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本发明属于水文地质、地球科学、环境科学与工程研究技术领域，提供了一种深层地下水中溶质迁移转化的一维模拟装置，安全性高，装置简单。所述深层地下水中溶质迁移转化的一维模拟装置，包括依次串联连接的水箱、增压泵、单向阀、安全阀、具有特殊法兰结构的含水层介质柱、针形阀以及取样装置，具有特殊法兰结构的含水层介质柱至于恒温控制单元工作室内进行控温。使用本装置具有如下效果：实验装置设计简单、易操作和方便维护，温度和水压控制精确、方便调节，装置能模拟的最大水压为10MPa，适用于4~65°C、pH6.5~9的实验环境，可有效模拟深层地下水的水压和低温地热环境、长期稳定操作，并不受环境温度条件的限制。
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本实用新型公开了一种一次性长管气相压裂装置，包括承压管、密封堵头、增压棒、充气阀，承压管为空心管状结构，其一端与密封堵头连接，另一端与充气阀连接，并构成密闭腔体结构，承压管、密封堵头和充气阀同轴分布，增压棒至少一根且嵌于承压管内，增压棒的总长度为承压管长度的1/4—3/4。本新型结构简单，使用灵活方便，操作灵活方便且使用成本低廉，一方面可有效的满足多种复杂地质结构、钻孔、油气井和水井结构使用的需要，提高设备环境适应性和使用灵活性，另一方面可根据使用需要灵活调整对地质结构的压力强度、压裂作业位置和压裂作业范围等，同时还可有效的对压裂进行灵活的操控，从而达到提高工作效率、控制精度及操作安全性的目的。
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一种便于收集管理地质钻孔岩粉和直观了解地质钻孔岩层岩性的岩粉盒。岩粉盒为圆柱形，由透明的塑料制成，顶部有外螺纹，底部有内螺纹，顶部的外螺纹和底部的内螺纹可以相互旋合。岩粉盒内部用透明的塑料板分成两部分，一部分用于储存岩粉样品，另一部分用于存放记录岩粉样品信息的卡片。岩粉盒放入岩粉样品和岩粉样品的信息卡片后，再拿一个岩粉盒作为盖子使用，用空岩粉盒的底部的内螺纹和装有样品的岩粉盒顶部的外螺纹旋合，这样可以把多个的岩粉盒一层一层地连起来。从岩粉盒外部可以直接看到岩粉样品。打开岩粉盒，可以看到岩粉样品的信息卡片。多个岩粉盒配合使用，可规范收集岩粉样品，记录钻孔岩性，直观看出钻孔内地层的岩性变化情况。
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本发明涉及一种三维开采沉陷相似材料模拟实验台，包括承载底座、试验腔、调节横担、调节挂板，承载底座上端面通过定位卡扣与试验腔外侧面连接，试验腔为横断面呈矩形的腔体结构，调节横担嵌于试验腔内，两端位于试验腔侧表面外并通过调节挂板与试验腔侧壁滑动连接，所述调节挂板与试验腔侧壁间通过定位销连接。本新型一方面在有效实现进行三维作业面上进行沉降仿真作业的同时，极大的简化了设备结构，有效降低了本新型仿真作业及设备维护成本及劳动强度；另一方面可灵活实现对不同地质结构及沉降作业面进行高效仿真模拟作业，极大的提高了对地质沉降仿真作业的检测全面性和检测精度。
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本实用新型公开了一种多级可控气相压裂装置，包括压裂管、连接装置及控制装置，压裂管包括承压管、喷气管、盲孔、增压棒及充气阀，承压管一端与充气阀连接，另一端连接喷气管，承压管和喷气管内部构成相互连通的空腔，喷气管上设置盲孔，增压棒置放于承压管内。本新型结构简单，使用灵活方便，操作灵活方便且使用成本低廉，一方面可有效的满足多种复杂地质结构、钻孔、油气井和水井结构使用的需要，提高设备环境适应性和使用灵活性，另一方面可根据使用需要灵活调整对地质结构的压力强度、压裂作业位置和压裂作业范围等，同时还可有效的对压裂进行灵活的操控，从而达到提高工作效率、控制精度及操作安全性的目的。
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本实用新型公开了一种多级长通管气相压裂装置，包括高压管、喷气管、密封堵头、增压棒、盲孔及充气阀，高压管、喷气管均若干个，且相邻的高压管之间通过喷气管相互连通，并构成内部相互连通的长通管空腔，密封堵头与位于最前端的喷气管前端面连接，充气阀与位于最后端的高压管后端面连接，增压棒至少一根并嵌于长通管空腔内，增压棒与充气阀内置的电极相互连接，喷气管上设置若干个盲孔，且环绕喷气管轴线均布。本新型一方面可有效的满足多种复杂地质结构、钻孔、油气井和水井结构使用的需要，提高设备环境适应性和使用灵活性，另一方面可根据使用需要灵活调整对地质结构的压力强度、压裂作业位置和压裂作业范围。
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本实用新型公开了一种采动区地表沉陷单桩静载荷模型试验装置，它包括一个周面至少前面是透明的模型槽，槽底作为承压板，在槽底上设有漏砂孔，槽底下面放置有挡孔板用于挡住漏砂孔，挡孔板用支撑柱进行支撑；模型槽中从底向上依次铺有砂土层、聚乙烯薄膜和黏土层，黏土层中预埋有模型桩，模型桩底部和周围预埋有土压力盒，的桩体上设有应变片，模顶设有加载装置，土压力盒和应变片连接在模型槽以外的数据采集仪上；在模型桩和黏土层的顶部分别设有百分表。利用本实用新型试验装置法可以比较精确地模拟多种采动区地表土体移动变形规律，可以模拟多种地质条件下的采动区地表变形过程，以及不同曲率变化过程。
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本实用新型公开了一种双管气相压裂装置，包括泄流管、储液管、增压棒及充气阀，储液管嵌于泄流管内，泄流管与储液管之间设不小于3毫米的间隙，泄流管和储液管前端为密闭结构，末端设连接口，并通过连接口与充气阀连接，充气阀与储液管相互连通构成密闭的承压腔体结构，增压棒若干并嵌于储液管内，泄流管上均布若干喷气孔。本新型一方面可有效的满足各种钻孔、油气井和水井结构使用的需要，适应于多种复杂地质条件，提高设备环境适应性和使用灵活性，另一方面可根据使用需要灵活调整对地质条件的压力强度、压裂作业位置和压裂作业范围等，同时还可有效的对压裂进行灵活的操控。
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本实用新型公开了一种筛管气相压裂装置，包括裸眼钻孔、筛管、透气孔、综合密闭空间、封孔装置、增压棒和充气阀，筛管一端为密闭结构，另一端为充气阀，封孔装置以内的筛管上设置有若干透气孔，环绕筛管轴线均匀分布，筛管、裸眼钻孔和封孔装置共同组成综合密闭空间，增压棒嵌于筛管内，通过充气阀内置的电极与启爆器连接。本新型一方面可有效的满足多种复杂地质结构、钻孔结构使用的需要，提高设备环境适应性和使用灵活性，另一方面可根据使用需要灵活调整对地质结构的压力强度、压裂作业位置和压裂作业范围等，同时还可有效的对压裂进行灵活的操控，从而达到提高工作效率、控制精度及操作安全性的目的。
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本新型涉及一种采空区地表建筑设备纠偏基座装置，包括定位底座、主承载基座、辅助承载基座、调节螺柱、螺套，辅助承载基座为轴向截面呈等腰梯形的块状结构，嵌于定位底座内并环绕定位底座轴线均布，主承载基座嵌于定位底座内，其侧表面与辅助承载基座斜腰对应的辅助承载基座侧表面相抵，主承载基座、辅助承载基座内均设调节腔，调节腔内设螺套，调节腔另通过螺套包覆在一条调节螺柱外。本新型一方面可有效满足多种设备地基定位安装作业的需要，施工工作效率高且承载定位稳定性好；另一方面可有效的对沉降等地质形变起到良好的抵御能力，同时另可对因地质形变导致导致地基形变进行修复作业。
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本发明公开了一种基于水准点监测区域地面沉降时空变化特征的方法，包括获取待检测资料，水准检测点布设，数据监测，数据计算及汇总建模等五个步骤。本发明系统构建简单，通用性好，可有效满足多种类型城市地质结构监测作业的需要，同时检测作业数据获取全面、获取数据精度高、数据获取及处理作业运行自动化程度高，有效实现利用城市区域的有限的水准监测网点的沉降变化数据，进行多项式加权插值处理，得到区域沉降的时空变化特征，数据运算处理效率和精度高，实现按照监测周期时序处理，拟合计算区域等值线进而得到区域沉降的时空变化特征，为研究城市区域地表沉陷规律，监测城市地质灾害提供有力的数据支撑。
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本发明涉及煤矿水文地质工程技术领域,在煤层开采中所揭露的断层带的渗透性能的快速定量评价方法。通过供水系统对封闭的评价区间进行压水实验,对评价区间分阶段定压力注入水,并分阶段提高注入压力,当达到各阶段设定的注入水压力时,通过流量计记录每次的注入水量,当注水压力达到最大压力值停止供水,封闭评价区间,然后测定封闭区间的压力从最大压力值下降到某一设定的压力值所需要的时间。实际测定过程中只需测定出经过时间这一个数据,可直观地在图上读取出渗透系数,能够快速测定低渗透性煤矿断层带的渗透系数。整个试验过程和评价过程用时少,压水试验后对断层进行处理的注浆作业可以不间断直接进行,显著提高了煤矿开采工作效率。
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本发明涉及一种基于启动压力梯度的煤层瓦斯流动状态快速判识方法，通过在煤矿井下采集五类煤样，制成标准煤芯，确定出每个煤芯的地质强度指标值，然后再测算出煤芯的启动压力梯度值，并对多种煤样进行一系列的启动压力梯度测试，得出各类煤样的启动压力梯度值，然后将各类煤样的启动压力梯度值与其对应的地质强度指标值进行回归分析，得出二者的关系；最后得出结论，根据在煤矿井下采集煤样或者直接观测煤壁，获取煤层的煤体结构，确定煤层的GSI值后，即可得出煤层瓦斯的启动压力梯度，将其与瓦斯压力梯度进行比较，即可快速判定煤层瓦斯的流动状态。本发明为抽采难易程度评价及抽采工艺的选择提供指导，并为瓦斯抽采理论的进一步完善提供参考。
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本发明涉及一种从井下巷道定向水力压裂控制采动影响范围的方法，包括以下步骤：1）获取工作面地质采矿条件和预裂巷道上覆岩层地质状况，分析地表移动盆地边界；2）根据需要保护的地表构建物等级确定围护带宽度以及控制地表移动盆地边界；3）根据步骤2）控制地表移动盆地边界确定上覆岩层的预裂高度和位置；4）根据步骤3）确定的上覆岩层的预裂高度和位置对上覆岩层的顶板实施水力压裂操作。本发明的方法可减小采动影响范围从而消除地表构建物所受采动损害，达到保护地表构建物目的。
本发明公开了一种浅埋煤层工作面支架工作阻力预测方法及预警系统和方法，以开采工作面推进到下一阶段的煤层面为铰接点，开采工作面上覆岩层的每一个单独岩层视为一个一端固定在铰接点的悬臂梁，每个单独岩层的自稳定长度由各岩层的岩性决定其悬臂梁长度，预测计算支架工作阻力；预警系统包括三维地质信息系统、采掘实时信息系统和矿压预警系统；该预警方法为：一、构建开采工作面上覆基岩三维地质信息系统模型；二、采掘实时信息录入；三、开采工作面前方覆岩信息预测；四、前方覆岩矿压预警；五、岩体三维图形修正；重复步骤二到五至开采结束。本发明对浅埋煤层工作面支架的工作阻力进行预测计算，然后做出预警，提高超前支架的运行可靠性。 1
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本发明公开了一种近距离煤层开采老空水下泄智能预警系统和预警方法，所示预警系统包括三维地质信息系统、采掘信息系统和老空水灾害判别预警系统；所述预警方法包括：1、钻孔数据录入、展示；2、三维成图；3、采掘实时信息录入；4、实时修正岩体三维图形；5、开采工作面前方覆岩及老空水信息预测；6、老空水灾害判别预警；然后随开采工作的进行，重复3‑6的步骤直至开采工作完成。本发明能够对开采工作面前方的上覆基岩地质信息和上覆老空水情况参数进行有效预测和实施监控，对老空水突水灾害进行预防和预警，避免开采过程中采动裂隙发育至上组煤采空区，造成上覆老空水下泄至下组煤回采工作面，引发矿井发生老空突水灾害。
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本发明公开了一种地下水中反硝化模拟系统气体产物的收集装置，属于水文地质和环境科学领域。整套装置采用排气法和排水法相结合的方式来收集、计量气体产物，包括依次连接的补液装置、反硝化模拟反应装置、排气装置、集气装置、排水装置和计量装置。设计的排气与反硝化模拟反应装置采用法兰连接，补液和反硝化模拟装置间以及排气、集气和排水装置间均以耐腐蚀橡胶软管连接，排水与计量装置通过短管连接，在导气管、橡胶软管和阀门接口处设有密封垫。本发明装置设计合理，操作简便，投资小，能有效模拟地下水的饱水含水层及厌氧环境，实现对气体产物N2O、NO、N2的动态变化监测，满足室内模拟研究地下水中反硝化机理的需要。
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本发明公开了一种用于软煤岩降阻散热仿生钻进方法及钻杆，根据煤层地质条件，依据用于软煤岩降阻散热仿生钻进方法，评估钻孔收缩比dc并确定钻杆旋转外径d1、钻杆表面凸形或凹形结构高度、钻杆表面凸形或凹形结构之间间距和钻进速度，用于软煤岩降阻散热仿生钻杆，包括杆体、凸连接件、凹连接件，钻杆表面设置凸形或凹形结构。本发明针对软煤岩钻进困难的技术难题，考虑煤层地质条件，发明了用于软煤岩降阻散热仿生钻进方法及钻杆，钻进过程中，应用降阻散热仿生钻杆施工钻孔，实现低阻、低温一体化钻进工艺体系，可有效改善软弱煤岩地层的钻进效果。
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本发明公开了一种突出煤层掘进工作面沿顶钻进大循环区域性消突方法,在掘进工作面设置挑顶钻场,在挑顶钻场内安置钻机,首先施工密集沿顶煤孔,在掘进工作面前方形成一定宽度的超长距离的沿顶煤孔解放层,利用沿顶煤孔解放层改变被解放区内煤体的应力状态,并释放被解放区内煤体的瓦斯,使被解放区内的煤体实现消突。在瓦斯异常带或地质构造带,当沿顶煤孔施工困难,达不到预定长度时,可对在欠长度沿顶煤孔上方施工沿顶岩孔,通过爆破预裂或水压压裂的办法使沿顶岩孔与深部煤体沟通;当煤层厚度较大时,施工驱替煤孔,采用高压注水或高压注气的方法驱赶和代替被解放区内的瓦斯,提高整体消突效果。
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本发明公开了一种强化软煤岩强度分层切削钻进方法及钻具，基于煤岩坚固性系数f确定钻孔强化比dq，基于煤岩坚固性系数f、瓦斯压力p确定煤岩钻头切削层数N、切削层厚H、切削轴距L，并确定强化软煤岩强度分层切削钻具的结构设计形式。强化软煤岩强度分层切削钻具，包括煤岩强化钻头、旋转密封接头、煤岩钻头、钻头接头、钻杆。本发明针对软煤岩钻进技术难题，考虑煤层地质条件，发明了强化软煤岩强度分层切削钻进方法及钻具，应用强化软煤岩强度分层切削钻具施工钻孔，实现软煤岩前段强化、后段切削钻进的协同钻进工艺方案，可有效减少塌孔、喷孔等钻孔动力现象对对钻孔施工的影响，有利于改善软弱煤岩地层的钻进效果。
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本发明公开了一种突出煤层沿顶钻孔施工技术及抽采盲区消除方法,按如下步骤操作进行:第一步,在回采巷道的巷帮内施工挑顶钻场;第二步,在挑顶钻场内放置钻机,调整钻机的高度,使钻机能够在突出煤层施工沿顶煤孔;第三步,在挑顶钻场内施工一组沿顶煤孔,每个沿顶煤孔的开孔角度与其上部煤层顶板的倾角或伪倾角一致。使沿顶煤孔达到或穿越抽采盲区,甚至穿越采煤工作面的区段宽度或条带宽度;在复杂地质条件下或构造带,当沿顶煤孔难以穿越抽采盲区时,可再施工沿顶岩孔到达抽采盲区的上方,然后对沿顶岩孔实施爆破欲裂或水力压裂的方法,使沿顶岩孔与抽采盲区通过人为裂隙沟通;当煤层厚度较大时,在施工沿顶煤孔的下方再补充施工强化煤孔。
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本发明公开一种矿井瓦斯涌出量预测的新方法，其特征是，它是通过以下步骤进行预测的：构建基于数量化理论I为基础的瓦斯地质数学模型算法；通过影响瓦斯涌出量因素的瓦斯地质条件分析；统计单元划分与变量取值，建立以已采区瓦斯涌出量为因变量，影响瓦斯涌出量因素为自变量的多元多属性线性预测模型；对所建立的预测模型进行反复理论和实践检验，最终确定符合实际的瓦斯涌出量预测模型；预测区按建模时统计单元划分和模型保留变量的取值原则进行取值，代入预测模型进行未采区瓦斯涌出量预测。
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本发明提供了一种土木工程建筑监测系统，包括中央处理器，其特征在于，所述中央处理器分别与施工前监测子系统、施工时监测子系统以及施工后监测子系统的各个模块电性连接；施工前监测子系统包括地质数据采集模块、基坑监测模块、围护结构监测模块；施工时监测子系统包括沉降监测模块、倾斜监测模块以及地下管线监测模块；施工后监测子系统包括建筑内应力监测模块、周边环境数据采集模块以及评估分析模块，本发明提供一种在施工前、施工过程中、施工后三个阶段全方位的监测建筑物变化情况，并将监测数据整理反馈给中央处理器，在遇到异常情况时及时采取应对措施的土木工程建筑监测系统。
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一种水库坝体下厚煤层放顶煤协调开采方法,包括如下步骤:(1)根据地质采矿资料和水库坝体的位置,确定井下各工作面的位置,然后采用概率积分法预计各开采工作面开采以后的地表移动变形值;(2)确定水库坝体下厚煤层放顶煤协调开采的井下开采方案:1)确定各开采工作面推进方向与坝体长轴方向一致;2)合理确定开采工作面的开采宽度;3)合理确定各开采工作面的位置和开采边界;4)采用跳采方式确定各开采工作面的开采顺序和时间;5)合理确定各开采工作面的推进速度。本发明合理确定工作面推进方向、开采尺寸、工作面位置、工作面开采顺序与时间和工作面推进速度,实现水库坝体下厚煤层放顶煤协调开采,确保采煤及坝体的安全。
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本发明公开了一种基于地面微地震监测的煤储层裂隙评价方法，包括确定研究区域、建立速度模型、微震事件定位、裂缝地质力学属性解析和绘制裂隙分布图。本发明的有益效果是：本发明提出的微震事件定位、裂缝尺度计算及地质力学性质解析方法进一步为储层渗透性评价提供了可能，且在实际应用中取得了理想的效果。
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本发明涉及一种低产单煤层气井改造选井的评价方法包括：首先选择目前日产气量< 500 m3/d，投产以来历史平均日产气量> 600 m3/d的至少一口煤层气井，然后分别采集所选择煤层气井的剩余资源丰度参数、煤体结构参数、地质构造参数、地应力属于拉张应力参数等数据，并以此依据判断煤层气井是否满足改造的需要。本发明可以快速、准确、方便的评价低产井是否具有改造潜力；从而达到在提高对低产井是否具有改造潜力作业工作效率和精度的同时，有效的降低了低产井是否具有改造潜力工作的劳动强度和工作成本。
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本发明公开了一种逐级强化软煤岩强度钻进方法及钻具，依据逐级强化软煤岩强度钻进方法，基于煤岩坚固性系数f确定煤岩体强化级数N、分级强化长度Ln、分级强化比dq‑n、煤岩钻头旋转速度νc，基于煤岩坚固性系数f、瓦斯压力p确定钻进速度νd、供风风量Qa，并确定逐级强化软煤岩强度钻具的设计形式。逐级强化软煤岩强度钻具，包括煤岩逐级强化钻头、旋转密封接头、煤岩钻头、钻杆。本发明针对软煤岩钻进技术难题，考虑煤层地质条件，发明了逐级强化软煤岩强度钻进方法及钻具，应用逐级强化软煤岩强度钻具施工钻孔，实现软煤岩“先逐级强化‑后钻进”的协同钻进工艺方案，可有效改善软弱煤岩地层的钻进效果。
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本发明涉及一种三维开采沉陷相似材料模拟实验台，包括承载底座、试验腔、调节横担、调节挂板，承载底座上端面通过定位卡扣与试验腔外侧面连接，试验腔为横断面呈矩形的腔体结构，调节横担嵌于试验腔内，两端位于试验腔侧表面外并通过调节挂板与试验腔侧壁滑动连接，所述调节挂板与试验腔侧壁间通过定位销连接。本发明一方面在有效实现进行三维作业面上进行沉降仿真作业的同时，极大的简化了设备结构，有效降低了本发明仿真作业及设备维护成本及劳动强度；另一方面可灵活实现对不同地质结构及沉降作业面进行高效仿真模拟作业，极大的提高了对地质沉降仿真作业的检测全面性和检测精度。
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本发明公开了一种防跑浆提高充填效果的隔断膏体充填方法，包括纵向隔离墙、横向隔离墙、边缘隔离墙；距离较近的两个相邻横向隔离墙之间或距离较近的横向隔离墙与边缘隔离墙之间形成隔断待充填区，距离较远的横向隔离墙和边缘隔离墙之间或距离较远的两个横向隔离墙形成隔断充填区；在一次充填作业中，所述隔断待充填区和隔断充填区为近似的矩形结构，本次充填作业中的隔断充填区和上一次充填作业中的隔断待充填区合成为一个本次充填作业的复合隔断充填区，所述复合隔断充填区为L形结构。本隔断膏体充填方法适应井下复杂的地质环境条件，防止跑漏浆事故发生，提高充填体接顶率，确保覆岩及地表的变形在允许范围内，实现安全高效开采。
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本发明公开了一种强化软煤岩强度钻进方法及钻具，根据煤层地质条件，依据强化软煤岩强度钻进方法，评估施工地点煤岩坚固性系数f，确定钻孔强化比dq、煤岩钻头旋转速度νc、钻进速度νd、供风风量Qa，并确定强化软煤岩强度钻具的结构设计形式。强化软煤岩强度钻具，包括煤岩强化钻头、旋转密封接头、煤岩钻头、钻杆。本发明针对软煤岩钻进困难工程难题，综合考虑煤岩层地质条件，发明了强化软煤岩强度钻进方法及钻具，应用强化软煤岩强度钻具施工钻孔，通过钻头结构的创新，在钻进过程中提高软弱煤岩体的强度，有利于改善钻孔的稳定性，实现软煤岩“先强化‑后钻进”的同步钻进工艺体系，有利于提高软煤岩钻孔深度和钻进效率。
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