[发明专利]一种气固耦合的煤样波速各向异性探测装置及方法

摘要

本发明公开了一种气固耦合的煤样波速各向异性探测装置及方法，包括承压腔体、气体传输系统、煤样放置台、真三轴加压系统、换能器组和声波仪，所述承压腔体由上部敞口的承压容器和活塞顶盖组成，所述真三轴加压系统的多个轴压杆分别穿过承压容器的侧壁和活塞顶盖与试验煤样的四个侧面和顶面接触，所述气体传输系统包括真空泵、安全气瓶和高压瓦斯气瓶；本发明能够模拟煤体在深部地下的真实情况，从而得出不同物理力学性质的煤样在不同瓦斯压力、不同温度及不同三轴加载应力共同影响下超声波波速各向异性的特征，为后续的煤矿勘探开采提供理论支撑。

主权项

1.一种气固耦合的煤样波速各向异性探测装置，其特征在于，包括承压腔体(1)、气体传输系统、煤样放置台(3)、真三轴加压系统(8)、换能器组和声波仪(14)，所述承压腔体(1)由上部敞口的承压容器和活塞顶盖(2)组成，活塞顶盖(2)密封固定在承压容器的敞口处，煤样放置台(3)固定在承压容器内，试验煤样(4)处于煤样放置台(3)上，所述试验煤样(4)为正方体；所述真三轴加压系统(8)的多个轴压杆(9)分别穿过承压容器的侧壁和活塞顶盖(2)与试验煤样(4)的四个侧面和顶面接触，换能器组为三个，三个换能器组均匀分布在试验煤样(4)的六个面，换能器组由两个相对设置的发射换能器(10)和接收换能器(11)组成，发射换能器(10)和接收换能器(11)分别耦合在试验煤样(4)的两个相对面，三个换能器组通过连接线与承压容器外部的声波仪(14)连接；所述气体传输系统包括真空泵(12)、安全气瓶(13)和高压瓦斯气瓶(6)，所述真空泵(12)的一端通过管路与承压容器内部密封连通，真空泵(12)的另一端通过管路与安全气瓶(13)连通，高压瓦斯气瓶(6)通过充气管路与承压容器内部密封连通，在充气管路上装有增/减压阀(5)，两个压力表(7)分别装在真空泵(12)与承压容器之间的管路上和增/减压阀(5)与承压容器之间的充气管路上；所述加热系统(15)包括加热电毯、温度传感器(16)和控制主机，控制主机处于承压容器外侧，温度传感器(16)处于承压容器内，加热电毯包裹在承压容器外表面；控制主机分别与加热电毯和温度传感器(16)连接。