第三高压气包14内充入体积同样为V的氮气，此时压力为P3，实施第三次爆破；通过不锈钢导气管上的三条支路依次爆破，可以获得相同体积，不同压力下高压氮气爆破致裂效果；为获得相同压力，不同体积下高压氮气爆破致裂效果，控制三个高压气包内氮气压力相同，其他爆破致裂过程同上。
[0015]下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述:
[0016]实施例1:以水泥试件作为被爆介质17为例，本发明的实验装置具体使用方法为:
[0017]1、用石子、水泥、砂作为模型材料，相互配比，制作出抗压强度为1.97MPa,抗拉强度为0.19MPa的立方体水泥试件17总共5块，水泥试件17的尺寸使其恰好能放入三轴压力室18内。
[0018]2、预先用水泥、树脂等封孔材料将导气软管一端固化于三轴压力室18外的气爆孔内，导气软管另一端与高压气包通过插接式连接。
[0019]3、三轴压力实验机19对水泥试件17进行水平和垂直两个方向应力加载，当水泥试件17受加载的轴压为1.0MPa,围压为0.5MPa时，停止加载。
[0020]4、按照上面所述连接要求组装成实验装置，接通空气压缩机2电源，打开氮气钢瓶I和气体增压栗3向高压气包内充入氮气。第一步，打开控制阀4，向高压气包6充氮气，当压力表5的读数达到7.5MPa，关闭控制阀4和氮气钢瓶I，记下此时煤气表20的读数变化值为I升，然后打开气控阀16，高压氮气将瞬时释放，爆破致裂应力加载下的水泥试件17 ;第二步，更换水泥试件，按照上述步骤重新连接好，打开氮气钢瓶I和控制阀8，向高压气包10充氮气，当煤气表20读数同样变化为I升时，关闭控制阀8和氮气钢瓶1，此时压力表9的读数为lOMPa，然后打开气控阀16，实施第二次爆破；第三步，按照第二次爆破所述步骤通过控制阀12向高压气包14内充入体积同样为I升的氮气(压力表13读数为15MPa)，实施第三次爆破。第四步，更换水泥试件，重新连接好实验装置，接通空气压缩机2电源，打开氮气钢瓶1、气体增压栗3和控制阀8，向高压气包10充氮气，当压力表9的读数达到7.5MPa，关闭控制阀8和氮气钢瓶I，记下煤气表的读数变化值为0.75升，然后打开气控阀16，实施第四次爆破；第五步，按照第四次爆所述步骤通过控制阀12向高压气包14充入氮气，到压力表13读数同样为7.5MPa时(煤气表的读数变化值为0.5升)，关闭控制阀12，打开气控阀16，实施第五次爆破。
[0021]通过第一、二、三次爆破，可以获得体积为I升氮气，氮气压力分别为7.5MPa、1MPa和15MPa下高压氮气爆破致裂效果。通过第一、四、五次爆破，可以获得氮气压力为7.5MPa，氮气体积分别为I升、0.75升和0.5升下高压氮气爆破致裂效果。
【主权项】
1.一种高压氮气爆破致裂增透实验装置，其特征是:高压氮气爆破致裂增透实验装置，包括氮气钢瓶、空气压缩机和气体增压栗构成高压氮气爆破的压力源，高压气包一端通过不锈钢导气管与气体增压栗连接，另一端通过设置有气控阀的导气软管与三轴压力实验机的三轴压力室连接；不锈钢导气管主干路上连接有煤气表，不锈钢导气管支路上均装有控制阀和高压气包，在高压气包上安装有压力表和安全阀，被爆介质放在三轴压力室内，其尺寸由三轴压力室的范围确定。2.根据权利要求1所述的一种高压氮气爆破致裂增透实验装置，其特征是:所述的不锈钢导气管支路有三条，每条支路上均有高压气包，分别为第一高压气包，第二高压气包和第三高压气包。3.权利要求1所述的一种高压氮气爆破致裂增透实验装置的方法，其特征是:高压氮气爆破致裂增透实验方法:利用高压氮气爆破致裂增透实验装置控制氮气压力和氮气体积，实现相同体积不同压力和相同压力不同体积两种实验方案下高压氮气致裂爆破； 具体方法为:由氮气钢瓶产生的氮气经气体增压栗增压后，首先通过第一控制阀，向第一高压气包充入高压氮气到设计压力P1，记下此过程煤气表的读数变化值V，开启气控阀，高压氮气将瞬时释放，爆破致裂应力加载下的被爆介质；其次，通过第二控制阀，向第二高压气包内充入氮气，当煤气表读数变化同样为V时，因高压气包体积的变化，第二高压气包内氮气压力为p2，开启气控阀，实施第二次爆破；最后，按照第二次爆破所述步骤通过第三控制阀向第三高压气包内充入体积同样为V的氮气，此时压力为p3，实施第三次爆破；通过不锈钢导气管上的三条支路依次爆破，可以获得相同体积，不同压力下高压氮气爆破致裂效果；为获得相同压力，不同体积下高压氮气爆破致裂效果，控制三个高压气包内氮气压力相同，其他爆破致裂过程同上。
【专利摘要】一种高压氮气爆破致裂增透实验装置及方法，属于煤层气体爆破致裂增透实验装置及方法。装置包括氮气钢瓶、空气压缩机、气体增压泵、高压气包、三轴压力实验机；气体增压泵通过软管与空气压缩机、氮气钢瓶连接；高压气包上配有压力表和安全阀，一端通过不锈钢导气管与气体增压泵连接，另一端与装有被爆介质的三轴压力室由导气软管相连；高压气包与三轴压力室之间的导气软管上装有气控阀；方法，氮气钢瓶产生氮气，经增压存储于高压气包中，当气包中的压力达到时，打开气控阀，高压氮气瞬时释放，对受载的被爆介质进行致裂，不同体积高压气包实现不同压力、不同体积下氮气致裂爆破。本装置简易方便，获得不同压力、不同体积高压氮气下爆破致裂效果。
【IPC分类】E21B43/26
【公开号】CN105064971
【申请号】CN201510568271
【发明人】王海锋, 郭帅飞, 王伟, 赵旭, 王海洋, 孙扬
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年9月8日