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[发明专利]一种浅埋偏压连拱隧道非齐平洞口结构及其施工方法-CN202310502362.X有效
发明人：卻保平;陈路海;何水鑫;董赟盛;师永翔 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2023-05-06 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： E21D9/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种浅埋偏压连拱隧道非齐平洞口结构及其施工方法，属于公路隧道施工技术领域；该结构是在靠近山体一侧的洞口具有护拱、条形基础和灌注桩；护拱设置在山体的外侧，护拱上端脚基础嵌入至山体边坡的基岩内，且嵌入的深度≥2m，护拱上端脚基础和山体之间连接有锁脚锚管；护拱下端通过条形基础与桩基连接为整体；靠近山体一侧的洞口在护拱外的其他范围设置有初期支护，初期支护包括连接至山体内的预应力锚索和位于隧底的用于注浆加固的注浆小导管；本发明解决了洞口段隧道两侧受力不均，开挖工程量大，工程造价高等问题；有效削弱山体偏压力，提高隧道整体稳定性，减少洞口开挖工程量和永久性征地面积。
一种偏压隧道非齐平洞口结构及其施工方法

[发明专利]一种伞状地热井除垢装置及其除垢方法-CN202110770118.2有效
发明人：郤保平;何水鑫;董赟盛;辛国旭;杨欣欣;曹钰;尚思远 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-07-08 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： E21B37/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种伞状地热井除垢装置及其除垢方法，属于地热能开发领域。本伞状地热井除垢装置主要包括三部分：井下除垢系统，管道系统和地面辅助系统，井下除垢系统主要包括骨架、高强度透水布、弹簧机构及可替换的刀头；管道系统包括空心钻杆、注药主管道、注药支管道和由注药管道与空心钻杆之间的环状空隙组成的抽采通道；地面辅助系统包括钻机、注药泵、抽采泵和过滤装置。本发明将化学除垢方法与机械除垢方法进行结合，提高了钙垢清除的效率，采用伞状结构和抽采通道的有机组合实现了钙垢碎渣的抽采，避免了由于钙垢自由沉积导致的井段堵塞，具有较高实用价值与经济效益。
一种地热除垢装置及其方法

[发明专利]一种用于地热井筒中的生产套管及其施工方法-CN202011522382.6有效
发明人： 何水鑫;郤保平;杨欣欣;董赟盛;辛国旭;成泽鹏;李晓雪 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2020-12-21 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： E21B17/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于地热井筒中的生产套管及其施工方法，属于地热能开发领域，本生产套管包括保温除垢套管和保温套管，保温除垢套管和保温套管包括内管、外管、压圈、上压圈、下压圈、保温隔热材料层、耐腐蚀注药管道等。本发明在地热井生产井一开段参照生产井的结垢位置合理安排保温除垢套管段和保温套管段，按照顺序将全部管段连接组装完成后，将耐腐蚀注药管与地面注药设备进行连接，通过控制注药量即可在正常生产的情况下在钙垢生成位置以下持续释放化学药剂，阻止钙垢生成并同时实现对生产井的保温。本发明同时解决了地热井保温及井壁结垢问题，并且模块化程度高，结构简单，施工速度快，可提高地热资源利用率，降低维护成本。
一种用于地热井筒中的生产套管及其施工方法

[发明专利]一种热扰动条件下原位状态岩体实时渗透性的预测方法-CN202210684908.3在审
发明人：郤保平;董赟盛;何水鑫;辛国旭;杨欣欣;常亮亮;赵璐敏 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2022-06-13 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：一种热扰动条件下原位状态岩体实时渗透性的预测方法，属于高温岩石力学与工程研究领域，包括以下步骤：1）测定岩石的热冲击因子ω；2）以热冲击因子ω和岩石平均有效应力p作为热冲击作用和埋深的表征物理参量建立岩石渗透率的经验公式；3）岩石渗透率的经验公式优化；4）通过优化后的渗透率经验公式，代入原位状态岩石所受岩石平均有效应力和热冲击因子，预测热扰动下原位状态岩体渗透率的实时演变结果。利用岩体渗透率的实时演变结果可以推导出渗透系数，进一步对原位状态岩体渗透性做出全面、合理、有效的评价。本发明可以较好的预测岩石热冲击破裂后渗透率的增大效果，为地热资源开发提供合理有效的指导意见。
一种扰动条件下原位状态实时渗透性预测方法

[发明专利]用于测定热冲击冷却过程中对流换热系数的装置及方法-CN202210684198.4在审
发明人：郤保平;何水鑫;董赟盛;解瑾;李晓科;曹钰;赵璐敏;贾鹏;蔡佳豪 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2022-06-16 - 公布日： 2022-09-16 - 主分类号： G01N3/60 文献下载
摘要：用于测量热冲击过程中对流换热系数的装置及方法，属于高温岩石力学实验领域，解决热冲击过程中岩石表面对流换热系数难以测定的问题，本装置包括恒温循环系统、对流换热实验系统、加热保温系统和数据采集系统，本发明采用温度传感器测定热冲击时岩石试样内部不同时刻下的温度数据，通过按照实际实验条件对数值模型进行赋值，通过数值模拟的手段反演真实热冲击过程，并不断矫正数值模拟中对流换热系数的值，使实测曲线与数值模拟曲线完美重合，最终得到确定参数下的岩石热冲击过程中的对流换热系数h。本发明可以实现对不同情况热冲击处理下岩石对流换热系数的精确测定与控制，从而可以更精确的研究热冲击的严重程度。
用于测定冲击冷却过程对流系数装置方法

[发明专利]一种高塔式地热生产井及其使用方法-CN202110748860.3在审
发明人：郤保平;何水鑫;辛国旭;董赟盛;杨欣欣;赵璐敏;吴玮琛 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-07-02 - 公布日： 2021-11-02 - 主分类号： E21B17/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种高塔式地热生产井及其使用方法，属于地热能开发领域，本装置包括内部井筒和外部保护结构，内部井筒通过环形连接组件与生产井井筒连接，包裹着内部井筒的外部保护结构的内部采用保温隔热材料进行充填，且外部保护结构包括两个相对设置的半体，半体可通过地表设置的滑轨进行移动。本发明在吊装设备的辅助下，通过外部保护结构的移动，将内部井筒暴露出来，并与提前准备好的替换套管进行替换，完成替换后，外部保护结构再次闭合，即可快速恢复正常生产。恢复正常生产后可在地表对替换出的内壁附着钙垢的井筒进行钙垢清除作业。本发明可大大缩短由于除垢作业导致的停产的时长，同时提高了钙垢清除的效果与速度，具有很高的经济效益。
一种塔式地热生产井及其使用方法

[发明专利]一种高压混凝土冲压给料装置-CN201910406286.6有效
发明人：贾国平;李晓俊;孙培义;何水鑫;米生 -专利权人：贾国平
申请日： 2019-05-15 - 公布日： 2021-04-16 - 主分类号： B28B13/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种高压混凝土冲压给料装置，包括机座、冲压装置、送料装置、供料箱和预搅拌装置，所述冲压装置包括冲压箱、混合罐、润滑箱、油压箱、第一冲压管、第二冲压管、冲压杆、冲压活塞和冲压盘，所述预搅拌装置包括加料斗、搅拌电机和搅拌轴和转刀，所述送料装置包括往复电机、伸缩推杆、送料管道和推堵，所述冲压杆靠近所述油压箱的一端设有冲压活塞，所述冲压杆的另一端连接位于所述混合罐内部的冲压盘，所述送料管道与所述供料斗的底部连通，所述送料管道远离所述往复电机的一端与所述混合罐的中部相连通，所述混合罐的内壁设有尖状突刺。本发明通过对混凝土冲压有效混合混凝土的同时消除混凝土中的气泡，提高了松散土体的承载能力。
一种高压混凝土冲压装置

[发明专利]一种水平地基置换结合桩体顶升加固纠偏的方法-CN201910981954.8有效
发明人：郤保平;何水鑫;贾国平;吴阳春;李晓雪;成泽鹏;杨欣欣;辛国旭;董赟盛 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-10-16 - 公布日： 2021-04-06 - 主分类号： E02D35/00 文献下载
摘要：一种水平地基置换结合桩体顶升加固纠偏的方法，属于地基加固纠偏领域，可解决在整体性差、破碎松散地基上的古建筑地基加固及纠偏的问题，采用在建筑四周开挖导坑，在导坑中水平开掘建筑的原有地基，替换为预制钢筋混凝土板，最后采用对拉螺杆将多块预制钢筋混凝土板拉紧，在其四周设置圈梁。最终将软弱破碎的原有地基替换为一块完整的钢筋混凝土板地基。在新地基正下方设置千斤顶逐段向下顶进钢管桩至稳定岩层，纠正不均匀沉降和建筑物倾斜，最终完成对发生不均匀沉降的倾斜古建筑的地基置换加固与纠偏。本发明施工速度快，所需人力物力少，对上部建筑扰动更小更加安全，最终替换完毕后的钢筋混凝土板地基的整体性、稳定性都高于其他置换方法。
一种水平地基置换结合桩体顶升加固纠偏方法

[发明专利]一种地热井井筒保温结构及其施工方法-CN202010992469.3在审
发明人：郤保平;杨欣欣;何水鑫;辛国旭;董赟盛;成泽鹏;李晓雪 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2020-09-21 - 公布日： 2021-01-15 - 主分类号： E03B3/15 文献下载
摘要：本发明属于地热井井下换热技术领域，具体涉及一种新型地热井井筒保温结构及其施工方法，包括保温中心管，地热井套管，钻杆。具体涉及一种在保温中心管与地热井套管间预留空腔，现场将保温砂浆通过钻杆中心自下而上压入空腔制作保温层的方法，所述中心管壁面内设置有防腐涂层。本申请提供了一种新型地热井井筒保温结构及其施工方法，简化了施工工艺，提高了保温层的整体性，增加了保温隔热的性能，减少热损耗，提高出水温度，能有效提高地热能的利用率。
一种地热井筒保温结构及其施工方法

[发明专利]一种针对火成岩富水断层的深孔后退式注浆堵水施工方法-CN201911129614.9在审
发明人：郤保平;辛国旭;吴阳春;李晓雪;何水鑫;成泽鹏 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-11-18 - 公布日： 2020-01-31 - 主分类号： E21D11/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对火成岩富水断层的深孔后退式注浆堵水施工方法，采用超前钻探技术探明富水断层破碎带，采用深孔后退式超前预注浆一次堵水后，快速掘进施工通过断层破碎带，在富水段的隧道区域采用全断面深孔后退式小导管注浆二次堵水，针对火成岩断层破碎带裂隙开度大，贯通性好等特点，采用深孔后退式注浆方法改变小导管在注浆孔的位置由远及近依次按I，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ…的顺序分段注浆，使得上一阶段浆液的沉积固结为下一阶段浆液的沉积固结起到增益效果，最终浆液充分充填裂缝，达到堵水目的，解决了火成岩隧道施工中过富水断层现有技术堵水困难的问题，为火成岩中隧道施工过富水断层破碎带注浆堵水困难提供一种全断面深孔后退式注浆方法。
深孔断层破碎火成岩堵水注浆隧道施工注浆堵水全断面小导管沉积断层超前分段注浆掘进施工隧道区域裂隙贯通性注浆孔充填固结开度钻探裂缝施工

[发明专利]一种受热过程中混凝土内部热应力分布的测定方法-CN201910644973.1在审
发明人：郤保平;吴阳春;何水鑫;成泽鹏;李晓雪;赵阳升 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-07-17 - 公布日： 2019-12-03 - 主分类号： G01N25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种受热过程中混凝土内部热应力分布的测定方法，具体做法是通过在浇筑混凝土过程中等间距埋设微型土压力盒及温度传感器，测定混凝土受热自由膨胀过程中热应力的分布情况，解决了复杂应力状况下，材料内部因受热产生的热应力无法测定的难题，为岩体工程中的热应力测定提供了一种方法，结合温度场反演程序计算并绘制混凝土内部具体时刻温度场分布情况，并可根据温度场计算混凝土内部热应力值和结合CT成像技术观测混凝土内部裂隙情况可知材料的热破坏主要发生在砂浆的胶结处等弱面。
热应力混凝土受热温度场浇筑混凝土温度场分布温度传感器材料内部程序计算受热过程土压力盒岩体工程应力状况自由膨胀裂隙砂浆热破坏反演胶结弱面埋设观测绘制

[发明专利]一种在易塌孔地层形成稳定注浆通道的方法-CN201910444528.0在审
发明人：郤保平;何水鑫;贾国平;李晓雪;成泽鹏 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-05-27 - 公布日： 2019-08-30 - 主分类号： E21B33/13 文献下载
摘要：一种在易塌孔地层形成稳定注浆通道的方法，属于钻孔注浆加固技术领域，可解决松散土体加固中施工方法繁琐以及加固质量得不到保证的问题，采用冲击式钻机，将原有钻头替换为预制的简易钻头钻进至指定深度以后，先沿钻杆内部下放预制PVC注浆管（顶到预制钻头上），然后在拔起钻杆的同时使简易钻头脱落在土体内，实现简易钻头的一次性使用以及钻杆的回收。此时的PVC管即可作为稳定注浆通道。这种施工方法避免了软弱地层对成孔造成的影响，以埋入土体中的预制PVC注浆管作为注浆通道无需考虑塌孔问题，大大提高了施工效率，也提高了后续注浆施工的质量，同时也节省了大量人力物力财力。
注浆通道钻头塌孔预制简易注浆管钻杆地层施工人力物力财力钻孔注浆加固冲击式钻机软弱地层施工效率松散土体钻头替换预制的成孔埋入起钻土体注浆钻进下放体内回收保证

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