[发明专利]一种深部原位煤岩围压加载腔体

说明书

技术领域

本发明涉及煤岩测试领域，尤其涉及深部原位煤岩测试领域。

背景技术

作为煤炭行业，能否实现长期安全稳定的开采，尤其是针对埋藏较深的煤层，就必须对所要开采的煤层进行各种指标测试以及破坏机理进行研究。

为了解决上述问题，目前人们采用的方法是：将待测目标煤层试块取出，按照测试指标加工好实验试样，试样的外形通常采用圆柱形试件。在采用圆柱形试样时，均采用围压轴向加载设备，此种设备的工作原理就是在加工好的圆柱形试样外部包裹一层工程塑料，此塑料的目的就是要将试样与外界加载介质分开，加载介质一般选用液压油进行加压，通过施加不同围压压力，即可模拟不同煤层深度。

基于上述实验方法，实验过程中，被测试的煤岩试样周围，不是被测煤岩试样材料，而是一种较薄的工程塑料，当煤岩试样进行轴向加载时，由于施加在工程塑料外侧的液压油是不可压缩的，它只能通过外界改变并维持实验所需压力，不能实现煤岩试样局部塑形变形，这与煤岩的实际受力状态存在很大的差异。真实煤岩的周围材料，由于内部存在各种差异，以及地质上的原因，远端施加的压力基本维持不变，当局部煤岩受到外界扰动时，被扰动的煤岩先影响它周围的煤岩部分，考虑到煤岩为不连续介质，在它的内部逐渐进行吸收，当煤岩受到一定荷载后，它的应力及变形是一个逐渐传递及释放的过程，对远端应力变形影响较小。按照现有的实验模式，被测煤岩试样外部没有相同的实验材料，缺少能量吸收的过程，与实际情况存在差距，不能实现深部原位煤岩围压加载过程。

发明内容

针对上述情况，要实现深部原位煤岩围压加载，被测煤岩试样外侧若采用其它材料包裹后，再施加围压压力，与实际受力情况存在差异，它不能解决煤岩试样周边孔隙密实产生的压力变化，以及煤岩试样在轴向加载时，煤岩试样表面与周边产生的相互作用问题，所以，无法实现深部原位煤岩试样围压加载问题。为解决此问题，我们发明了一种深部原位煤岩围压加载腔体，此腔体的核心就是将被测煤岩试样外部表面材料换成与之相同的煤岩材料，这样，在进行围压加载实验时，确保被测材料与周边材料之间存在相互作用，与煤岩原始受力情况相同，由此保证了煤岩试样在进行围压轴向加载时，与原始情况相同。

本发明是这样实现的：

一种深部原位煤岩围压加载腔体，它是在被测煤岩试样外部填充与之相同的实验材料，

在实验时，外界施加的围压不直接作用在被测煤岩试样表面，而是作用在填充的实验材料上，此实验材料为粉状，并且与待测煤岩试样材料相同，因此，在力学上保证了两者间具有相同的物理参数指标，解决了原有围压介质与被测煤岩材料围压变形不一致的问题，由于填充的粉状试样对煤岩试样间的相互影响较少，这样既可以保证被测煤岩试样与深部原位状态相符，同时也减少了对煤岩围压加载后的力学指标测定的影响。

附图说明

图1为本发明实施例的一种深部原位煤岩围压加载腔体的主体结构示意图。

图2为本发明实施例的一种深部原位煤岩围压加载腔体上压盖俯视结构示意图。

下面结合附图对本发明腔体的具体实施方式作进一步详细的描述。