[发明专利]加压过程中井下水与煤试样的结构性测试装置及方法

权利要求书

1.一种加压过程中井下水与煤试样的结构性测试装置，其特征在于：包括标定罐体、设置在标定罐体上端的加压活塞、与标定罐体连接的快速加热装置和安装在标定罐体内部的测量装置；

标定罐体设置有连通罐体内外的安装孔，加压活塞安装在标定罐体的顶端开口处，并能上下自由滑动，加压活塞上设置有竖直方向的预留通孔；快速加热装置设置在标定罐体的下部且紧贴标定罐体外表面布置；测量装置包括测压管、环向电阻率测试电极、垂向电阻率测试电极、自动化数据采集仪、电阻率采集仪，所述测压管通过安装孔放置到受试煤体中，环向电阻率测试电极、垂向电阻率测试电极均匀分布在标定罐体四周；环向电阻率测试电极是围绕罐体一圈设置，垂向电阻率测试电极是在罐体外侧自上而下设置，360度全方位监测试样变化；

测量装置中的环向电阻率测试电极，每层包括8个沿圆周方向均匀布置的环向电阻率测试电极；垂向电阻率测试电极分组设置在罐体的顶部和底部，每组包括8个沿圆周方向均匀布置的垂向电阻率测试电极。

2.根据权利要求1所述的加压过程中井下水与煤试样的结构性测试装置，其特征在于：标定罐体的外侧横向环绕设置有多道环形钢护环。

3.根据权利要求1所述的加压过程中井下水与煤试样的结构性测试装置，其特征在于：标定罐体的外壁上沿圆周均匀设置四组安装孔阵列，每组安装孔阵列包括8个安装孔，共设有32个安装孔，各安装孔为测试元件导线的通道。

4.根据权利要求1所述的加压过程中井下水与煤试样的结构性测试装置，其特征在于：加压活塞上沿圆周方向均匀分布有8个预留安装孔，作为安装电极孔。

5.根据权利要求1所述的加压过程中井下水与煤试样的结构性测试装置，其特征在于：标定罐体采用高强绝缘耐热塑料制造成圆柱体，尺寸为Φ55mm*400mm。

6.根据权利要求1所述的加压过程中井下水与煤试样的结构性测试装置，其特征在于：加压活塞与罐体接触处设置两道U型槽，内嵌有环形密封圈。

7.一种加压过程中井下水与煤试样的结构性测试方法，采用权利要求1~6任一项所述的加压过程中井下水与煤试样的结构性测试装置，其特征在于包括以下步骤：

1)将受试煤样装载到标定罐体中，将测压管、环向电阻率测试电极和垂向电阻率测试电极安置在煤样中的设计位置上，然后将上述安装就位的测试元件分别用信号线与外置的自动化数据采集仪、电阻率采集仪连接；受试煤样装载完毕后，开展不同工况试验，测试各项参数；

2）将受试水体固结成冰块装载到标定罐体中，将快速加热装置打开，加热使冰块溶解，十分钟后，开始测试，重复步骤1)中测试过程，记录各项数据；

3）将水体固结成冰块，然后将煤样与冰块依次分隔放置在罐体中，将快速加热装置打开，加热将冰块溶解，十分钟后，开始测试，重复步骤1)中的测试过程，记录各项数据；

4）分析：采用前述方法获取不同工况下煤样和水样垂向和横向电阻率随压力变化的数据，进而分析各组数据的内在联系，绘制出电阻率与压力的特形曲线。