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[发明专利]高强吸能锚杆/锚索数值模拟方法-CN202311196381.0在审
发明人：江贝;王学鹏;尹晨;高红科 -专利权人：中国矿业大学（北京）;山东高速基础设施建设有限公司
申请日： 2023-09-18 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开一种高强吸能锚杆/锚索数值模拟方法，涉及地下工程支护技术领域，包括：根据高强吸能锚杆/锚索拉伸受力过程中的力学性能，划分弹性阶段、恒阻阶段、增阻阶段、破断阶段和失效阶段，根据对高强吸能锚杆/锚索进行的静力拉伸试验确定各阶段的本构方程；构建待模拟高强吸能锚杆/锚索初始数值模型，根据对待模拟高强吸能锚杆/锚索进行的静力拉伸试验确定待模拟高强吸能锚杆/锚索的本构方程，根据本构方程选择不同阶段进行组合，以此对待模拟高强吸能锚杆/锚索初始数值模型进行修正，由此完成对应类型的高强吸能锚杆/锚索的数值模拟。实现可破断高强吸能锚杆/锚索锚固支护模拟，实现不同类型高强吸能锚杆/锚索的数值表征。
高强吸能锚杆数值模拟方法

[发明专利]采矿沉陷区治理效果与综合评价方法-CN202310960883.X有效
发明人：王琦;冯耀霞;江贝;高红科 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2023-08-02 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06Q10/0639 文献下载
摘要：本发明公开了采矿沉陷区治理效果与综合评价方法，涉及采矿沉陷区治理评价技术领域，包括：根据采空区治理过程、地球物理勘察和钻探勘察成果，建立采矿沉陷区治理后三维可视化地质模型；进行室内试验，并监测拟建场地沉陷区现场数据；将室内试验结果与现场监测数据整合处理，建立评价指标；基于评价指标，利用神经网络算法预测治理后沉陷区的变形情况，得到三维可视化地质演化分析模型；根据现场监测数据反馈至三维可视化地质演化分析模型实时修正预测治理效果。本发明通过建立考虑时间效应的采矿沉陷区三维地质模型的四维评价方法，能够定量分析治理效果，不同地质条件下的采空区治理及工程建设规划提供依据。
采矿沉陷治理效果综合评价方法

[发明专利]拉-剪荷载下锚杆/索力学特性测试装置及其使用方法-CN202310862756.6在审
发明人：孟庆彬;杨彬;王琦;黄炳香;王洪涛;李为腾;高红科;陈梁 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-07-13 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G01N3/10 文献下载
摘要：本发明公开的拉‑剪荷载下锚杆/索力学特性测试装置及其使用方法，属于矿山与岩土工程试验测试技术领域。包括通过分离式油泵管路连接的金属固定台、剪切模块、拉拔模块；利用金属固定台和拉拔模块固定锚杆/索，驱动分离式油泵工作，使得拉拔模块对锚杆/索施加静动态拉力，并采用液压千斤顶对锚杆/索开展单一或反复循环高低速剪切试验直至破坏；多功能控制台全程监测锚杆/索受力状态。其能够控制施加锚杆/索静动态拉力，模拟节理岩石对处于静动拉伸状态下锚杆/索的剪切影响，测试锚杆/索的抗剪能力，具有操作智能、功能性强、精度高、经济效益好的优点。
荷载下锚杆力学特性测试装置及其使用方法

[发明专利]地下工程围岩结构特征原位探测与分级方法-CN202310806139.4有效
发明人：江贝;马凤林;高红科;黄玉兵 -专利权人：中国矿业大学（北京）;山东高速基础设施建设有限公司
申请日： 2023-07-04 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了地下工程围岩结构特征原位探测与分级方法，涉及岩土工程勘察技术领域，包括：建立岩体抗压强度随钻反演模型，得到岩体抗压强度以及岩体抗压强度与钻进深度变化曲线；根据岩体抗压强度随钻进深度变化曲线的响应特征，建立岩体结构面参数随钻反演模型；基于岩体结构面参数随钻识别模型得到岩体结构面参数，并确定岩体完整性系数；根据岩体完整性系数与岩体抗压强度，建立围岩原位随钻分级模型，得到岩体基本质量指标，以对围岩进行原位随钻分级。本发明能够实现地下工程围岩结构特征原位探测与分级，提高测试精度。
地下工程围岩结构特征原位探测分级方法

[发明专利]一种自调节式抗剪切让压锚杆装置及其使用方法-CN202310790085.7在审
发明人：孟庆彬;辛学奎;龙景奎;周跃进;赵兴龙;陈树亮;高红科 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： E21D21/00 文献下载
摘要：本发明公开的一种自调节式抗剪切让压锚杆装置及其使用方法，属于巷道、隧道及隧洞等地下工程支护领域。其包括套筒、锚杆主体和抗剪切装置，抗剪切装置设置在锚杆上，套筒设置在锚杆主体的头部，锚杆主体包括沿轴线左右布置的用于顺序安装托盘和螺母的第一杆体，包括用于适应岩层错动滑移变形而发生剪切变形的第二杆体和用于让压的第三杆体；利用第三杆体端部高强度齿轮旋转实现与套筒间的相对移动，进而实现锚杆的恒阻让压作用；通过第二杆体与抗剪切装置发生扭转弯折来发生剪切变形，进而适应岩层错动滑移变形。其结构既能实现让压效果，又可适应岩层错动滑移变形，满足剪切侧向大变形要求，具有功能多样、结构合理、节约成本、经济适用。
一种调节剪切让压锚杆装置及其使用方法

[发明专利]深井多维降能减震和多级吸能抗震方法-CN202310854023.8有效
发明人：王琦;薛浩杰;高红科;江贝;邓玉松;吴文瑞 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2023-07-13 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，属于煤炭开采安全控制技术领域，包括建立围岩能量计算模型，计算设计巷道围岩破断时的最大能量释放量；获取卸压方法卸压参数，得出多维降能减震基础参数；确定多维降能减震设计方案，得出巷道剩余聚集能量；建立多级吸能抗震设计能量计算模型，计算设计巷道吸能支护设计最小总吸收能量；获取吸能支护构件性能参数，得出多级吸能抗震基础参数；确定最优吸能支护基础参数和巷道多维降能减震设计基础参数，形成巷道深井多维降能减震设计方案和多级吸能抗震设计方案。本发明相较于基于围岩和支护构件强度的设计方法，更能反应深井巷道防冲的本质和核心，对于维护巷道稳定更有保障。
深井多维减震多级抗震方法

[发明专利]地下工程围岩能量测试与岩爆吸能控制方法-CN202310754907.6有效
发明人： 高红科;江贝;吴文瑞;王帅;魏华勇 -专利权人：中国矿业大学（北京）;北京力岩科技有限公司
申请日： 2023-06-26 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本发明公开了地下工程围岩能量测试与岩爆吸能控制方法，涉及地下工程安全技术领域，包括：获取巷道围岩钻进过程中的随钻参数，结合岩爆能量测试模型得到单位体积围岩的岩爆能量；获取支护构件的性能参数，确定支护构件的屈服荷载和能量吸收量；根据围岩重量和支护构件的屈服荷载得到强度设计支护参数；根据岩爆能量和支护构件的能量吸收量得到能量设计支护参数；结合围岩强度设计支护参数和能量设计支护参数，确定围岩支护设计方案。本发明在传统强度支护设计的基础上，考虑能量释放对支护设计的影响，建立基于强度‑能量综合判据的围岩岩爆吸能控制支护设计方法；能够降低煤矿动力灾害发生风险，保证施工安全。
地下工程围岩能量测试岩爆吸能控制方法

[发明专利]岩体能量随钻原位测定与控制设计方法-CN202310671771.2有效
发明人：王琦;蔡松林;江贝;高红科;章冲 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2023-06-08 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明涉及岩土工程勘察技术领域，特别涉及岩体能量随钻原位测定与控制设计方法，包括通过开展岩体钻进测试试验，对岩体进行旋切耗能分析，综合岩体的随钻参数钻进速度V、钻头转速N、钻进扭矩M、钻进压力F，建立基于随钻参数的岩体切削能量密度计算公式；开展岩石单轴压缩加卸载试验，通过对岩石加卸载曲线进行积分获取岩石弹性能密度，并建立岩体等效能量密度随钻测试模型；现场开展岩体原位钻探试验，确定现场岩体等效能量密度，建立现场岩体原位能量分级指标，实现现场岩体原位能量分级；根据现场岩体原位能量分级结果，选取合理的现场围岩支护设计方案；本发明可进行岩体能量测试，实现对现场围岩能量的原位分级。
体能量随钻原位测定控制设计方法

[发明专利]基于岩体能量差的岩爆等级预测方法-CN202310727725.X有效
发明人：王琦;刘光杰;何满潮;王允偲;江贝;高红科;薛浩杰;黄玉兵 -专利权人：中国矿业大学（北京）;山东能源集团有限公司
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了基于岩体能量差的岩爆等级预测方法，涉及地下工程勘察技术领域，解决了现有岩爆能量原位评价方法效率低、精度差的问题，时效性高，提高了施工安全，具体方案如下：设置不同的钻进参数进行室内数字钻进试验，获取随钻参数；利用获取的随钻参数建立岩体能量差计算模型；基于岩体能量差计算模型得到岩体随钻过程中的能量变化以获得岩体能量差；基于室内数字钻进试验中岩体岩爆情况与岩体能量差的关系，建立岩体能量差岩爆等级预测模型，确定岩体能量差岩爆等级划分阈值；基于划分的阈值，结合现场钻进过程中岩体能量差的变化对岩爆等级进行预测。
基于体能等级预测方法

[发明专利]岩体碎胀特性测试系统与方法-CN202310431741.4有效
发明人：江贝;刘寄婷;徐奴文;高红科;章冲;王旭春;杨荣 -专利权人：中国矿业大学（北京）;山东大学
申请日： 2023-04-21 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种岩体碎胀特性测试系统与方法，涉及采矿技术领域。该测试系统包括承载支架、切顶爆破模拟装置、碎石压缩模拟装置、力学特性监测装置和终端处理装置。切顶爆破模拟装置包括切顶爆破箱和封板，岩石试块放置于切顶爆破箱内；碎石压缩模拟装置包括碎石压缩箱，其设置于切顶爆破箱的底部且与承载支架连接；该岩体碎胀特性测试系统首先在切顶爆破箱内模拟爆破，爆破后形成不规则形状碎石在重力作用下随机垮落至碎石压缩箱内，通过力学特性监测装置监测垮落碎石的体积变化，绘制垮落碎石的碎胀特性和碎石帮支挡结构受力变化曲线，明确垮落碎石对碎石帮支挡结构面施加的侧向压力分布和动态变化规律，指导现场工程应用。
岩体碎胀特性测试系统方法

[发明专利]地下工程围岩等级随钻预测与分类方法-CN202310671772.7在审
发明人：王琦;翟大虎;章冲;吴文瑞;高红科 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2023-06-08 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明涉及岩土工程勘察技术领域，特别涉及地下工程围岩等级随钻预测与分类方法，包括：采用智能钻机对围岩进行数字钻进测试，监测钻进过程中随钻参数随钻进深度的变化；将监测到的随钻参数带入建立的公式得到围岩的等效抗压强度与等效抗拉强度；根据围岩的等效抗压强度与强度阈值的关系，将围岩划分为软岩与硬岩；对于软岩根据围岩等效抗压强度与围岩所受最大地应力的比值，对软岩的软化等级进行划分；对于硬岩根据围岩等效抗压强度与等效抗拉强度的比值，对硬岩的岩爆倾向性等级进行划分；本发明通过随钻参数的软化等级系数和岩爆倾向性指数分别对软岩和硬岩进行等级划分，解决了围岩等级通过各种复杂地质资料作为划分依据可靠性低的问题。
地下工程围岩等级预测分类方法

[发明专利]一种采空区体积确定方法和装置-CN202310283533.4有效
发明人：王海龙;王琦;高红科;赵振龙;赵振华;韩琳 -专利权人：中国矿业大学（北京）;临沂大学
申请日： 2023-03-22 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： G01B21/00 文献下载
摘要：本申请属于采空区领域，公开了一种采空区体积确定方法和装置。所述方法包括：在待测量采空区的目标平面分布范围内，采用钻探法进行钻孔钻探，获取目标平面分布范围内地层的地层数据；根据目标平面分布范围和地层数据，确定待测量采空区的三维空间；基于钻孔的位置构建地层剖面线，根据地层剖面线对三维空间分割，获得多个三维子空间；针对每个三维子空间，如果该三维子空间包括多个地层剖面，则根据该三维子空间对应地层剖面的剖面面积，确定该三维子空间对应的体积公式，否则，根据该三维子空间的形状，确定该三维子空间对应的体积公式；根据每个三维子空间的体积公式，确定为采空区体积。采用本申请可以确定年代久远丢失资料的采空区的体积。
一种采空区体积确定方法装置

[发明专利]一种采空区冒落矸石碎胀系数的测试方法及系统-CN202310256899.2有效
发明人：王海龙;王琦;高红科;赵振龙;赵振华;韩琳 -专利权人：中国矿业大学（北京）;临沂大学
申请日： 2023-03-17 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： E21C39/00 文献下载
摘要：本申请涉及一种采空区冒落矸石碎胀系数的测试方法及系统，涉及地下工程安全技术领域。方法包括：通过在矿井的煤柱正上方地表施工基准孔，确定矿井在原始状态下各岩层的岩性和厚度的对应关系；在矿井中顶板岩层冒落填充后的采空区正上方地表施工注浆孔，并对注浆孔进行注浆处理；在采空区正上方地表，注浆孔的浆液扩散半径之内钻取包含冒落矸石结石体的岩芯，并根据岩芯确定冒落矸石结石体中各岩层的岩性和厚度的对应关系；根据原始状态下各岩层的岩性和厚度的对应关系和冒落矸石结石体中各岩层的岩性和厚度的对应关系，确定采空区的冒落矸石综合碎胀系数。采用本申请可以精准测量采空区冒落矸石的碎胀系数。
一种采空区矸石系数测试方法系统

[发明专利]地下工程围岩旋切钻进原位探测方法-CN202310290319.1在审
发明人：王琦;高红科;江贝;吴文瑞;马凤林 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2023-03-23 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种地下工程围岩旋切钻进原位探测方法，涉及岩土工程勘察技术领域，该探测方法包括：获取三向围压作用下岩石试件的钻进扭矩增量Mz和钻进压力增量Fz；建立钻进扭矩增量Mz和钻进压力增量Fz与钻进深度h的关系式。建立三向围压作用下岩石的切削能量密度解ξc，同时获取岩石试件的抗压强度σc，建立岩体等效抗压强度旋切钻进评价模型。对现场围岩进行原位测试，结合评价模型，根据岩体等效强度对围岩进行分区。该方法建立了考虑三向围压作用的岩体等效抗压强度旋切钻进测试模型，能够实现地下工程围岩的强度参数原位定量探测。
地下工程围岩钻进原位探测方法

[发明专利]深部地下工程岩爆防治方法和系统-CN202211421487.1有效
发明人：王琦;吴文瑞;刘冬桥;张修峰;王业泰;高红科;薛浩杰 -专利权人：中国矿业大学（北京）;山东能源集团有限公司
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种深部地下工程岩爆防治方法和系统，涉及地下工程安全技术领域。所述方法包括：开展深部岩石岩爆试验获取围岩的岩爆峰值应力，开展岩石力学性质测试获取围岩的应力应变数据和峰值应变；根据岩爆峰值应力、应力应变数据和峰值应变，确定围岩的岩爆能量；根据岩爆能量，确定围岩的岩爆等级；根据岩爆等级，确定对应的围岩岩爆控制设计方案。采用本发明可以针对性地采取围岩岩爆控制措施，降低岩爆发生风险。
地下工程防治方法系统

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