[发明专利]用于煤体原位力学特性的实验装置及基于该装置的瓦斯水合物饱和度监测装置及方法

权利要求书

1.用于煤体原位力学特性的实验装置，其特征在于，该装置包括釜体(1)、调节栓塞(2)、活动栓塞(3)、固定座(4)、密封端盖(5)、热缩管(8)、一号电阻电极(6)、二号电阻电极(7)、缓冲罐(12)、瓦斯气体增压装置(14)、液压增压装置(15)和应变片(13)；

一号电阻电极(6)和二号电阻电极(7)的结构相同；一号电阻电极(6)包括电极探头(1-1)、绝缘橡胶(1-2)、绝缘层(1-3)、金属管(1-4)、加固层(1-5)；

电极探头(1-1)包括顶头(1-11)和长尾(1-12)，顶头(1-11)和长尾(1-12)构成T字型，长尾(1-12)为中空结构；加固层(1-5)和金属管(1-4)构成T字型，且为一体件；电极探头(1-1)的长尾(1-12)插入金属管(1-4)内，且电极探头(1-1)的长尾(1-12)和金属管(1-4)之间设置有绝缘层(1-3)；电极探头(1-1)的顶头(1-11)和加固层(1-5)之间设置有绝缘橡胶(1-2)；

热缩管(8)内部的两端分别设置有一号电阻电极(6)和二号电阻电极(7)，一号电阻电极(6)的顶头和二号电阻电极(7)的顶头相对放置；

煤体(11)放置在热缩管(8)内，且位于一号电阻电极(6)的顶头和二号电阻电极(7)的顶头之间；调节栓塞(2)包裹在一号电阻电极(6)的金属管(1-4)外侧，调节栓塞(2)的外侧并排设置有固定座(4)和密封端盖(5)，且与固定座(4)为螺纹连接；

活动栓塞(3)包裹在二号电阻电极(7)的金属管(1-4)外侧，活动栓塞(3)的外侧设置有密封端盖(5)；

设置在调节栓塞(2)外侧的密封端盖(5)和设置在活动栓塞(3)外侧的密封端盖(5)均套接在釜体(1)内部，且分别位于釜体(1)的两端；

热缩管(8)、釜体(1)及密封端盖(5)合围形成一个围压油腔(9)；通过向围压油腔(9)内注入围压，向煤体(11)施加围压；

活动栓塞(3)、釜体(1)及密封端盖(5)合围形成一个轴压油腔(10)；通过向轴压油腔(10)内注入轴压，带动活动栓塞(3)向左运动；

液压增压装置(15)用于为围压油腔(9)提供围压，为轴压油腔(10)提供轴压；

瓦斯气体增压装置(14)用于向二号电阻电极(7)的长尾内通入瓦斯；一号电阻电极(6)的长尾通过管路与缓冲罐(12)的一端联通，缓冲罐(12)的另一端与二号电阻电极(7)的长尾联通；

应变片(13)贴在煤体(11)上，用于采集煤柱的应变信号。

2.根据权利要求1所述的用于煤体原位力学特性的实验装置，其特征在于，瓦斯气体增压装置(14)包括气源(14-1)、空气压缩机(14-2)、防爆增压泵(14-3)、空气压缩机阀(14-4)和气源阀(14-5)；

气源(14-1)的输出端连通防爆增压泵(14-3)的一个输入端；空气压缩机(14-2)的输出端连通防爆增压泵(14-3)的另一个输入端；防爆增压泵(14-3)的输出端连通二号电阻电极(6)的长尾；

空气压缩机阀(14-4)设置在空气压缩机(14-2)和防爆增压泵(14-3)之间；气源阀(14-5)设置在气源(14-1)和防爆增压泵(14-3)之间。

3.根据权利要求1所述的用于煤体原位力学特性的实验装置，其特征在于，液压增压装置(15)包括围压液压增压泵(15-1)、轴压液压增压泵(15-2)、围压阀(15-3)和轴压阀(15-4)；

釜体(1)上开有围压孔(15-5)和轴压孔(15-6)；

围压液压增压泵(15-1)通过围压孔(15-5)向围压油腔(9)内注入围压；轴压液压增压泵(15-2)通过轴压孔(15-6)向轴压油腔(10)内注入轴压；围压阀(15-3)设置在围压液压增压泵(15-1)和围压油腔(9)之间；轴压阀(15-4)设置在轴压液压增压泵(15-2)和轴压油腔(10)之间。