[发明专利]一种高压矿井水-岩（煤）耦合作用的试验装置及方法

权利要求书

1.一种高压矿井水-岩（煤）耦合作用的试验装置，其特征在于：包括水压加载装置、压力罐体和压力监测系统；所述的水压加载装置包括加压泵（1）和软管（11），加压泵（1）包括与加压泵（1）输入端连接的水箱（1-1），软管（11）上装有控制水流向压力罐体单向流动的单向阀（6），所述软管（11）的一端连接所述压泵（1）的输出端，软管（11）的另一端连接压力球阀（5）；所述的压力罐体包括用于放置煤岩试件（9）的罐体主体（4），罐体主体（4）上端装有法兰盘（13）以及与法兰盘（13）以可拆方式密封连接的法兰盘盲板（18），法兰盘盲板（18）上设置有出水口（15）、压力表接口（16）和安全阀接口（17），所述出水口（15）连接有排气球阀（10），所述罐体主体（4）的侧部设有进水口（14），进水口（14）上安装所述压力球阀（5）；

所述压力监测系统包括智能压力记录仪（3）、计算机（12）和安全阀（2），所述智能压力记录仪（3）连接在所述压力表接口（16）上，智能压力记录仪（3）与计算机（12）连接，所述安全阀（2）连接在所述安全阀接口（17）上。

2.根据权利要求1所述的高压矿井水-岩（煤）耦合作用的试验装置，其特征在于：所述法兰盘（13）与法兰盘盲板（18）之间通过多个固定螺母（8）连接固定，法兰盘（13）与法兰盘盲板（18）之间装有密封胶垫（19）。

3.根据权利要求1所述的高压矿井水-岩（煤）耦合作用的试验装置，其特征在于：所述加压泵（1）是手动加压泵。

4.根据权利要求1所述的高压矿井水-岩（煤）耦合作用的试验装置，其特征在于：所述罐体主体（4）下端装有多个万向轮（7）。

5.根据权利要求1所述的高压矿井水-岩（煤）耦合作用的试验装置，其特征在于：所述罐体主体（4）是直径为320mm、高350mm的圆柱体，罐体主体（4）由厚度为2.5mm的钢板制成，罐体主体（4）底部采用相同厚度的圆形钢板密封焊接，所述法兰盘（13）焊接在罐体主体（4）顶部，法兰盘（13）内径与罐体直径相同。

6.根据权利要求1所述的高压矿井水-岩（煤）耦合作用的试验装置，其特征在于：所述进水口（14）、出水口（15）、压力表接口（16）和安全阀接口（17）均为直径20mm的圆管接头。

7.一种利用权利要求1-6所述高压矿井水-岩（煤）耦合作用的试验装置进行试验的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、将煤岩试件（9）摆放在压力罐体的罐体主体（4）内，然后采用固定螺母（8）将法兰盘（13）与法兰盘盲板（18）连接固定，形成密封罐体空间；

步骤2、打开压力罐体出水口（15）处的排气球阀（10）与进水口（14）处的压力球阀（5），控制加压泵（1）向罐体主体（4）内注水加压，待出水口（15）处有水流出时，关闭出水口（15）处的排气球阀（10），加压泵（1）继续加压直到智能压力记录仪（3）上显示压力达到试验要求时关闭进水口（14）处的压力球阀（5）；

步骤3、等水岩耦合作用时间达到试验要求时，打开压力罐体出水口（15）处的排气球阀（10）对压力罐体内压力泄压，打开固定螺母（8）取出煤岩试件（9）；

步骤4，将长时间矿井水-岩（煤）耦合作用处理后的煤岩试件（9）进行岩石力学测试。

8.根据权利要求7所述利用高压矿井水-岩（煤）耦合作用的试验装置进行试验的方法，其特征在于：所述加压泵（1）采用手动加压泵，最大施加压力为6MPa，通过手动按压加压泵（1）的压杆进行加压。