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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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本发明涉及一种从地表定向水压致裂预裂基岩控制采动影响范围的方法，包括以下步骤：1）获取预裂区域上覆岩层地质状况，分析确定地表移动盆地边界，所述上覆岩层地质状况包括上覆岩层岩层位、岩层厚度、松散层厚度h1、岩层强度及地应力；2）根据需要保护地表建（构）筑物保护等级确定围护带宽度D；3）根据步骤2）确定的围护带宽度，以及建（构）筑物安全系数q，确定钻孔距建（构）筑物的布设距离L，L=q*D；4）确定预裂深度h2=S*tanδ；5）确定钻孔深度H=h1+h2；6）根据钻孔位置以及钻孔深度进行打钻、水压致裂等操作。本发明的方法可有效控制井下开采时采动范围的影响，采用地表定向水压致裂的方法，可大幅降低施工难度。
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本发明公开了一种扰动地下空间围岩的动载作用强度分级方法，包括：（1）基于地下空间所处的地质力学环境，建立含地下空间的数值分析模型，开展静力计算，获得地下空间围岩的地质力学环境；（2）依据地下空间围岩的工程地质力学行为特征，提出多级别动载极值的概念，建立各级别动载极值的判定条件，开发求解动载极值的算法；（3）将该算法嵌入到数值分析模型当中，开展动力计算，监测反映地下空间围岩变形破坏的相关指标值；（4）若指标值不满足动载极值的判定条件，改变动载的大小，重复步骤（3）直至满足各级别判定条件为止，记录参与计算的各动载大小，从而可获得此类地质力学环境下的动载分级结果。
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本发明涉及一种突出煤层抽采钻孔成孔工艺方案设计方法。建立煤层地质条件的变化与所需最优钻杆类型之间的逻辑关系；建立煤层施工钻孔参数与所需钻机动力参数之间的逻辑关系；建立煤层地质条件、钻孔倾角、煤层水分与所需排渣动力之间的逻辑关系；建立煤层厚度、煤层透气性系数、钻孔直径与钻孔布置方案之间的逻辑关系。将四种逻辑关系，建立数据库，编制软件，通过计算机软件平台，输入相应的煤层地质条件和钻孔设计参数，实现突出煤层抽采钻孔成孔工艺方案自动化设计。突出煤层抽采钻孔成孔工艺方案设计方法使工程人员能够根据煤层地质条件变化、钻孔参数设计的变化方便实现钻杆选型、钻机选型、排渣动力和煤层钻孔布置设计，矿方通过采用科学的设计方案，有利于实现突出煤层的安全、高效钻进。
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本申请公开了一种基于元胞自动机的地表下沉仿真方法及系统，该方法包括：获取地面空间数据以及开采工作面布置情形和采矿地质数据；将地面空间数据进行空间插值，形成预设分辨率的格网DEM面域数据；对格网DEM面域数据以及开采工作面布置情形、采矿地质数据进行分析以确定开采下沉影响区域，构建元胞自动机模型；利用构建的元胞自动机模型对地表下沉过程进行仿真。该方法能够仿真较为复杂地质采矿条件下的矿产开采引起的下沉过程，动态模拟开采沉陷的开采影响范围、下沉活跃的强度和面积等，并且得到接近真实情况的地表下沉结果，从而在很大程度上提高了对复杂地质采矿条件下矿产开采时的地表沉陷预测的准确性。
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本发明公开了一种多功能随钻探测装置及预测方法。本发明包括信号采集模块、信号预处理分析模块、传输模块和地面处理预测模块四部分。通过钻头的振动加速度信息，与实例数据对比，预测地质信息，根据持续时间和速度预测地质区域大小。通过温湿度传感器和红外传感器对钻头所处地质环境的温度、湿度和地质信息测量，根据持续时间和钻头速度或位置变化，预测温度、湿度和地质区域大小及位置。实现陀螺仪测量方位和磁强计测量方位优势互补，避免磁场异常或陀螺仪漂移严重时能够测量出方位角，以及故障隔离。本发明的优点在于体积小，抗振能力强，抗高温，容错能力强和可靠性高。
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本发明涉及一种煤矿瓦斯涌出量预测方法，包括如下步骤：依据瓦斯地质规律以及工作煤矿的结构和地质条件，划分瓦斯地质单元；对划分出的每个瓦斯地质单元，分别确定控制瓦斯涌出量的主要地质因素；建立出以上述主控地质因素为自变量，以瓦斯涌出量为因变量建立瓦斯涌出量数学模型；根据上述模型预测未开采区的瓦斯涌出量。本发明的预测方法比现有的预测方法更准确。
本发明公开了一种利用Croel DRAW软件直接编制平衡剖面的方法，包含以下步骤：A、根据剖面构造样式变化，选取或者拼接盆地主干地震剖面；B、对主干地震剖面进行数字化处理，获取地震解释层位、断层的时间散点数据；C、借助标准井时间‑深度关系，将步骤B获取的散点时间数据转化为深度数据；D、将深度数据导入Sufer，用不同符号表示地层及断层，导出Emf格式矢量图到Coerl DRAW软件，并以散点为控制圆滑连线编制地质剖面；E、将地质剖面群组处理，双击对象并将旋转中心移动到相应位置，旋转剖面，将层面逐段拉平，将对应的下部地层描绘生成不同层段沉积前地质剖面，消除不控制沉积的断层，从而形成反映盆地构造演化的平衡剖面。
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本发明公开了一种小型自重框式配载三维物理模拟实验方法，包括如下步骤：(1)根据模拟地质对象，在主架装置前后侧安装前后侧护墙板，组成相似材料装填空间；(2)在第一次相似材料装填空间内装填地质相似体，装填高度为首次安装前后侧护墙板高度，依据上述方式完成第二次、第三次等地质相似体装填，进行模型风干与前后侧护墙板拆卸；(3)调试自重框式配载区，保证传载横梁、摩擦橡胶板与地质相似体接触完好，实现自重框式配载装置上下自由滑动，配载高度等于或低于前后滑动侧护挡板高度；(4)对模型进行施工开挖，运用计算机系统进行数据采集、记录，完成实验。本发明方法具有步骤合理与便于操作的特点，不仅精确复原与再现了地下工程环境，而且提高了加载数据精确性与实验过程安全性。
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本实用新型公开了一种双插式孔口控水防喷装置，它包含座体，该座体的一端为中空的管状结构，其中部设有与其内部相通的滑道，其一端的端部通过法兰盘与插入到底板b内的套管c相连，其另一端安装有密封圈，该密封圈的中部开设有与其同心的与钻杆a紧密套接配合的密封孔，所述的滑道内设有两个上下对接的滑块，该滑块与滑道活塞配合，所述滑块的上端固定有螺杆，该螺杆位于外侧的一端穿过与其旋接配合的压盖。本实用新型不仅能起到防喷的作用，更重要的是能瞬时控制孔内的涌水，在危机时刻减少起钻耽误的大量宝贵时间，为今后的煤矿井下钻钻探施工提供了安全保障，还能为企业带来一定的经济效益。
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本发明属于煤矿钻探技术领域，涉及一种双通道钻冲扩一体装置。本发明由依次通过螺纹连接的双通道高压水辫、双通道密封钻杆、第一连接头、双通道钻扩短节、第二连接头、钻孔钻头组成，在双通道高压水辫、双通道密封钻杆和双通道钻扩装置内部均设置有独立的双通道，双通道贯通了双通道高压水辫、双通道密封钻杆和双通道钻扩装置，双通道分别为高压水通道和低压水通道。本发明具有操控简单、运行平稳、节约能源、适用性强、维护简便等优点，而且低压水时可以冷却钻头以正常钻进，高压水时在不退钻的情况下可以水力增透和冲孔，且高压水推动滑锁向左移动，进而带动扩孔钻头张开对瓦斯抽采孔进行扩孔，从而达到钻冲扩一体的效果。
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本发明属于矿山钻探领域，涉及一种高压泥浆护壁方法及装置。本发明所解决上述现有技术中存在的技术问题，设计出一种井下高压泥浆护壁方法，并此方法是基于利用一种井下高压泥浆护壁装置进行的。所述装置包括制浆机、泥浆泵、钻机、空心钻杆、钻杆逆止阀、防喷器、三通、孔口管、泥浆沉淀罐、溢流阀、钢板泥浆池、滤网等形成的泥浆循环系统，通过本发明中的装置可使得泥浆循环供应，节约了用水。经过泥浆沉淀罐的沉降，泥浆中的含砂率可以降低98%以上。所述方法可以对钻孔孔壁产生正压力，并在孔壁上形成一层泥浆膜，从而防止钻孔的塌孔和缩径，保证正常钻进。
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本发明公开了一种基于瓦斯反常扩散模型的损失瓦斯量计算方法，属于煤炭工业领域瓦斯含量测定范畴。针对传统的损失瓦斯量计算法
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本实用新型公开了一种整体顶梁组合悬柔液压支架,包括:前部液压支柱、中部液压支柱、后部液压支柱、掩护梁、顶梁、后托梁、前托梁、翻转前探梁、推进液压缸,在前部液压支柱与中部液压支柱的上部设置有顶梁,顶梁的下部设置有后托梁与前托梁,后托梁与前托梁之间采用连接杆连接,顶梁前部与前托梁之间设置了一个推进液压缸,顶梁的前端铰接有翻转前探梁,顶梁的后端铰接有掩护梁,掩护梁的下部固定后部液压支柱,后部液压支柱位置低于前部液压支柱及中部液压支柱,掩护梁与顶梁后部之间连接了一个伸缩液压缸,在保证支架牢固稳定的前提下,通过在掩护梁下拾底煤,实现增大采高,避免煤炭资源损失浪费,提高矿井的经济效益。
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本发明公开了一种用于煤层瓦斯动态压力测量的光纤传感阵列式采集系统，包括光纤传感阵列、处理装置以及补偿校准装置；光纤传感阵列用于实时采集测量区域中各个探测点或指定的探测点的瓦斯压力信号并转换为光学测量信号；的处理装置用于通过传感器阵列光谱处理单元和测量信息解析单元进行光谱参量解析得到光学参量并进行数据封装；补偿校准装置用于解析处理装置发送的经数据封装的光学参量，并根据解析后得到的光学参量，经压力解算和补偿校准后得到准确的瓦斯压力数值。本发明能够通过科学的方法对采集到的瓦斯压力信息值进行补偿校准，为煤矿瓦斯压力的预测预警提供准确的数据基础。
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本发明公开了一种大埋深薄基岩区厚煤层综放开采压架突水防治方法，包括以下步骤：1、采用物探或钻探等措施，获取煤层上方基岩结构和岩层参数；2、基于关键层理论，对煤层上方基岩结构进行分类；3、基于煤层上方基岩的分类结果，分析确定开采工作面覆岩破断结构；4、根据开采工作面覆岩破断结构，计算开采支架合理工作阻力；5、确定水害防治的重点岩层位置和岩层参数；6、根据确定的水害防治的重点岩层位置和岩层参数制定对应的防治措施。本发明能够避免工作面发生压架、溃水事故，导致工作面停产造成巨大经济损失的问题，实现煤矿的安全高效开采。
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本发明公开了一种基于光纤传感阵列分布测量的煤层瓦斯动态安全评测系统，包括光纤传感阵列、处理装置以及区域瓦斯动态压力数据三维重建显示系统；光纤传感阵列用于实时采集测量区域中探测点的瓦斯压力信号，并转换为光学测量信号后发送至处理装置；处理装置用于进行光谱参量解析得到光学参量并进行数据封装，然后传输给区域瓦斯动态压力数据三维重建显示系统；区域瓦斯动态压力数据三维重建显示系统，用于解析光学参量并进行区域三维图形重建和瓦斯分布安全性评价。本发明能够通过分布式光纤测量阵列对监测区域内各个探测点上的瓦斯压力参数进行实时测量并进行三维可视化图形，为煤矿瓦斯压力的预测预警提供科学依据。
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本发明公开了一种以孔代巷半永久瓦斯抽采通道的立体式构造方法，属于煤矿瓦斯治理技术领域；包括以下步骤：底板岩巷掘进期间进行探煤；统计并确定探煤钻孔的相对位置参数，计算层位标高绘制出煤层顶板折线图；公式一求出底板巷对应顶板抽采孔孔深与标高；公式二求出其他顶板抽采孔孔深与标高；求得参数作为定向钻机轨迹参数施工顶板抽采孔；对顶板抽采孔进行分段压裂；底板巷穿层孔进入顶板3m并冲煤封孔；顶板抽采孔封孔连抽。本发明解决了底板穿层钻孔易塌孔、积水、工作面采掘期间卸压带范围内瓦斯抽采效果差的问题，实现了顶板钻孔以孔代巷瓦斯抽采的目的；该种方法极大的降低了工作面治理成本，实现了工作面立体式、全过程的瓦斯治理目的。
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