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龙图腾网获悉山东大学申请的专利一种煤矿井下水力造穴工艺模拟优化方法与系统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：CN115711091B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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：202211403576.3，技术领域涉及：E21B7/28；该发明授权一种煤矿井下水力造穴工艺模拟优化方法与系统是由周宗青;靳高汉;宋曙光;褚开维;刘聪;高成路;白松松;高天;刘雨函设计研发完成，并于2022-11-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种煤矿井下水力造穴工艺模拟优化方法与系统在说明书摘要公布了：本发明提供了一种煤矿井下水力造穴工艺模拟优化方法与系统，获取目标煤层参数，建立三维煤层结构，进行模型颗粒填充，形成煤层数值模型；设置造穴参数，建立造穴系统的模型三维结构，按配比生成磨料颗粒和液体颗粒，设定边界条件；对煤、水和磨料的颗粒间进行参数标定并平衡模型；进行离散单元法和计算流体动力学耦合的水力造穴过程数值模拟计算，模拟水力造穴作业过程，记录模拟过程中目标造穴区域内局部应力、密度和孔隙率的分布情况；根据不同造穴参数下的多次数值模拟计算结果，分析卸压增透效果对各水力造穴参数的响应关系，基于分析成果，确定水力造穴参数的优化方案，得到最终水力造穴工艺方案。本发明提高了模拟的准确性和适用性。

本发明授权一种煤矿井下水力造穴工艺模拟优化方法与系统在权利要求书中公布了：1.一种煤矿井下水力造穴工艺模拟优化方法，其特征是，包括以下步骤： 获取目标煤层参数，建立三维煤层结构，进行模型颗粒填充，形成煤层数值模型； 根据实际造穴方案设置造穴参数，建立造穴系统的模型三维结构，按配比生成磨料颗粒和液体颗粒，设定边界条件； 对煤、水和磨料的颗粒间进行参数标定并平衡模型； 进行离散单元法和计算流体动力学耦合的水力造穴过程数值模拟计算，模拟水力造穴作业过程，记录模拟过程中目标造穴区域内局部应力、密度和孔隙率的分布情况； 根据不同造穴参数下的多次数值模拟计算结果，分析卸压增透效果对各水力造穴参数的响应关系，基于分析成果，确定水力造穴参数的优化方案，得到最终水力造穴工艺方案； 对煤、水和磨料的颗粒间进行参数标定的具体过程包括： 固体颗粒间采用无粘结模型，不考虑磨料、煤层颗粒间的粘性作用，进行宏细观参数标定，依据落料实验和滚筒实验得到的动静态休止角，宏观标定颗粒间的静摩擦系数和滚动摩擦系数； 根据物理实验得到的弹性模量、泊松比、摩擦系数、抗压强度和抗拉强度，采用试错法标定平行粘结键的弹性模量、法向刚度、切向刚度、法向粘结强度和切向粘结强度，使模型在细观参数标定后，其宏观参数仍与物理实验测试结果一致； 进行离散单元法和计算流体动力学耦合的水力造穴过程数值模拟计算的具体过程包括： 在水力造穴系统喷嘴与液体运移管道中生成流体域，基于其分布范围确定流体的计算域，并根据水力造穴的工艺特点设定计算域内的流体参数，计算该流场作用下，水力造穴系统喷嘴出喷出粒子的方向、速度； 基于喷出粒子速度、方向，计算喷出颗粒作用下，煤层颗粒的各物理力学参数的变化情况； 进行颗粒位置信息与粘结键信息遍历统计； 在重要位置布置监测球，监测该位置区域内颗粒各参数表面化情况，重复上述步骤，直至完成造穴。

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