[实用新型]一种用于液氮致裂煤样效果监测实验装置

说明书

本实用新型公开了一种用于液氮致裂煤样效果监测实验装置，包括液氮注入系统和定制隔音玻璃罩，液氮注入系统包括液氮罐和液氮增压泵，液氮罐通过管道与液氮增压泵连接，液氮罐与液氮增压泵连接的管道上安装有耐超低温流量计，液氮增压泵通过管道与定制反应釜连接，定制反应釜位于定制隔音玻璃罩内部。本实时监测液氮致裂煤样效果实验装置，定制反应釜为钢结构的双层真空杜瓦罐，可有效的降低液氮挥发速率，共设置四根波导杆，连接四个声发射传感器，可以实现液氮致裂煤体裂隙发育的定位功能，隔音玻璃罩可以降低周围的噪音，为声发射系统提供更可靠的数据，实验装置可以根据反应时间变化实时监测液氮致裂煤样，动态分析液氮致裂煤样效果。

技术领域

本实用新型涉及监测技术领域，具体为一种用于液氮致裂煤样效果监测实验装置。

背景技术

我国是一个煤炭资源大国，也是煤炭消费大国，随着开采活动的进行，煤炭资源的深部开采已经成为新常态，而深部埋藏煤层瓦斯赋存丰富，同时瓦斯灾害也更加严重。据统计，我国高瓦斯矿井和由瓦斯突出危险的矿井占到了全国矿井总量的30％，重、特大瓦斯事故的高发频率并没有得到根本性的解决，这将严重阻我国安全生产工作的顺利进行。因此，煤矿瓦斯抽采工作，势在必行。

我国大部分矿区煤层瓦斯赋存具有“三高两低”特征，尤其是深部煤层渗透率低，使得采用常规钻孔预抽煤层瓦斯效果不理想，增加了煤层瓦斯预抽时间。为了提高煤矿瓦斯预抽率、缩短预抽时间，应对煤层采取强化增透措施。目前常用的煤层增透技术主要有水力压裂、水利割缝和爆破增透等。水力压裂、水力割缝存在用水量较大、水锁效应、压裂液对环境有一定污染等问题；爆破增透技术(火药爆破、电力爆破、气体爆破等)容易导致二次危害，操作相对复杂。近年来，为解决以上煤层增透技术不足，高效预抽煤层瓦斯，降低环境污染，获得最大的经济效益，以N₂、CO₂以及液氮等作为压裂流体的无水压裂技术逐渐受到重视。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于液氮致裂煤样效果监测实验装置，具有实时监测液氮致裂煤样，煤样内部裂隙发育情况，动态分析液氮致裂煤样效果的优点，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：一种实时监测液氮致裂煤样效果实验装置，包括液氮注入系统和定制隔音玻璃罩，所述液氮注入系统包括液氮罐和液氮增压泵，液氮罐通过管道与液氮增压泵连接，液氮罐与液氮增压泵连接的管道上安装有耐超低温流量计，液氮增压泵通过管道与定制反应釜连接，定制反应釜位于定制隔音玻璃罩内部，液氮增压泵与定制反应釜连接的管道上安装有耐低温阀门，所述定制反应釜内底部放置有煤样，定制反应釜的侧壁上对称焊接有贯穿定制反应釜的波导杆，所述波导杆位于定制反应釜的一端与煤样壁面接触，波导杆的另一端连接有声发射传感器，所述声发射传感器的一端连接有声发射信号线，声发射信号线的一端贯穿定制隔音玻璃罩连接有数据采集箱，所述数据采集箱的一端连接有USB数据连接线，USB数据连接线的一端连接有声发射系统电脑。

优选的，所述波导杆和声发射传感器均位于定制隔音玻璃罩内。

优选的，所述定制反应釜为钢结构的双层真空杜瓦罐，定制反应釜底部有真空泄压阀。

优选的，所述煤样为50mm*50mm的正方体。

优选的，所述波导杆设置有四根。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本液氮致裂煤样效果监测实验装置，液氮通过液氮增压泵向定制反应釜中输送液氮，耐超低温流量计可以监测输送液氮的流量，耐低温阀门控制液氮输送开关，定制反应釜为钢结构的双层真空杜瓦罐，可有效的降低液氮挥发速率，共设置四根波导杆，连接四个声发射传感器，可以实现液氮致裂煤体裂隙发育的定位功能，隔音玻璃罩可以降低周围的噪音，为声发射系统提供更可靠的数据，实验装置可以根据反应时间变化实时监测液氮致裂煤样，煤样内部裂隙发育情况，动态分析液氮致裂煤样效果。

附图说明