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龙图腾网获悉太原理工大学申请的专利一种煤矿井下低渗煤层变温射流的煤层增透装置及增透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：CN117189115B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08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：202311179974.6，技术领域涉及：E21C45/04；该发明授权一种煤矿井下低渗煤层变温射流的煤层增透装置及增透方法是由高亚斌;张少奇;刘国强;曹敬;李孟博;张伟浩设计研发完成，并于2023-09-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种煤矿井下低渗煤层变温射流的煤层增透装置及增透方法在说明书摘要公布了：本发明属煤矿井下钻孔内煤层增透的技术领域，提供一种煤矿井下低渗煤层变温射流的煤层增透装置及增透方法，包括安装于高压水管出口处的射流喷头，高压水管入口连接高压水泵，高压水泵连接快速加热器；所述射流喷头还通过真空绝热管连接液氮发生器，液氮发生器入口端连接制氮机，出口端连接液氮储罐的入口端，液氮储罐的出口连接液氮罐组，液氮罐组的出口端连接低温泵，低温泵的出口通过真空绝热管通入射流喷头；该装置有效的增大钻孔的裂隙大小，使煤层增透，瓦斯产量提高。同时采用液氮生产装置直接生产液氮，成本低可以重复使用。该方法简单、便于操作，能有效解决液氮在运输过程中的损耗，提高液氮作用于煤体的效果，提高煤层的增透效果。

本发明授权一种煤矿井下低渗煤层变温射流的煤层增透装置及增透方法在权利要求书中公布了：1.采用煤矿井下低渗煤层变温射流的煤层增透装置进行增透的方法，所述装置包括安装于高压水管12出口处的射流喷头1，高压水管12入口连接高压水泵9，高压水泵9连接快速加热器10； 所述射流喷头1还通过真空绝热管2连接液氮发生器5，液氮发生器5入口端连接制氮机4，出口端连接液氮储罐6的入口端，液氮储罐6的出口连接液氮罐组11，液氮罐组11的出口端连接低温泵7，低温泵7的出口通过真空绝热管2通入射流喷头1； 所述快速加热器10、高压水泵9、低温泵7、液氮储罐6、液氮发生器5以及制氮机4分别连接PLC控制系统8； 所述真空绝热管2外壁设有压力传感器，压力传感器连接PLC控制系统； 其特征在于：步骤如下： 1根据井下煤层赋存条件、物性参数、水射流设备工作压力及现场需求确定水力化钻孔及监测钻孔的施工工艺参数，采用水力化钻孔尺寸为80-170mm，监测钻孔尺寸为42-75mm；监测钻孔分别以平行或垂直于水力化钻孔的方式进行布置，采用1个水力化钻孔加6或7个监测钻孔的布孔方式；监测钻孔与水力化钻孔的布孔间距分别为：L1=1.2-1.6m监测孔一个，L2=2.0-2.2m监测孔1-2个，L3=2.6-3.00m监测孔2个，L4=3.2-3.6m监测孔2个； 2根据煤层力学参数及现场应用需求选择1.8-2.6mm尺寸的高压水射流喷头，控制水射流压力在80-120MPa，控制水温为0-90℃； 3利用80-120MPa高压水射流冲击水力化钻孔内煤层，第一次使用水射流冲孔时，不需要对水进行加热，控制水温为15-30℃，利用水射流高速冲击使煤层破碎，形成冲孔，同时通过在连接射流喷头附近钻杆上的居中位置设置防水测距仪传回冲孔区域参数以及保证水射流冲孔效果，针对煤层中含夹矸或弱面情况根据测距仪传回的冲孔数据适当调整水射流冲击参数，从而在水力化钻孔内形成较大范围的均匀损伤破坏区； 4利用螺旋钻杆将水力化钻孔内煤渣及残余水运移至水力化钻孔外，分别对煤渣及残余水在井下进行二次分离回收利用； 5利用分段耐温耐压封孔装置对水射流冲孔区域进行局部分段封孔，向封孔区域注入常温氮气，控制常温氮气的注入压力P常氮=nP瓦斯，其中P瓦斯为本煤层内部瓦斯压力，n为压力系数，n=4-7，利用注入的常温氮气挤压煤层中赋存水分，水分能够进入煤层深部，同时为液氮进入煤层提供通道；常温氮气注入完成后注入低温液氮，控制低温液氮注入量Q液氮=1.3-1.7πDi24，其中Di为第i次注氮前水射流冲击形成的局部钻孔破坏直径，其值由钻杆上的测距仪提供；同时在分段封孔装置上预留自动泄压阀，对液氮气化产生的高压达到预设范围时进行部分卸压； 6受井下地层水介质中部分无机盐成分影响，水介质的结冰温度往往会低于纯水结冰温度，因此分段封孔区域内的温度升温至-7℃至-13℃范围内时基本丧失对煤层的冻结能力，此时，液氮处理完成； 第二次利用90-130MPa高温高压水射流冲击上述区域，对冻结的钻孔煤层再次形成较大范围的损伤破坏区； 7重复步骤5、6，向上述区域再次分别依次注入常温氮气与低温液氮，然后使用不同压力及温度的高温水射流重复冲击该区域。

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