[发明专利]高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置及方法

说明书

本发明涉及瓦斯开采技术领域，具体涉及一种高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置及方法，高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置包括压力试验机、空气压缩机、储气瓶、拉法尔喷嘴，压力试验机用于对煤岩试块加载静载荷，空气压缩机具有压缩机进口和压缩机出口，压缩机进口能够与气源连通，储气瓶具有储气瓶进口和储气瓶出口，储气瓶进口能够与压缩机出口连通，拉法尔喷嘴具有喷嘴进口和喷嘴出口，喷嘴进口能够与储气瓶出口连通，拉法尔喷嘴用于与压力试验机配合以便喷嘴出口朝向煤岩试块的试验表面。所述高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置可以实现对高压气射流冲孔破煤岩的作用机理和煤岩裂隙在气射流冲击作用下的扩展规律的研究。

技术领域

本发明涉及瓦斯开采技术领域，具体涉及一种高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置及方法。

背景技术

对于单一低渗煤层，为有效提升瓦斯抽采率必须对煤层进行卸压增透消突处理。相关技术中煤层卸压增透除采取钻孔卸压措施、水力化措施和深孔预裂爆破措施外，还提出了一种高压气射流冲孔破煤岩致裂增透的新方法，一定程度上可有效的避免水力化技术存在的水封抑制瓦斯解析和降低煤层渗透率的缺陷。但高压气射流冲孔破煤岩致裂增透技术尚处于起步阶段，对于高压气射流冲孔破煤岩的作用机理和煤岩裂隙在气射流冲击作用下的扩展规律尚不明确。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

因此针对上述问题，提出了一种高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置，以实现对高压气射流冲孔破煤岩的作用机理和煤岩裂隙在气射流冲击作用下的扩展规律的研究。

根据本发明实施例的高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置包括：

压力试验机，用于对煤岩试块加载静载荷；

空气压缩机，所述空气压缩机具有压缩机进口和压缩机出口，所述压缩机进口能够与气源连通；

储气瓶，所述储气瓶具有储气瓶进口和储气瓶出口，所述储气瓶进口能够与所述压缩机出口连通；和

拉法尔喷嘴，所述拉法尔喷嘴具有喷嘴进口和喷嘴出口，所述喷嘴进口能够与所述储气瓶出口连通，所述拉法尔喷嘴用于与所述压力试验机配合以便所述喷嘴出口朝向所述煤岩试块的试验表面。

根据本发明的实施例的高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置可以实现对高压气射流冲孔破煤岩的作用机理和煤岩裂隙在气射流冲击作用下的扩展规律的研究。

在一些实施例中，该高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置进一步包括位置调节装置，所述拉法尔喷嘴设置在所述位置调节装置上以便通过所述位置调节装置调节所述喷嘴出口和所述煤岩试块的所述试验表面之间的距离。

在一些实施例中，该高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置进一步包括喷嘴连接管，所述喷嘴连接管具有在其延伸方向上相对的第一端和第二端，所述喷嘴连接管的所述第一端与所述储气瓶出口相连，所述喷嘴连接管的所述第二端与所述喷嘴进口相连，所述喷嘴连接管具有刚性管段，所述刚性管段设置在所述位置调节装置上。

在一些实施例中，所述拉法尔喷嘴可拆卸的与所述喷嘴连接管相连。

在一些实施例中，所述储气瓶设有多个，所述压缩机出口与多个所述储气瓶中的每一者的所述储气瓶进口相连，所述喷嘴连接管的所述第一端与多个所述储气瓶中的每一者的所述储气瓶出口相连，进一步包括压力调节阀和第一压力表，所述压力调节阀和所述第一压力表中的每一者设置在所述喷嘴连接管上，所述第一压力表在所述喷嘴连接管的延伸方向上相对所述压力调节阀邻近所述喷嘴连接管的所述第一端设置。

在一些实施例中，高压气射流冲孔破煤岩致裂增透实验装置进一步包括控制阀，所述控制阀设置在所述喷嘴连接管上，所述控制阀在所述喷嘴连接管的延伸方向上相对所述第一压力表邻近所述喷嘴连接管的所述第二端设置。