多物理場(chǎng)耦合高亞二氧化碳?xì)怏w爆破系統(tǒng)及使用方法，屬于深部礦山災(zāi)害防治**域。

背景技術(shù)

我國(guó)的大量學(xué)者和科研人員一直致力于煤礦哇思災(zāi)害防治的研究，各類研究表明了煤礦哇思抽采效率低和哇思災(zāi)變是由我國(guó)地質(zhì)條件和煤層沉積效應(yīng)等多因素共同造成。大多數(shù)研究者依托于數(shù)值模擬軟件開展研究，無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出結(jié)果。為了滿足實(shí)驗(yàn)需要，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研發(fā)了多種的設(shè)備，但這些設(shè)備在實(shí)際使用中，一方面設(shè)備功能和結(jié)構(gòu)單一，僅能滿足特性實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)需要，導(dǎo)致設(shè)備的靈活性、通用性受到較大的影響；另一方面無(wú)法對(duì)實(shí)際環(huán)境進(jìn)行模擬仿真，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大的誤差，難以有效滿足實(shí)際使用的需要。目前現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)手段均不能很好地模擬深部多物理場(chǎng)耦合條件下高亞氣體爆破煤體裂隙發(fā)育過(guò)程。

因此，需迫切的設(shè)計(jì)研發(fā)一種功能性全、靈活性較好的多物理場(chǎng)耦合條件下高亞氣體爆破測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置及方法，以滿足實(shí)際使用的需要。

內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本提供一種多物理場(chǎng)耦合高亞氣體爆破系統(tǒng)及使用方法。

一種多物理場(chǎng)耦合高亞氣體爆破系統(tǒng)，其特征在于：所述的多物理場(chǎng)耦合高亞氣體爆破系統(tǒng)包括高亞氣體制作系統(tǒng)、多物理場(chǎng)耦合系統(tǒng)及測(cè)試分析系統(tǒng)，所述多物理場(chǎng)耦合系統(tǒng)通過(guò)與高亞氣體制作系統(tǒng)通過(guò)高亞氣管連通，所述測(cè)試分析系統(tǒng)分別與高亞氣體制作系統(tǒng)、多物理場(chǎng)耦合系統(tǒng)電氣連接，所述的高亞氣體制作系統(tǒng)是提供高亞氣體動(dòng)力源，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供氣體動(dòng)力；所述多場(chǎng)耦合系統(tǒng)是基于實(shí)驗(yàn)室模擬深部礦山高地應(yīng)力、高溫等多重環(huán)境；所述測(cè)試分析系統(tǒng)一方面是監(jiān)測(cè)模擬環(huán)境的參數(shù)變化，另一方面是獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)處理終端做數(shù)據(jù)分析處理。

進(jìn)一步的，所述的高亞氣體制作系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)、空氣增壓泵、壓力釜、氣體流量計(jì)、數(shù)控表、高亞電磁閥、高亞氣管和控制閥門，其中所述空氣壓縮機(jī)通過(guò)高亞氣管與空氣增壓泵連通，所述壓力釜設(shè)一個(gè)進(jìn)氣口、至少一個(gè)排氣口，其中所述的進(jìn)氣口通過(guò)高亞氣管與空氣增壓泵連通，所述排氣口通道高亞氣管與多物理場(chǎng)耦合系統(tǒng)連通，每個(gè)壓力釜均與至少一個(gè)多物理場(chǎng)耦合系統(tǒng)連通，且多物理場(chǎng)耦合系統(tǒng)為多個(gè)時(shí)，各多物理場(chǎng)耦合系統(tǒng)間相互并聯(lián)，所述進(jìn)氣口、排氣口與高亞氣管間通過(guò)控制閥門連通，其中與多物理場(chǎng)耦合系統(tǒng)連通的高亞氣管設(shè)一個(gè)高亞電磁閥，且高亞電磁閥兩端對(duì)應(yīng)位置的高亞氣管上分別設(shè)一個(gè)氣體流量計(jì)、數(shù)控表，所述括空氣壓縮機(jī)、空氣增壓泵、氣體流量計(jì)、數(shù)控表、高亞電磁閥和控制閥門均與測(cè)試分析系統(tǒng)電氣連接。

進(jìn)一步的，多物理場(chǎng)耦合系統(tǒng)包括承載箱板、隔熱裝置、連接阻尼器、致裂管、液壓囊袋、加熱機(jī)構(gòu)、應(yīng)力傳感器、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)裝置、溫度傳感器、液壓站、PVDF傳感器及監(jiān)控?cái)z像頭，所述承載箱板共六個(gè)，各承載箱板間通過(guò)連接阻尼器連接并構(gòu)成長(zhǎng)方體閉合腔體結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)腔，所述承載箱板內(nèi)表面均與一個(gè)隔熱裝置連接并同軸分布，所述隔熱裝置為橫斷面呈矩形得板狀結(jié)構(gòu)，且隔熱裝置面積為承載箱板內(nèi)表面50%—90%，所述隔熱裝置內(nèi)表面另設(shè)至少兩個(gè)環(huán)繞其軸線均布的加熱機(jī)構(gòu)，所述加熱機(jī)構(gòu)間相互并聯(lián)，所述應(yīng)力傳感器、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)裝置及溫度傳感器均嵌于隔熱裝置內(nèi)表面，其中應(yīng)力傳感器與隔熱裝置同軸分布，所述聲發(fā)射監(jiān)測(cè)裝置及溫度傳感器均至少兩個(gè)，環(huán)繞應(yīng)力傳感器軸線分布，所述液壓囊袋嵌于實(shí)驗(yàn)腔內(nèi)并為實(shí)驗(yàn)腔同心分布的閉合腔體結(jié)構(gòu)，并與實(shí)驗(yàn)腔對(duì)應(yīng)各隔熱裝置連接，所述液壓囊袋通過(guò)導(dǎo)流管與液壓站連通，且液壓站位于實(shí)驗(yàn)腔外，所述液壓囊袋上端面處設(shè)致裂管，所述致裂管與實(shí)驗(yàn)腔同軸分布且其上端面位于實(shí)驗(yàn)腔外，并與高亞氣體制作系統(tǒng)的高亞氣管連通，下端面位于液壓囊袋內(nèi)，所述監(jiān)控?cái)z像頭至少一個(gè)并位于液壓囊袋內(nèi)，所述PVDF傳感器至少一個(gè)，位于致裂管內(nèi)沿致裂管軸線方向分布并與致裂管內(nèi)側(cè)面連接，所述加熱機(jī)構(gòu)、應(yīng)力傳感器、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)裝置、溫度傳感器、液壓站、PVDF傳感器均與測(cè)試分析系統(tǒng)電氣連接。

 [0016] 本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集成化程度及智能化程度高，適用于1000‑2000 m深部礦山高地應(yīng)力、高溫等條件下高亞氣體爆破煤巖體應(yīng)力擾動(dòng)及損傷演化規(guī)律等問(wèn)題的研究,一方面可有效滿足多種不規(guī)則形狀的試樣在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬多物理場(chǎng)耦合條件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)揮了本系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性和通用性；另一方面在高亞氣體爆破過(guò)程中，測(cè)試系統(tǒng)能夠精確高效全面的獲取應(yīng)力、損傷、試件破壞形變等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)也可有效的克服高亞氣體爆破實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的高亞氣體爆破振動(dòng)造成的傷害，集大的提高了多物理場(chǎng)耦合條件下高亞氣體爆破的安全性和可靠性。