太原理工大学朱德福获国家专利权
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龙图腾网获悉太原理工大学申请的专利煤下铝土矿绿色开采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:CN119466784B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11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:202411807563.1,技术领域涉及:E21C41/16;该发明授权煤下铝土矿绿色开采方法是由朱德福;胡文硕;张玉江;夏慧波;池明波;王德玉;韩忠;冯淦;朱成;王沉设计研发完成,并于2024-12-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本煤下铝土矿绿色开采方法在说明书摘要公布了:本发明涉及铝土矿开采技术领域,具体涉及一种煤下铝土矿绿色开采方法,主要解决现有煤下铝土矿开采存在的上组煤层采空区内污染物易进入铝层、回采率低、上覆岩层易垮落以及产生大量污染环境的固体废料的技术问题。本方法包括:S1.选择目标岩层;S2.对目标岩层进行渗透性改造;S3.铝土矿原位预裂;S4.无矿柱综合机械化袋式充填开采。本方法能够防止铝层回采时煤层采空区内老窑水及有毒有害气体进入采铝工作面,极大提高铝层回采作业的安全性;能够实现矿体强度弱化,减少综采设备损耗,提高综采效率;也能够提高铝土矿的回采率,并防止上覆岩层垮落;还能够规模化、绿色化处理利用煤矸石和赤泥,避免煤矸石和赤泥工业固体废料对生态环境的影响。
本发明授权煤下铝土矿绿色开采方法在权利要求书中公布了:1.一种煤下铝土矿绿色开采方法,其特征在于,包括如下步骤: S1.选择目标岩层: 勘探煤层(200)与铝层(300)之间的岩层分布,选择孔隙率相对较大的岩层作为目标岩层;所述煤层(200)内积聚有老窖水及有毒有害气体; S2.对目标岩层进行渗透性改造: 采用多分支水平定向钻井注浆技术,向所述目标岩层中注入煤矸石基浆料,以提高目标岩层的防渗性;所述煤矸石基浆料为煤矸石细骨料、超细水泥和水的混合物;所述煤矸石基浆料的组分质量比为煤矸石细骨料:超细水泥:水=1:0.3:1.3,以使目标岩层的渗透系数小于0.01md; 所述步骤S2包括如下分步骤: S21.以下方采铝工作面(5)边界向外扩15m至60m,作为目标岩层的施工区域(6); S22.将井口布置在所述施工区域(6)的左侧,采用单弯螺杆钻具在地面竖直向下钻出直达目标岩层的第一竖直主井(7),并同步进行下管套和固管作业; S23.继续沿水平方向向右钻出至所述施工区域(6)右边界的第一水平主井(8),并同步进行下管套和固管作业; S24.采用后退侧钻的方式,在所述第一水平主井(8)的两侧钻出水平分支井(9);位于所述第一水平主井(8)两侧的水平分支井(9)呈羽状分布; S25.在第一竖直主井(7)和第一水平主井(8)内安装油管(10),将煤矸石基浆料通过油管(10)泵送至水平分支井(9)内,并通过喷浆管(11)将煤矸石基浆料注入目标岩层内; S26.采用后退的方式进行下一个水平分支井(9)的注浆作业,直至整个施工区域(6)施工完成; S3.铝土矿原位预裂: 采用水平定向钻井注浆技术,向铝层(300)中注入压裂液,以使铝层(300)内的铝土矿产生裂隙; 所述步骤S3包括如下分步骤: S31.采用单弯螺杆钻具伸入第一竖直主井(7)并在第一竖直主井(7)的转向处竖直向下钻出直达铝层(300)的第二竖直主井(12),并同步进行下管套和固管作业; S32.继续沿水平方向向右钻出至采铝工作面(5)右边界的第二水平主井(13),并同步进行下管套和固管作业; S32.在第二竖直主井(12)和第二水平主井(13)内安装压裂管(14),并在压裂管(14)的前端安装压裂器(15); S33.将压裂液泵送至压裂器(15)内,压裂器(15)将压裂液射入铝层(300)内,使铝层(300)的铝土矿产生裂隙; S34.采用后退的方式将整个采铝工作面(5)的铝土矿压裂完成; S4.无矿柱综合机械化袋式充填开采: 将铝层(300)沿开采方向分为若干预设长度的矿块(1);随着综采设备(2)向前推进,依次在每个回采完的矿块(1)顶板上悬挂充填袋(3),并向充填袋(3)内泵入赤泥基浆料(4)以在凝固后对矿块(1)进行支撑;所述赤泥基浆料(4)为赤泥细骨料、水泥和水的混合物;所述赤泥基浆料(4)的组成质量比为赤泥细骨料:水泥:水=1:0.2:0.7,以使得凝固后的充填体抗压强度可达20MPa。
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