[發明專利]高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202110921081.9
• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113686749A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 宋鑫;舒龍勇;廉振山;趙晶;尉瑞;楊云龍;陳曉軍;霍棟;崔聰
• 申請（專利權）人: 煤炭科學技術研究院有限公司;中煤華晉集團有限公司王家嶺礦
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 曲進華

1.一種高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置，其特征在于，包括：

壓力試驗機，用于對煤巖試塊加載靜載荷；

空氣壓縮機，所述空氣壓縮機具有壓縮機進口和壓縮機出口，所述壓縮機進口能夠與氣源連通；

儲氣瓶，所述儲氣瓶具有儲氣瓶進口和儲氣瓶出口，所述儲氣瓶進口能夠與所述壓縮機出口連通；和

拉法爾噴嘴，所述拉法爾噴嘴具有噴嘴進口和噴嘴出口，所述噴嘴進口能夠與所述儲氣瓶出口連通，所述拉法爾噴嘴用于與所述壓力試驗機配合以便所述噴嘴出口朝向所述煤巖試塊的試驗表面。

2.根據權利要求1所述的高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置，其特征在于，進一步包括位置調節裝置，所述拉法爾噴嘴設置在所述位置調節裝置上以便通過所述位置調節裝置調節所述噴嘴出口和所述煤巖試塊的所述試驗表面之間的距離。

3.根據權利要求2所述的高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置，其特征在于，進一步包括噴嘴連接管，所述噴嘴連接管具有在其延伸方向上相對的第一端和第二端，所述噴嘴連接管的所述第一端與所述儲氣瓶出口相連，所述噴嘴連接管的所述第二端與所述噴嘴進口相連，所述噴嘴連接管具有剛性管段，所述剛性管段設置在所述位置調節裝置上。

4.根據權利要求3所述的高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置，其特征在于，所述拉法爾噴嘴可拆卸的與所述噴嘴連接管相連。

5.根據權利要求3或4所述的高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置，其特征在于，所述儲氣瓶設有多個，所述壓縮機出口與多個所述儲氣瓶中的每一者的所述儲氣瓶進口相連，所述噴嘴連接管的所述第一端與多個所述儲氣瓶中的每一者的所述儲氣瓶出口相連，進一步包括壓力調節閥和第一壓力表，所述壓力調節閥和所述第一壓力表中的每一者設置在所述噴嘴連接管上，所述第一壓力表在所述噴嘴連接管的延伸方向上相對所述壓力調節閥鄰近所述噴嘴連接管的所述第一端設置。

6.根據權利要求5所述的高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置，其特征在于，進一步包括控制閥，所述控制閥設置在所述噴嘴連接管上，所述控制閥在所述噴嘴連接管的延伸方向上相對所述第一壓力表鄰近所述噴嘴連接管的所述第二端設置。

7.根據權利要求1-4中任一項所述的高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置，其特征在于，進一步包括儲氣瓶連接管和第二壓力表，所述儲氣瓶連接管具有在其延伸方向上相對的第一端和第二端，所述儲氣瓶連接管的所述第一端與所述壓縮機出口相連，所述儲氣瓶連接管的所述第二端與所述儲氣瓶進口相連，所述第二壓力表設置在所述儲氣瓶連接管上。

8.一種利用根據權利要求1-7中任一項所述的高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置進行高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗的方法，包括以下步驟：

利用壓力試驗機對煤巖試塊加載靜載荷以便模擬所述煤巖試塊的井下工況；

利用空氣壓縮機對來自氣源的氣體進行加壓以便得到高壓氣體；

利用儲氣瓶儲存所述高壓氣體；

利用拉法爾噴嘴對所述高壓氣體進行加速以便所述高壓氣體以設定流速噴向所述煤巖試塊的試驗表面。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，通過調節所述拉法爾噴嘴的位置調節噴嘴出口和所述煤巖試塊的試驗表面之間的距離。

10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，稱量受到所述高壓氣體噴射前所述煤巖試塊的重量以及受到所述高壓氣體噴射后所述煤巖試塊的重量以便得到受到所述高壓氣體噴射后所述煤巖試塊的損失重量。