[发明专利]一种基于钻屑法的煤岩体多场耦合一体化试验装置

权利要求书

1.一种基于钻屑法的煤岩体多场耦合一体化试验装置，其特征在于：包括真三轴加载机构，在真三轴加载机构上分别设置有气态流体加载通道、液态流体加载通道、尾气/废水排放通道、温度信号采集通道、电荷信号采集通道及声发射信号采集通道；所述气态流体加载通道的外端接口依次连接有第一流量计、第一压力表、第一稳压器、第一阀门及气瓶；所述液态流体加载通道的外端接口依次连接有第二流量计、第二压力表、第二稳压器、第二阀门及水箱；所述尾气/废水排放通道的外端接口依次连接有第三阀门、第三压力表、第三流量计及尾气/废水回收处理箱；所述温度信号采集通道的外端接口连接有温度数据采集仪；所述电荷信号采集通道的外端接口依次连接有电荷信号放大器及电荷数据采集仪；所述声发射信号采集通道的外端接口依次连接有声发射信号放大器及声发射数据采集仪；

所述真三轴加载机构包括压力室、第一水平加载缸、第二水平加载缸、第三水平加载缸、第四水平加载缸及竖直加载组合缸；在所述压力室的侧壁上均布开设有四个水平加载孔，分别记为第一水平加载孔、第二水平加载孔、第三水平加载孔及第四水平加载孔；所述第一水平加载缸固装在第一水平加载孔的外孔口，在第一水平加载孔的内孔口设置有第一水平压头，所述第一水平加载缸的活塞杆与第一水平压头相连；所述第二水平加载缸固装在第二水平加载孔的外孔口，在第二水平加载孔的内孔口设置有第二水平压头，所述第二水平加载缸的活塞杆与第二水平压头相连；所述第三水平加载缸固装在第三水平加载孔的外孔口，在第三水平加载孔的内孔口设置有第三水平压头，所述第三水平加载缸的活塞杆与第三水平压头相连；所述第四水平加载缸固装在第四水平加载孔的外孔口，在第四水平加载孔的内孔口设置有第四水平压头，所述第四水平加载缸的活塞杆与第四水平压头相连；在所述压力室的顶部开设有竖直加载孔，所述竖直加载组合缸位于竖直加载孔内；

所述竖直加载组合缸包括筒式静载压头、盘式动载压头、动载活塞杆、动载活塞、密封盖及密封挡环；所述密封挡环位于竖直加载孔的孔口处，密封盖扣装在压力室顶端，在密封盖中心开设有静载压头穿装孔，所述筒式静载压头穿插于静载压头穿装孔中，且筒式静载压头与密封盖及密封挡环密封滑动配合，筒式静载压头的静载力由独立外设的压力机提供；所述动载活塞固定套装在动载活塞杆的杆体上，安装有动载活塞的动载活塞杆位于筒式静载压头的内部，动载活塞与筒式静载压头的内壁面密封滑动配合；所述盘式动载压头连接在动载活塞杆的下端；

所述第一水平加载缸的活塞杆为空心结构，在第一水平加载缸的活塞杆的中心空腔内设有煤屑导管，煤屑导管的内端设有管口塞盘，管口塞盘嵌装在第一水平压头内；所述煤屑导管的外端安装有钻机，且钻机的钻杆位于煤屑导管内；

煤岩体试样位于压力室的加载腔内，在煤岩体试样与压力室的底板之间设有下垫块，在煤岩体试样与下垫块之间设有加热带，加热带通过温度信号采集通道与温度数据采集仪相连，在煤岩体试样内嵌装有温度传感器，温度传感器通过温度信号采集通道与温度数据采集仪相连；在煤岩体试样表面与压头之间布设有微电敏感材料探头，且微电敏感材料探头与压头之间作绝缘处理，微电敏感材料探头依次通过电荷信号采集通道及电荷信号放大器与电荷数据采集仪相连；在所述压力室的内壁上安装有声发射探头，声发射探头依次通过声发射信号采集通道及声发射信号放大器与声发射数据采集仪相连；在煤岩体试样与筒式静载压头及盘式动载压头之间设有上垫块；所述气态流体加载通道、液态流体加载通道及尾气/废水排放通道的内端接口均与压力室的加载腔相连通。