[发明专利]一种高功率脉冲波致裂含瓦斯煤体的实验装置

权利要求书

1.一种高功率脉冲波致裂含瓦斯煤体的实验装置，其特征在于：包括高功率脉冲发生机构和声发射检测机构(1)，所述高功率脉冲发生机构通过导线与煤样(2)相连接，使所述高功率脉冲发生机构工作时，所述高功率脉冲发生机构向所述煤样(2)发射高功率脉冲，致裂所述煤样(2)，所述声发射检测机构(1)与所述煤样(2)相配合，检测并分析所述煤样(2)内的声发射特征；所述导线上安装有罗氏线圈(19)，示波器(20)通过数据线连接罗氏线圈(19)，获取脉冲电流的电流波形；

将冲击波检测机构(3)的多个传感器埋设在煤样(2)的内部的不同位置，随后使高功率脉冲发生机构以不同脉冲能量的高功率脉冲对不同组的煤样(2)的钻孔内填充的液体进行击穿，使液体产生冲击波对煤样(2)进行致裂，并逐个记录各组煤样(2)所对应的脉冲能量，然后保持高功率脉冲的脉冲能量不变的情况下，采用不同的频率对不同组的煤样(2)进行致裂；

所述高功率脉冲发生机构包括高功率脉冲电源（5）、高功率脉冲开关（6）以及高功率脉冲电容器（7），所述导线包括第一导线节段（8）、第二导线节段（9）和第三导线节段（10），所述高功率脉冲电源（5）与所述高功率脉冲电容器（7）之间通过所述第一导线节段（8）相连接，所述高功率脉冲电容器（7）的正极与所述煤样（2）的一端之间通过所述第二导线节段（9）相连接，所述高功率脉冲电容器（7）的负极与所述煤样（2）的另一端之间通过所述第三导线节段（10）相连接，所述高功率脉冲开关（6）设置在所述第二导线节段（9）或所述第三导线节段（10）上，控制所述高功率脉冲电容器（7）与所述煤样（2）之间电路的通断状态；

还包括气体压力检测机构(4)，所述气体压力检测机构(4)与所述煤样(2)相配合，检测所述煤样(2)内的瓦斯压力；

还包括三轴加压系统和瓦斯注入系统，所述三轴加压系统包括可封闭的压力室(11)，所述压力室(11)用于容纳所述煤样(2)，所述压力室(11)的x方向、y方向、z方向的侧壁上分别设置有通孔(111)，所述通孔(111)上滑动设置有滑动块(12)，所述滑动块(12)中的其中一个为连通滑动块，所述连通滑动块上设置有可封闭的第二通道(121)。

2.根据权利要求1所述的高功率脉冲波致裂含瓦斯煤体的实验装置，其特征在于：所述三轴加压系统与所述煤样(2)相配合，对所述煤样(2)施加三轴压力，所述瓦斯注入系统与所述煤样(2)相连接，使所述瓦斯注入系统工作时，所述瓦斯注入系统向所述煤样(2)的内部注入瓦斯。

3.根据权利要求2所述的高功率脉冲波致裂含瓦斯煤体的实验装置，其特征在于：还包括冲击波检测机构(3)，所述冲击波检测机构(3)与所述煤样(2)相配合，检测并分析所述煤样(2)内的冲击波特征。

4.根据权利要求1所述的高功率脉冲波致裂含瓦斯煤体的实验装置，其特征在于：所述滑动块(12)与所述压力室(11)的内侧相对应的一端为压迫端，所述压迫端的端部与所述煤样(2)之间为压迫配合。

5.根据权利要求1所述的高功率脉冲波致裂含瓦斯煤体的实验装置，其特征在于：所述三轴加压系统还包括液压油缸(13)，所述液压油缸(13)的与所述滑动块(12)相对应，所述液压油缸(13)与所述滑动块(12)之间为联动配合。

6.根据权利要求4所述的高功率脉冲波致裂含瓦斯煤体的实验装置，其特征在于：所述煤样(2)背离所述连通滑动块的一端为第一对应端，所述第一对应端上设置连接块(14)，所述连接块(14)的一端穿过所述压力室(11)，延伸至所述压力室(11)的外部，所述连接块(14)上设置有可封闭的第一通道(141)，所述瓦斯注入系统与所述第一通道(141)相连通，使注入的瓦斯经所述第一通道(141)流入所述压力室(11)，再经所述第二通道(121)流出所述压力室(11)。

7.根据权利要求6所述的高功率脉冲波致裂含瓦斯煤体的实验装置，其特征在于：所述瓦斯注入系统包括压力瓶(15)，所述压力瓶(15)内存储有瓦斯，所述压力瓶(15)通过第一管道(16)与所述第一通道(141)相连通。

8.根据权利要求1所述的高功率脉冲波致裂含瓦斯煤体的实验装置，其特征在于：所述第二通道(121)上设置有第二管道(17)，所述第二管道(17)上设置有流量计(18)，所述流量计(18)与所述第二管道(17)相配合，对流经所述第二通道(121)的瓦斯进行计量。