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龙图腾网获悉湖南科技大学;中南大学;中国矿业大学;安徽理工大学;山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿申请的专利一种重叠采空区煤自燃与瓦斯共生灾害识别及治理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：CN119393190B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28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：202411724899.1，技术领域涉及：E21F17/18；该发明授权一种重叠采空区煤自燃与瓦斯共生灾害识别及治理方法是由鲁义;李竟境;韦雪娥;张雷林;夏同强;史全林;李治设计研发完成，并于2024-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种重叠采空区煤自燃与瓦斯共生灾害识别及治理方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种重叠采空区煤自燃与瓦斯共生灾害识别及治理方法，能够结合地质资料、瞬变电磁探测装置和钻孔窥视仪共同探测出的结果精确得出前方采空区的大致范围，并通过特定算法计算该地区的孔隙维数及平均孔隙率；然后以注浆孔为中心，布设多个不同角度的探测孔，并且各探测孔朝向不同形成以球形不断向外扩散的分布形式，通过在各探测孔终孔位置布设综合监测装置，以此获得井下气体浓度场、温度场、气体压力场、漏风流场、地应力场数据是否异常，将多个不同位置的监测装置在空间或时间上的冗余或互补信息，对采空区整体相对完整、一致性的解释或描述，从而实现更加准确的识别和判断灾害情况，可以保障整个掘进或回采过程中的施工安全。

本发明授权一种重叠采空区煤自燃与瓦斯共生灾害识别及治理方法在权利要求书中公布了：1.一种重叠采空区煤自燃与瓦斯共生灾害识别及治理方法，其特征在于，具体步骤为： A、在巷道掘进之前先根据施工设计图纸在巷道前方进行超前钻孔，判断前方采空区是否存在采空区，若未发现采空区，则巷道开始掘进至超前钻孔的探测距离后停止，并继续从当前位置向前方施工超前钻孔，并判断是否存在采空区；如此重复循环，直至某次判断存在采空区，则进入步骤B； B、采用瞬变电磁探测装置伸入超前钻孔内，测定采空区的具体位置及形状，并确定采空区内的孔隙率，具体过程为：根据测定的采空区具体位置及形状，向采空区内送入多个钻孔窥视仪拍摄图像，并将各钻孔窥视仪获取的图像展开后得到全景图，分别用二值化法和灰度法对图像进行处理，使用不同边长δk的盒子覆盖图像中的基质区域，统计所需的盒子数Nδk；然后利用最小二乘法对系列数据点-lgδk，lgNδk进行线性拟合，得到拟合直线方程：lgNδk＝DB×-lgδk+b，进而计算得出孔隙分形维数DB；故孔隙率表示为：其中rmin和rmax分别是孔隙通道的最小半径和最大半径，DB是孔隙分形维数； 进而确定需要加固的范围和膏体速凝材料的水灰比及其用量，具体为：采空区孔隙率并非均匀分布，相似采空区的孔隙率进行归类，通过对不同地区孔隙率的划分，结合孔隙率的大小、膏体速凝材料流动性及力学强度，采用以下公式计算出膏体速凝材料的用量； 浆液扩散半径： 式中，P1为注浆压力，P0为地下水压力，μ为浆液黏度与水的黏度的比值，θ为注浆孔中心轴与竖直线的夹角，为孔隙介质孔隙率，φ为启动压力梯度，t为注浆时间，K为渗透系数，R为t时刻后的浆液扩散半径，r为注浆孔半径； 注浆量： Q＝A·L·π·R2·ec·β； 式中，A为浆液损失系数；L为注浆孔长度；R为浆液扩散半径；ec为岩石平均孔隙率；β为浆液充填系数； C、将超前钻孔作为注浆孔，根据步骤B计算所得的膏体速凝材料水灰比及其用量对前方采空区不同区域进行注浆； D、待浆液凝固后，各个探测孔终孔位置处放置综合监测装置，且各个探测孔以注浆孔为中心，其分布情况在不同角度上均呈球形且从注浆孔不断向外扩散形状，用于实时获取各个探测孔终孔周围的监测数据，监测整个掘进或回采过程中的情况；所述综合监测装置包括束管监测器、热电偶或高敏度光纤、地应力片、U型管或微压计和热线风速监测仪，用于获取气体浓度场、温度场、气体压力场、漏风流场和地应力场数据； E、在掘进及回采过程中工作人员定期对各个探测孔的监测数据进行记录并及时上传至数据端；数据端对监测数据进行分析判断各个探测孔终孔周围是否存在异常，若判断存在异常则发出预警提示停止施工，同时根据发现异常探测孔的位置快速定位异常区域范围，并结合监测数据情况判断危险程度，进而根据危险程度采取对应的处理措施，以此来减小灾害发生的概率，具体为：观察气体浓度场、温度场、气体压力场、漏风流场和地应力场数据是否异常；同时通过各数据的结合，采取对应的处理措施，具体如下： 1当温度场、气体浓度场出现异常时采用以下对策： 2当地应力场异常时，注浆后压力片所检测到的应力小于本身岩体所承受的应力，表明该注浆材料仍有破碎可能，应继续向内部填充承受强度更强的膏体速凝材料； 3当气体压力场、漏风流场异常时，因为钻孔开挖会导致应力重新分布，而钻孔周围的煤体会受到巷道掘进对煤体造成的应力变化，双重扰动作用会加剧煤体的破坏，裂隙的发育达到成熟，场内气流流动异常，给煤层提供持续的氧气供应，进而促使煤自燃更易发生；此时进行SF6气体进行示踪标记，在当前异常探测孔周围钻设新的钻孔或相邻探测孔处以恒定流量释放SF6，通过在负压抽采条件下，示踪气体与负压引流的巷道空气混合向抽采钻孔处进行扩散，一段时间之后，示踪气体会均匀分布在异常探测孔内，接着使用便携气体检测仪检测是否存在漏风，通过释放点和接收点之间的距离、释放SF6到检测出SF6的时间差，计算出钻孔漏风速率；当漏风速率大于阈值时，及时进行注浆工艺； F、对灾害进行治理后继续采用各个探测孔获取对应监测数据，监测一段时间后，若该段时间内未发现异常，则继续巷道掘进一段距离后，重复步骤A至E继续下一段的超前探测过程；若该段时间发现异常，则重复步骤E对异常确定危险程度，并采用对应的处理措施，直至监测数据恢复正常，则继续进行巷道掘进。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人湖南科技大学;中南大学;中国矿业大学;安徽理工大学;山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿，其通讯地址为：411199 湖南省湘潭市雨湖区石马头；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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