[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

本發明涉及瓦斯開采技術領域，具體涉及一種高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置及方法，高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置包括壓力試驗機、空氣壓縮機、儲氣瓶、拉法爾噴嘴，壓力試驗機用于對煤巖試塊加載靜載荷，空氣壓縮機具有壓縮機進口和壓縮機出口，壓縮機進口能夠與氣源連通，儲氣瓶具有儲氣瓶進口和儲氣瓶出口，儲氣瓶進口能夠與壓縮機出口連通，拉法爾噴嘴具有噴嘴進口和噴嘴出口，噴嘴進口能夠與儲氣瓶出口連通，拉法爾噴嘴用于與壓力試驗機配合以便噴嘴出口朝向煤巖試塊的試驗表面。所述高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置可以實現對高壓氣射流沖孔破煤巖的作用機理和煤巖裂隙在氣射流沖擊作用下的擴展規律的研究。

技術領域

本發明涉及瓦斯開采技術領域，具體涉及一種高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置及方法。

背景技術

對于單一低滲煤層，為有效提升瓦斯抽采率必須對煤層進行卸壓增透消突處理。相關技術中煤層卸壓增透除采取鉆孔卸壓措施、水力化措施和深孔預裂爆破措施外，還提出了一種高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透的新方法，一定程度上可有效的避免水力化技術存在的水封抑制瓦斯解析和降低煤層滲透率的缺陷。但高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透技術尚處于起步階段，對于高壓氣射流沖孔破煤巖的作用機理和煤巖裂隙在氣射流沖擊作用下的擴展規律尚不明確。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

因此針對上述問題，提出了一種高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置，以實現對高壓氣射流沖孔破煤巖的作用機理和煤巖裂隙在氣射流沖擊作用下的擴展規律的研究。

根據本發明實施例的高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置包括：

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。

根據本發明的實施例的高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置可以實現對高壓氣射流沖孔破煤巖的作用機理和煤巖裂隙在氣射流沖擊作用下的擴展規律的研究。

在一些實施例中，該高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置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。

在一些實施例中，該高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置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。

在一些實施例中，所述拉法爾噴嘴可拆卸的與所述噴嘴連接管相連。

在一些實施例中，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。

在一些實施例中，高壓氣射流沖孔破煤巖致裂增透實驗裝置進一步包括控制閥，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。