一种含瓦斯煤岩试验方法

摘要

本发明公开了一种含瓦斯煤岩试验方法，在试验装置内开设有具有开口的试验腔，试验腔内的下部安装有活动垫块，所述试验腔的上部和左右两侧均设有活动压块，三个所述活动压块和所述活动垫块围成一个四边形框架，且所述活动压块和活动垫块互相错位；所述试验装置内还设置有气管，该气管的一端与试验腔相通，另一端并联有高压气瓶和真空泵。本发明对加载头和活动压块进行了灵活地设计，同时使用恒温水循环系统和高压气瓶，可进行不同瓦斯压力、不同温度、不同应力状态下的煤岩真三轴细观力学试验，还具有结构简单、可靠性高等特点。

主权项

一种含瓦斯煤岩试验方法，其特征在于包括以下步骤：1）将煤岩试件放入到试验装置（1）内，所述试验装置（1）内开设有具有开口的试验腔（1a），该试验腔（1a）的开口水平朝向试验装置（1）的其中一个侧面，且该试验腔（1a）的开口由固定在试验装置（1）侧面的透明视镜（2）封闭，所述试验腔（1a）内的下部安装有活动垫块（3），拆下透明视镜（2），将试件放到活动垫块（3）上，在活动垫块（3）的下方连接有垫块（15），该垫块（15）的底部固定连接在试验腔（1a）底部，所述垫块（15）的上表面向上凸起形成条形滑轨（15a），该条形滑轨（15a）左右延伸布置，所述活动垫块（3）的下表面开有与条形滑轨（15a）相对应的条形槽（3a），所述条形滑轨（15a）伸入到该条形槽（3a）内。所述试验腔（1a）的上部和左右两侧均设有活动压块（4），三个所述活动压块（4）均通过加载块（16）与加载轴（5）相连，所述加载块（16）与加载轴（5）固定相连，在该加载块（16）与活动压块（4）相接触的面上设置有滑块（16a），该活动压块（4）上设置有与滑块（16a）相对应的滑槽（4a）；三个所述活动压块（4）和所述活动垫块（3）围成一个四边形框架，且所述活动压块（4）和活动垫块（3）互相错位，先将试件居中放在活动垫块（3）上，再缓缓将试件移动到活动垫块（3）右端平齐，而后调节活动垫块（3），使其居于垫块（15）的中心位置，再向左移动右侧加载块（16），使与其相连的活动压块（4）抵在试件上，再调整该活动压块（4），使其下端部分地抵在下部活动垫块（3）上，同理，调整左侧和上部加载块（16）的位置，使各加载块（16）和活动压块（4）满足错位要求；所述试验腔（1a）内还设置 有声发射传感器（7）和应变传感器（36），将该声发射传感器（7）和应变传感器（36）均贴于煤岩试件表面；2）所述试验装置（1）内还设置有气管（12），该气管（12）的一端与试验腔（1a）相通，另一端并联有高压气瓶（13）和真空泵（14），先通过真空泵（14）对试验腔（1a）内抽取真空，当试验腔（1a）内的气压状态到达一定真空度后，通过高压气瓶（13）对试验腔(1a)内注入瓦斯，使高压气瓶（13）内的瓦斯进入试验腔（1a）内。当试验腔（1a）内的瓦斯压力状态达到一定数值后，持续稳定试验腔（1a）内瓦斯压力，使试件充分吸附瓦斯；3）三根加载轴（5）的另一端分别从试验腔（1a）的上方和左右两侧伸出试验装置（1）外，三根该加载轴（5）的外端均连接有液压千斤顶（6），三个该液压千斤顶（6）分别安装在试验装置（1）的上方和左右两侧，当试件充分吸收瓦斯后，调整试件上部和左右两侧的液压千斤顶（6），使试件在垂直和水平方向受到的加载载荷通过加载轴（5）传递到活动压块（4）并作用于试件上；4）所述声发射传感器（7）与测量导线（8）的一端相连，所述测量导线（8）的另一端穿过试验腔（1a）内壁的测量孔与试验装置（1）外的声发射放大器（10）及声发射采集卡（11）依次相连，声发射传感器（7）通过测量导线（8）传递声发射信号至声发射采集卡（11），最后由声发射采集卡（11）采集分析声发射信号，所述应变传感器（36）与应变导线（9）的一端相连，所述应变导线（9）的另一端伸出试验装置（1）外与应变仪（35）相连，应变传感器（36）采集试件内部的应变力变化传递给应变仪（35），最后由应变仪（35）采集分析；5）所述透明视镜（2）的外侧还架设有显微镜支架（24），该显微镜支架（24）上安装有体视显微镜（25），在所述体视显微镜（25）面向透明视镜（2）的一 侧安装有LED环形灯（26）作为显微镜的外接光源，该体视显微镜（25）的另一侧安装有摄像机（27），所述摄像机（27）的镜头指向试验腔（1a），试验开始前期，使用体视显微镜（25）进行小倍数的大范围观测，当发现裂纹时，移动体视显微镜（25）的水平和垂直燕尾槽拖板，使裂纹尖端位于视场中间，再通过粗调和微调体视显微镜（25）物距，增大放大倍数，进入细观观测阶段，并同时使用摄像机（27）记录该试件的裂纹图像信息。