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[发明专利]一种矿井开采动态扰动的二维相似模拟试验装置和方法-CN202110123197.8有效
发明人：郭军;郭星辰;王朋飞;文晓泽;钱瑞鹏;朱林俊;郝晨良;刘佳男;闫勇敢 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-01-29 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明公开一种矿井开采动态扰动的二维相似模拟试验装置和方法，包括物理模型框架、液压加载与扰动装置、控制系统、实验测试系统；物理模型框架与模拟底面平行，包括顶梁、槽钢、边立柱、底座、钢板、左右挡板、顶板和固定螺栓；液压加载与扰动装置包括液压泵、液压油、液压缸、安全阀、油箱、过滤器、供油管路、回油管路、密封圈和动态阀；控制系统包括电脑、控制柜、和电子控制器；实验测试系统包括高速相机、应变仪、压力盒、压力表、DIC测试分析系统、计算机、图像采集卡、钢化玻璃板、瞬变电磁仪和拉力、压力传感器。该装置添加了扰动装置，可模拟地下开采中的工程扰动，所测量的数据与现有系统相比误差更小，在工程领域中有重要参考价值。
一种矿井开采动态扰动二维相似模拟试验装置方法

[发明专利]一种同轴钻孔精确劈裂装置、破碎设备及同轴劈裂方法-CN202310098008.5在审
发明人：董陇军;郝晨良;范方政 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-02-10 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： E21C37/04 文献下载
摘要：本申请涉及岩石、混凝土等固体材料破碎技术领域，提供一种同轴钻孔精确劈裂装置、破碎设备及同轴劈裂方法；该同轴钻孔精确劈裂装置，包括：总控制系统、钻进动力装置、油缸系统、油压控制系统、劈裂机构、钻杆、岩体多源声学定位与辨识模块和破岩机构；所述钻进动力装置、所述油缸系统、所述劈裂机构、所述钻杆和所述破岩机构同轴线设置，所述钻杆的一端和所述钻进动力装置连接，穿过所述油缸系统和所述劈裂机构后，另一端和所述破岩机构连接，所述油缸系统和所述油压控制系统配合控制所述劈裂机构进行劈裂破岩，劈裂机构和破岩机构上设有地声传感器。该同轴钻孔精确劈裂机具有劈裂效率高、安全、精确劈裂、能耗低和使用寿命长的优点。
一种同轴钻孔精确劈裂装置破碎设备方法

[发明专利]一种钻拉连续快速破岩机械手、破岩设备及破岩方法-CN202310161546.4在审
发明人：董陇军;范方政;郝晨良 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-02-24 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： E21C37/00 文献下载
摘要：本申请涉及岩石等坚硬固体材料破裂技术领域，提供一种钻拉连续快速破岩机械手、破岩设备及破岩方法，该钻拉连续快速破岩机械手，包括：安装接头、机械手连接臂、拉拔系统、块度调节机构、孔内锁紧系统及钻进系统，所述机械手连接臂的一端设置在所述安装接头上，另一端与所述钻进系统连接，所述钻进系统包括钻进动力装置、钻孔钻杆和钻孔钻头，所述拉拔系统、所述块度调节机构和所述孔内锁紧系统连接并与所述钻孔钻杆同轴设置。该钻拉连续快速破岩机械手具有破岩连续快速、破岩能力强、块度可控且适用范围广的特点。
一种连续快速机械手设备方法

[发明专利]一种高强度岩体原位低能耗碎岩采掘机器人及掘进方法-CN202211715142.7在审
发明人：董陇军;范方政;郝晨良 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-12-28 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：本申请涉及矿山地下破岩技术领域，提供一种高强度岩体原位低能耗碎岩采掘机器人及掘进方法，该掘进机器人包括行走机构以及设置在行走机构上的机器人本体，机器人本体至少包括电力系统和控制系统，机器人本体上设有全方位支撑机构、环境感知系统、钻孔及胀拉破岩系统、碎岩及耙拉系统和岩渣收集运输系统，控制系统包括掘进参数智能动态分析模块、通信模块和智能导航模块。该掘进机器人集钻孔、破岩、碎岩、运渣等多种功能于一体，通过充分利用了岩体的原位工程地质条件和岩石材料抗压不抗拉、剪的力学特性进行破岩，可实现矿岩破碎后的块度控制，有效地提高破岩效率，降低采掘能耗，实现安全、稳定、连续的破岩作业。
一种强度原位能耗采掘机器人掘进方法

[发明专利]一种钻拉剪破岩机构、钻拉剪原位破岩设备及掘进方法-CN202310073903.1在审
发明人：董陇军;范方政;郝晨良 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-02-07 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： E21C37/04 文献下载
摘要：本申请涉及矿山地下破岩技术领域，提供一种钻拉剪破岩机构、钻拉剪原位破岩设备及掘进方法，该钻拉剪破岩机构包括：钻进动力装置、油缸系统、钻孔与孔内侧压梯度加载系统、岩体质量钻进感知模块和除尘机构，所述钻进动力装置配合所述钻孔与孔内侧压梯度加载系统进行钻孔，所述油缸系统配合所述钻孔与孔内侧压梯度加载系统先进行施加侧向压力，再进行施加外向拉拔力。该钻拉剪破岩机构为同轴心结构，无须退孔、对孔和再入孔等工作流程，可实现连续高效作业。该破岩设备充分利用了岩体抗压不抗拉剪的力学特性，具有破岩能力强、能耗低和体积小的优点。
一种钻拉剪破岩机构钻拉剪原位设备掘进方法

[发明专利]一种超前自成像自辨识的悬臂式掘进采矿机器人-CN202210419094.0有效
发明人：董陇军;郝晨良 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-04-21 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种超前自成像自辨识的悬臂式掘进采矿机器人，包括悬臂式掘进采矿机器人本体、超前自成像自辨识系统及钻头状态采集模块；钻头状态采集模块用于采集悬臂式掘进采矿机器人本体的钻头的破岩状态；超前自成像辨识系统包括设置在悬臂式掘进采矿机器人本体上的主动震源、主动震源传感器、破岩震源传感器以及布设在监测地质区域围岩里的多个地声传感器；控制系统用于进行波速场反演成像，得到监测地质区域结构波速场成像模型；还用于根据此成像模型及钻头的破岩状态调整掘进控制参数。可实现对工作面前方的地质区域进行超前成像和辨识，优化掘进控制参数，提高切割岩层时的切割性能和钻头的寿命，并能适用于深部高应力岩体。
一种超前成像辨识悬臂掘进采矿机器人

[发明专利]一种膏体材料结构充填控制地表残余沉陷的方法-CN202110028989.7有效
发明人：王朋飞;祝壮;郝晨良;刘佳男;文晓泽;刘镇书;陈可夯;吴妍;张海龙;高梦男;王天勋 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-01-11 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： E21F15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种膏体材料结构充填控制地表残余沉陷的方法，包括以下步骤：在工作面开始生产前对矿井上覆岩层情况、工作面参数进行调研，根据所调研资料进行计算；在工作面开始生产后，先在开切眼内紧贴工作面后向煤壁砌筑一道长度与工作面长度相等的边界条带墙，为工作面后向煤壁提供侧向支撑力，防止工作面后向煤壁片帮；根据工作面实际情况进行条带—墩柱间隔结构充填。本方法可以节约充填材料，降低充填成本，同时取得优良的充填效果。
一种材料结构充填控制地表残余沉陷方法

[发明专利]等离子体切割与机械动态拉剪破岩组合的采掘机及采掘方法-CN202211322597.2在审
发明人：董陇军;郝晨良;范方政;刘传政 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： E21C37/18 文献下载
摘要：一种等离子体切割与机械动态拉剪破岩组合的采掘机及采掘方法，包括多悬臂式采掘机本体、等离子电磁复合切割机械臂和岩体拉剪装置；所述多悬臂式采掘机本体的第一悬臂上固定有摇臂截割装置，所述等离子电磁复合切割机械臂固定在摇臂截割装置的活动端上作为摇臂截割装置的截割部，所述多悬臂式采掘机本体的第二悬臂上安装有岩体拉剪装置，本发明利用岩石抗压强度远大于抗拉强度的客观事实，利用等离子体切割硬岩结合机械动态拉剪破岩的技术，从而能够很好的发挥等离子体热能破岩和机械拉剪破岩各自的特性和优势，极大地提高破岩掘进效率。
等离子体切割机械动态拉剪破岩组合采掘方法

[发明专利]一种内错式错层位采煤法中相邻顺槽的注浆方法与装置-CN202110569738.X有效
发明人：冯国瑞;樊一江;王朋飞;郝晨良;文晓泽;郭军;白锦文;戚庭野;刘佳男;朱林俊;吴昌泉 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： E21D11/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种内错式错层位采煤法中相邻顺槽的注浆方法与装置。在内错式错层位采煤法中，回采煤层为厚煤层，回采工作面的回风顺槽与掘进工作面的进风顺槽不在同一水平上，回采工作面的回风顺槽沿煤层顶板布置，掘进工作面的进风顺槽沿煤层底板布置，二者在竖直方向上存在高度差；在施工过程中，掘进工作面进风顺槽的掘进要滞后回采工作面的回风顺槽180~200米，即要在回采工作面回风顺槽稳定后，再掘进下一个工作面的进风顺槽；在巷道掘进的同时，需要对巷道进行打孔注浆，注浆孔采用单排布置。本发明可在井下实现在煤层内部多角度、全方位的注浆，使煤层内部注浆效果更显著；能够在不额外使用锚杆的情况下，使巷道周围煤层的加固效果更牢固。
一种内错式错层位采煤相邻方法装置

[发明专利]一种井下利用高速带式输送机分离煤与矸石的方法和装置-CN202110001339.3有效
发明人：王鲜霞;樊一江;王朋飞;白锦文;戚庭野;郝晨良;文晓泽;刘佳男;刘镇书;陈可夯;吴妍;张海龙;王天勋;高梦男 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-01-04 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： B07B13/11 文献下载
摘要：本发明提出了一种井下利用高速带式输送机分离煤与矸石的方法和装置。该装置主要包括两个带式输送机，其中一个为正常速度运行的带式输送机，主要运输由工作面而来的煤与矸石；而另一个为高速运行的带式输送机，其主要目的是将煤与矸石进行加速。本实验新型提出的井下分离煤与矸石的装置，具有便于安装、结构简单，运行安全可靠、所用空间小等优点；可以有效地实现矸石不出井，并且直接将矸石回填采空区。
一种井下利用高速输送分离矸石方法装置

[发明专利]外错式错层位采煤法中相邻顺槽之间的注浆方法-CN202110569719.7有效
发明人：王朋飞;樊一江;冯国瑞;郭军;文晓泽;郝晨良;白锦文;戚庭野;吴昌泉;马敬凯 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： E21D11/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于外错式错层位采煤法中相邻顺槽之间的注浆方法。该注浆方法应用于回采工作面回风顺槽边帮与下一掘进工作面运输顺槽顶板之间的区域，在相邻注浆孔之间安放反圆角矩形塑料板，通过加紧装置来固定反圆角矩形塑料板使其贴紧煤层表面，阻止注浆时浆液沿煤层裂隙持续渗出，使浆液在煤层内部凝固而达到加固煤层的效果。该注浆方法适用于节理裂隙较为发育的煤层，可有效防止煤层巷道注浆时浆液沿煤层裂隙渗出的现象。本发明具有便于安装、结构简单，且所使用的反圆角矩形塑料板能够重复利用等优点；可以有效地防止注浆时浆液外渗的现象，使煤层注浆效果显著。
外错式错层位采煤相邻之间方法

[发明专利]锚杆对围岩动静载荷作用下阻裂机理的试验装置及方法-CN201911404113.7有效
发明人：王朋飞;刘佳男;郝晨良;刘镇书;陈可夯;张建利 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-12-31 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种锚杆对围岩动静载荷作用下阻裂机理的试验装置及方法。该试验装置由加载装置、监测装置、以及试验材料加工装置三部分组成；所述加载装置为多场耦合微机电液伺服岩石三轴压力机；监测装置包括声发射检测系统、智能低电阻测试仪、非金属超声波仪、动静态声发射一体机、高速摄相机、应变片、聚乙烯绝缘板、导电铜片、声发射探头、导线、数据处理器、计算机。本试验装置及方法利用了材料的透明特性，使得锚杆对围岩的受动静载作用下的阻裂机理更直观地反映出来，改善了通过声发射或CT扫描等监测设备在信息转换过程中的失真问题，对岩体受动静载荷作用下的裂隙发育状况及锚杆阻裂机理的研究具有重要意义。
围岩动静载荷作用下阻裂机理试验装置方法

[发明专利]一种小煤柱重叠型注浆对穿锚索-CN202110283240.7有效
发明人：王朋飞;吴昌泉;刘镇书;陈可夯;张建利;张新华;张海龙;王天平;高梦男;郝晨良;刘佳男;祝壮;樊一江 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-03-16 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： E21D21/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种小煤柱重叠型注浆对穿锚索，属于煤炭用锚索技术领域；包括主锚索段、次锚索段；主锚索段包括多根主钢绞线、紧箍环、内管、钻有过孔的外管，在内管末端放置一个带孔的钢铁件；次锚索段包括次钢绞线，每根主钢绞线端部安装一个锁扣，次钢绞线末端也安装一个锁扣，通过特制的钢铁件，两者互相拉扯，形成锁死结构；次锚索段可以伸缩进入主锚索段的内管中，工作时，先在采空区煤柱测钻孔，长度大于小煤柱宽度，以防止因下区段巷道掘进出现误差，将锚索放入孔中，此时，锚索处于压缩状态；待下区段巷道掘进时，将次锚索段钩出，再进行注浆、锚固；解决了目前缺乏在沿空留巷时所留的小煤柱上专用的锚索的问题。
一种小煤柱重叠型注浆穿锚索

[发明专利]综采工作面初采坚硬顶板布置预裂炮孔及联线起爆方法-CN201910931128.2有效
发明人：王朋飞;刘佳男;郝晨良;任玉琦;张百胜;李松玉;孙强 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-09-29 - 公布日： 2022-03-04 - 主分类号： F42D1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种综采工作面初采坚硬顶板布置预裂炮孔及联线起爆方法，属于煤矿开采坚硬顶板悬顶处理技术领域。本发明包括以下步骤：第一步：布置初采开切眼内的炮孔；第二步，在正、副巷提前布置炮孔；第三步：布置补加炮孔；第四步：设计炮孔装药和封泥参数，联线起爆；第五步：正、副巷加强支护。本发明具有较强的现场可操作性，在保证顶板预裂效果的前提下，可节约钻孔数量、降低成本、减少工期。
工作面坚硬顶板布置预裂炮孔起爆方法

[发明专利]一种模拟掘进扰动情况下煤岩体三轴加载试验装置及方法-CN201910534780.0有效
发明人：冯国瑞;钱瑞鹏;姜海纳;宋诚;李振;郭军;任玉琦;孙强;李松玉;郝晨良;康立勋 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-06-20 - 公布日： 2022-01-14 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟掘进扰动情况下煤岩体三轴加载试验装置及方法，属于煤岩体渗流损伤破坏特性研究的技术领域。本发明提供了一种能够更加真实模拟掘进扰动作用，煤岩体损伤破坏过程可视的三轴加载试验装置，同时该装置能够实现不同水压、不同加载方式以及不同扰动作用对煤岩体的破坏及渗流特性的影响的研究。该发明可实现掘进扰动作用下，煤岩体裂隙扩展的全过程监测，及煤岩体中应力变化，渗流压力变化的实时动态监测，进而定量化研究掘进扰动煤岩体渗流损伤破坏特性，对掘进工作面突水做出科学预判，减少掘进工作面突水灾害的发生。
一种模拟掘进扰动情况下煤岩体三轴加载试验装置方法

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