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[发明专利]一种动扰动加卸载的刀柱残采区上行开采可行性判定方法-CN201810289334.3有效
发明人： 冯国瑞;杨文博;张玉江;闫勇敢;白锦文;杜云楼;王鹏;宋诚;康立勋 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2018-04-03 - 公布日： 2019-10-11 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种动扰动加卸载的刀柱残采区上行开采可行性判定方法，属于煤炭开采技术领域。首先查明刀柱残采区和遗留煤层的分布位置，获取层间岩层的岩层组成、结构及物理力学参数情况，并对层间岩层由下至上统一划分和编号；然后确定控制岩层的位置，分别计算支承压力在经过传播衰减之后作用于刀柱残采区遗留煤柱和控制岩层上的扰动载荷大小；最后考虑动扰动加卸载的作用，分析刀柱残采区遗留煤柱及控制岩层的稳定性，得出刀柱残采区上行开采可行性判定结果。本发明避免经验性方法误差较大的情况，为刀柱残采区上行残煤安全开采提供理论依据，提高刀柱残采区上部煤炭资源的回收率，有效延长矿井的服务年限。
采区刀柱岩层可行性判定上行扰动加卸载遗留煤柱煤炭开采技术物理力学参数安全开采方法误差分布位置扰动载荷支承压力获取层经验性煤炭资源残煤对层衰减回收率煤层矿井遗留传播分析服务统一

[发明专利]一种利用高压空气输送膏体的装置及方法-CN201710418815.5有效
发明人： 冯国瑞;王泽华;戚庭野;郭育霞;杜献杰;宋凯歌;刘国艳;张聪俐 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2017-06-06 - 公布日： 2019-10-11 - 主分类号： E21F15/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用高压空气输送膏体的装置及方法。该装置包括料浆漏斗、充填泵、高压空气输送装置、流量计、PLC控制器；所述料浆漏斗与充填管道连接，料浆漏斗下方设有充填泵，充填泵的出口方向管道上设有流量计，所述充填泵的出口端连接高压空气输送装置；在充填管道上设有一个或多个高压空气输送装置。本发明利用高压空气作为推力，使得膏体在输送过程中在管道内始终保持柱塞流状态而柱芯内部不发生相对运动，通过在充填管道之间布置多个高压空气输送装置，以“接力”的方式把管道内的膏体推送至充填工作面。该方法简单易行、可操作性强，使充填工艺更加简单化，很好地解决了矿山充填料浆的输送问题。
一种利用高压空气输送装置方法

[发明专利]一种复合残采区上行开采可行性的定量判定方法-CN201710790047.6有效
发明人：张玉江;冯国瑞;杜献杰;白锦文;杜云楼;牛利凯;杨创前;李泽;康立勋 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2017-09-05 - 公布日： 2019-10-11 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明属于煤炭开采领域，提出了一种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、确定形成底板砌体梁岩层结构的控制岩层的位置；S4、计算控制岩层破断距和作用在底板砌体梁岩层结构的扰动载荷的大小；S5、对扰动载荷作用下，复合残采区底板砌体梁岩层结构是否发生回转变形失稳进行分析，若底板砌体梁岩层结构不发生回转变形失稳，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，形成砌体梁结构的条件。
一种复合采区上行开采可行性定量判定方法

[发明专利]一种分层膏体充填复采特厚煤层残采区停采线煤柱的方法-CN201710687669.6有效
发明人： 冯国瑞;任玉琦;郭军;白锦文;戚庭野;张玉江;王贵文;李振;杜献杰;崔家庆;康立勋 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2017-08-11 - 公布日： 2019-10-11 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种分层膏体充填复采特厚煤层残采区停采线煤柱的方法，包括：①根据矿井资料确定特厚煤层的厚度，并确定每一分层的开采厚度；②对原工作面采空区进行综合探测，排除存在的安全隐患；③对特厚煤层停采线煤柱上部分层煤层进行巷道掘进；④封堵特厚煤层原有回采巷道的尽头；⑤对每一分层煤层进行充填开采。本发明减少了特厚煤层停采线煤柱的压煤量，减少了煤炭资源的浪费，充分释放了煤炭资源的潜力，提高了煤炭企业的经济效益，缓解煤炭企业的资源压力，延长了矿井及矿区的寿命。
一种分层充填复采特厚煤层采区停采线煤柱方法

[发明专利]一种煤岩体冲击作用下的伺服三轴加载装置和方法-CN201910593080.9在审
发明人： 冯国瑞;郭军;文晓泽;王朋飞;闫勇敢;钱瑞鹏;李松玉;孙强;郝晨良 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-07-03 - 公布日： 2019-10-01 - 主分类号： G01N3/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤岩体冲击作用下的伺服三轴加载装置和方法，属于岩石力学试验设备技术领域。该装置包括底座、设置在底座上的主加载油缸、与底座连接的加载框架、下压头、与下压头配合的上压头、冲击作用机构、围压施加机构、送样装置；上压头与下压头之间形成用于放置煤岩试样的夹持空间，主加载油缸的活塞杆对应下压头设置。本发明可实现冲击扰动与围压独立、同步控制，实现在高地应力环境下高冲击力协同作用时的力学响应研究，不仅满足高地应力和高冲击力协同作用下煤岩体的响应特性研究的需求，而且满足不同轴向应力或者不同围压与不同大小、次数冲击力等协同作用要求的试验装置，弥补过去常规岩石试验机在冲击部分的功能缺少。
下压头冲击作用煤岩体围压三轴加载装置伺服高冲击力加载油缸上压头底座高地设备技术领域岩石力学试验岩石试验机底座连接夹持空间加载框架力学响应施加机构试验装置送样装置同步控制响应特性应力环境轴向应力活塞杆扰动煤岩冲击力研究配合

[发明专利]基于滑落失稳的复合残采区上行开采可行性定量判定方法-CN201710790005.2有效
发明人：张玉江;冯国瑞;郭军;杜献杰;白锦文;杜云楼;钱瑞鹏;康立勋 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2017-09-05 - 公布日： 2019-10-01 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明属于煤炭开采领域，提出了基于滑落失稳的复合残采区上行开采可行性定量判定方法，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确定形成底板砌体梁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砌体梁岩层结构上的扰动载荷；S5对该扰动载荷作用下，复合残采区底板砌体梁岩层结构是否发生滑落失稳进行分析，若底板砌体梁岩层结构不发生滑落失稳，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，形成砌体梁结构的条件。
一种复合采区上行开采可行性定量判定方法

[发明专利]一种静扰动加载的刀柱残采区上行开采可行性判定方法-CN201810290013.5有效
发明人： 冯国瑞;张玉江;杨文博;闫勇敢;白锦文;杜云楼;牛利凯;王胜伟;康立勋 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2018-04-03 - 公布日： 2019-09-27 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种静扰动加载的刀柱残采区上行开采可行性判定方法，属于煤炭开采技术领域。首先查明刀柱残采区和遗留煤层的分布位置，获取层间岩层的岩层组成、结构及物理力学参数情况，并对层间岩层由下至上统一划分和编号；然后确定控制岩层的位置，分别计算支承压力在经过传播衰减之后作用于刀柱残采区遗留煤柱和控制岩层上的扰动载荷大小；最后考虑静扰动加载的作用，分析刀柱残采区遗留煤柱及控制岩层的稳定性，得出刀柱残采区上行开采可行性判定结果。本发明避免经验性方法误差较大的情况，为刀柱残采区上行残煤安全开采提供理论依据，提高刀柱残采区上部煤炭资源的回收率，有效延长矿井的服务年限。
采区刀柱岩层可行性判定上行扰动加载遗留煤柱煤炭开采技术物理力学参数安全开采方法误差分布位置扰动载荷支承压力获取层经验性煤炭资源残煤对层衰减回收率煤层矿井遗留传播分析服务统一

[发明专利]一种模拟多形态组合煤体裂隙对水运移阻隔效果的方法-CN201710619059.2有效
发明人： 冯国瑞;宋诚;姜海纳;崔家庆;胡胜勇;李振;高强 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2017-07-26 - 公布日： 2019-09-10 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟多形态组合煤体裂隙对水运移阻隔效果的方法，包括以下步骤：（1）模具制作：制作正方体结构模具，模具上下口敞开，制作与模具尺寸匹配的底板两块，（2）预制裂隙制作：将钢板固定在圆盘凹槽上使预制裂隙固定在模具内部，将搅拌好的煤粉放入模具中；使用底板a，能得到不同角度、不同宽度、贯通或非贯通的单一裂隙；使用底板b，能得到不同的裂隙组合；（3）试件密封；（4）注水：在试件上部放置与试件底面积相同的海绵，向海绵中注入红墨水；（5）高速摄像机记录：通过高速摄像机与500ml量杯中水量的增加速度共同观测、记录，比较不同形态、不同组合裂隙对水运移的阻隔效果。本发明制作方法简便、便于操作。
一种模拟形态组合裂隙水运阻隔效果方法

[发明专利]一种受载岩石样品氡气析出的测定装置及检测方法-CN201910513852.3在审
发明人： 冯国瑞;裴肖明;宋选民;戚庭野;卫会汝;郭育霞;姜海纳;毋皓田 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-06-14 - 公布日： 2019-09-06 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种受载岩石样品氡气析出的检测装罝及检测方法，包括三轴压缩仪，所述三轴压缩仪包括圆柱状的压力室和设置在所述压力室顶部的压机，所述压力室包括顶板、底板和侧板，所述压力室内设有由底部设有上通气槽的上压头、顶部设有下通气槽的下压头和竖向设置在所述上压头与下压头之间的热缩管构成的样品室。本发明利用载气加大氡的析出量、加速氡的迀移，实现了氡气析出的快速准确测定。在压力室内通入载气，还可以减轻受载岩样试件可能存在的结构致密、渗透性差等问题，不断完善测试过程、提高测试灵敏度，更容易得出结论。
析出压力室氡气三轴压缩仪岩石样品上压头通气槽下压头载气检测底板室内测试灵敏度测定装置测试过程结构致密竖向设置热缩管渗透性样品室圆柱状侧板试件压机岩样

[发明专利]一种三维固液耦合相似模拟煤层采空区积水的装置及方法-CN201910513853.8在审
发明人：戚庭野;裴肖明;申雄;冯国瑞;宋选民;郭育霞;胡胜勇;毋皓田 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-06-14 - 公布日： 2019-09-06 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种三维固液耦合相似模拟煤层采空区积水的装罝及方法，用以解决现有模拟煤层开挖方法中煤层开挖不准确、不完全、操作复杂、模拟装置体积大及成本高致使采空区积水状况不易观察等问题。该装置包括箱体、岩层模拟系统和煤层开采系统，所述箱体由外框架、底板、左侧板、右侧板、前侧板、后侧板构成的长方体台架，所述箱体的顶部不加设顶板为露天结构，所述箱体内部合理布置有导水软管。本发明严格按照地下各岩层性质使用合适的材料进行相似模拟配比，真实反映地下岩层，也使实验结果更加准确。
采空区积水固液耦合煤层开挖煤层三维底板岩层长方体台架导水软管地下岩层露天结构煤层开采模拟配比模拟系统模拟装置箱体内部岩层性质后侧板前侧板外框架右侧板左侧板地下观察

[发明专利]一种破碎岩体多相耦合蠕变加载试验装置及试验方法-CN201910442150.0在审
发明人：徐乐华;郭栋;姜海纳;高日鹏;郭源源;靳欣;陈嘉鑫;丁政;龚佩;李建;冯国瑞;崔家庆;宋诚;胡胜勇;李振 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-05-24 - 公布日： 2019-08-30 - 主分类号： G01N3/18 文献下载
摘要：本发明属于岩体加载试验技术领域，具体是一种破碎岩体多相耦合蠕变加载试验装置及试验方法，解决了实验室利用传统测试装置对松软破碎的构造煤煤样加压试验时，无法准确地模拟在不同轴向压力及孔隙压力下测试煤层热流固全程耦合参数的问题，包括轴向加压卸载装置、蠕变测试装置、渗透率测试检测装置和高低温试验环境控制装置，通过轴向加压卸载装置和高低温试验环境控制装置模拟不同的地层环境，利用蠕变测试装置和渗透率测试检测装置获得岩样加载试验数据。本发明结构简单，操作方便，测量重复性好，测量范围大，在本技术领域内具有广泛的实用性及创造性。
轴向加压卸载装置环境控制装置加载试验装置高低温试验渗透率测试多相耦合加载试验检测装置破碎岩体蠕变测试蠕变传统测试装置测量重复性地层环境加压试验孔隙压力全程耦合轴向压力构造煤热流试验煤样岩体岩样松软煤层破碎测量测试

[发明专利]一种用于混凝土生产称重仓防粘附的装置-CN201910408478.0在审
发明人：戚庭野;卫会汝;冯国瑞;郭育霞;裴肖明;李振;申雄;毋皓田 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-05-16 - 公布日： 2019-08-27 - 主分类号： B65G65/44 文献下载
摘要：本发明公开一种用于混凝土生产称重仓防粘附的装置，包括仓体、称重装置和防粘附装置，所述仓体包括外腔和内腔；所述称重装置位于称重仓底部，包括称重传感器，控制器，承重板，电磁阀门和电源；所述防粘附装置包括若干超声发生装置和若干复位弹簧。本发明采用超声波来防止原料粘附，解决了因粘附造成的原料浪费、运输管道阻塞和混凝土质量降低的问题，有效提高了混凝土配比的准确度和生产效率，同时大大节约了人工清理成本，为工厂带来了不少隐形收益。
称重仓防粘附装置混凝土生产称重装置防粘附仓体粘附超声发生装置称重传感器混凝土配比准确度电磁阀门复位弹簧生产效率运输管道质量降低控制器超声波承重板内腔外腔阻塞混凝土电源节约收益

[发明专利]一种利用光纤光栅测量锚杆侧向受力的方法-CN201711273043.7有效
发明人：郝兵元;刘中熙;章嘉康;李志宏;冯国瑞;马俊生;康立勋 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2017-12-06 - 公布日： 2019-08-27 - 主分类号： G01L1/24 文献下载
摘要：一种利用光纤光栅测量锚杆侧向受力的方法是利用包括锚杆、锚杆锚固剂、光纤光栅、垫板、光缆、锚杆锁紧装置、光缆、解调仪构成的测量锚杆，并利用光纤光栅对所述测量锚杆的侧向受力进行测量。本发明采用光纤光栅准确测得了锚杆所受切向力的大小方向位置，解决了现有测力锚杆仅能测量锚杆所受轴向力，提高了受力锚杆测量精度的可靠性，为更好地了解锚杆在钻孔中的受力情况，研究锚杆在岩层中的受力情况提供基础数据。
一种利用光纤光栅测量侧向方法

[发明专利]模拟动载荷刀柱式残采区煤柱群稳定的试验仪及其方法-CN201910323688.X在审
发明人： 冯国瑞;王凯;张玉江;白锦文;戚庭野;杜云楼;郭军;杨文博;王胜伟;毋皓田 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-04-22 - 公布日： 2019-08-02 - 主分类号： G01N3/303 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟动载荷刀柱式残采区煤柱群稳定的试验仪及其方法，试验仪包括底板静载补偿系统、竖向动载施加系统、动载测定系统、煤柱受力动态监测系统、煤柱变形监测系统、顶板静载补偿系统和平面实验台，所述平面实验台上部设置顶板静载补偿系统，平面实验台下部设置底板静载补偿系统，顶板静载补偿系统包括顶板千斤顶和顶板静载控制按钮，底板板静载补偿系统包括底板千斤顶和底板静载控制按钮，竖向动载施加系统包括重力板，重力板升降杆和升降控制按钮。本发明方法可以定量研究不同冲击载荷作用下刀柱式残采区遗留煤柱群的稳定性及变形破坏特征，并可结合具体煤矿刀柱式残采区中煤柱群的宽度、分布情况及各岩层力学参数进行室内研究。
补偿系统底板采区煤柱试验仪刀柱千斤顶控制按钮施加系统动载荷重力板竖向岩层变形监测系统动态监测系统升降控制按钮测定系统冲击载荷力学参数遗留煤柱升降杆实验台受力下刀柱群柱式变形室内煤矿研究

[发明专利]一种膏体充填材料泌水性能的测试装置和测试方法-CN201910246302.X在审
发明人：戚庭野;王昊晨;冯国瑞;王泽华;白锦文;杜献杰;杜云楼;牛小红 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-03-29 - 公布日： 2019-07-30 - 主分类号： G01N33/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种膏体充填材料泌水性能的测试装置和测试方法，该方法原理简单，操作方便，只需装料、电路控制、记录最终值、倒料、清洗容器即可；利用电磁继电器、弹簧及电流输入端控制，人为因素影响小；测试效率高，一个人可以测试多组数据；可观测性好，将泌水性能转换为沟槽液面高低来显示；泌水水分始终都在接触充填膏体试样，可以合理全面地反映后续水化吸回水分的过程。
泌水膏体充填材料测试装置测试电磁继电器电流输入端水化装料测试效率充填膏体电路控制多组数据可观测性清洗容器人为因素弹簧倒料液面转换记录