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龍圖騰網獲悉西山煤電(集團)有限責任公司;河南理工大學申請的專利基于裂隙分布規律的模擬裝置、實驗系統和方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN117079534B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202311053939.X，技術領域涉及：G09B25/02；該發明授權基于裂隙分布規律的模擬裝置、實驗系統和方法是由劉海東;李小平;王永;李波;簡旺設計研發完成，并于2023-08-21向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于裂隙分布規律的模擬裝置、實驗系統和方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于裂隙分布規律的模擬裝置，包括底板，底板中心向上連接有注漿管，注漿管的底端開口在底板下表面處；注漿管外圍設有由篩網制成的內筒，內筒外圍設有由篩網制成的中筒，中筒外圍設有外筒；內筒內的空間為模擬破裂區，內筒與中筒之間的環形空間為模擬塑性區，中筒與外筒之間的環形空間為模擬彈性區；本發明還公開了相應的實驗系統和方法。本發明能夠較為準確地確定各區的半徑范圍以及各區中煤的孔隙率，更真實地模擬煤層鉆孔周邊的破裂區、塑性區和彈性區的實際情況，通過注漿實驗獲取漿液在被模擬的實際煤層中的擴散規律，從而確定最佳的注漿參數，更好地指導實際煤層中的注漿封孔作業。

本發明授權基于裂隙分布規律的模擬裝置、實驗系統和方法在權利要求書中公布了：1.基于裂隙分布規律的模擬裝置，其特征在于：包括圓形底板，底板中心向上連接有注漿管，注漿管為花管，注漿管的底端開口在底板下表面處；注漿管外圍設有由篩網制成的內筒，內筒外圍設有由篩網制成的中筒，中筒外圍設有外筒，內筒、中筒和外筒均向下與底板相連接； 內筒內的空間為模擬破裂區，內筒與中筒之間的環形空間為模擬塑性區，中筒與外筒之間的環形空間為模擬彈性區；模擬破裂區、模擬塑性區和模擬彈性區中均填充有采自被模擬煤層的煤； 模擬破裂區的外圓半徑大于等于R0并小于等于R1；其中，R0為被模擬的實際煤層中的鉆孔半徑，單位為米； R1＝R0{（P0+Ccotφ）（1－sinφ）（1+sinφ）（Pr+Ccotφ）}1－sinφ2sinφ； P0為原始應力，在鉆孔前由被模擬的實際煤層測量而得，單位為兆帕； C為煤體粘聚力，單位為兆帕，由被模擬的實際煤層測量而得； φ為煤體內摩擦角，單位為度，由被模擬的實際煤層測量而得； Pr為鉆孔支護力，單位為MPa，是被模擬的實際煤層中的鉆孔的鉆孔支護力，由被模擬的實際煤層的工作人員確定并實施； 模擬塑性區的外圓半徑小于等于R2； R2=R0{（P0+Ccotφ）（1－sinφ）（Pr+Ccotφ）}1－sinφ2sinφ； 模擬彈性區的外圓半徑R2＝5R0； 模擬破裂區中填充的煤的孔隙率為?1，?1等于鉆孔周圍的最大孔隙率?max，由被模擬煤層中的鉆孔周邊的煤體測得； 模擬塑性區中填充的煤的孔隙率為?2；?2＝（?max－?a）（σ－σs）（σc－σs）+?0； ?a=1－（1―?0）（1+εv）{1+β?T－3α（1－2u）（p1―p2）E－2aρRTkv3Vmln[（1+bp1）1+bp2]}； ?a是煤體處于彈性壓縮狀態時單位體積的孔隙率， a為煤的瓦斯吸附常數，物理含義是當瓦斯壓力趨向無窮大時，煤的可燃質極限瓦斯吸附量，對所填充的煤取樣后通過吸附實驗測定而得； σ為鉆孔施工后，作用在鉆孔孔壁處單位面積的煤體上的法向總壓力，單位為兆帕； σc是剪切彈性模量，單位為兆帕，對煤進行測定而得； σs是煤的屈服強度，單位為兆帕，對由實際煤層獲取的煤樣進行抗壓實驗而測得； ?0為煤體初始孔隙率，對由實際煤層獲取的煤樣進行測定而得； εv是煤體體積應變，無量綱，即煤體受力時的體積變化，對由實際煤層獲取的煤樣進行測定而得； β是煤體熱膨脹系數，單位是立方米開爾文，對由實際煤層獲取的煤樣進行測定而得； ?T為煤在實際煤層中埋藏時的溫度與室溫之間的溫度差， 溫度差，單位為開爾文，測量而得； α是孔隙壓力系數，單位是兆帕立方米，對由實際煤層獲取的煤樣進行測定而得； u是煤體變形位移，單位為米；對由實際煤層獲取的煤樣進行測定而得； p0為煤層初始孔隙壓力，單位為兆帕，在實際煤層中進行測量而得； p1是鉆孔前煤層的孔隙壓力，p2為鉆孔后煤層的孔隙壓力，p1和p2的單位均為MPa，在試鉆孔前后對煤層進行測定而得； E為煤體的彈性模量，單位為兆帕，對由實際煤層獲取的煤樣進行測定而得； ρ為煤體視密度，單位為噸立方米，對由實際煤層獲取的煤樣進行測定而得； R為氣體摩爾常數； T為實際煤層中的煤體溫度，單位為開爾文； kv為煤的體積模量，單位為兆帕，對由實際煤層獲取的煤樣進行測定而得； Vm為氣體摩爾體積，單位為立方米摩爾，對由實際煤層獲取的瓦斯氣體測定而得； b為煤的瓦斯吸附常數，b=1pl；pl為蘭氏壓力，物理意義是煤對甲烷吸附量達到蘭格繆爾體積的一半時所對應的壓力，對所填充的煤取樣后通過吸附實驗測定而得； 模擬彈性區中填充的煤的孔隙率為?3；?3＝1－（1―?0）（1+εv）{1+β?T－α（p1―p2）（kvE）－（2aρRTkv）3Vmln[（1+bp1）1+bp2]}。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人西山煤電(集團)有限責任公司;河南理工大學，其通訊地址為：030024 山西省太原市萬柏林區西礦街335號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。