11-24 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： C04B28/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于采空区密闭裂隙封堵的修复型泡沫及其制备方法，其制备步骤为：在水中加入硫铝酸盐水泥、碱木质素和葡萄糖，在50～70℃条件下搅拌混合均匀后形成A料；然后将豆饼和牛角粉加入碱性溶液，在75～85℃水温条件下水解后过滤浓缩得发泡剂；将发泡剂加水稀释后用高速组织捣碎机进行发泡，随后加入废机油和复合锂基润滑脂搅拌融合形成发泡液B液。最后将A料与B液在常温下按比例搅拌形成泡沫材料。该材料提高了废机油利用率，形成的封堵材料能减少泡沫的破泡率、承受开采过程中应力场的持续扰动，喷涂后对于细小裂隙进行愈合修复，同时还具有隔热效果，降低已发生氧化升温的煤体向未氧化煤体进行热量传递，有效防治采空区遗煤氧化自燃发火。
一种用于采空区密闭裂隙封堵修复泡沫及其制备方法

[发明专利]一种现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法-CN202211653646.0在审
发明人：鲁义;吴笑迎;谷旺鑫;朱双江;郭鑫;王正 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2022-12-22 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G06F16/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法，包括建立矿井火灾隐患多维风险指标库；矿井火灾风险指标智能精确感知；矿井火灾风险信息智能处理与分级预警；矿井火灾智能管控；从而完成具有矿井火灾预测预报、预警、应急处置措施、智能化灭火和救灾于一体的综合性防灭火系统的搭建；通过以七个重点区域为划分依据，建立矿井火灾隐患多维风险指标体系和关联数据库，综合考虑了各系统间、各指标间相互影响、相互反馈的关联性，有效解决了矿井指标监测混乱及监测繁琐的问题；综合运用大数据算法对所监测的指标进行计算，达到了动态预警的效果，同时将不同区域的火灾范围有效联动，实现矿井防灭火精准化、对应化。
一种现代化矿井火灾隐患智能化系统搭建方法

[发明专利]一种防治采空区及两巷遗煤自燃的注浆管及其使用方法-CN202211480427.7在审
发明人：陆长杰;鲁义;谷旺鑫;朱双江;王正;郭鑫;张建超;马海春 -专利权人：山东宏河控股集团嘉祥红旗煤矿有限公司;湖南科技大学
申请日： 2022-11-24 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： E21F5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种防治采空区及两巷遗煤自燃的注浆管及其使用方法，将注浆管中的浆液分成多部分，其中一部分浆液通过方形管内部输送至注浆管头，使浆液直接注入采空区深部，其四周的浆液在流动至第一个喇叭形分流器时，在弧形分流片的作用下，一部分浆液随着弧形分流片的弧度流动方向发生改变，改变方向的浆液通过外管花眼喷射出去对这些花眼周围的采空区遗煤进行注浆；剩余的一部分浆液通过弧形分流片上的花眼和各个弧形分流片与外管之间的间隙，流至下一个喇叭形分流器，并对浆液重复上述多次分流及转向过程。从而使得浆液在注浆管中流动的时间增加，注浆压力增大，通过注浆管留设的花眼进入采空区的浆液量增多，提升该区域遗煤自燃的防治效果。
一种防治采空区两巷遗煤自燃注浆管及其使用方法

[发明专利]一种防治钻孔孔壁失稳的弹性胶结透气材料及其制备方法-CN202011485526.5有效
发明人：鲁义;谷旺鑫;施式亮;李贺;李敏;罗文柯 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2020-12-16 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： C09K8/504 文献下载
摘要：本发明公开了一种防治钻孔孔壁失稳的弹性胶结透气材料及其制备方法，由以下组分及重量份数组成：液体硅胶90～120份，固化剂6～12份，钢纤维4.5～6.8份，小麦秸秆10～16份，稀盐酸20～32份，纤维素酶0.1～0.15份。制备时，先将小麦秸秆研磨成小麦秸秆粉末，然后在容器A中将小麦秸秆粉末与稀盐酸混合浸泡，在容器B中将纤维素酶和无菌水混合形成纤维素酶液；在搅拌容器C中加入液体硅胶，固化剂，钢纤维，并将容器A中的稀盐酸和处理后的小麦秸秆以及容器B中的纤维素酶液倒入搅拌容器C中，进行搅拌及通入压缩空气，最终制成弹性胶结透气材料。其能对钻孔孔壁进行加固，提高其稳定性；同时加固后能保证孔壁的透气性，便于后续的瓦斯抽采。
一种防治钻孔失稳弹性胶结透气材料及其制备方法

[发明专利]一种基于检测C14放射量判定煤矿自燃区域的方法-CN202010240874.X有效
发明人：鲁义;房秀政;吴芳华;李贺;晏志宏;谷旺鑫 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2020-03-31 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： G01N33/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于检测C14放射量判定煤矿自燃区域的方法，先制备放射性碳酸氢钠浆体；选择煤层自燃倾向性为容易自燃和自燃的煤层区域作为煤层探测区，然后在煤层探测区内等间距钻设多个钻孔；将制备成的放射性碳酸氢钠浆体向钻孔内注入，进而使放射性碳酸氢钠浆体通过煤体裂隙进入探测区内；煤炭自燃区域的判定：对每个钻孔抽采多次气体，使用C14检测仪对抽采的气体进行C14的检测，并在C14放射量‑时间二维图中绘制成变化曲线，进而根据变化线确定该钻孔周围的煤层探测区发生自燃情况。无需前期测定标准值，通过钻孔并注入放射性碳酸氢钠浆体，不仅能精确判定探测区是否存在自燃及自燃范围，同时能对自燃区域起到抑制作用，实现防治结合的目的。
一种基于检测 c14 放射判定煤矿自燃区域方法

[发明专利]一种用于煤岩裂-孔隙固结的膏体速凝材料及其制备方法-CN202111294595.2有效
发明人：鲁义;陈健;蔡新平;谷旺鑫;于顺才;丁仰卫 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2021-11-03 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： C04B28/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于煤岩裂‑孔隙固结的膏体速凝材料及其制备方法，包括组分甲和组分乙两种原料，其组成配方分别为：在组分甲中，各成分的质量份数为：稠化水溶液150～200份，水泥75～100份，胆矾2～5份，氧化石墨烯0.01～0.1份，膨胀剂2份～2.5份；在组分乙中，各成分的质量份数为：碱性水溶液300～400份，生石灰110～120份，二水石膏110～120份，元明粉2～5份，月桂醇硫酸酯钠1～3份；所述组分甲和组分乙中的各个成分粒度均不低于1000目。本发明制备的固结材料为膏状浆体，满足浆体输送过程所需的泵送性能又可以达到凝结时间短、缩短施工工期的快强型凝固材料，在无外界干扰时能留在所需封堵的裂隙内容易堆积成型，从而实现对裂隙的固结封堵作用。
一种用于煤岩裂孔隙固结膏体速凝材料及其制备方法

[发明专利]一种抑制采空区煤升温氧化的灭火地雷及其布置方法-CN202210256633.3在审
发明人：鲁义;万朝骏;施式亮;邵淑珍;陈世强;谷旺鑫;李贺;李敏 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2022-03-16 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： E21F5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种抑制采空区煤升温氧化的灭火地雷及其布置方法，灭火地雷包括内壳、内保温层、外保温层、三通管、气动开关、阀杆和蝶阀；其中内壳用于盛放液氮，内保温层和外保温层均起到降低内壳与外界的热交换效率，同时外保温层内在外界温度升高后气体受热膨胀增加的气压为气动开关的启动提供驱动力，气动开关通过阀杆与三通管内的蝶阀连接，当气动开关中的活塞杆受压移动时，其能带动阀杆转动，进而使蝶阀开启，此时内壳中液氮快速气化并经过三通管向周围喷出，使其能在采空区的煤处于升温氧化阶段即进行降温防止其发展成煤自燃，并且降温时无需从采空区外部铺设管道，从而避免了被下落的矸石砸毁的情况发生，最终保证对采空区的防灭火效果。
一种抑制采空区升温氧化灭火地雷及其布置方法

[发明专利]一种防止极松软煤层钻孔施工过程中钻孔喷孔的施工方法-CN202110245895.5有效
发明人：鲁义;谷旺鑫;施式亮;李树清;李贺;李敏;晏志宏 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2021-03-05 - 公布日： 2022-05-20 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种防止极松软煤层钻孔施工过程中钻孔喷孔的施工方法，通过测量煤体的峰值强度、抗拉强度和地应力等多个参数，利用推导的公式计算得出钻孔不发生喷孔失稳现象的临界钻孔直径，按照计算的临界钻孔直径施工一级钻孔之后，再向施工后的钻孔中注入固化材料，固结钻孔周围松散的煤体；当固结材料凝固后，在固结的区域施工二级钻孔(即瓦斯抽采钻孔)，即完成一个瓦斯抽采钻孔的施工。同时，固化材料的扩散半径也能计算得出，既能防止固化材料固结的区域厚度不够，导致在瓦斯压力和地应力的作用下发生失稳现象，又能够节省固化材料；注浆压力则通过模拟软件模拟得出，防止注浆压力过大发生危险，危及施工人员的人身安全。
一种防止松软煤层钻孔施工过程方法

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