可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统

本发明涉及高强电爆震致裂，尤其涉及可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统。

背景技术：

1、随着我国矿产开采科学技术不断提高，大量的新型致裂技术逐步取代炸药爆炸破岩，其中二氧化碳致裂、空气能膨胀致裂、水压致裂、超声波致裂等方法均在岩土领域得以应用，特别是电爆震致裂技术，由于其独特的施工手段，能够解决露天采矿过程中面临的环境污染(炸药爆炸)、效率较低(二氧化碳致裂和空气能膨胀致裂)、经济损耗大(耗材、人力)等问题，还能实现煤储层致裂增渗强化煤层气抽采，电爆震致裂技术正在逐渐被大众认可。

2、传统的电爆震试验只是模拟实验室现场环境，无法对试验过程中的受载试件进行原位模拟，形成的致裂特征不足以表征原位环境的破坏情况，而且多数的电爆震试验多数采用单通道电爆震，限制了电爆震致裂煤岩体过程中作用响应机理的研究，同时难以模拟深部致裂煤岩体的地应力环境。

技术实现思路

1、为了解决传统电爆震试验过程难以原位模拟，电爆震作用响应机理研究不足的技术难题，本发明提供了可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，通过对试验样品施加不同轴压和围压模拟岩体的原位试验环境，试验样品设置2个放电电极连接高压电储能容器储能，两个放电电极对试验样品同时致裂和孔间延时致裂，实现安全调控电爆震能量微差致裂试验样品，有利于研究基于高强电爆震技术的冲击波毫秒叠加效应、研究电爆震致裂岩体过程中作用响应机理和研究深层煤岩体破坏特征与电爆震能量控制和微差作用的关系。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、1、可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，包括试验样品，所述试验样品顶部设置两个爆震孔，试验样品置于试验箱体内，试验箱体上端面设有与爆震孔对应位置的加工孔，加工孔内设置密封外盖，密封外盖上设有电缆接入的密封孔，每个爆震孔内设置一个放电电极，每个放电电极接入各自的高压电储能容器，每个高压电储能容器并联接入供电源，放电电极与接入的高压电储能容器之间设置智能毫秒延时开关，所述的试验箱体和试验样品顶部之间设置轴压施加装置，试验样品的四周到试验箱体四壁之间设置围压施加装置。

4、进一步的，所述轴压施加装置由压力杆和压力板组成，压力杆与试验箱体上端面中心孔耦合连接，压力板与试验样品上表面贴合，压力板上设有与试验样品爆震孔对应的孔，轴压施加装置通过压力杆向下施压，控制压力板对试验样品施加不同的轴压。

5、进一步的，所述的围压施加装置是在试验样品的四周设隔板，隔板与试验箱体之间形成密封空间，试验箱的左侧壁板和左侧底部分别设管道ⅰ和管道ⅱ，管道ⅰ、管道ⅱ和密封空间组成围压施加装置，管道ⅰ和管道ⅱ串联连通，内部通入围压液，通过调节控制管道ⅰ和管道ⅱ之间的流量和压强对试验样品施加不同的围压。

6、进一步的，所述供电源连接有供电电缆，供电电缆上设有系统总开关。

7、进一步的，所述放电电极与高压电储能容器连接的电缆为第一电缆，高压电储能容器并联与供电电缆连接的电缆为第二电缆，第一电缆上设有智能毫秒延时开关，第二电缆上设有通电开关。

8、进一步的，所述爆震孔内充满水。

9、进一步的，所述放电电极为柱状的高压电极。

10、进一步的，所述试验箱体由透明材料制成，试验箱体上端面向上打开，试验箱体试验时是密封的试验环境，上端面四周、密封孔、管道ⅰ和管道ⅱ连接口设置密封件密封。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、通过高强电爆震技术致裂岩体是一种绿色环保的破岩方法，利用该试验系统的毫秒延时特点和高压电储能容器可安全调控电爆震能量致裂岩体，保证了能量输出的高准确性，实现了岩体致裂领域的破岩技术创新，有利于研究基于高强电爆震技术的冲击波毫秒叠加效应、研究深层煤岩体破坏特征与电爆震能量控制和微差作用的关系，揭示原位环境煤岩体高强电爆震致裂机理。

技术特征：

1.可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，包括试验样品，其特征在于，所述试验样品顶部设置两个爆震孔，试验样品置于试验箱体内，试验箱体上端面设有与爆震孔对应的加工孔，加工孔内设置密封外盖，密封外盖上设有电缆接入的密封孔，每个爆震孔内设置一个放电电极，每个放电电极接入各自的高压电储能容器，每个高压电储能容器并联接入供电源，放电电极与接入的高压电储能容器之间设置智能毫秒延时开关，所述的试验箱体和试验样品顶部之间设置轴压施加装置，试验样品的四周到试验箱体四壁之间设置围压施加装置。

2.根据权利要求1所述的可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，其特征在于，所述轴压施加装置由压力杆和压力板组成，压力杆与试验箱体上端面中心孔耦合连接，压力板与试验样品上表面贴合，压力板上设有与试验样品爆震孔对应的孔，轴压施加装置通过压力杆向下施压，控制压力板对试验样品施加不同的轴压。

3.根据权利要求1所述的可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，其特征在于，所述的围压施加装置是在试验样品的四周设隔板，隔板与试验箱体之间形成密封空间，试验箱的左侧壁板和左侧底部分别设管道ⅰ和管道ⅱ，管道ⅰ、管道ⅱ和密封空间组成围压施加装置，管道ⅰ和管道ⅱ串联连通，内部通入围压液，通过调节控制管道ⅰ和管道ⅱ之间的流量和压强对试验样品施加不同的围压。

4.根据权利要求1所述的可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，其特征在于，所述供电源连接有供电电缆，供电电缆上设有系统总开关。

5.根据权利要求1所述的可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，其特征在于，所述放电电极与高压电储能容器连接的电缆为第一电缆，每个高压电储能容器并联与供电电缆连接的电缆为第二电缆，第一电缆上设有智能毫秒延时开关，第二电缆上设有通电开关。

6.根据权利要求1所述的可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，其特征在于，所述爆震孔内充满水。

7.根据权利要求1所述的可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，其特征在于，所述放电电极为柱状的高压电极。

8.根据权利要求1所述的可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，其特征在于，所述试验箱体由透明材料制成，试验箱上端面向上打开，试验箱体试验时是密封的试验环境，上端面四周、密封孔、管道ⅰ和管道ⅱ连接口设置密封件密封。

技术总结
本发明涉及可施加轴压和围压的多通道微差高强电爆震致裂试验系统，包括试验样品，所述的试验样品设置两个爆震孔，试验样品设置在试验箱体内，试验箱体上端面设有与爆震孔对应的加工孔，加工孔内设置密封外盖，每个爆震孔内设置一个放电电极，每个放电电极和各自的高压电储能容器并联接入供电源，放电电极和高压电储能容器之间设置智能毫秒延时开关，所述的试验箱体和试验样品顶部之间设置轴压施加装置，试验样品的四周到试验箱体四壁之间设置围压施加装置，本发明有益效果是操有利于研究基于高强电爆震技术的冲击波毫秒叠加效应、研究深层煤岩体破坏特征与电爆震能量控制和微差作用的关系，揭示原位环境煤岩体高强电爆震致裂机理。

技术研发人员：柳先锋,包松,聂百胜,刘鹏,邓博知,李孜健,胡贝,贾雪祺
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15