太原理工大学张润旭获国家专利权
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龙图腾网获悉太原理工大学申请的专利一种基于水力压裂与微震监测技术的煤岩界面确定方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115186601B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210659277.X,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种基于水力压裂与微震监测技术的煤岩界面确定方法是由张润旭;张柏林;张兴华;张露露;孙浩然设计研发完成,并于2022-06-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于水力压裂与微震监测技术的煤岩界面确定方法在说明书摘要公布了:本发明属于煤矿智能化开采技术领域,具体是一种基于水力压裂与微震监测技术的煤岩界面确定方法。包括以下步骤,S100:对回采工作面及其顶底板处的煤岩体及界面进行基础参数测试与统计;S200:根据统计的煤岩体与界面的基础参数计算井下水力压裂的施工参数,该施工参数下水力裂缝到达煤岩界面时能够沿界面扩展;S300:在采区工作面内布置微震监测设备的探头并进行设备调试;S400:按照计算得出的施工参数进行水力压裂作业;S500:煤层水力压裂过程中实时检测裂缝扩展反馈的微破裂震动信号,将信号分析处理后确定回采工作面煤岩界面的位置轨迹。本发明克服了现有方法受采煤作业环境影响大、对设备要求高、界面识别准确率低等问题。
本发明授权一种基于水力压裂与微震监测技术的煤岩界面确定方法在权利要求书中公布了:1.一种基于水力压裂与微震监测技术的煤岩界面确定方法,其特征在于:包括以下步骤, S100:对回采工作面及其煤层顶底板处的煤岩体及界面进行基础参数测试与统计; 步骤S100中,回采工作面及其顶底板煤岩体的基础参数包括层厚、弹性模量、泊松比、抗拉压强度、断裂韧性以及地应力的大小和方向,其中地应力包括垂向地应力、最大水平主应力与最小水平主应力;界面的基础参数为煤-顶板界面8与煤-底板界面9的抗剪强度,当煤层直接顶或直接底过薄无法测试处厚度外的其他基础参数时,按煤层基础参数的1.2~1.5倍进行统计,界面抗剪强度按煤层的0.9~1.1倍进行统计; S200:根据统计的煤岩体与界面的基础参数计算井下水力压裂的施工参数,该施工参数下水力裂缝到达煤岩界面时能够沿界面扩展; 步骤S200中,井下水力压裂的施工参数包括起裂位置、射孔方向与个数、注液速率以及压裂孔的位置与间距; 压裂孔的位置在切眼中部煤层厚度12位置处沿煤层走向施工,压裂液类型为清水压裂液,注液速率的合理范围根据以下不等式计算: 式中,为井筒内的水压,MPa;为水力裂缝到达界面时穿层扩展的临界水压,MPa;P2为水力裂缝到达界面时沿界面扩展的临界水压,MPa;q为压裂液排量,m3s;ρ为流体的密度,kgm3;h为裂缝高度,m;γ为压裂液黏度,mPa·s;E为储层的弹性模量,GPa;KCC为煤层的I型断裂韧性,MPa·m12;l为裂缝的半长,m;KRC为顶板或底板的断裂韧性,MPa·m12;σV为垂向地应力,MPa;σh为水平最小地应力,Mpa;π2-α为煤层倾角,°; S300:在采区工作面内布置微震监测设备的探头并进行设备调试; 步骤S300中,微震监测设备包括包括微震仪和探头,微震监测设备的探头为加速度传感器,探头的布设位置分为探头布设固定区域13与探头布设移动加密区域14,探头布设固定区域13位于工作面切眼6和采区胶带运输巷1内,分上下两排布置,上排距顶板5~10cm,下排距底板5~10cm,每排布置5组探头,每组设置1~3个探头;探头布设移动加密区域14位于每次起裂点2前后100m的两侧的回风顺槽4和辅运顺槽5内,分上下两排布置,上下排分别距顶板和底板5~10cm,每排布置10组探头,每组设置3个探头; S400:按照计算得出的施工参数进行水力压裂作业; S500:煤层水力压裂过程中实时检测裂缝扩展反馈的微破裂震动信号,将信号分析处理后确定回采工作面煤岩界面的位置轨迹。
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