[0001] 本發(fā)明涉及一種多物理場耦合高壓二氧化碳氣體爆破系統(tǒng)及使用方法，屬于深部礦山災(zāi)害防治領(lǐng)域。

背景技術(shù)

[0002]

[0003] 我國的大量學(xué)者和科研人員一直致力于煤礦瓦斯災(zāi)害防治的研究，各類研究表明了煤礦瓦斯抽采效率低和瓦斯災(zāi)變是由我國地質(zhì)條件和煤層沉積效應(yīng)等多因素共同造成。大多數(shù)研究者依托于數(shù)值模擬軟件開展研究，無法通過實驗測出結(jié)果。為了滿足實驗需要，目前國內(nèi)外學(xué)者研發(fā)了多種的設(shè)備，但這些設(shè)備在實際使用中，一方面設(shè)備功能和結(jié)構(gòu)單一，僅能滿足特性實驗監(jiān)測需要，導(dǎo)致設(shè)備的靈活性、通用性受到較大的影響；另一方面無法對實際環(huán)境進行模擬仿真，導(dǎo)致實驗結(jié)果存在較大的誤差，難以有效滿足實際使用的需要。目前現(xiàn)有的實驗手段均不能很好地模擬深部多物理場耦合條件下高壓氣體爆破煤體裂隙發(fā)育過程。

[0004] 因此，需迫切的設(shè)計研發(fā)一種功能性全、靈活性較好的多物理場耦合條件下高壓氣體爆破測試實驗裝置及方法，以滿足實際使用的需要。

發(fā)明內(nèi)容

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供一種多物理場耦合高壓氣體爆破系統(tǒng)及使用方法。

[0006] 一種多物理場耦合高壓氣體爆破系統(tǒng)，其特征在于：所述的多物理場耦合高壓氣體爆破系統(tǒng)包括高壓氣體制作系統(tǒng)、多物理場耦合系統(tǒng)及測試分析系統(tǒng)，所述多物理場耦合系統(tǒng)通過與高壓氣體制作系統(tǒng)通過高壓氣管連通，所述測試分析系統(tǒng)分別與高壓氣體制作系統(tǒng)、多物理場耦合系統(tǒng)電氣連接，所述的高壓氣體制作系統(tǒng)是提供高壓氣體動力源，為后續(xù)實驗提供氣體動力；所述多場耦合系統(tǒng)是基于實驗室模擬深部礦山高地應(yīng)力、高溫等多重環(huán)境；所述測試分析系統(tǒng)一方面是監(jiān)測模擬環(huán)境的參數(shù)變化，另一方面是獲取實驗數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù)處理終端做數(shù)據(jù)分析處理。

[0007] 進一步的，所述的高壓氣體制作系統(tǒng)包括空氣壓縮機、空氣增壓泵、壓力釜、氣體流量計、數(shù)控表、高壓電磁閥、高壓氣管和控制閥門，其中所述空氣壓縮機通過高壓氣管與空氣增壓泵連通，所述壓力釜設(shè)一個進氣口、至少一個排氣口，其中所述的進氣口通過高壓氣管與空氣增壓泵連通，所述排氣口通道高壓氣管與多物理場耦合系統(tǒng)連通，每個壓力釜均與至少一個多物理場耦合系統(tǒng)連通，且多物理場耦合系統(tǒng)為多個時，各多物理場耦合系統(tǒng)間相互并聯(lián)，所述進氣口、排氣口與高壓氣管間通過控制閥門連通，其中與多物理場耦合系統(tǒng)連通的高壓氣管設(shè)一個高壓電磁閥，且高壓電磁閥兩端對應(yīng)位置的高壓氣管上分別設(shè)一個氣體流量計、數(shù)控表，所述括空氣壓縮機、空氣增壓泵、氣體流量計、數(shù)控表、高壓電磁閥和控制閥門均與測試分析系統(tǒng)電氣連接。

[0008] 進一步的，多物理場耦合系統(tǒng)包括承載箱板、隔熱裝置、連接阻尼器、致裂管、液壓囊袋、加熱機構(gòu)、應(yīng)力傳感器、聲發(fā)射監(jiān)測裝置、溫度傳感器、液壓站、PVDF傳感器及監(jiān)控攝像頭，所述承載箱板共六個，各承載箱板間通過連接阻尼器連接并構(gòu)成長方體閉合腔體結(jié)構(gòu)的實驗腔，所述承載箱板內(nèi)表面均與一個隔熱裝置連接并同軸分布，所述隔熱裝置為橫斷面呈矩形得板狀結(jié)構(gòu)，且隔熱裝置面積為承載箱板內(nèi)表面50%—90%，所述隔熱裝置內(nèi)表面另設(shè)至少兩個環(huán)繞其軸線均布的加熱機構(gòu)，所述加熱機構(gòu)間相互并聯(lián)，所述應(yīng)力傳感器、聲發(fā)射監(jiān)測裝置及溫度傳感器均嵌于隔熱裝置內(nèi)表面，其中應(yīng)力傳感器與隔熱裝置同軸分布，所述聲發(fā)射監(jiān)測裝置及溫度傳感器均至少兩個，環(huán)繞應(yīng)力傳感器軸線分布，所述液壓囊袋嵌于實驗腔內(nèi)并為實驗腔同心分布的閉合腔體結(jié)構(gòu)，并與實驗腔對應(yīng)各隔熱裝置連接，所述液壓囊袋通過導(dǎo)流管與液壓站連通，且液壓站位于實驗腔外，所述液壓囊袋上端面處設(shè)致裂管，所述致裂管與實驗腔同軸分布且其上端面位于實驗腔外，并與高壓氣體制作系統(tǒng)的高壓氣管連通，下端面位于液壓囊袋內(nèi)，所述監(jiān)控攝像頭至少一個并位于液壓囊袋內(nèi)，所述PVDF傳感器至少一個，位于致裂管內(nèi)沿致裂管軸線方向分布并與致裂管內(nèi)側(cè)面連接，所述加熱機構(gòu)、應(yīng)力傳傳感器、聲發(fā)射監(jiān)測裝置、溫度傳感器、液壓站、PVDF傳感器均與測試分析系統(tǒng)電氣連接。