[发明专利]一种受载岩石样品氡气析出的测定装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种受载岩石样品氡气析出的检测装罝及检测方法，包括三轴压缩仪，所述三轴压缩仪包括圆柱状的压力室和设置在所述压力室顶部的压机，所述压力室包括顶板、底板和侧板，所述压力室内设有由底部设有上通气槽的上压头、顶部设有下通气槽的下压头和竖向设置在所述上压头与下压头之间的热缩管构成的样品室。本发明利用载气加大氡的析出量、加速氡的迀移，实现了氡气析出的快速准确测定。在压力室内通入载气，还可以减轻受载岩样试件可能存在的结构致密、渗透性差等问题，不断完善测试过程、提高测试灵敏度，更容易得出结论。

技术领域

本发明属于地球物理勘探技术领域，具体涉及一种受载岩石样品氡气析出的测定装置及检测方法。

背景技术

长期以来，氡被认为是最有机会有效利用的气体组分之一，氡气前兆是1964年前苏联学者在塔什干地震后总结发现的。氡从矿物晶格中的释放，尤其氡的释放与地震的关联性方面，普遍以应力应变为主要观点提出各种假说，并从各个方面进行了大量的研究试验，得到了一定的结论。

氡是一种具有天然放射性的稀有气体，它是由放射性元素镭、钍和锕在衰变过程中所形成的产物。氡检测技术属于地球物理勘探领域，是一种很有发展前途的方法。氡在地壳中的分布较为广泛，几乎在各种岩石中都能找到它的踪迹；同时，氡在一般情况下不与其它物质发生化学作用，但可被其它固体物质所吸附，氡在岩石中以自由氡、吸附氡和封闭氡的形式存在，在地下水中以溶解氡和逸出氡的形式存在。目前，氡检测技术广泛应用于地震预报以及地质构造、地热水、边坡稳定性探测等领域。

对于地下煤岩层开采的领域，在开采过程中自由氡伴随煤岩析出，当煤岩体处于破裂状态时吸附氡和封闭氡也会大量析出，利用氡检测方法来预测煤与瓦斯突出、冲击地压等煤岩瓦斯动力灾害具有重要的研究价值。前人关于煤岩破裂过程氡浓度变化的研究为煤与瓦斯突出、冲击地压等煤岩动力灾害的预测推出一种新颖方法，但相关研究还仅处于初步试验阶段。煤与瓦斯突出等含瓦斯煤岩动力灾害是煤岩体结构、地应力和瓦斯压力综合作用的结果，因此，对受载岩石破裂过程中氡析出规律的研究，有利于进一步揭示含瓦斯煤岩动力灾害以及地震灾害氡释放的异常机理和氡放射前兆特征，也可以为煤岩瓦斯动力灾害氡预测技术、地震氡预测技术提供极有价值的理论支撑。

发明内容

本发明的目的在于提出一种受载岩石样品氡气析出的检测装罝及检测方法。

本发明所设计的受载岩石样品氡气析出的检测装罝，包括三轴压缩仪，所述三轴压缩仪包括圆柱状的压力室和设置在所述压力室顶部的压机，所述压力室包括顶板、底板和侧板，所述压力室内设有由底部设有上通气槽的上压头、顶部设有下通气槽的下压头和竖向设置在所述上压头与下压头之间的热缩管构成的样品室；

所述上压头向上伸出所述顶板外与所述压机的压力杆相接触，所述压力杆与所述上压头之间设置有应力传感器，所述上压头内设置有软管，所述软管的一端与所述上通气槽相通，所述软管的另一端与载气输送管相通，所述载气输送管通过双通阀门与载气输送装置连接；

所述下压头内设置有出气管，所述出气管通过气阀与除气装置相连；

所述三轴压缩仪下部外接液压加载装置，所述液压加载装置包括从左到右依次设置的电机、液压泵、第液压控制阀门、调节阀、压力表和设置在所述下压头中的排气管及用于支撑的支座。

作为优选方案，所述顶板、底板和侧板的材料为不锈钢材质。

作为优选方案，所述载气输送装置包括从左向右依次设置的出气阀门、第一压力表、调节阀、进气阀门和载气瓶。

作为优选方案，所述除气装置为由左右支管构成的O型管，右支管顺着管道与储存析出氡的集气瓶相连，所述集气瓶通过三通阀分出两支管，一支管与测氡仪连接，另一支管通过第一阀门与废气处理装置连接，所述集气瓶上方设有第二压力表。