[发明专利]一种深井围岩高温高压爆破试验装置与试验方法

权利要求书

1.一种深井围岩高温高压爆破试验装置，其特征在于，包括：高压釜(1)、聚能爆破筒(2)、传感器组(3)、数据采集面板(4)、液压泵站(5)、加热组件(6)和主控制器(7)；

所述高压釜(1)内部通过夹持机构(11)固定有试验岩样(8)；

所述聚能爆破筒(2)安装在所述试验岩样(8)体内，用于对所述试验岩样(8)进行爆破；

所述传感器组(3)包括多个功能不同的传感器，所述传感器安装在所述试验岩样(8)上；

所述数据采集面板(4)安装在所述高压釜(1)侧壁上，且与所述传感器电性连接；

所述液压泵站(5)与所述高压釜(1)内部连通，用于向所述高压釜(1)内部注入油脂并维持其内部压力值；

所述加热组件(6)与所述高压釜(1)内部连接，用于对所述高压釜(1)内部的油脂加热；

所述主控制器(7)分别与所述聚能爆破筒(2)、数据采集面板(4)、液压泵站(5)和加热组件(6)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种深井围岩高温高压爆破试验装置，其特征在于，所述高压釜(1)顶部具有铰接扣合的密封盖(12)；所述密封盖(12)的表面和所述高压釜(1)的侧壁均具有钢化玻璃透明窗口(13)；所述钢化玻璃透明窗口(13)的外侧安装有用于拍摄所述高压釜(1)内部的高速工业摄像机(9)。

3.根据权利要求1所述的一种深井围岩高温高压爆破试验装置，其特征在于，所述试验岩样(8)为长方体岩块，所述试验岩样(8)的表面开设有用于安装所述聚能爆破筒(2)的爆破试验孔(81)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种深井围岩高温高压爆破试验装置，其特征在于，所述聚能爆破筒(2)内部填装有电子爆破机构(21)、填充物(22)和温度传感器(23)；所述电子爆破机构(21)与所述主控制器(7)远程电性连接；所述填充物(22)用于膨胀填充在所述聚能爆破筒(2)内部，并顶紧所述电子爆破机构(21)；所述温度传感器(23)与所述数据采集面板(4)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种深井围岩高温高压爆破试验装置，其特征在于，所述传感器组(3)包括压力传感器、振动传感器、位移传感器和弹性应变片。

6.根据权利要求1所述的一种深井围岩高温高压爆破试验装置，其特征在于，所述液压泵站(5)的出油口通过注油管(51)与所述反应釜(1)的上部连通，回油口通过回油管(52)与所述反应釜(1)的下部连通；所述注油管(51)上安装有步进阀门(53)和电子压力计(54)，所述步进阀门(53)和电子压力计(54)与所述主控制器(7)电性连接；所述回油管(52)上安装有步进泄压阀(55)，所述步进泄压阀(55)与所述主控制器(7)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种深井围岩高温高压爆破试验装置，其特征在于，所述加热组件(6)电性连接有安装在所述高压釜(1)内部的加热棒(61)。

8.根据权利要求7所述的一种深井围岩高温高压爆破试验装置，其特征在于，所述主控制器(7)电性连接有安装在所述高压釜(1)内部的电子温度计(62)。

9.根据权利要求1所述的一种深井围岩高温高压爆破试验装置，其特征在于，所述主控制器(7)为Cortex-M4内核的ARM处理器STM32F407，所述主控制器(7)人机交互部分采用工业串口触摸屏DMT10600C07005W。

10.一种利用权利要求1-9任一项所述的深井围岩高温高压爆破试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将试验岩样(8)通过夹持机构(11)固定在高压釜(1)内部，并在试验岩样(8)上安装聚能爆破筒(2)和传感器组(3)，密封高压釜(1)；

S2、启动液压泵站(5)和加热组件(6)，对反应釜(1)内注入油脂并加热，使反应釜(1)内的压力和聚能爆破筒(2)周围的温度达到试验设定值并稳定后，通过主控制器(7)启动聚能爆破筒(2)爆破；

S3、在步骤S2中的聚能爆破筒(2)爆破时，通过传感器组(3)采集试验数据并将数据传递至数据采集面板(4)，并最终传递至主控制器(7)读取和存储；

S4、爆破完成后，关闭液压泵站(5)和加热组件(6)，降至常温并排空油脂，打开反应釜(1)观察试验岩样(8)的破坏情况，结合主控制器(7)的数据进行进一步分析。