[实用新型]大尺寸真三轴煤岩体多场渗流耦合系统实验装置

说明书

本实用新型公开了大尺寸真三轴煤岩体多场渗流耦合系统实验装置，涉及采矿工程试验装置技术领域。本实用新型包括三轴加载系统、渗流系统、渗流密封系统、回压系统、数据采集分析系统、三轴加载室，所述渗流系统包括液体注入渗流系统和气体注入渗透系统；所述三轴加载室包括三轴加载室钢架。本实用新型采用伺服控制，具有精度高、可控性强、误差小等优点；本实用新型采用质软有弹性的胶套进行边棱密封，具有密封效果好、操作方便、易控制等优点；本实用新型在渗流方向的选择上具有自由度高、可操作性强等优点且在渗流介质上，不仅可以对液体进行渗流试验，还能对气体进行渗流试验，具有应用广泛、覆盖面广等优点。

技术领域

本实用新型属于采矿工程试验装置技术领域，特别是涉及大尺寸真三轴煤岩体多场渗流耦合系统实验装置。

背景技术

渗流发生在众多工程的施工中，现阶段，我国大型基建工程建设仍会持续一段时间，地下工程的建设更是下一步发展的关键，搞清楚液体和气体在岩土体中的运移规律是解决包括导水裂隙致灾，地下工程防渗等一系列难题的必走之路，实验室试验是一种科学合理又经济的手段，但需要实验设备的支撑。

公开号为CN112903470A的专利申请，公开了一种基于硬岩真三轴系统的高温渗流耦合实验装置及方法，装置包括保温箱、加热管路、冷却管路及渗流式互扣夹具；保温箱内放置岩石试样；保温箱上下两侧箱壁上对称开设有竖直加载孔，保温箱左右两侧箱壁上对称开设有水平加载孔；岩石试样由渗流式互扣夹具进行封装，渗流式互扣夹具上安装有用于测量岩石试样变形的LVDT位移传感器组；加热管路布设在与岩石试样围压加载面正对的保温箱箱体内表面；冷却管路布设在保温箱的竖直加载孔和水平加载孔的外侧。实验方法为：将实验装置安装到真三轴加载设备内，制备试样组合体并送入保温箱内；精确对中夹紧试样组合体并充液压油；启动加热和冷却；启动渗流加载；启动真三轴加载并完成渗流测量。

目前，针对国内的渗流实验设备，大多是针对小型煤岩样品的小型实验设备，岩石的尺寸对岩石的强度及其他性质有显著的影响，比较小的试验试样在反映现场工况上有较为明显的局限性，而且真三轴的渗流实验设备也有较少的提及，三轴不能独立加载伺服控制，针对密封方式，现存大多都为假三轴通过油压密封密封，具有密封效果差、密封液与渗流介质容易相窜等缺点，由于地下渗流活动的隐秘性和不可见性，现存的渗流试验装置在检测渗流过程中的液体运移情况上，多采用流量流速压力等传感器来进行渗流过程的检测，具有不可见性、滞后性以及盲目性缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供大尺寸真三轴煤岩体多场渗流耦合系统实验装置，解决了现有技术中的渗流实验设备密封效果较差，且具有不可见性、滞后性以及盲目性缺点的技术问题。

为达上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

大尺寸真三轴煤岩体多场渗流耦合系统实验装置，包括三轴加载系统、渗流系统、渗流密封系统、回压系统、数据采集分析系统、三轴加载室，所述渗流系统包括液体注入渗流系统和气体注入渗透系统；

所述三轴加载室包括三轴加载室钢架、装设在所述三轴加载室钢架上的胶套、装设在所述三轴加载室钢架上的多个承压板，所述承压板上开设有连接孔，所述渗流系统、所述回压系统均与所述连接孔相连接。

可选的，多个所述三轴加载室钢架为正方体框架，且所述三轴加载室钢架设有多个放置槽，所述承压板与所述放置槽一一对应。

可选的，所述三轴加载系统包括：与承压板相连接的X轴伺服加载系统、Y轴伺服加载系统、Z轴伺服加载系统，所述X轴伺服加载系统、所述Y轴伺服加载系统、所述Z轴伺服加载系统上分别装设有第一传感器、第二传感器、第三传感器，所述承压板外侧装设有轴向加载油缸。

可选的，所述渗流密封系统主要包括：第一储液容器、与所述第一储液容器相连接的围压跟踪泵、与所述围压跟踪泵相连接的第一开关阀、与所述第一开关阀相连接的第四传感器，且所述第一开关阀与所述胶套相对应，所述围压跟踪泵内设有围压跟踪泵泵内传感器。