[发明专利]一种破碎煤岩样可视化伺服加载渗流实验测试方法

摘要

本发明公开了一种破碎煤岩样可视化伺服加载渗流实验测试方法，用于进行煤矿开采采空区破碎煤岩体压实过程中孔隙结构变化及渗流演化特征的测试，同时能够构建破碎煤岩体的孔隙结构。测试方法流程具体为：(1)根据实验设计方案选择合适粒径的破碎煤岩样放置于可视化透明釜体内；(2)实测采空区垮落带压实应力，设计破碎煤岩样实验室加卸载应力路径；(3)按照设计的加卸载应力路径进行破碎煤岩样加载；(4)在应力加载过程中，每增加指定应力，采用全自动气液渗流系统进行气体或者液体的渗透率测试；(5)在加载过程中分别在压实应力达到指定应力的情况下进行CT扫描。最终得出采空区破碎煤岩体压实过程中孔隙结构变化及渗流演化特征。

主权项

1.一种破碎煤岩样可视化伺服加载渗流实验测试方法，特征在于，所述破碎煤岩样可视化伺服加载渗流实验测试方法包括如下步骤：a、在煤矿开采采空区布置钻孔应力计实测采空区应力演化规律，进行实验室加卸载应力路径的设计；b、在采空区垮落带直接选取破碎煤岩块，运回实验室加工至不同粒径大小的破碎煤岩样，其中最大颗粒粒径不大于可视化透明釜体直径的1/5；c、将破碎煤岩样按照煤样在下，岩样在上依次放置在透明釜体内，摇匀后测量破碎煤岩样高度；d、根据设计的加卸载应力路径，使用全自动伺服加载装置对破碎煤岩样进行加载；e、根据设计的加卸载应力路径情况，将应力路径分为若干个指定应力点；具体为按照应力路径里的最大以及最小应力值先等分为5个一级指定应力点，然后在第1与第2个一级指定应力点之间插入3个二级指定应力点，在第2与第3个一级指定应力点之间插入2个二级指定应力点，在第3个与第4个一级指定应力点之间插入1个二级指定应力点，相邻的两个二级指定应力点、或者相邻的一级指定应力点与二级指定应力点之间、或者相邻的两个一级指定应力点之间形成一个应力阶段，将最小至最大应力路径划共分为10个应力阶段进行测量；f、在每个应力阶段加载至指定应力点时进行破碎煤岩样孔隙破碎结构的CT扫描；g、在CT扫描结束后，进行破碎煤岩样渗透率的测试；h、整个实验过程中，运用高速相机对破碎煤岩样的压实破碎过程进行拍摄；i、在实验结束后，利用分析应用软件对不同应力状态下的CT扫描图片进行孔隙分维，颗粒破碎的定量描述，并进行可视化三维重构；同时利用图像处理软件对高速摄像机图片进行处理，对三维重构模型进一步的修正，最终得出采空区破碎煤岩体压实过程中孔隙结构变化及渗流演化特征。