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本发明公开了一种地热井下多回路换热方法，该方法通过在地热储层中钻出一个注水井、采水井和若干换热分支井，换热分支井为连通注水井和采水井的水平井，注水井中有中心注水管、井管封隔器和井底封堵座，采水井中有的中心采水管、井下封堵器和井底封堵座，中心采水管通过井管封隔器固定在采水井中，注水井、采水井、换热分支井和井下封堵器、井管封隔器之间形成的蛇形换热回路，换热介质在蛇形换热回来中流动完成与地热储层的热交换。本发明能够减少地质预测风险，减少压裂风险，使用可控制的工程施工方法，达到热交换的目的，并提出定点注入模式，控制热交换效率，增加了工程可操作性，提高地热储层的热能利用率。
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本发明公开了一种多功能动态沉积水槽试验装置，包括沉积物混合供给系统、基底可调节的水槽系统、水流循环和水位控制系统、照相和数字建模系统；还公开了一种多功能动态沉积水槽试验装置的使用方法。本发明的有益效果为：对陆地、海洋的多种沉积环境综合考虑进行设计，可以动态模拟各类环境变化及沉积响应变化，结构设计合理，具体操作简单、自动化强。在四大系统的配合和调节下即可实现实时变化模拟断裂形成、地形隆升‑沉降对沉积行为和沉积物叠置方式的影响，操作简单，主要是可以模拟更多复杂的地形，为地质工作者研究沉积环境提供了更加多功能的设备，节省了很多的精力。
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本发明涉及一种完全平面应变并可施加梯度应力的相似试验系统，整个试验系统由多个组合模块、可拆卸组合模块、水平梯度应力伺服控制系统、竖向应力伺服控制系统、连接顶升控制系统、数据采集控制系统组成。本发明可以为城市地下工程和采矿工程提供更加符合实际的试验条件，该试验系统能够通过两侧模块随岩体自由滑动并限制垂直模型方向的移动来实现平面应变相似试验。并能够通过竖向应力伺服控制系统补偿深部地质条件下的上部压力，通过水平梯度应力伺服控制系统施加水平梯度应力。此试验系统试验条件与实际工程条件能够很好的吻合，试验所得结果更加真实可靠，可科学合理的指导设计与施工，为岩土工程稳定性研究提供科学的试验条件。
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本发明提出了一种瓦斯资源量的计算方法，包括如下步骤：确定资源量计算边界；划分资源量计算单元；计算单元的面积；确定煤层有效厚度；确定煤的质量密度；确定瓦斯含量；计算所述资源量。在确定瓦斯含量步骤中，结合煤矿实测瓦斯含量以及依据瓦斯涌出量反演出的瓦斯含量建立了瓦斯含量和影响其的主控地质因素之间的数学模型，并使用该数学模型，计算煤层的平均瓦斯含量。本方法具有经济准确的特点。
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本发明涉及一种双向高压气体射流能量均布器，包括承载基座、连接基座、均压帽、导向杆、承压弹簧、连接法兰及定位法兰，连接基座为空心管状结构，其两端外表面和内表面均设连接螺纹，连接基座外表面设定位凸台，承载基座均布在连接基座连端，承载基座后半段外表面设连接螺纹，承载基座前端面设承载槽，均压帽包括导向柱和分流头，导向柱嵌于定位槽内，前端面与分流头连接。其使用方法包括设备组装，爆破预制及爆破作业等三个步骤。本发明一方面可有效满足多种不同地质结构高压气体爆破压裂作业的需要，另一方面在可有效的时间对压裂管道内气压进行均布，防止因气压过大而造成压裂管管道爆裂。
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本发明公开了一种软硬复合煤层水力层状卸载瓦斯抽采及防塌孔方法，该方法包括钻孔长度及保留时间的延长，通过地质调查，将钻孔顶部延伸进煤层顶板内一至三米处形成预留钻孔，利用顶板强度较高使钻孔保留时间延长；选择不同的层状卸载层位；在进行煤层层状卸载施工后，孔洞形成瓦斯储气室；孔洞形成后放入抽采管，在煤层段内采用抽采实管布置，根据顶板岩性的不同，选择层段将抽采花管布置在顶板内然后开始进行瓦斯抽采。本发明的有益效果为：可以解决常规瓦斯抽采在软煤层及软硬复合煤层内遇到的问题，有效提高软煤层及软硬复合煤层在水力层状卸载后的瓦斯抽采效率以及有效抽采时间。
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本发明公开了一种煤层气分段压裂水平井产能模拟测试装置，包括承载台、动力加载机构、煤储层模拟机构、气体回收机构及数据采集装置，承载台包括承载机架、作业台及操控台，煤储层模拟机构与作业台连接，动力加载机构、气体回收机构及数据采集装置均与承载机架连接，并分别与煤储层模拟机构相互连接。其具体测试方法包括设备组装，设备预制，仿真模拟及数据汇总等四个步骤。本发明可有效对不同地质结构进行仿真模拟，从而有效实现精确计量压裂作业后产气量试验精度，同时还可有效提高检测试验作业的工作效率；从而为相似煤储层条件实际下产能预测提供相对精确的参考依据，可有效的提高煤层气开采矿区设计、开采工艺及开采活动精确性和可靠性。
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基于互联网与超级计算机的矿山微震监测系统包括矿山采掘工作面的采集子系统、矿山井下通讯、监控工作站、互联网系统、超级计算机中心和时钟匹配装置；采掘工作面的采集子系统由信号采集单元、现场通讯总线、电源工作站、采集工作站构成，信号采集单元具有独立地址，主要功能为信号模数转换、将数据通过现场总线实时传送至采集工作站，电源工作站实现通讯中继作用；采集工作站利用矿山已有通讯网络传送采集的数据至地面监控工作站，监控工作站利用互联网传送数据至超级计算中心；超级计算中心及时完成数据处理、地质解析和灾害预测，并将处理、解释结果和预测结果传送至矿山的监控工作站，精密时间协议和时钟匹配装置使整个系统时钟一致。
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本发明公开了一种用于矿山生态修复的模拟试验系统，用于矿山生态修复的模拟试验系统包括GCTS多功能岩石力学试验系统和矿山生态模拟装置，矿山生态模拟装置包括箱体、可变角模拟坡面、光照器、喷淋器、供热器和供风器，可变角模拟坡面固定在箱体的底部，箱体的顶板与侧壁上设置一弧形导轨，光照器固定在导轨的滑块上，滑块由箱体外的电机驱动，喷淋器固定在箱体的顶端内壁上，供热器和供风气器分别固定在箱体的侧壁上；本发明可以模拟不同矿山的地质状况，基于GCTS多功能岩石力学试验系统的实验数据，分析矿山地表破坏后裸露覆岩的力学特征及破坏特征，判定其稳定性，基于可变角模拟坡面随温度、风力、雨水等因素恶化的反应数据，总结各因素对矿山生态系统损毁的程度指标。
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本发明涉及一种评价煤储层压敏效应的实验方法，包括煤样采集，煤岩样品制备，实验数据采集及实验数据处理等四个步骤。本发明提出了一种适用于煤储层压敏效应测试的实验方法，采用适合于煤储层样品获取的采集方法，利用惰性气体氦气作为流体介质，可以准确的测量煤储层压敏效应实验中的各项参数，准确评价煤储层的压敏效应，为煤层气勘探开发提供实验数据支持，且检测评价作业仿真性高，数据检测作业精度高，在极大的提高对煤层检测作业工作精度、效率的同时，另具有良好的通用性，可有效满足复杂地质条件下煤层检测作业的需要。
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一种多功能高压气化实验系统及其实验方法，包括水平设置的基座，基座上设有支架，支架上设有气化炉，气化炉呈顶部敞口的长方体箱体结构，气化炉的长度方向沿左右水平方向设置，基座上在气化炉的前侧和后侧分别设有若干根前立柱和后立柱，前立柱和后立柱的数量相等且前后一一对应，前后对应的前立柱和后立柱上端之间设有位于气化炉正上方的法向加压装置，气化炉的左侧和右侧分别设有进气管和出气管，气化炉内部设有煤层模拟保温结构。本发明能够根据目标煤层的地质资料对煤体实现相应的静水压力模拟过程，可以根据目标煤层的深度预设法相压力，亦可以根据煤层深度的变化实现法向加压的变化，能够更好的模拟地下实际气化过程。
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一种基于扩散率曲线差减法快速测定煤层瓦斯含量方法，涉及煤层瓦斯基础参数测定技术领域，本发明能够准确方便快捷地测定煤层原始瓦斯含量。主要方法包括以下步骤：a、现场取样；b、实验室煤样工业分析；c、实验室煤样瓦斯扩散实验；d、球状煤粒动扩散系数新模型拟合煤样瓦斯扩散率曲线；e、现场解吸测试；f、计算煤样原始瓦斯含量。此方法不同于以往方法，避免了运用解吸模型推算误差导致的瓦斯含量测定误差，且无需进行计算瓦斯残存量，也不需要考虑瓦斯损失量。本发明测定过程简单易行，测定时间短，适用于测定各种复杂地质条件下、各变质程度煤层的原始瓦斯含量。
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通过解吸率快速确定煤层瓦斯含量的方法，包括以下步骤：a、现场取样；b、现场解吸测试；c、解吸率测定；d、计算可解吸瓦斯量；e、计算煤样原始瓦斯含量。本发明能够准确方便的获得煤层原始瓦斯含量。此方法避免了解吸模型推算误差导致的瓦斯含量测定误差，且不需要进行残存量测定，所需设备简单，方法更为方便。在相同地质单元，煤层煤样构造破坏、工业分析等条件一致时，可不需要重复测定吸附平衡压力p1下解吸率，更为便捷。
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本发明涉及一种煤层气勘探开发技术领域，特别涉及一种煤层气垂直井特厚煤层连续油管分段压裂增产方法,该方法步骤如下：在煤层气垂直井特厚煤储层压裂改造时，根据地质、工程资料把特厚煤层分成若干段，分段射孔压裂增产改造。采用连续油管下入工具串，对第一段煤层进行喷砂射孔作业，射孔作业完成后进行反循环洗井，然后通过环空注入携砂压裂液对第一段煤层进行主压裂改造,第一段压裂改造完成后，通过连续油管拖动工具串至第二段，进行喷砂射孔作业—反循环洗井—环空主压裂增产改造。以此方法，拖动工具串至第三、四……段，依次进行压裂增产改造,最后，上提连续油管出井口，对未喷砂射孔段进行补射作业。
本发明属于煤矿安全技术领域，特别是指利用砂体连通性定量评价煤层瓦斯赋存条件的方法及其应用。包括以下步骤：S101，统计煤层顶部、底部30m范围内砂岩厚度，计算砂岩所占地层比例，绘制砂地比等值线图；S102，统计并测试不同部位煤层瓦斯含量，绘制瓦斯含量等值线图；S103，分析瓦斯含量与砂地比之间的相关性；S104，采集煤层顶底板地层水，分析阴阳离子含量及类型；结合水离子测试结果、直接顶板岩性、煤层埋深、上覆岩层厚度等地质因素，综合分析瓦斯含量差异及成因。利用砂地比、地层水阴、阳离子浓度等定量数值，可以判断煤层瓦斯赋存条件是否被地层水流动干扰，为三软煤层更深构造部位瓦斯风化带的识别提供依据。
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本发明公开了一种确定地下热水可开采量的地热井优化布局方法，包括有如下步骤：给定计算区面积F、开采井井管半径rω和地下热水开采年限t，根据计算区水文地质和经济技术条件给定设计水位降深Smax；依据单井非稳定流抽水试验资料确定导水系数T及弹性释水系数μ*；根据导水系数T、弹性释水系数μ*，选用绘制设计水位降深时单位可开采量Q采/Smax和地下热水开采井数n的关系曲线；选取(Q采/Smax)～n关系曲线变化陡峭和平缓的分界点，确定优化布局井数n采和单位可开采量Q采/Smax；根据优化布局井数n采、单位可开采量Q采/Smax、设计水位降深Smax，确定地下热水可开采量并应用于工程实践。
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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。
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