[发明专利]二氧化碳破煤裂缝测试装置及其测试方法

说明书

二氧化碳破煤裂缝测试装置，包括固定筒，固定筒左端部和右端部分别固定设置有左挡板和右挡板，固定筒内设置有二氧化碳爆破管，二氧化碳爆破管的右端部与右挡板接触，二氧化碳爆破管的左端部设置有爆破孔，固定筒内左侧部滑动设置有煤样夹持器，左挡板的中心处设置有动力驱动机构，固定筒的顶部左侧设置有用于取放二氧化碳爆破管和煤样的开口，开口处设置有盖板。本发明还公开了二氧化碳破煤裂缝测试装置的测试方法，本发明为研究二氧化碳爆破产生的冲击对于煤的裂缝破坏效果与定压泄能机构的定压剪切片的强度、二氧化碳灌装量等因素之间的关系提供了技术支持，实现了二氧化碳爆破的定量化设计，具有良好的环境效益和经济效益。

技术领域

本发明属于冲击测试技术领域，尤其涉及一种二氧化碳破煤裂缝测试装置及其测试方法。

背景技术

我国是世界上最大的原煤生产国和消费国，同时也是各类矿井灾害最多发的国家。在各类煤矿灾害中，瓦斯灾害尤为严重，造成了巨大的经济损失和恶劣的社会影响。同时，煤层瓦斯（煤层气）也是一种洁净的清洁能源，具有广阔的开发前景。

二氧化碳破煤是一种新型煤炭开采的爆破技术，二氧化碳爆破与传统的火药爆破不同，它是冲击爆破与后期气体静压作用的效果。

二氧化碳爆破作为一种新型爆破技术，需要研究爆破破煤裂缝的作用效果与定压剪切片的强度、二氧化碳灌装量等因素之间的关系，确定其爆破威力，为现场实际应用提供理论基础。如在矿井巷道内进行实验,需要打孔、推送二氧化碳致裂器、封孔等工作，给现场生产带来巨大的人力、物力消耗，影响矿井的正常生产，同时裂缝的发育规律也无法直接观察计算。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种原理科学、便于操作、安全可靠、为二氧化碳破煤技术较精确的提供理论支撑的二氧化碳破煤裂缝测试装置及其测试方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：二氧化碳破煤裂缝测试装置，包括中心线沿左右方向水平设置的固定筒，固定筒的左端部和右端部分别固定设置有左挡板和右挡板，固定筒内右侧部同轴向设置有二氧化碳爆破管，二氧化碳爆破管的右端部与右挡板接触，右挡板上开设有用于穿过二氧化碳爆破管控制线的穿线孔，二氧化碳爆破管的左端部设置有爆破孔，固定筒内左侧部滑动设置有煤样夹持器，煤样夹持器内夹持有煤样，左挡板的中心处设置有用于驱动煤样夹持器沿固定筒内壁左右滑动的动力驱动机构，固定筒的顶部左侧设置有用于取放二氧化碳爆破管和煤样的开口，开口的长度大于二氧化碳爆破管的长度，开口处设置有盖板。

煤样夹持器包括圆盘板和夹持筒，圆盘板、夹持筒和固定筒的中心线重合，圆盘板的外径等于固定筒的内径，夹持筒的内径小于固定筒的内径，夹持筒的右端敞口，圆盘板的右侧面与夹持筒的左端部固定连接，圆盘板的外圆周与固定筒的内壁滑动连接，圆盘板上开设有透气孔。

动力驱动机构包括丝杆、螺母、压力轴承和手柄，压力轴承的外圈同轴向固定连接在圆盘板的左侧面，螺母设有两个，左挡板的中心处开设有通孔，两个螺母分别固定设置在左挡板的左侧面和右侧面，通孔和两个螺母的中心线重合，丝杆穿过通孔和两个螺母并与螺母螺纹连接，丝杆右端过盈装配在压力轴承的内圈内部，手柄设置在丝杆的左端。

开口和盖板均为半圆筒形状，盖板的长度等于开口的长度，盖板的后侧通过合页铰接在固定筒后侧部，盖板的前侧下边沿处固定设置有下连接板，固定筒的前侧部上边沿固定设置有上连接板，下连接板与上连接板之间通过螺栓组件连接。

二氧化碳破煤裂缝测试装置的测试方法，包括以下步骤：

（1）、拧下螺栓组件，向上掀开盖板，把圆柱体形状的煤样通过开口放置到煤样夹持器的夹持筒内，合上盖板，拧上螺栓组件；

（2）、手持手柄转动，驱动丝杠转动，由于压力轴承的设置，丝杆与压力轴承的内圈转动，通过压力轴承的外圈推动圆盘板沿固定筒内壁向右移动，直到煤样右端面与二氧化碳爆破管的左端部设置的爆破孔顶压接触后停止转动手柄；