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[发明专利]沿空留巷低位切顶与高位定向压裂应力转移方法及装备-CN202211260419.1有效
发明人：赵兴龙;黄炳香;邵鲁英;陈树亮;李浩泽 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2022-10-14 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： E21B7/02 文献下载
摘要：本发明公开了沿空留巷低位切顶与高位定向压裂应力转移方法及装备，通过密集线性套筒致裂方法等定向致裂低位直接顶，缩短直接顶侧向悬臂长度，减弱由直接顶悬顶带来的采空区顶板向留巷顶板的应力传递；通过定向压裂方法致裂高位老顶，减弱由老顶传递的原采空区顶板应力，从源头上最大程度削减施加在留巷围岩的载荷，最终实现低位套筒致裂直接顶切落留巷，高位定向压裂老顶实现应力转移的目的，降低沿空留巷围岩变形。同时公开了主机可滑动钻压一体机装备，包括将压裂泵安装在钻机行走机构上，并加装滑轨使主机可沿滑轨前后滑动,保障低位岩层密集钻孔倾角参数一致性，避免产生偏心误差影响切顶留巷效果，同时减少钻机移动次数，提高施工效率。
沿空留巷低位高位定向应力转移方法装备

[发明专利]岩层变频脉冲缝网压裂方法与装备-CN202211261651.7有效
发明人：黄炳香;赵兴龙;邵鲁英;陈树亮;邢岳堃 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2022-10-14 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种岩层变频脉冲缝网压裂方法及装备。所述岩层变频脉冲缝网压裂方法，首先根据每层岩层的物理力学性质及围压确定每层岩层的初始脉冲压力峰值，根据每层岩层的碰撞力测定实验确定每层岩层的脉冲频率。然后设计变频脉冲缝网压裂泵注方案，最后根据不同工况，设计岩层变频脉冲缝网压裂钻孔布置方案。所述岩层变频脉冲缝网压裂装备包括泵注方式和频率可变压裂泵、水力致裂测控仪、自动封隔器、机械送杆机、双路注水钢管。本发明岩层变频脉冲缝网压裂方法及装备可以在钻孔附近由近及远分级形成多个环形缝网结构，并最终依次叠加成较大范围裂隙网络，从而充分破碎较大范围岩体。
岩层变频脉冲缝网压裂方法装备

[发明专利]矿井下压裂及注支撑剂一体化装置及施工方法-CN202211240747.5在审
发明人：黄炳香;李浩泽;赵兴龙;陈树亮;邵鲁英 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2022-10-11 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： E21B43/267 文献下载
摘要：本发明公开了矿井下压裂及注支撑剂一体化装置及施工方法，属于采矿工程技术领域，所述装置包括压裂系统和注支撑剂系统，所述装置实现了高压压裂连续注砂、高压压裂脉冲注砂、高压压裂多粒径多类型注砂、脉冲压裂连续注砂、脉冲压裂脉冲注砂、脉冲压裂多粒径多类型注砂等压裂‑注砂方法，可满足矿井下对压裂注砂方式的多种需求，具有普适性；另外，所述装置保证了压裂‑注砂系统的密封性、保持注砂过程中的压力平衡、保证注砂过程中的颗粒运移、精准匹配砂罐体积与压裂注砂工艺、高效交替压裂与注砂工艺、精准控制注砂量，同时实时监控管路内情况，能够及时控制各阀门、泵的启停，保证压裂‑注砂过程的安全。
矿井下压支撑一体化装置施工方法

[发明专利]矿井下压裂及注支撑剂一体化装置及施工方法-CN202210750060.X在审
发明人：黄炳香;李浩泽;赵兴龙;陈树亮;邵鲁英 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2022-06-28 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了矿井下压裂及注支撑剂一体化装置及施工方法，所述装置包括压裂系统和注支撑剂系统。所述装置实现了高压压裂连续注砂、高压压裂脉冲注砂、高压压裂多粒径多类型注砂、脉冲压裂连续注砂、脉冲压裂脉冲注砂、脉冲压裂多粒径多类型注砂等压裂‑注砂方法，可满足矿井下对压裂注砂方式的多种需求，具有普适性。另外，所述装置保证了压裂‑注砂系统的密封性、保持注砂过程中的压力平衡、保证注砂过程中的颗粒运移、精准匹配砂罐体积与压裂注砂工艺、高效交替压裂与注砂工艺、精准控制注砂量，同时实时监控管路内情况，能够及时控制各阀门、泵的启停，保证压裂‑注砂过程的安全。
矿井下压支撑一体化装置施工方法

[发明专利]一种冲次和压力可调的脉冲泵-CN202110135709.2在审
发明人：黄炳香;陈树亮;吴占伟;赵兴龙 -专利权人： 徐州佑学矿业科技有限公司;中国矿业大学
申请日： 2021-02-01 - 公布日： 2021-06-11 - 主分类号： F16H3/091 文献下载
摘要：本发明公开了一种冲次和压力可调的脉冲泵，包括安装在底座上的防爆电机、变速箱、双柱塞脉冲泵，防爆电机通过联轴器一与变速箱的输入轴连接，变速箱的输出轴通过联轴器二与双柱塞脉冲泵动力端的曲轴总成连接连接，本发明结构简单，冲次和压力可调，在电机额定转速下，通过变速操纵杆操控变速箱换到不同档位，进而调节输出轴输出不同转速，从而带动曲轴不同转速旋转，曲轴旋转一圈，脉冲泵完成一个冲次，导致最终脉冲泵冲次不同，流量不同；因为电机额定功率不变，流量改变，使得脉冲泵在不同档位下对应的最大额定泵注压力不同；在水力压裂时，对应不同性质、硬度的岩石，可选择不同的档位切换，调整不同的冲次和压力，使用效果更好。
一种压力可调脉冲

[发明专利]矿井下煤岩层压裂测控方法、装置和测控设备-CN201710131933.8有效
发明人：黄炳香;赵兴龙 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2017-03-07 - 公布日： 2020-03-27 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明提供了矿井下煤岩层压裂测控方法、装置和测控设备，该方法包括：接收关于对煤岩层进行水力压裂的控制参数的设置，所述控制参数包括流体压力范围、流体排量范围和砂比范围；确定通过压力传感器获取流体管路的第一压力信号值是否在所述流体压力范围内；在确定所述第一压力信号值不在所述流体压力范围内时，通过调整所述控制参数中所述流体排量范围和所述砂比范围对所述流体管路的压力进行调整，直至压裂结束。本发明还公开了相应的矿井下煤岩层压裂测控装置和测控设备。
矿井岩层测控方法装置设备

[发明专利]基于静力膨胀剂的矿山顶板定向切顶卸压方法-CN201910806613.7在审
发明人：黄炳香;李丁;赵兴龙;陈树亮 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2019-08-29 - 公布日： 2020-01-07 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开的一种基于静力膨胀剂的矿山顶板定向切顶卸压方法，涉及矿山顶板控制技术领域。所述方法包括在巷道超前支护段内，根据工程要求和地质条件，在需要人工控制垮落的部位使用钻孔装置沿巷道走向连续施工一组多个垂直于顶板的密集线性钻孔，并于钻孔中注入静力膨胀剂。本发明公开的一种基于静力膨胀剂的矿山顶板定向切顶卸压方法，基于岩石抗压不抗拉的力学性能和密集钻孔间应力叠加耦合作用，将静力膨胀剂与水反应体积膨胀的效应与密集线性布置的钻孔有机结合起来，利用封孔装置和注浆系统完成封孔和注浆，最终实现在特定方向即钻孔连线方向上形成贯通的定向裂缝，在成本较低、安全可靠的条件下达到了顶板定向切顶卸压的目的。
膨胀剂钻孔静力矿山顶板卸压控制技术领域巷道超前支护地质条件封孔装置工程要求力学性能密集钻孔人工控制体积膨胀线性布置巷道走向有机结合注浆系统钻孔装置耦合作用水反应封孔抗拉抗压连线注浆叠加裂缝岩石垂直贯通施工

[发明专利]一种脉冲水力致裂控制顶煤冒放性的方法及设备-CN201810398499.4有效
发明人：黄炳香;赵兴龙;陈树亮;邵鲁英 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2018-04-28 - 公布日： 2019-08-30 - 主分类号： E21C45/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种脉冲水力致裂控制顶煤冒放性的方法和设备，所述方法结合脉冲致裂和常规水力致裂的方法优势，先通过脉冲水力致裂在煤体中产生裂缝网络，然后采用常规大排量水力致裂使裂缝网络进一步扩展，充分改造煤体结构，减小顶煤破碎块度，提高顶煤冒放性。本发明中的设备包括小排量的脉冲泵与大排量的常规泵之间通过三通阀和开关阀控制，施工时先导通脉冲泵的一路，关闭常规高压泵管路，脉冲致裂结束后再关闭脉冲通道，打开常规压裂通道。本发明可以使顶煤产生足够多的裂缝，达到弱化顶煤的效果，改善顶煤冒放性，减小顶煤的冒放块度，施工方便，安全可靠，减少资源的浪费。
脉冲顶煤冒放性顶煤水力裂缝网络大排量脉冲泵减小煤体方法和设备高压泵管路开关阀控制常规水力脉冲通道破碎块度三通阀小排量块度施工压裂裂缝弱化先导改造

[发明专利]上覆采空区遗留矿柱应力集中的压裂解除方法-CN201810549872.1有效
发明人：黄炳香;邵鲁英;赵兴龙;陈树亮 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2018-05-31 - 公布日： 2019-08-27 - 主分类号： E21C45/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种上覆采空区遗留矿柱应力集中的压裂解除方法，首先是定向压裂顶板优化顶板的应力，减小力的来源；其次是脉冲压裂煤柱，产生缝隙网络，弱化煤柱刚度减小煤柱的承载能力；最后是脉冲压裂煤柱底板岩层，减弱其传递应力集中的能力。利用钻机在巷道斜向上层采空区煤柱方向分别间隔施工压裂钻孔至设定深度，一个斜向压裂孔可以采用后退分段压裂顶板、煤柱、底板，顶板定向压裂位置在煤柱上方老顶正中间偏上1m左右。此方法减小下层煤煤柱的宽度，提高煤炭的采出率，减小下层煤巷道的变形，有效解决下煤层工作面的过煤柱的矿压问题、冲击地压和下煤层开采时的煤与瓦斯突出问题等，同时安全系数高、方法简单、施工方便、成本降低。
煤柱压裂减小应力集中采空区脉冲压矿柱下层巷道斜向底板煤层工作面安全系数承载能力冲击地压底板岩层分段压裂煤层开采有效解决遗留矿压老顶煤煤施工钻机钻孔瓦斯变形弱化上层传递煤炭优化网络

[发明专利]基于压裂圈的强地压巷道应力转移方法-CN201710324648.8有效
发明人：黄炳香;刘江伟;赵兴龙;陈树亮 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2017-05-10 - 公布日： 2019-04-26 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：一种基于压裂圈的强地压巷道应力转移方法，根据巷道应力源施工钻孔进行压裂，在围岩内形成一圈人为弱化带，即“压裂圈”，通过卸荷、应力阻断和让压作用使巷道围岩高应力转移，并利用增加的弱结构区吸收冲击能量，控制荷载对巷道围岩变形的影响。压裂圈是具有一定宽度的弱化带，内边界称为保护圆，带宽较小的压裂圈称为切阻断圆和切阻断弧。保护圆半径一般在支护体的边缘留设一定宽度的安全煤岩柱屏障来确定；压裂圈的宽度根据围岩结构、地应力条件和施工工艺情况确定，地应力越大，压裂圈的宽度就越大。切阻断圆和切阻断弧切断传播应力的所有目标岩层；坚硬悬顶的切阻断弧接近或者是煤柱的塑性区和破坏区的交界线。
压裂巷道应力转移地应力围岩弱化岩层巷道围岩变形施工工艺吸收冲击巷道围岩应力阻断荷载高应力交界线结构区内边界塑性区应力源支护体煤岩煤柱卸荷钻孔带宽屏障施工传播安全

[实用新型]一种用于钻孔内开环槽的钻头-CN201820841890.2有效
发明人：黄炳香;赵兴龙;陈树亮 -专利权人： 徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2018-05-27 - 公布日： 2019-04-23 - 主分类号： E21B10/43 文献下载
摘要：本实用新型提供的用于钻孔内开环槽的钻头，包括：连接杆、弹性装置、钻柄、套管和刀片；其中：连接杆的尾端与钻机的钻杆连接，连接杆的顶端与钻柄的尾端固定连接；刀片为两个，并且对称分布；钻柄的顶端与刀片铰接连接；套管套设于所述钻柄外部，并且套管管壁外侧设有两个对称分布的滑槽，用于使刀片从所述滑槽伸出套管外部，切割钻孔内壁；弹性装置位于连接杆和套管之间，并套设于钻柄的尾部。该用于钻孔内开环槽的钻头通过将钻柄顶部的刀片从滑槽内伸出，并切割钻孔内壁，实现在钻孔任一部位开设环槽，从而利于在钻孔内进行水力致裂或爆破时，使初始裂缝沿开槽方向起裂并扩展，达到定向致裂的目的。
钻柄刀片钻孔连接杆套管环槽钻头滑槽内开弹性装置对称分布钻孔内壁切割伸出本实用新型铰接连接套管管壁尾端固定钻杆连接外部开槽尾端钻机水力裂缝爆破

[实用新型]水力致裂高压封孔系统-CN201820669874.X有效
发明人：黄炳香;陈树亮;赵兴龙 -专利权人： 徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2018-05-07 - 公布日： 2018-12-11 - 主分类号： E21B33/12 文献下载
摘要：水力致裂高压封孔系统，包括依次相连的水力致裂封孔器、高压密封安装杆、防冲杆、第一转接头、高压胶管、高压泵和水箱。水力致裂封孔器、高压密封安装杆和防冲杆的中部为空心管路。第一转接头包括底座、防冲杆接口管和高压胶管接口，防冲杆接口管与底座垂直，高压胶管接口位于防冲杆接口管的侧壁上。还包括高压泵控制柜、压力传感器、流量传感器、水力致裂测控仪。压裂过程中通过测量仪器实时监测管路中的压力及流量等信号，可对压裂过程进行判断。本实用新型的水力致裂高压封孔系统，实现了封孔、注水、压裂过程测控的一体化，集成度高，作业效率高。防冲杆的底座抵住巷道底板，可防止注水管路冲出。
防冲水力高压封孔高压胶管接口管压裂高压密封安装杆封孔器转接头底座本实用新型高压泵控制流量传感器压力传感器测量仪器底座垂直空心管路实时监测巷道底板依次相连注水管路作业效率测控仪高压泵集成度水箱侧壁抵住封孔测控注水一体化

[发明专利]矿井下岩层地应力快速测量装备及方法-CN201610091492.9有效
发明人：黄炳香;赵兴龙;陈树亮;张权;孙天元 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2016-02-18 - 公布日： 2018-08-17 - 主分类号： G01L1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种矿井下岩层地应力快速测量装备及方法，其装备具体包括集成为一体的电控高压泵和手压泵、高压管路、封隔器、压力传感器、流量传感器、水力致裂测控仪等。选择一段围岩性质稳定的巷道施工一组钻孔，在钻孔中安装封隔器、高压管路、并与高压泵等设备连接进行水力致裂。在水力致裂过程中，利用测控仪监测并显示管路水压力及排量数据曲线。根据记录的压力数据及曲线，自动计算出地应力的大小。利用装有环形透明软管和刻度盘的彩色钻孔窥视仪观测钻孔孔壁的裂缝方位，进而确定地应力方向。整套系统方法简单，易于操作，且设备结构紧凑，便于携带，十分有利于对矿井下煤系岩层地应力的快速、可靠的测量，进而为矿井下安全开采提供保障。
矿井岩层应力快速测量装备方法

[发明专利]一种空气净化装置-CN201711143587.1在审
发明人：陈树亮;黄炳香;李浩泽 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2017-11-17 - 公布日： 2018-05-15 - 主分类号： E21F3/00 文献下载
摘要：本发明公开的一种空气净化装置涉及采矿工程技术领域。所述空气净化装置通过抽气泵使空气流入除尘装置中净化，将大部分粉尘留在了水中，空气也通过与水的热交换达到降温的目的，通过储水空间后的空气，湿度较大，出气管道部分又设有干燥装置和出口滤网，将湿润的空气干燥和再次除尘后，凉爽干燥的空气会再次回到作业环境中，达到空气净化的目的。本发明公开的一种空气净化装置，实现了除尘、降温和干燥空气三大功能一体化，将潮湿污浊的高温空气转化为干燥清新的低温空气，有效改善了矿井下作业的工作环境，提高井下空气质量，从而提高工作效率。
一种空气净化装置

[发明专利]岩层物理力学性质快速测量装置与方法-CN201610521840.1在审
发明人：黄炳香;赵兴龙;陈树亮 -专利权人：中国矿业大学;徐州佑学矿业科技有限公司
申请日： 2016-07-04 - 公布日： 2016-12-07 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明涉及岩层检验领域，具体而言，涉及一种岩层物理力学性质快速测量装置与方法。其中，测量装置包括参数测量装置和输送固定装置：所述参数测量装置可拆卸设置在所述输送固定装置上，能够通过所述输送固定装置将所述参数测量装置输送进钻孔内；所述参数测量装置为单轴抗压强度测量装置、剪切强度测量装置或弹性模量与泊松比测量装置。本发明提供的物理力学性质快速测量装置与方法，通过可拆卸的设置单轴抗压强度测量装置、剪切强度测量装置或弹性模量与泊松比测量装置，进而能够实现在同一个钻孔内进行多个参数的测量，使得测得的参数为同一地点的岩石参数，更具有参考价值。本发明可以提高测量效率，提高钻孔的利用率，减小测量成本。
岩层物理力学性质快速测量装置方法

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