[实用新型]一种煤岩体致裂、增渗、解吸耦合实验装置

说明书

本实用新型公开了一种煤岩体致裂、增渗、解吸耦合实验装置，包括液氮罐、围压加载系统和轴压加载系统，围压加载系统和轴压加载系统交叉连接，围压加载系统和轴压加载系统围成区域的中心位置上安装有高压反应釜，液氮罐的通过管道连接有液氮脉冲增压泵，液氮罐与液氮脉冲增压泵之间的管道上安装有耐超低温流量计。本煤岩样品高压液氮循环致裂及气化驱替实验装置，通过不同注液氮方式，改变煤体微细观结构特征，促进煤体裂隙演化，增加煤体的渗透率，并通过气化高压氮气改变煤体瓦斯分压，促进氮气与瓦斯气体的竞争吸附关系，使煤体中的瓦斯气体随着氮气气流从煤体中解吸出来。

技术领域

本实用新型涉及煤炭技术领域，具体为一种煤岩体致裂、增渗、解吸耦合实验装置。

背景技术

液氮具有极低的温度(-196℃)，对环境无污染，容易制备且成本低廉。煤是一种天然的低强度、割理、微裂隙和孔隙等缺陷结构发育的地质体，低温液氮多级脉冲注入煤体后，可使煤体循环冻结损伤弱化、原生微裂隙扩展以及产生新裂隙，形成冻融致裂带。液氮气化后体积急剧膨胀(1m³的液氮气化后在21℃体积达696m³)，产生巨大膨胀力致裂煤层，形成气化高压致裂带，同时高压氮气能驱赶、分压置换煤层瓦斯，促进瓦斯解吸渗流。以往研究煤层液氮增渗技术时，多集中在研究液氮浸融致裂、高压致裂、置换解吸瓦斯等单一效应，对上述内容综合考虑尚不全面，尤其是液氮多级脉冲作用于深部煤体时，上述复合效应更加复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤岩体致裂、增渗、解吸耦合实验装置，具有提高瓦斯灾害防治与瓦斯资源开发水平的优点，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种煤岩体致裂、增渗、解吸耦合实验装置，包括液氮罐、围压加载系统和轴压加载系统，所述围压加载系统和轴压加载系统交叉连接，围压加载系统和轴压加载系统围成区域的中心位置上安装有高压反应釜，所述液氮罐的通过管道连接有液氮脉冲增压泵，液氮罐与液氮脉冲增压泵之间的管道上安装有耐超低温流量计，液氮脉冲增压泵通过管道连接有高压反应釜，液氮脉冲增压泵与高压反应釜的连接管道上安装有耐低温阀门，所述高压反应釜内安装有温控加热装置高压反应釜的一侧电性连接有声变测量仪、电阻测量仪和压力感应器，压力感应器一侧的高压反应釜通过管道分别连接有真空泵、气液分离器和安全泄压门，所述温控加热装置靠进声变测量仪的一侧电性连接有应变测量仪，温控加热装置一侧的管道上安装有第一阀门，第一阀门另一侧的管道分别连接有吸附解吸参考釜和气体增压泵，气体增压泵和第一阀门之间的管道上安装有第一气体流量计和第二阀门，气体增压泵的一侧分别连接有氧气罐、甲烷罐、氮气罐和氦气罐，所述气液分离器与高压反应釜连接的管道上安装有第三阀门，气液分离器靠近第三阀门的一端串连有干燥剂和第二气体流量计，气液分离器的另一端分别连接有液体流量计和精密天平。

优选的，所述真空泵与高压反应釜连接的管道上安装有第四阀门。

优选的，所述氧气罐、甲烷罐、氮气罐和氦气罐与气体增压泵连接的管道上分别安装有第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门。

优选的，所述压力感应器与安全泄压门电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本煤岩体致裂、增渗、解吸耦合实验装置，通过不同注液氮方式，改变煤体微细观结构特征，促进煤体裂隙演化，增加煤体的渗透率，并通过气化高压氮气改变煤体瓦斯分压，促进氮气与瓦斯气体的竞争吸附关系，使煤体中的瓦斯气体随着氮气气流从煤体中解吸出来。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图。