煤样渗透率计算模拟试验装置及其试验方法与流程

本发明涉及煤层渗透测试技术领域，具体的说，涉及一种煤样渗透率计算模拟试验装置及其试验方法。

背景技术：

作为一种清洁能源，煤层气的开发利用既有利于解决煤矿安全问题，也有利于保障我国天然气供应、减少温室气体的排放。我国煤层气资源丰富，但迄今为止煤层气的勘探开发效果并不理想，煤储层较低的渗透率成为制约煤层气产出的重要因素。

煤层气开发过程中通常采用压裂的方式对煤储层进行改造，然而传统的压裂除了会造成水污染且可能诱发地震，更重要的，对于低煤阶等质地较软的煤储层，压裂对储层的改造效果较差。在加热煤岩的过程中我们发现，煤基质中易产生大量的微裂缝，尤其是低煤阶储层，随着加热大量水分脱除，储层收缩明显，从而产生大量的裂缝，储层渗透率得到显著改善。由于通过加热的方式改善煤储层目前尚缺少有效的探索，在井下进行实施实验不仅成本高且难以观察裂缝的扩展规律。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种煤样渗透率计算模拟试验装置及其试验方法，本发明设计科学，结构合理，通过模拟的方式研究加热风干条件下煤样块的内部裂缝情况，通过施加不同的维压压力模拟不同高度的煤储层，可以经济有效地探索不同高度的煤储层的裂缝变化规律，为煤储层的改造提供一种直观、可定量的研究方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

煤样渗透率计算模拟试验装置，包括试验台、加热模块、风干模块、切片模块、维压裂缝测试模块和维压渗透模块，试验台的上表面固定连接有台面框架，加热模块固定安装在试验台的上表面且位于台面框架内，试验台的上表面放置有呈长方体结构的煤样块，加热模块设置在煤样块的前后两侧，风干模块设置在试验台的上表面且位于台面框架左侧，风干模块朝向加热模块和煤样块吹风，切片模块安装在台面框架内上部且位于煤样块的正上方，维压裂缝测试模块安装在台面框架的右侧，维压渗透模块安装在台面框架的上侧。

台面框架包括四根第一竖向支撑梁，四根第一竖向支撑梁的下端固定连接在试验台的上表面左侧部，左侧的两根第一竖向支撑梁的上端之间和右侧的两根第一竖向支撑梁的上端之间均固定连接有一块沿前后方向水平设置的第一连接板，两块第一连接板之间固定连接有一块沿左右方向水平设置的第一横向支板。

加热模块包括三排结构相同的加热组件，其中两排加热组件前后对称且沿左右方向竖向设置，另一排加热组件沿前后方向竖向设置且位于前后两排加热组件的左侧，煤样块位于三排加热组件所围成c型栅栏框的中间，每排加热组件均包括若干根加热电阻棒，各根加热电阻棒均竖向间隔固定安装在试验台的上表面上；

风干模块包括三个第一鼓风机，三个第一鼓风机沿前后方向排列固定安装在试验台的左侧部，前侧的第一鼓风机自左前向右后朝向前侧的各根加热电阻棒鼓风，中间的第一鼓风机自左向右朝向煤样块的左侧面鼓风，后侧的第一鼓风机自左后向右前朝向后侧的各根加热电阻棒鼓风。

切片模块包括两套前后移动组件、两套第一升降组件、两个走丝电机、线切割铜丝、线切割电源和一套推煤组件；两套前后移动组件结构相同且左右对称设置，左侧的一套前后移动组件包括两根第一导向滑杆、第一丝杠和第一滑块，两根第一导向滑杆和第一丝杠均沿前后方向水平设置，两根第一导向滑杆的前后两端分别固定连接在左侧的两根第一竖向支撑梁的中部下侧，第一丝杠的前后两端分别转动安装在左侧的两根第一竖向支撑梁的中部下侧，两根第一导向滑杆上下间隔设置，第一丝杠位于两根第一导向滑杆的中间，两根第一导向滑杆和第一丝杠均穿过第一滑块，第一滑块和两根第一导向滑杆滑动连接，第一滑块和第一丝杠螺纹传动连接，第一丝杠的前端穿过左前侧的第一竖向支撑梁的前侧面且固定连接有转动手轮；

两套第一升降组件的结构相同且左右对称设置，两套第一升降组件之间通过一块沿左右方向水平设置的第二连接板固定连接，左侧的第一升降组件包括直角固定板、两根第二导向滑杆、第二丝杠、第一垂直进给电机和第二滑块，直角固定板的上侧板水平设置，直角固定板的下侧板竖向设置，直角固定板的上侧板右侧边与直角固定板的下侧板上侧边一体连接，直角固定板的上侧板的上表面和第二连接板的上表面平齐，直角固定板的下侧板的右侧面固定连接在第二连接板的左端，两根第二导向滑杆和第二丝杠均竖向设置，两根第二导向滑杆的上下两端分别固定连接在直角固定板的下侧板左侧面下侧部和第一滑块的左侧面，第二丝杠的上下两端分别转动安装在直角固定板的下侧板左侧面下侧部和第一滑块的左侧面，两根第二导向滑杆前后间隔设置，第二丝杠位于两根第二导向滑杆的中间，第一垂直进给电机的缸体固定安装在直角固定板的上侧板上表面，第一垂直进给电机的动力输出轴垂直穿过直角固定板的上侧板，第一垂直进给电机的动力输出轴的下端与第二丝杠的上端固定连接，两根第二导向滑杆和第二丝杠均穿过第二滑块，第二滑块和两根第二导向滑杆滑动连接，第二滑块和第二丝杠螺纹传动连接；

两个第二滑块之间固定连接有若干根沿左右方向水平设置的支撑杆，两个走丝电机分别通过连接座左右对称固定连接在各根支撑杆的左侧部和右侧部，线切割电源固定安装在各根支撑杆的中部，两个走丝电机均沿前后方向设置，两个走丝电机的下侧均固定连接有一根竖向设置的l型支杆，l型支杆和走丝电机的中心轴位于同一竖直平面内，l型支杆包括竖直杆和水平杆，竖直杆的上端固定连接在走丝电机的后端，水平杆沿前后方向水平设置，水平杆的后端和竖直杆的下端固定连接，走丝电机的前侧动力轴固定安装有主动滚轮，水平杆的前端转动安装有从动滚轮，两个主动滚轮和两个从动滚轮位于同一竖直平面内,线切割铜丝套装在两个主动滚轮和两个从动滚轮上且呈矩形张紧状态，线切割电源均与两个走丝电机电连接；

推煤组件包括滑轨、滑动板和推煤气缸，滑轨沿前后方向水平固定连接在试验台的上表面且位于左侧的两根第一竖向支撑梁之间，滑动板竖向设置，滑动板的下侧部滑动连接在滑轨上，滑动板的上端固定连接在左侧的第二滑块的下侧面，推煤气缸沿左右方向水平设置，推煤气缸的缸体固定连接在滑动板的左侧面中部，推煤气缸的活塞杆水平向右穿过滑动板，推煤气缸的活塞杆右端固定连接有竖向推板，竖向推板位于煤样块的左侧面左侧且与左侧的相邻两根加热电阻棒之间的间隙左右对应。

维压裂缝测试模块包括两个竖向支架、裂缝测试组件、第一水平维压组件和第一垂直维压组件，两个竖向支架结构相同且前后对称设置，前侧的竖向支架包括第二竖向支撑梁和第二横向支撑梁，第二竖向支撑梁的下端固定连接在试验台的上表面右侧部前侧，第二横向支撑梁沿左右方向水平设置，第二横向支撑梁的左端固定连接在右前侧的第一竖向支撑梁的右侧面中部，第二横向支撑梁的右端固定连接在第二竖向支撑梁的上端，右前侧的第一竖向支撑梁的前侧面和第二竖向支撑梁的前侧面之间固定连接有一套左右移动组件，两根第二竖向支撑梁的右侧面之间固定连接有一块沿前后方向竖向设置的第一竖向连接板，两根第二横向支撑梁的上表面左侧和右侧通过连接支架固定连接有一块沿左右方向水平设置的第三连接板，第一水平维压组件安装在第一竖向连接板上，第一垂直维压组件安装在第三连接板上，试验台的上表面左侧部前侧和后侧分别沿左右方向开设有一个上下通透的导向长孔，试验台的上表面中部沿前后方向开设有一个上下通透的调节长孔，调节长孔位于右侧的两根第一竖向支撑梁的右侧，调节长孔中竖向插接有一块升降式压力调节板，试验台的下表面固定连接有位于调节长孔下侧的调节座，调节座上螺纹连接有两根前后间隔设置的紧固螺栓，升降式压力调节板上沿竖向开设有两个左右通透的升降长孔，两根紧固螺栓分别穿过两个升降长孔，两根紧固螺栓上均螺纹连接有一个锁紧螺母，升降式压力调节板位于锁紧螺母和调节座之间，锁紧螺母压紧升降式压力调节板并使升降式压力调节板和调节座固定连接；

左右移动组件包括两根第三导向滑杆、第三丝杠、横向进给电机和第四滑块，两根第三导向滑杆和第三丝杠均沿左右方向水平设置，两根第三导向滑杆的左右两端分别固定连接在右前侧的第一竖向支撑梁的前侧面和第二竖向支撑梁的前侧面，第三丝杠的左右两端分别转动安装在右前侧的第一竖向支撑梁的前侧面和第二竖向支撑梁的前侧面，两根第三导向滑杆上下间隔设置，第三丝杠位于两根第三导向滑杆的中间，横向进给电机沿左右方向固定连接在右前侧的第一竖向支撑梁的前侧面，横向进给电机的动力输出轴的右端与第三丝杠的左端固定连接，两根第三导向滑杆和第三丝杠均穿过第三滑块，第三滑块和两根第三导向滑杆滑动连接，第三滑块和第三丝杠螺纹传动连接，第三滑块的后侧面固定连接有一块沿左右方向设置的第二竖向连接板，第二竖向连接板的下端穿过前侧的导向长孔，第二竖向连接板的后侧面安装有第二升降组件；

第二升降组件包括两根第四导向滑杆、第四丝杠、第二垂直进给电机和第四滑块，两根第四导向滑杆和第四丝杠均竖向设置，两根第四导向滑杆的上下两端分别固定连接在第二竖向连接板的后侧面的上侧部和下侧部，第四丝杠的上下两端分别转动安装在第二竖向连接板的后侧面的上侧部和下侧部，两根第四导向滑杆前后间隔设置，第四丝杠位于两根第四导向滑杆的中间，第二垂直进给电机固定安装在第二竖向连接板的后侧面的上侧部，第二垂直进给电机的动力输出轴的下端与第四丝杠的上端固定连接，两根第四导向滑杆和第四丝杠均穿过第四滑块，第四滑块和两根第四导向滑杆滑动连接，第四滑块和第四丝杠螺纹传动连接；

裂缝测试组件包括激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器分别前后对应安装在两个第四滑块上；

第一水平维压组件包括第一压力调节螺柱、第一压力传感器和第一压力调节板，第一压力调节螺柱和第一压力传感器均沿左右方向水平设置，第一压力调节板沿前后方向竖向设置，第一压力调节螺柱垂直穿过第一竖向连接板的中部，第一压力调节螺柱螺纹连接在第一竖向连接板上，第一压力调节螺柱的左端转动安装在第一压力传感器的右端，第一压力传感器的左端固定连接在第一压力调节板的右侧面中部，第一压力调节板的高度小于第二竖向支撑梁的高度，第一压力调节板的下侧边和试验台的上表面之间的距离为2-5mm，第一压力调节板和升降式压力调节板左右对应；

第一垂直维压组件包括第二压力调节螺柱、第二压力传感器和第二压力调节板，第二压力调节螺柱和第二压力传感器均竖向设置，第二压力调节板沿左右方向水平设置，第二压力调节螺柱垂直穿过第三连接板的中部，第二压力调节螺柱螺纹连接在第三连接板上，第二压力调节螺柱的下端转动安装在第二压力传感器的上端，第二压力传感器的下端固定连接在第二压力调节板的上表面中部，第二压力调节板的长度小于第二横向支撑梁的长度。

维压渗透模块包括第二鼓风机和维压箱，第二鼓风机固定安装在第一横向支板的上表面，第二鼓风机的出风口和维压箱之间连接有一根鼓风管，鼓风管上沿气体流动方向依次设置有控制球阀、进风流量计和进风压力表，维压箱包括第二横向支板、左立板和右立板，第二横向支板沿左右方向水平设置，第二横向支板的下侧面右前侧和右后侧分别通过一根第三竖向支撑梁固定连接在两根第二横向支撑梁的上表面右侧部，第二横向支板的左侧固定连接在右侧的两根第一竖向支撑梁的右侧面上侧部，左立板和右立板均沿前后方向竖向设置，左立板的下侧面和右立板的下侧面分别固定连接在第二横向支板的上表面左侧部和右侧部，左立板和右立板结构相同且左右对称设置，左立板的右侧面设有凹槽，鼓风管连接在左立板的左侧面中部且与凹槽连通，第二横向支板的上表面中部连接有c型支板，c型支板沿前后方向竖向设置且豁口朝下，c型支板的前侧板和后侧板前后对称安装有第二水平维压组件，前侧的第二水平维压组件包括第三压力调节螺柱、第三压力传感器和第三压力调节板，第三压力调节螺柱和第三压力传感器均沿前后方向水平设置，第三压力调节板沿左右方向竖向设置，第三压力调节螺柱垂直穿过c型支板的前侧板的中部，第三压力调节螺柱螺纹连接在c型支板的前侧板上，第三压力调节螺柱的后端转动安装在第三压力传感器的前端，第三压力传感器的后端固定连接在第三压力调节板的前侧面中部，c型支板的上侧板安装有第二垂直维压组件，第二垂直维压组件包括第四压力调节螺柱、第四压力传感器和第四压力调节板，第四压力调节螺柱和第四压力传感器均竖向设置，第四压力调节板沿左右方向水平设置，第四压力调节螺柱垂直穿过c型支板的上侧板的中部，第四压力调节螺柱螺纹连接在c型支板的上侧板上，第四压力调节螺柱的下端转动安装在第四压力传感器的上端，第四压力传感器的下端固定连接在第四压力调节板的上表面中部，第二横向支板、左立板、右立板、两块第三压力调节板和第四压力调节板围成维压箱，右立板的右侧面安装有与右侧的凹槽连通的渗吸测试压力表。

煤样渗透率计算模拟试验装置的试验方法，包括以下步骤：

（1）、加热风干煤样块，使煤样块产生裂缝：将制作好的煤样块放置在两排加热电阻棒之间的试验台的上表面，煤样块由褐煤制成，将各个加热电阻棒通电对煤样块加热，同时启动三个第一鼓风电机，三个第一鼓风电机鼓吹空气，鼓吹的空气经各个加热电阻棒加热成热空气，煤样块在热空气作用下风干，煤样块内部产生裂缝；

（2）、对风干后的煤样块进行多次切片，并将切好的煤片推至维压裂缝测试模块的位置，对每块煤片进行维压裂缝测试，再将每块煤片的裂缝成像进行三维拼接实现对煤样块整体的内部裂缝成像；

（3）、重复步骤（1），再将风干后的煤样块放置在维压箱中，启动第二鼓风机进行维压渗透测试。

步骤（2）具体为：煤样块风干后，关闭各个加热电阻棒和第一鼓风电机，同时启动两个第一垂直进给电机和两个走丝电机，第一垂直进给电机的动力轴正转并驱动第二丝杠转动，第二丝杠传动第二滑块沿第二导向滑杆向下移动，第二滑块带动各根支撑杆向下移动，支撑杆带动两个走丝电机向下移动，两个走丝电机通过l型支杆带动线切割铜丝向下移动，两个走丝电机的动力轴同步转动，从而两个主动滚轮同步转动，两个主动滚轮带动线切割铜丝转动，如此，线切割铜丝向下对煤样块进行一次切片，完成一次切片后，关闭两个走丝电机，同时使两个第一垂直进给电机反转，从而使第二滑块在第二丝杠的驱动下向上移动，进而带动各根支撑杆向上移动，各根支撑杆带动两个走丝电机向上移动，两个走丝电机通过l型支杆带动线切割铜丝向上移动，再将锁紧螺母拧松，使升降式压力调节板向下移动至试验台的上表面下侧，启动推煤气缸，推煤气缸的活塞杆向右伸出，则竖向推板将切好的煤片向右推至调节长孔的右侧，使煤片位于激光发射器和激光接收器之间，然后将升降式压力调节板向上移动位于试验台的上表面上侧，拧紧锁紧螺母从而将升降式压力调节板固定在调节座上，从而使煤片位于第一压力调节板、第二压力调节板、升降式压力调节板和试验台的上表面围成的维压空间内，通过第一压力调节螺柱和第二压力调节螺柱可分别调节第一压力调节板和第二压力调节板的维压压力，进而模拟不同高度的煤储层，初始时第一压力传感器和第二压力传感器显示的维压压力为0；

激光发射器和激光接收器分别固定在前侧和后侧的第四滑块上，如此，激光发射器和激光接收器分别位于两个平面移动系统上并同步移动，当煤片上存在裂缝时，激光发射器发射的激光便会通过裂缝射向激光接收器，两块第四滑块在所在平面上同步连续移动，从而使激光发射器和激光接收器对煤片整体的裂缝成像，通过第一压力调节螺柱和第二压力调节螺柱分别调节第一压力调节板和第二压力调节板的维压压力，第一压力调节板和第二压力调节板对煤片进行维压时，煤片中的裂缝收缩变小，再次通过激光发射器和激光接收器对不同维压条件下煤片整体收缩后的裂缝成像；

通过转动两个转动手轮使两个第一滑块同步分别沿前后方向在相应的两根第一导向滑杆上滑动，进而使两套第一升降组件、两个走丝电机、线切割铜丝和推煤组件均向后移动，线切割铜丝移动至煤样块正上方，然后再切片，每次移动距离与左侧的相邻两根加热电阻棒之间的间隙宽度相同从而保证每块煤片的厚度相同，如此完成多次切片，并对每块煤片均进行裂缝成像，再将每块煤片的裂缝成像进行三维拼接实现对煤样块整体的内部裂缝成像。

步骤（3）具体为：重复步骤（1）得到风干的煤样块，将煤样块放入维压箱内，启动第二鼓风机，开启控制球阀，第二鼓风机鼓入到维压箱内的空气流量和压力分别通过进风流量计和进风压力表测出，空气在维压箱内经煤样块渗吸后，通过渗吸测试压力表测出渗吸后的空气压力，由于维压箱内的空间体积不变，如此根据前后的空气压力可计算求得渗透前后的空气质量，从而计算得到煤样块的真实渗透率，通过调节第三压力调节螺柱和第四压力调节螺柱得到不同维压压力下煤样块的真实渗透率的变化。

本发明设计科学，结构合理，通过模拟的方式研究加热风干条件下煤样块的内部裂缝情况，通过施加不同的维压压力模拟不同高度的煤储层，可以经济有效地探索不同高度的煤储层的裂缝变化规律，为煤储层的改造提供一种直观、可定量的研究方法。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的加热模块、风干模块和切片模块在试验台上的布置示意图。

图3是本发明的维压裂缝测试模块和维压渗透模块在试验台上的布置示意图。

图4是本发明的维压裂缝测试模块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1-图4所示，煤样渗透率计算模拟试验装置，包括试验台1、加热模块、风干模块、切片模块、维压裂缝测试模块和维压渗透模块，试验台1的上表面固定连接有台面框架，加热模块固定安装在试验台1的上表面且位于台面框架内，试验台1的上表面放置有呈长方体结构的煤样块2，加热模块设置在煤样块2的前后两侧，风干模块设置在试验台1的上表面且位于台面框架左侧，风干模块朝向加热模块和煤样块2吹风，切片模块安装在台面框架内上部且位于煤样块2的正上方，维压裂缝测试模块安装在台面框架的右侧，维压渗透模块安装在台面框架的上侧。

台面框架包括四根第一竖向支撑梁3，四根第一竖向支撑梁3的下端固定连接在试验台1的上表面左侧部，左侧的两根第一竖向支撑梁3的上端之间和右侧的两根第一竖向支撑梁3的上端之间均固定连接有一块沿前后方向水平设置的第一连接板4，两块第一连接板4之间固定连接有一块沿左右方向水平设置的第一横向支板5。

加热模块包括三排结构相同的加热组件，其中两排加热组件前后对称且沿左右方向竖向设置，另一排加热组件沿前后方向竖向设置且位于前后两排加热组件的左侧，煤样块2位于三排加热组件所围成c型栅栏框的中间，每排加热组件均包括若干根加热电阻棒6，各根加热电阻棒6均竖向间隔固定安装在试验台1的上表面上；

风干模块包括三个第一鼓风机7，三个第一鼓风机7沿前后方向排列固定安装在试验台1的左侧部，前侧的第一鼓风机7自左前向右后朝向前侧的各根加热电阻棒6鼓风，中间的第一鼓风机7自左向右朝向煤样块2的左侧面鼓风，后侧的第一鼓风机7自左后向右前朝向后侧的各根加热电阻棒6鼓风。

切片模块包括两套前后移动组件、两套第一升降组件、两个走丝电机8、线切割铜丝9、线切割电源73和一套推煤组件；两套前后移动组件结构相同且左右对称设置，左侧的一套前后移动组件包括两根第一导向滑杆10、第一丝杠11和第一滑块12，两根第一导向滑杆10和第一丝杠11均沿前后方向水平设置，两根第一导向滑杆10的前后两端分别固定连接在左侧的两根第一竖向支撑梁3的中部下侧，第一丝杠11的前后两端分别转动安装在左侧的两根第一竖向支撑梁3的中部下侧，两根第一导向滑杆10上下间隔设置，第一丝杠11位于两根第一导向滑杆10的中间，两根第一导向滑杆10和第一丝杠11均穿过第一滑块12，第一滑块12和两根第一导向滑杆10滑动连接，第一滑块12和第一丝杠11螺纹传动连接，第一丝杠11的前端穿过左前侧的第一竖向支撑梁3的前侧面且固定连接有转动手轮13；

两套第一升降组件的结构相同且左右对称设置，两套第一升降组件之间通过一块沿左右方向水平设置的第二连接板14固定连接，左侧的第一升降组件包括直角固定板15、两根第二导向滑杆16、第二丝杠17、第一垂直进给电机18和第二滑块19，直角固定板15的上侧板水平设置，直角固定板15的下侧板竖向设置，直角固定板15的上侧板右侧边与直角固定板15的下侧板上侧边一体连接，直角固定板15的上侧板的上表面和第二连接板14的上表面平齐，直角固定板15的下侧板的右侧面固定连接在第二连接板14的左端，两根第二导向滑杆16和第二丝杠17均竖向设置，两根第二导向滑杆16的上下两端分别固定连接在直角固定板15的下侧板左侧面下侧部和第一滑块12的左侧面，第二丝杠17的上下两端分别转动安装在直角固定板15的下侧板左侧面下侧部和第一滑块12的左侧面，两根第二导向滑杆16前后间隔设置，第二丝杠17位于两根第二导向滑杆16的中间，第一垂直进给电机18的缸体固定安装在直角固定板15的上侧板上表面，第一垂直进给电机18的动力输出轴垂直穿过直角固定板15的上侧板，第一垂直进给电机18的动力输出轴的下端与第二丝杠17的上端固定连接，两根第二导向滑杆16和第二丝杠17均穿过第二滑块19，第二滑块19和两根第二导向滑杆16滑动连接，第二滑块19和第二丝杠17螺纹传动连接；

两个第二滑块19之间固定连接有若干根沿左右方向水平设置的支撑杆20，两个走丝电机8分别通过连接座21左右对称固定连接在各根支撑杆20的左侧部和右侧部，线切割电源73固定安装在各根支撑杆20的中部，两个走丝电机8均沿前后方向设置，两个走丝电机8的下侧均固定连接有一根竖向设置的l型支杆22，l型支杆22和走丝电机8的中心轴位于同一竖直平面内，l型支杆22包括竖直杆和水平杆，竖直杆的上端固定连接在走丝电机8的后端，水平杆沿前后方向水平设置，水平杆的后端和竖直杆的下端固定连接，走丝电机8的前侧动力轴固定安装有主动滚轮74，水平杆的前端转动安装有从动滚轮75，两个主动滚轮74和两个从动滚轮75位于同一竖直平面内,线切割铜丝9套装在两个主动滚轮74和两个从动滚轮75上且呈矩形张紧状态，线切割电源73均与两个走丝电机8电连接；

推煤组件包括滑轨23、滑动板24和推煤气缸25，滑轨23沿前后方向水平固定连接在试验台1的上表面且位于左侧的两根第一竖向支撑梁3之间，滑动板24竖向设置，滑动板24的下侧部滑动连接在滑轨23上，滑动板24的上端固定连接在左侧的第二滑块19的下侧面，推煤气缸25沿左右方向水平设置，推煤气缸25的缸体固定连接在滑动板24的左侧面中部，推煤气缸25的活塞杆水平向右穿过滑动板24，推煤气缸25的活塞杆右端固定连接有竖向推板26，竖向推板26位于煤样块2的左侧面左侧且与左侧的相邻两根加热电阻棒6之间的间隙左右对应。

维压裂缝测试模块包括两个竖向支架、裂缝测试组件、第一水平维压组件和第一垂直维压组件，两个竖向支架结构相同且前后对称设置，前侧的竖向支架包括第二竖向支撑梁27和第二横向支撑梁28，第二竖向支撑梁27的下端固定连接在试验台1的上表面右侧部前侧，第二横向支撑梁28沿左右方向水平设置，第二横向支撑梁28的左端固定连接在右前侧的第一竖向支撑梁3的右侧面中部，第二横向支撑梁28的右端固定连接在第二竖向支撑梁27的上端，右前侧的第一竖向支撑梁3的前侧面和第二竖向支撑梁27的前侧面之间固定连接有一套左右移动组件，两根第二竖向支撑梁27的右侧面之间固定连接有一块沿前后方向竖向设置的第一竖向连接板29，两根第二横向支撑梁28的上表面左侧和右侧通过连接支架71固定连接有一块沿左右方向水平设置的第三连接板30，第一水平维压组件安装在第一竖向连接板29上，第一垂直维压组件安装在第三连接板30上，试验台1的上表面左侧部前侧和后侧分别沿左右方向开设有一个上下通透的导向长孔31，试验台1的上表面中部沿前后方向开设有一个上下通透的调节长孔32，调节长孔32位于右侧的两根第一竖向支撑梁3的右侧，调节长孔32中竖向插接有一块升降式压力调节板33，试验台1的下表面固定连接有位于调节长孔32下侧的调节座34，调节座34上螺纹连接有两根前后间隔设置的紧固螺栓35，升降式压力调节板33上沿竖向开设有两个左右通透的升降长孔36，两根紧固螺栓35分别穿过两个升降长孔36，两根紧固螺栓35上均螺纹连接有一个锁紧螺母，升降式压力调节板33位于锁紧螺母和调节座34之间，锁紧螺母压紧升降式压力调节板33并使升降式压力调节板33和调节座34固定连接；

左右移动组件包括两根第三导向滑杆37、第三丝杠38、横向进给电机39和第三滑块40，两根第三导向滑杆37和第三丝杠38均沿左右方向水平设置，两根第三导向滑杆37的左右两端分别固定连接在右前侧的第一竖向支撑梁3的前侧面和第二竖向支撑梁27的前侧面，第三丝杠38的左右两端分别转动安装在右前侧的第一竖向支撑梁3的前侧面和第二竖向支撑梁27的前侧面，两根第三导向滑杆37上下间隔设置，第三丝杠38位于两根第三导向滑杆37的中间，横向进给电机39沿左右方向固定连接在右前侧的第一竖向支撑梁3的前侧面，横向进给电机39的动力输出轴的右端与第三丝杠38的左端固定连接，两根第三导向滑杆37和第三丝杠38均穿过第三滑块40，第三滑块40和两根第三导向滑杆37滑动连接，第三滑块40和第三丝杠38螺纹传动连接，第三滑块40的后侧面固定连接有一块沿左右方向设置的第二竖向连接板41，第二竖向连接板41的下端穿过前侧的导向长孔31，第二竖向连接板41的后侧面安装有第二升降组件；

第二升降组件包括两根第四导向滑杆42、第四丝杠43、第二垂直进给电机44和第四滑块45，两根第四导向滑杆42和第四丝杠43均竖向设置，两根第四导向滑杆42的上下两端分别固定连接在第二竖向连接板41的后侧面的上侧部和下侧部，第四丝杠43的上下两端分别转动安装在第二竖向连接板41的后侧面的上侧部和下侧部，两根第四导向滑杆42前后间隔设置，第四丝杠43位于两根第四导向滑杆42的中间，第二垂直进给电机44固定安装在第二竖向连接板41的后侧面的上侧部，第二垂直进给电机44的动力输出轴的下端与第四丝杠43的上端固定连接，两根第四导向滑杆42和第四丝杠43均穿过第四滑块45，第四滑块45和两根第四导向滑杆42滑动连接，第四滑块45和第四丝杠43螺纹传动连接；

裂缝测试组件包括激光发射器46和激光接收器47，激光发射器46和激光接收器47分别前后对应安装在两个第四滑块45上；

第一水平维压组件包括第一压力调节螺柱48、第一压力传感器49和第一压力调节板50，第一压力调节螺柱48和第一压力传感器49均沿左右方向水平设置，第一压力调节板50沿前后方向竖向设置，第一压力调节螺柱48垂直穿过第一竖向连接板29的中部，第一压力调节螺柱48螺纹连接在第一竖向连接板29上，第一压力调节螺柱48的左端转动安装在第一压力传感器49的右端，第一压力传感器49的左端固定连接在第一压力调节板50的右侧面中部，第一压力调节板50的高度小于第二竖向支撑梁27的高度，第一压力调节板50的下侧边和试验台1的上表面之间的距离为2-5mm，第一压力调节板50和升降式压力调节板33左右对应；

第一垂直维压组件包括第二压力调节螺柱51、第二压力传感器52和第二压力调节板53，第二压力调节螺柱51和第二压力传感器52均竖向设置，第二压力调节板53沿左右方向水平设置，第二压力调节螺柱51垂直穿过第三连接板30的中部，第二压力调节螺柱51螺纹连接在第三连接板30上，第二压力调节螺柱51的下端转动安装在第二压力传感器52的上端，第二压力传感器52的下端固定连接在第二压力调节板53的上表面中部，第二压力调节板53的长度小于第二横向支撑梁28的长度。

维压渗透模块包括第二鼓风机54和维压箱，第二鼓风机54固定安装在第一横向支板5的上表面，第二鼓风机54的出风口和维压箱之间连接有一根鼓风管55，鼓风管55上沿气体流动方向依次设置有控制球阀56、进风流量计57和进风压力表58，维压箱包括第二横向支板59、左立板60和右立板61，第二横向支板59沿左右方向水平设置，第二横向支板59的下侧面右前侧和右后侧分别通过一根第三竖向支撑梁62固定连接在两根第二横向支撑梁28的上表面右侧部，第二横向支板59的左侧固定连接在右侧的两根第一竖向支撑梁3的右侧面上侧部，左立板60和右立板61均沿前后方向竖向设置，左立板60的下侧面和右立板61的下侧面分别固定连接在第二横向支板59的上表面左侧部和右侧部，左立板60和右立板61结构相同且左右对称设置，左立板60的右侧面设有凹槽，鼓风管55连接在左立板60的左侧面中部且与凹槽连通，第二横向支板59的上表面中部连接有c型支板63，c型支板63沿前后方向竖向设置且豁口朝下，c型支板63的前侧板和后侧板前后对称安装有第二水平维压组件，前侧的第二水平维压组件包括第三压力调节螺柱64、第三压力传感器65和第三压力调节板66，第三压力调节螺柱64和第三压力传感器65均沿前后方向水平设置，第三压力调节板66沿左右方向竖向设置，第三压力调节螺柱64垂直穿过c型支板63的前侧板的中部，第三压力调节螺柱64螺纹连接在c型支板63的前侧板上，第三压力调节螺柱64的后端转动安装在第三压力传感器65的前端，第三压力传感器65的后端固定连接在第三压力调节板66的前侧面中部，c型支板63的上侧板安装有第二垂直维压组件，第二垂直维压组件包括第四压力调节螺柱67、第四压力传感器68和第四压力调节板69，第四压力调节螺柱67和第四压力传感器68均竖向设置，第四压力调节板69沿左右方向水平设置，第四压力调节螺柱67垂直穿过c型支板63的上侧板的中部，第四压力调节螺柱67螺纹连接在c型支板63的上侧板上，第四压力调节螺柱67的下端转动安装在第四压力传感器68的上端，第四压力传感器68的下端固定连接在第四压力调节板69的上表面中部，第二横向支板59、左立板60、右立板61、两块第三压力调节板66和第四压力调节板69围成维压箱，右立板61的右侧面安装有与右侧的凹槽连通的渗吸测试压力表70。

煤样渗透率计算模拟试验装置的试验方法，包括以下步骤：

（1）、加热风干煤样块2，使煤样块2产生裂缝：将制作好的煤样块2放置在两排加热电阻棒6之间的试验台1的上表面，煤样块2由褐煤制成，将各个加热电阻棒6通电对煤样块2加热，同时启动三个第一鼓风电机，三个第一鼓风电机鼓吹空气，鼓吹的空气经各个加热电阻棒6加热成热空气，煤样块2在热空气作用下风干，煤样块2内部产生裂缝；

（2）、对风干后的煤样块2进行多次切片，并将切好的煤片72推至维压裂缝测试模块的位置，对每块煤片进行维压裂缝测试，再将每块煤片的裂缝成像进行三维拼接实现对煤样块2整体的内部裂缝成像；

（3）、重复步骤（1），再将风干后的煤样块2放置在维压箱中，启动第二鼓风机54进行维压渗透测试。

步骤（2）具体为：煤样块2风干后，关闭各个加热电阻棒6和第一鼓风电机，同时启动两个第一垂直进给电机18和两个走丝电机8，第一垂直进给电机18的动力轴正转并驱动第二丝杠17转动，第二丝杠17传动第二滑块19沿第二导向滑杆16向下移动，第二滑块19带动各根支撑杆20向下移动，支撑杆20带动两个走丝电机8向下移动，两个走丝电机8通过l型支杆22带动线切割铜丝9向下移动，两个走丝电机8的动力轴同步转动，从而两个主动滚轮74同步转动，两个主动滚轮74带动线切割铜丝9转动，如此，线切割铜丝9向下对煤样块2进行一次切片，完成一次切片后，关闭两个走丝电机8，同时使两个第一垂直进给电机18反转，从而使第二滑块19在第二丝杠17的驱动下向上移动，进而带动各根支撑杆20向上移动，各根支撑杆20带动两个走丝电机8向上移动，两个走丝电机8通过l型支杆22带动线切割铜丝9向上移动，再将锁紧螺母拧松，使升降式压力调节板33向下移动至试验台1的上表面下侧，启动推煤气缸25，推煤气缸25的活塞杆向右伸出，则竖向推板26将切好的煤片向右推至调节长孔32的右侧，使煤片位于激光发射器46和激光接收器47之间，然后将升降式压力调节板33向上移动位于试验台1的上表面上侧，拧紧锁紧螺母从而将升降式压力调节板33固定在调节座34上，从而使煤片位于第一压力调节板50、第二压力调节板53、升降式压力调节板33和试验台1的上表面围成的维压空间内，通过第一压力调节螺柱48和第二压力调节螺柱51可分别调节第一压力调节板50和第二压力调节板53的维压压力，进而模拟不同高度的煤储层，初始时第一压力传感器49和第二压力传感器52显示的维压压力为0；

激光发射器46和激光接收器47分别固定在前侧和后侧的第四滑块45上，如此，激光发射器46和激光接收器47分别位于两个平面移动系统上并同步移动，当煤片上存在裂缝时，激光发射器46发射的激光便会通过裂缝射向激光接收器47，两块第四滑块45在所在平面上同步连续移动，从而使激光发射器46和激光接收器47对煤片整体的裂缝成像，通过第一压力调节螺柱48和第二压力调节螺柱51分别调节第一压力调节板50和第二压力调节板53的维压压力，第一压力调节板50和第二压力调节板53对煤片进行维压时，煤片中的裂缝收缩变小，再次通过激光发射器46和激光接收器47对不同维压条件下煤片整体收缩后的裂缝成像；

通过转动两个转动手轮13使两个第一滑块12同步分别沿前后方向在相应的两根第一导向滑杆10上滑动，进而使两套第一升降组件、两个走丝电机8、线切割铜丝9和推煤组件均向后移动，线切割铜丝9移动至煤样块2正上方，然后再切片，每次移动距离与左侧的相邻两根加热电阻棒6之间的间隙宽度相同从而保证每块煤片的厚度相同，如此完成多次切片，并对每块煤片均进行裂缝成像，再将每块煤片的裂缝成像进行三维拼接实现对煤样块2整体的内部裂缝成像。

步骤（3）具体为：重复步骤（1）得到风干的煤样块2，将煤样块2放入维压箱内，启动第二鼓风机54，开启控制球阀56，第二鼓风机54鼓入到维压箱内的空气流量和压力分别通过进风流量计57和进风压力表58测出，空气在维压箱内经煤样块2渗吸后，通过渗吸测试压力表70测出渗吸后的空气压力，由于维压箱内的空间体积不变，如此根据前后的空气压力可计算求得渗透前后的空气质量，从而计算得到煤样块2的真实渗透率，通过调节第三压力调节螺柱64和第四压力调节螺柱67得到不同维压压力下煤样块2的真实渗透率的变化。

本发明设计科学，结构合理，通过模拟的方式研究加热风干条件下煤样块的内部裂缝情况，通过施加不同的维压压力模拟不同高度的煤储层，可以经济有效地探索不同高度的煤储层的裂缝变化规律，为煤储层的改造提供一种直观、可定量的研究方法。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。