一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统及方法技术方案

发明专利技术提供一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统及方法。该模拟系统包括加载装置、脱气装置、注气装置、射流装置、数据采集装置、固定装置、实验腔体、煤体和阀门。试验时，脱气装置对实验腔体内腔抽真空。注气装置对实验腔体内充气，煤体吸附瓦斯。射流发生器产生超高压水射流作用于竖向凹槽处煤体。所述应力采集仪和振动加速度采集仪实时采集三向压力值和振动加速度的变化。该系统的使用方法包括放置煤体、抽真空、充气、加载应力和试验等步骤。该装置可以对超高压水射流冲击含瓦斯受载煤体过程中超高压水射流扰动性能和煤体行为特征进行量化表征，这对于揭示超高压水射流割缝增透机理及技术参数优化具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统及方法
本专利技术涉及含瓦斯煤体增透
，具体涉及一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统。
技术介绍
渗透率低是我国深部煤层的显著特征，也是制约深部煤与瓦斯高效共采的关键因素之一。强化增透技术能够显著提高煤层的渗透性能，改善瓦斯抽采效果，实现深部煤与瓦斯共采和瓦斯灾害的有效防控。通过水射流冲击致裂煤体贯通裂隙形成裂隙网是行之有效的强化增透措施之一。目前水力割缝技术仍然存在有效影响范围较小的问题，而增大割缝钻孔有效影响范围的关键是增大缝槽的长度。为了达到这个目的，提高射流压力是一种直接而有效的途径，即采用超高压水射流(喷嘴出口压力100MPa以上)割缝。国内外学者对超高压水射流的冲击能力及其影响因素进行了较为系统的研究，但针对超高压水射流冲击含瓦斯受载煤体过程中，超高压水射流扰动性能和煤体行为特征的量化表征还没有有效的测试装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统及方法，以解决现有技术中存在的问题。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种超高压水射流冲击受载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统，其特征在于：包括加载装置、脱气装置、注气装置、射流装置、数据采集装置、实验腔体9、煤体(18)和阀门(22)；所述实验腔体(9)包括箱体(901)和上盖(902)；所述箱体(901)整体为一个矩形箱体；所述箱体(901)的底部设置有支撑座(19)和固定部(24)；所述上盖(902)可扣合在箱体(901)的上端敞口处；所述箱体(901)和上盖(902)合围出实验腔体(9)内腔；所述箱体(901)的侧壁上设置有若干供管道或管线穿过的通孔；所述脱气装置、注气装置和阀门(22)通过箱体(901)侧壁上的孔洞与实验腔体(9)内腔连通；所述射流装置包...

【技术特征摘要】
1.一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统，其特征在于：包括加载装置、脱气装置、注气装置、射流装置、数据采集装置、实验腔体9、煤体(18)和阀门(22)；所述实验腔体(9)包括箱体(901)和上盖(902)；所述箱体(901)整体为一个矩形箱体；所述箱体(901)的底部设置有支撑座(19)和固定部(24)；所述上盖(902)可扣合在箱体(901)的上端敞口处；所述箱体(901)和上盖(902)合围出实验腔体(9)内腔；所述箱体(901)的侧壁上设置有若干供管道或管线穿过的通孔；所述脱气装置、注气装置和阀门(22)通过箱体(901)侧壁上的孔洞与实验腔体(9)内腔连通；所述射流装置包括超高压水泵(1)、压力控制装置(2)和射流发生器(4)；所述超高压水泵(1)、压力控制装置(2)和射流发生器(4)通过管道依次连接；所述射流发生器(4)布置在实验腔体(9)内腔中；所述射流发生器(4)通过夹持器(3)活动连接在支撑座(19)上；工作时，所述射流发生器(4)可沿俯仰方向旋转；所述数据采集装置包括气压采集仪(10)、应力采集仪(11)、转接头(12)、三个压力盒(13)、振动加速度采集仪(14)、振动加速度传感器(15)和计算机(23)；所述气压采集仪(10)、应力采集仪(11)和振动加速度采集仪(14)均与计算机(23)连接；所述气压采集仪(10)通过箱体(901)侧壁上的孔洞与实验腔体(9)内腔连通；所述应力采集仪(11)、转接头(12)和三个压力盒(13)通过管线依次连接；所述振动加速度采集仪(14)、转接头(12)和振动加速度传感器(15)通过管线依次连接；所述煤体(18)整体为一个正方体；所述煤体(18)布置在实验腔体(9)内腔中；所述煤体(18)通过固定部(24)与箱体(901)底部固定连接；加载装置对煤体(18)施加三个方向的围压；所述煤体(18)受压的三个表面均开挖有小孔；所述压力盒(13)放入小孔中；所述煤体(18)面向射流发生器(4)的一侧去除掉一个半圆柱体，形成一个竖向凹槽(1801)；所述振动加速度传感器(15)布置在竖向凹槽(1801)中；试验时，脱气装置对实验腔体(9)内腔抽真空；注气装置在设定的瓦斯压力下对实验腔体(9)内充气，煤体(18)吸附瓦斯；水经由超高压水泵(1)加压后，通过压力控制装置(2)流向射流发生器(4)；射流发生器(4)产生超高压水射流作用于竖向凹槽(1801)处煤体；所述应力采集仪(11)和振动加速度采集仪(14)实时采集三向压力值和振动加速度的变化。2.根据权利要求2所述的一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统，其特征在于：模拟系统还包括三通阀(6)；所述三通阀(6)通过箱体(901)侧壁上的通孔与实验腔体(9)内腔气密连接；所述脱气装置包括真空泵(5)；所述真空泵(5)通过管线与三通阀(6)连接；所述注气装置包括气瓶(7)和减压阀(8)；所述气瓶(7)通过管线依次与减压阀(8)和三通阀(6)连接。3.根据权利要求1所述的一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统，其特征在于：所述压力控制装置(2)上设置有压力表。4.根据权利要求1所述的一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统，其特征在于：所述加载装置包括布置在实验腔体(9)内腔中的三块压板(17)，及其附属的液压缸和油泵(16)；所述油泵(16)驱动压板(17)，对煤体(18)施加三向均布应力。5.根据权利要求1所述的一种超高压水射流冲击受载含瓦斯煤体卸荷松弛模拟系统，其特征在于：模拟系统还包括固定装置；所述固定装置包括两块...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹全乐，梁运培，李全贵，梁金燕，李学龙，李清淼，张跃兵，李波，杨尚朋，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50