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本發明公開了一種基于水準點監測區域地面沉降時空變化特征的方法，包括獲取待檢測資料，水準檢測點布設，數據監測，數據計算及匯總建模等五個步驟。本發明系統構建簡單，通用性好，可有效滿足多種類型城市地質結構監測作業的需要，同時檢測作業數據獲取全面、獲取數據精度高、數據獲取及處理作業運行自動化程度高，有效實現利用城市區域的有限的水準監測網點的沉降變化數據，進行多項式加權插值處理，得到區域沉降的時空變化特征，數據運算處理效率和精度高，實現按照監測周期時序處理，擬合計算區域等值線進而得到區域沉降的時空變化特征，為研究城市區域地表沉陷規律，監測城市地質災害提供有力的數據支撐。
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本發明涉及煤礦水文地質工程技術領域,在煤層開采中所揭露的斷層帶的滲透性能的快速定量評價方法。通過供水系統對封閉的評價區間進行壓水實驗,對評價區間分階段定壓力注入水,并分階段提高注入壓力,當達到各階段設定的注入水壓力時,通過流量計記錄每次的注入水量,當注水壓力達到最大壓力值停止供水,封閉評價區間,然后測定封閉區間的壓力從最大壓力值下降到某一設定的壓力值所需要的時間。實際測定過程中只需測定出經過時間這一個數據,可直觀地在圖上讀取出滲透系數,能夠快速測定低滲透性煤礦斷層帶的滲透系數。整個試驗過程和評價過程用時少,壓水試驗后對斷層進行處理的注漿作業可以不間斷直接進行,顯著提高了煤礦開采工作效率。
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本發明涉及一種基于啟動壓力梯度的煤層瓦斯流動狀態快速判識方法，通過在煤礦井下采集五類煤樣，制成標準煤芯，確定出每個煤芯的地質強度指標值，然后再測算出煤芯的啟動壓力梯度值，并對多種煤樣進行一系列的啟動壓力梯度測試，得出各類煤樣的啟動壓力梯度值，然后將各類煤樣的啟動壓力梯度值與其對應的地質強度指標值進行回歸分析，得出二者的關系；最后得出結論，根據在煤礦井下采集煤樣或者直接觀測煤壁，獲取煤層的煤體結構，確定煤層的GSI值后，即可得出煤層瓦斯的啟動壓力梯度，將其與瓦斯壓力梯度進行比較，即可快速判定煤層瓦斯的流動狀態。本發明為抽采難易程度評價及抽采工藝的選擇提供指導，并為瓦斯抽采理論的進一步完善提供參考。
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本發明涉及一種從井下巷道定向水力壓裂控制采動影響范圍的方法，包括以下步驟：1）獲取工作面地質采礦條件和預裂巷道上覆巖層地質狀況，分析地表移動盆地邊界；2）根據需要保護的地表構建物等級確定圍護帶寬度以及控制地表移動盆地邊界；3）根據步驟2）控制地表移動盆地邊界確定上覆巖層的預裂高度和位置；4）根據步驟3）確定的上覆巖層的預裂高度和位置對上覆巖層的頂板實施水力壓裂操作。本發明的方法可減小采動影響范圍從而消除地表構建物所受采動損害，達到保護地表構建物目的。
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本發明公開了一種淺埋煤層工作面支架工作阻力預測方法及預警系統和方法，以開采工作面推進到下一階段的煤層面為鉸接點，開采工作面上覆巖層的每一個單獨巖層視為一個一端固定在鉸接點的懸臂梁，每個單獨巖層的自穩定長度由各巖層的巖性決定其懸臂梁長度，預測計算支架工作阻力；預警系統包括三維地質信息系統、采掘實時信息系統和礦壓預警系統；該預警方法為：一、構建開采工作面上覆基巖三維地質信息系統模型；二、采掘實時信息錄入；三、開采工作面前方覆巖信息預測；四、前方覆巖礦壓預警；五、巖體三維圖形修正；重復步驟二到五至開采結束。本發明對淺埋煤層工作面支架的工作阻力進行預測計算，然后做出預警，提高超前支架的運行可靠性。 1
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本發明公開了一種近距離煤層開采老空水下泄智能預警系統和預警方法，所示預警系統包括三維地質信息系統、采掘信息系統和老空水災害判別預警系統；所述預警方法包括：1、鉆孔數據錄入、展示；2、三維成圖；3、采掘實時信息錄入；4、實時修正巖體三維圖形；5、開采工作面前方覆巖及老空水信息預測；6、老空水災害判別預警；然后隨開采工作的進行，重復3?6的步驟直至開采工作完成。本發明能夠對開采工作面前方的上覆基巖地質信息和上覆老空水情況參數進行有效預測和實施監控，對老空水突水災害進行預防和預警，避免開采過程中采動裂隙發育至上組煤采空區，造成上覆老空水下泄至下組煤回采工作面，引發礦井發生老空突水災害。
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本發明公開了一種地下水中反硝化模擬系統氣體產物的收集裝置，屬于水文地質和環境科學領域。整套裝置采用排氣法和排水法相結合的方式來收集、計量氣體產物，包括依次連接的補液裝置、反硝化模擬反應裝置、排氣裝置、集氣裝置、排水裝置和計量裝置。設計的排氣與反硝化模擬反應裝置采用法蘭連接，補液和反硝化模擬裝置間以及排氣、集氣和排水裝置間均以耐腐蝕橡膠軟管連接，排水與計量裝置通過短管連接，在導氣管、橡膠軟管和閥門接口處設有密封墊。本發明裝置設計合理，操作簡便，投資小，能有效模擬地下水的飽水含水層及厭氧環境，實現對氣體產物N2O、NO、N2的動態變化監測，滿足室內模擬研究地下水中反硝化機理的需要。
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本發明公開了一種用于軟煤巖降阻散熱仿生鉆進方法及鉆桿，根據煤層地質條件，依據用于軟煤巖降阻散熱仿生鉆進方法，評估鉆孔收縮比dc并確定鉆桿旋轉外徑d1、鉆桿表面凸形或凹形結構高度、鉆桿表面凸形或凹形結構之間間距和鉆進速度，用于軟煤巖降阻散熱仿生鉆桿，包括桿體、凸連接件、凹連接件，鉆桿表面設置凸形或凹形結構。本發明針對軟煤巖鉆進困難的技術難題，考慮煤層地質條件，發明了用于軟煤巖降阻散熱仿生鉆進方法及鉆桿，鉆進過程中，應用降阻散熱仿生鉆桿施工鉆孔，實現低阻、低溫一體化鉆進工藝體系，可有效改善軟弱煤巖地層的鉆進效果。
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本發明公開了一種突出煤層掘進工作面沿頂鉆進大循環區域性消突方法,在掘進工作面設置挑頂鉆場,在挑頂鉆場內安置鉆機,首先施工密集沿頂煤孔,在掘進工作面前方形成一定寬度的超長距離的沿頂煤孔解放層,利用沿頂煤孔解放層改變被解放區內煤體的應力狀態,并釋放被解放區內煤體的瓦斯,使被解放區內的煤體實現消突。在瓦斯異常帶或地質構造帶,當沿頂煤孔施工困難,達不到預定長度時,可對在欠長度沿頂煤孔上方施工沿頂巖孔,通過爆破預裂或水壓壓裂的辦法使沿頂巖孔與深部煤體溝通;當煤層厚度較大時,施工驅替煤孔,采用高壓注水或高壓注氣的方法驅趕和代替被解放區內的瓦斯,提高整體消突效果。
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本發明公開了一種強化軟煤巖強度分層切削鉆進方法及鉆具，基于煤巖堅固性系數f確定鉆孔強化比dq，基于煤巖堅固性系數f、瓦斯壓力p確定煤巖鉆頭切削層數N、切削層厚H、切削軸距L，并確定強化軟煤巖強度分層切削鉆具的結構設計形式。強化軟煤巖強度分層切削鉆具，包括煤巖強化鉆頭、旋轉密封接頭、煤巖鉆頭、鉆頭接頭、鉆桿。本發明針對軟煤巖鉆進技術難題，考慮煤層地質條件，發明了強化軟煤巖強度分層切削鉆進方法及鉆具，應用強化軟煤巖強度分層切削鉆具施工鉆孔，實現軟煤巖前段強化、后段切削鉆進的協同鉆進工藝方案，可有效減少塌孔、噴孔等鉆孔動力現象對對鉆孔施工的影響，有利于改善軟弱煤巖地層的鉆進效果。
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本發明公開了一種突出煤層沿頂鉆孔施工技術及抽采盲區消除方法,按如下步驟操作進行:第一步,在回采巷道的巷幫內施工挑頂鉆場;第二步,在挑頂鉆場內放置鉆機,調整鉆機的高度,使鉆機能夠在突出煤層施工沿頂煤孔;第三步,在挑頂鉆場內施工一組沿頂煤孔,每個沿頂煤孔的開孔角度與其上部煤層頂板的傾角或偽傾角一致。使沿頂煤孔達到或穿越抽采盲區,甚至穿越采煤工作面的區段寬度或條帶寬度;在復雜地質條件下或構造帶,當沿頂煤孔難以穿越抽采盲區時,可再施工沿頂巖孔到達抽采盲區的上方,然后對沿頂巖孔實施爆破欲裂或水力壓裂的方法,使沿頂巖孔與抽采盲區通過人為裂隙溝通;當煤層厚度較大時,在施工沿頂煤孔的下方再補充施工強化煤孔。
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本發明公開一種礦井瓦斯涌出量預測的新方法，其特征是，它是通過以下步驟進行預測的：構建基于數量化理論I為基礎的瓦斯地質數學模型算法；通過影響瓦斯涌出量因素的瓦斯地質條件分析；統計單元劃分與變量取值，建立以已采區瓦斯涌出量為因變量，影響瓦斯涌出量因素為自變量的多元多屬性線性預測模型；對所建立的預測模型進行反復理論和實踐檢驗，最終確定符合實際的瓦斯涌出量預測模型；預測區按建模時統計單元劃分和模型保留變量的取值原則進行取值，代入預測模型進行未采區瓦斯涌出量預測。
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本發明提供了一種土木工程建筑監測系統，包括中央處理器，其特征在于，所述中央處理器分別與施工前監測子系統、施工時監測子系統以及施工后監測子系統的各個模塊電性連接；施工前監測子系統包括地質數據采集模塊、基坑監測模塊、圍護結構監測模塊；施工時監測子系統包括沉降監測模塊、傾斜監測模塊以及地下管線監測模塊；施工后監測子系統包括建筑內應力監測模塊、周邊環境數據采集模塊以及評估分析模塊，本發明提供一種在施工前、施工過程中、施工后三個階段全方位的監測建筑物變化情況，并將監測數據整理反饋給中央處理器，在遇到異常情況時及時采取應對措施的土木工程建筑監測系統。
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一種水庫壩體下厚煤層放頂煤協調開采方法,包括如下步驟:(1)根據地質采礦資料和水庫壩體的位置,確定井下各工作面的位置,然后采用概率積分法預計各開采工作面開采以后的地表移動變形值;(2)確定水庫壩體下厚煤層放頂煤協調開采的井下開采方案:1)確定各開采工作面推進方向與壩體長軸方向一致;2)合理確定開采工作面的開采寬度;3)合理確定各開采工作面的位置和開采邊界;4)采用跳采方式確定各開采工作面的開采順序和時間;5)合理確定各開采工作面的推進速度。本發明合理確定工作面推進方向、開采尺寸、工作面位置、工作面開采順序與時間和工作面推進速度,實現水庫壩體下厚煤層放頂煤協調開采,確保采煤及壩體的安全。
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本發明公開了一種基于地面微地震監測的煤儲層裂隙評價方法，包括確定研究區域、建立速度模型、微震事件定位、裂縫地質力學屬性解析和繪制裂隙分布圖。本發明的有益效果是：本發明提出的微震事件定位、裂縫尺度計算及地質力學性質解析方法進一步為儲層滲透性評價提供了可能，且在實際應用中取得了理想的效果。
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本發明涉及一種低產單煤層氣井改造選井的評價方法包括：首先選擇目前日產氣量< 500?m3/d，投產以來歷史平均日產氣量> 600?m3/d的至少一口煤層氣井，然后分別采集所選擇煤層氣井的剩余資源豐度參數、煤體結構參數、地質構造參數、地應力屬于拉張應力參數等數據，并以此依據判斷煤層氣井是否滿足改造的需要。本發明可以快速、準確、方便的評價低產井是否具有改造潛力；從而達到在提高對低產井是否具有改造潛力作業工作效率和精度的同時，有效的降低了低產井是否具有改造潛力工作的勞動強度和工作成本。
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本發明公開了一種逐級強化軟煤巖強度鉆進方法及鉆具，依據逐級強化軟煤巖強度鉆進方法，基于煤巖堅固性系數f確定煤巖體強化級數N、分級強化長度Ln、分級強化比dq?n、煤巖鉆頭旋轉速度νc，基于煤巖堅固性系數f、瓦斯壓力p確定鉆進速度νd、供風風量Qa，并確定逐級強化軟煤巖強度鉆具的設計形式。逐級強化軟煤巖強度鉆具，包括煤巖逐級強化鉆頭、旋轉密封接頭、煤巖鉆頭、鉆桿。本發明針對軟煤巖鉆進技術難題，考慮煤層地質條件，發明了逐級強化軟煤巖強度鉆進方法及鉆具，應用逐級強化軟煤巖強度鉆具施工鉆孔，實現軟煤巖“先逐級強化?后鉆進”的協同鉆進工藝方案，可有效改善軟弱煤巖地層的鉆進效果。
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本發明涉及一種三維開采沉陷相似材料模擬實驗臺，包括承載底座、試驗腔、調節橫擔、調節掛板，承載底座上端面通過定位卡扣與試驗腔外側面連接，試驗腔為橫斷面呈矩形的腔體結構，調節橫擔嵌于試驗腔內，兩端位于試驗腔側表面外并通過調節掛板與試驗腔側壁滑動連接，所述調節掛板與試驗腔側壁間通過定位銷連接。本發明一方面在有效實現進行三維作業面上進行沉降仿真作業的同時，極大的簡化了設備結構，有效降低了本發明仿真作業及設備維護成本及勞動強度；另一方面可靈活實現對不同地質結構及沉降作業面進行高效仿真模擬作業，極大的提高了對地質沉降仿真作業的檢測全面性和檢測精度。
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本發明公開了一種防跑漿提高充填效果的隔斷膏體充填方法，包括縱向隔離墻、橫向隔離墻、邊緣隔離墻；距離較近的兩個相鄰橫向隔離墻之間或距離較近的橫向隔離墻與邊緣隔離墻之間形成隔斷待充填區，距離較遠的橫向隔離墻和邊緣隔離墻之間或距離較遠的兩個橫向隔離墻形成隔斷充填區；在一次充填作業中，所述隔斷待充填區和隔斷充填區為近似的矩形結構，本次充填作業中的隔斷充填區和上一次充填作業中的隔斷待充填區合成為一個本次充填作業的復合隔斷充填區，所述復合隔斷充填區為L形結構。本隔斷膏體充填方法適應井下復雜的地質環境條件，防止跑漏漿事故發生，提高充填體接頂率，確保覆巖及地表的變形在允許范圍內，實現安全高效開采。
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本發明公開了一種強化軟煤巖強度鉆進方法及鉆具，根據煤層地質條件，依據強化軟煤巖強度鉆進方法，評估施工地點煤巖堅固性系數f，確定鉆孔強化比dq、煤巖鉆頭旋轉速度νc、鉆進速度νd、供風風量Qa，并確定強化軟煤巖強度鉆具的結構設計形式。強化軟煤巖強度鉆具，包括煤巖強化鉆頭、旋轉密封接頭、煤巖鉆頭、鉆桿。本發明針對軟煤巖鉆進困難工程難題，綜合考慮煤巖層地質條件，發明了強化軟煤巖強度鉆進方法及鉆具，應用強化軟煤巖強度鉆具施工鉆孔，通過鉆頭結構的創新，在鉆進過程中提高軟弱煤巖體的強度，有利于改善鉆孔的穩定性，實現軟煤巖“先強化?后鉆進”的同步鉆進工藝體系，有利于提高軟煤巖鉆孔深度和鉆進效率。
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本發明涉及一種從地表定向水壓致裂預裂基巖控制采動影響范圍的方法，包括以下步驟：1）獲取預裂區域上覆巖層地質狀況，分析確定地表移動盆地邊界，所述上覆巖層地質狀況包括上覆巖層巖層位、巖層厚度、松散層厚度h1、巖層強度及地應力；2）根據需要保護地表建（構）筑物保護等級確定圍護帶寬度D；3）根據步驟2）確定的圍護帶寬度，以及建（構）筑物安全系數q，確定鉆孔距建（構）筑物的布設距離L，L=q*D；4）確定預裂深度h2=S*tanδ；5）確定鉆孔深度H=h1+h2；6）根據鉆孔位置以及鉆孔深度進行打鉆、水壓致裂等操作。本發明的方法可有效控制井下開采時采動范圍的影響，采用地表定向水壓致裂的方法，可大幅降低施工難度。
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本發明公開了一種擾動地下空間圍巖的動載作用強度分級方法，包括：（1）基于地下空間所處的地質力學環境，建立含地下空間的數值分析模型，開展靜力計算，獲得地下空間圍巖的地質力學環境；（2）依據地下空間圍巖的工程地質力學行為特征，提出多級別動載極值的概念，建立各級別動載極值的判定條件，開發求解動載極值的算法；（3）將該算法嵌入到數值分析模型當中，開展動力計算，監測反映地下空間圍巖變形破壞的相關指標值；（4）若指標值不滿足動載極值的判定條件，改變動載的大小，重復步驟（3）直至滿足各級別判定條件為止，記錄參與計算的各動載大小，從而可獲得此類地質力學環境下的動載分級結果。
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本發明涉及一種突出煤層抽采鉆孔成孔工藝方案設計方法。建立煤層地質條件的變化與所需最優鉆桿類型之間的邏輯關系；建立煤層施工鉆孔參數與所需鉆機動力參數之間的邏輯關系；建立煤層地質條件、鉆孔傾角、煤層水分與所需排渣動力之間的邏輯關系；建立煤層厚度、煤層透氣性系數、鉆孔直徑與鉆孔布置方案之間的邏輯關系。將四種邏輯關系，建立數據庫，編制軟件，通過計算機軟件平臺，輸入相應的煤層地質條件和鉆孔設計參數，實現突出煤層抽采鉆孔成孔工藝方案自動化設計。突出煤層抽采鉆孔成孔工藝方案設計方法使工程人員能夠根據煤層地質條件變化、鉆孔參數設計的變化方便實現鉆桿選型、鉆機選型、排渣動力和煤層鉆孔布置設計，礦方通過采用科學的設計方案，有利于實現突出煤層的安全、高效鉆進。
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本申請公開了一種基于元胞自動機的地表下沉仿真方法及系統，該方法包括：獲取地面空間數據以及開采工作面布置情形和采礦地質數據；將地面空間數據進行空間插值，形成預設分辨率的格網DEM面域數據；對格網DEM面域數據以及開采工作面布置情形、采礦地質數據進行分析以確定開采下沉影響區域，構建元胞自動機模型；利用構建的元胞自動機模型對地表下沉過程進行仿真。該方法能夠仿真較為復雜地質采礦條件下的礦產開采引起的下沉過程，動態模擬開采沉陷的開采影響范圍、下沉活躍的強度和面積等，并且得到接近真實情況的地表下沉結果，從而在很大程度上提高了對復雜地質采礦條件下礦產開采時的地表沉陷預測的準確性。
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本發明公開了一種多功能隨鉆探測裝置及預測方法。本發明包括信號采集模塊、信號預處理分析模塊、傳輸模塊和地面處理預測模塊四部分。通過鉆頭的振動加速度信息，與實例數據對比，預測地質信息，根據持續時間和速度預測地質區域大小。通過溫濕度傳感器和紅外傳感器對鉆頭所處地質環境的溫度、濕度和地質信息測量，根據持續時間和鉆頭速度或位置變化，預測溫度、濕度和地質區域大小及位置。實現陀螺儀測量方位和磁強計測量方位優勢互補，避免磁場異?；蛲勇輧x漂移嚴重時能夠測量出方位角，以及故障隔離。本發明的優點在于體積小，抗振能力強，抗高溫，容錯能力強和可靠性高。
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本發明涉及一種煤礦瓦斯涌出量預測方法，包括如下步驟：依據瓦斯地質規律以及工作煤礦的結構和地質條件，劃分瓦斯地質單元；對劃分出的每個瓦斯地質單元，分別確定控制瓦斯涌出量的主要地質因素；建立出以上述主控地質因素為自變量，以瓦斯涌出量為因變量建立瓦斯涌出量數學模型；根據上述模型預測未開采區的瓦斯涌出量。本發明的預測方法比現有的預測方法更準確。
本發明公開了一種利用Croel?DRAW軟件直接編制平衡剖面的方法，包含以下步驟：A、根據剖面構造樣式變化，選取或者拼接盆地主干地震剖面；B、對主干地震剖面進行數字化處理，獲取地震解釋層位、斷層的時間散點數據；C、借助標準井時間?深度關系，將步驟B獲取的散點時間數據轉化為深度數據；D、將深度數據導入Sufer，用不同符號表示地層及斷層，導出Emf格式矢量圖到Coerl?DRAW軟件，并以散點為控制圓滑連線編制地質剖面；E、將地質剖面群組處理，雙擊對象并將旋轉中心移動到相應位置，旋轉剖面，將層面逐段拉平，將對應的下部地層描繪生成不同層段沉積前地質剖面，消除不控制沉積的斷層，從而形成反映盆地構造演化的平衡剖面。
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本發明公開了一種小型自重框式配載三維物理模擬實驗方法，包括如下步驟：(1)根據模擬地質對象，在主架裝置前后側安裝前后側護墻板，組成相似材料裝填空間；(2)在第一次相似材料裝填空間內裝填地質相似體，裝填高度為首次安裝前后側護墻板高度，依據上述方式完成第二次、第三次等地質相似體裝填，進行模型風干與前后側護墻板拆卸；(3)調試自重框式配載區，保證傳載橫梁、摩擦橡膠板與地質相似體接觸完好，實現自重框式配載裝置上下自由滑動，配載高度等于或低于前后滑動側護擋板高度；(4)對模型進行施工開挖，運用計算機系統進行數據采集、記錄，完成實驗。本發明方法具有步驟合理與便于操作的特點，不僅精確復原與再現了地下工程環境，而且提高了加載數據精確性與實驗過程安全性。
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本實用新型公開了一種雙插式孔口控水防噴裝置，它包含座體，該座體的一端為中空的管狀結構，其中部設有與其內部相通的滑道，其一端的端部通過法蘭盤與插入到底板b內的套管c相連，其另一端安裝有密封圈，該密封圈的中部開設有與其同心的與鉆桿a緊密套接配合的密封孔，所述的滑道內設有兩個上下對接的滑塊，該滑塊與滑道活塞配合，所述滑塊的上端固定有螺桿，該螺桿位于外側的一端穿過與其旋接配合的壓蓋。本實用新型不僅能起到防噴的作用，更重要的是能瞬時控制孔內的涌水，在危機時刻減少起鉆耽誤的大量寶貴時間，為今后的煤礦井下鉆鉆探施工提供了安全保障，還能為企業帶來一定的經濟效益。
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2025年08月05日 ~ 07日 
