CN113504125A - 一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置及方法，装置包括反力框架、真三轴压力室、三台液压作动器、液压控制柜、应力加载液压泵、围压加载液压泵、液压油储箱、高压电脉冲发生控制单元、导电离子溶液渗流控制单元及温度控制单元。方法为：组装试样组合体，安装试样组合体至真三轴压力室；试样预夹紧，充液压油，围压加载，应力加载，完成真三轴压力施加；加热液压油至设定温度并维持恒定；启动导电离子溶液渗流控制单元，在增透前对煤岩试样进行渗流试验；启动高压电脉冲发生控制单元，对煤岩试样进行电能击穿，完成致裂增透，重新进行渗流试验；取出致裂增透后的煤岩试样，利用扫描电镜和压泵仪分析煤岩试样的孔隙及裂隙结构演化规律。

Description

一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置及方法

技术领域

本发明属于煤岩增透瓦斯抽采技术领域，特别是涉及一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置及方法。

背景技术

随着能源需求量的不断增加，煤矿开采强度也在不断加大，由于浅部煤炭资源的逐渐枯竭，煤矿开采逐步进入深部开采阶段。

深部煤岩体属于长期赋存于高地应力环境中的地质体，其渗透性普遍较低，并且瓦斯突出灾害问题愈发突出，而煤岩体裂隙发育程度作为评判煤岩体瓦斯抽采效果的重要指标，也是煤层气开发以及瓦斯抽采时的关键参数之一。

因此，在真三轴条件下对煤岩体的物理化学联合增透进行试验研究，对于煤炭开采过程中的瓦斯突出、瓦斯***等瓦斯灾害防治具有重要意义。

目前，用于煤岩增透的试验装置通常仅能够满足准三轴应力加载，因此无法精确地模拟煤岩的真实应力环境，同时关于高压电脉冲和导电离子溶液物理化学联合增透的试验研究也十分匮乏，并且现有的真三轴煤岩增透试验装置中未能考虑温度因素，导致试验中所测得的煤体孔隙结构变化等各项指标不理想，而且渗透率误差往往较大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置及方法，能够满足真三轴应力加载，并将温度因素考虑在内，可以精确地模拟煤岩的真实应力环境，并在真三轴应力条件下开展高压电脉冲和导电离子溶液物理化学联合增透试验，使试验中所测得的煤体孔隙结构变化等各项指标更理想，并且可以有效减小渗透率误差。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置，包括反力框架、真三轴压力室、大主应力液压作动器、第一中主应力液压作动器、第二中主应力液压作动器、液压控制柜、应力加载液压泵、围压加载液压泵、液压油储箱、高压电脉冲发生控制单元、导电离子溶液渗流控制单元及温度控制单元；所述真三轴压力室竖直固装在反力框架的底板上表面中心处，煤岩试样位于真三轴压力室内部；所述大主应力液压作动器竖直固装在反力框架的顶板上表面中心处，大主应力液压作动器的活塞杆朝下设置，大主应力液压作动器的活塞杆穿过反力框架顶板并延伸至反力框架顶板下方；所述第一中主应力液压作动器水平固装在真三轴压力室侧壁上，第一中主应力液压作动器的活塞杆穿过真三轴压力室侧壁并延伸至真三轴压力室内部；所述第二中主应力液压作动器水平固装在真三轴压力室侧壁上，且第二中主应力液压作动器位于第一中主应力液压作动器正对侧，第二中主应力液压作动器的活塞杆穿过真三轴压力室侧壁并延伸至真三轴压力室内部；所述大主应力液压作动器、第一中主应力液压作动器及第二中主应力液压作动器均通过液压管路接入液压控制柜；所述应力加载液压泵的出液口与液压控制柜相连通，应力加载液压泵的进液口与液压油储箱相连通；所述围压加载液压泵为双向液压泵，围压加载液压泵的第一进出液口与真三轴压力室底板上的围压加卸载进排液口相连通，围压加载液压泵的第二进出液口与液压油储箱相连通；所述高压电脉冲发生控制单元接入煤岩试样；所述导电离子溶液渗流控制单元接入煤岩试样；所述温度控制单元接入真三轴压力室。

在所述大主应力液压作动器的活塞杆底端同轴固连有传力压杆，传力压杆密封穿过真三轴压力室的顶板并延伸至真三轴压力室内部，在传力压杆的底端同轴固连有第一压力传感器；在所述第一中主应力液压作动器的活塞杆端部同轴固连有第二压力传感器，第二压力传感器与煤岩试样正对，在第二压力传感器与煤岩试样之间依次设有第一传力垫板和第一压头；在所述第二中主应力液压作动器的活塞杆端部同轴固连有第三压力传感器，第三压力传感器与煤岩试样正对，在第三压力传感器与煤岩试样之间依次设有第二传力垫板和第二压头；所述第一压力传感器位于煤岩试样正上方，在第一压力传感器与煤岩试样之间依次设有第三压头和第一承压垫块，煤岩试样与真三轴压力室底板之间依次设有第二承压垫块及承压排液支撑板，在第二承压垫块上开设有若干渗流排液孔，在所述承压排液支撑板上表面开设有集液腔，所述渗流排液孔通过集液腔与真三轴压力室底板上的渗流排液孔道相连通，渗流排液孔道外接有渗流排液管道，在渗流排液管道上设有渗流排液截止阀；所述真三轴压力室顶板上的排气孔外接有排气截止阀；在所述围压加载液压泵与围压加卸载进排液口之间的管路上依次设有围压加卸载截止阀和第一压力表。

所述高压电脉冲发生控制单元包括对极式电极、储能电容器及电源控制柜；在所述煤岩试样上表面中心处竖直朝下开设有电极插装盲孔，所述对极式电极位于电极插装盲孔内，对极式电极与电极插装盲孔孔壁之间留有间隙；所述对极式电极上端固定连接在第一承压垫块上，第一承压垫块与对极式电极及煤岩试样之间接触面均设有聚乙烯绝缘层；在所述第三压头下表面中心处竖直朝上开设有对极式电极的电极密封让位盲孔，第三压头接地处理；所述储能电容器及电源控制柜位于真三轴压力室外部，电源控制柜通过导线与储能电容器一端相连，储能电容器另一端通过导线与对极式电极相连。

所述导电离子溶液渗流控制单元包括导电离子溶液储箱及液泵；在所述第一承压垫块下表面中心处竖直朝上开设有溶液导流盲孔，溶液导流盲孔与煤岩试样内的电极插装盲孔相连通，在第一承压垫块上水平开设有溶液注入孔道，溶液注入孔道与溶液导流盲孔相连通；所述导电离子溶液储箱及液泵位于真三轴压力室外部，液泵的出液口通过管路与溶液注入孔道相连通，液泵的进液口与导电离子溶液储箱相连通；在所述液泵与溶液注入孔道之间的管路上依次设有溶液注入截止阀及第二压力表。

所述温度控制单元包括电阻式加热器及温度传感器；所述电阻式加热器安装在真三轴压力室侧壁内表面；所述温度传感器安装在真三轴压力室侧壁上。

一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验方法，采用了所述的真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置，包括如下步骤：

步骤一：在制备好的煤岩试样表面涂抹一层密封胶，然后在涂胶后的煤岩试样外侧套上一层热缩套，再利用电吹风对热缩套进行加热，直到热缩套紧贴包裹住煤岩试样；

步骤二：将第一承压垫块封装到煤岩试样顶部，使对极式电极下端准确***电极插装盲孔内，并在第一承压垫块与煤岩试样的接触面之间加装聚乙烯绝缘层，之后将第二承压垫块封装到煤岩试样底部，并在第二承压垫块与煤岩试样的接触面之间加装聚乙烯绝缘层，然后将承压排液支撑板封装到第二承压垫块底部，再将第三压头封装到第一承压垫块顶部，最后在煤岩试样外周包覆聚乙烯绝缘层，进而形成试样组合体；

步骤三：将试样组合体安装到真三轴压力室内部，保证承压排液支撑板的集液腔与真三轴压力室底板上的渗流排液孔道密封连通，然后分别完成对极式电极与储能电容器的导线连接、第三压头的接地、第一承压垫块上的溶液注入孔道与液泵的管路连接；

步骤四：完成真三轴压力室的封闭，之后启动应力加载液压泵和液压控制柜，控制第一中主应力液压作动器和第二中主应力液压作动器的活塞杆同步伸出，进而对煤岩试样进行对中夹紧，同时控制大主应力液压作动器的活塞杆伸出，进而对煤岩试样进行预应力压紧；

步骤五：开启排气截止阀，使真三轴压力室内腔与大气导通，然后开启围压加卸载截止阀，同时启动围压加载液压泵，向真三轴压力室内腔充入液压油，直到液压油充满真三轴压力室内腔后，关闭排气截止阀；

步骤六：继续启动围压加载液压泵，直到完成煤岩试样的围压加载，之后再次启动应力加载液压泵和液压控制柜，由第一中主应力液压作动器和第二中主应力液压作动器配合完成煤岩试样的中主应力加载，同时由大主应力液压作动器完成煤岩试样的大主应力加载，此时煤岩试样实现真三轴加载；

步骤七：启动电阻式加热器，对真三轴压力室内腔的液压油进行加温，通过温度传感器实时监测液压油的温度，直到液压油的温度达到设定值，之后维持液压油温度的恒定；

步骤八：开启溶液注入截止阀和渗流排液截止阀，同时启动液泵，向电极插装盲孔内注入导电离子溶液，在预设的注液压力下进行渗流试验，渗流出的溶液依次通过渗流排液孔、集液腔、渗流排液孔道及渗流排液管道流出真三轴压力室，之后确定煤岩试样在未进行增透时的渗透率；

步骤九：启动电源控制柜，为储能电容器充电，直到储能电容器充电达到设定电压后，储能电容器进行放电，此时位于高压侧的对极式电极与接地侧的第三压头之间的煤岩试样会被电能击穿，煤岩试样实现致裂增透；

步骤十：当煤岩试样在电能击穿作用下完成致裂增透后，重新启动液泵，继续向电极插装盲孔内注入导电离子溶液，在预设的注液压力下进行渗流试验，渗流出的溶液依次通过渗流排液孔、集液腔、渗流排液孔道及渗流排液管道流出真三轴压力室，之后确定煤岩试样在致裂增透时的渗透率；

步骤十一：渗透试验结束后，先进行真三轴压力卸载，再将真三轴压力室内腔中的液压油排净，然后开启真三轴压力室，将致裂增透后的煤岩试样从真三轴压力室中取出，最后利用扫描电镜和压泵仪对煤岩试样的孔隙及裂隙结构演化规律进行分析。

本发明的有益效果：

本发明的真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置及方法，能够满足真三轴应力加载，并将温度因素考虑在内，可以精确地模拟煤岩的真实应力环境，并在真三轴应力条件下开展高压电脉冲和导电离子溶液物理化学联合增透试验，使试验中所测得的煤体孔隙结构变化等各项指标更理想，并且可以有效减小渗透率误差。

附图说明

图1为本发明的一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置的结构示意图；

图2为本发明的试样组合体的结构示意图；

图中，1—反力框架，2—真三轴压力室，3—大主应力液压作动器，4—第一中主应力液压作动器，5—第二中主应力液压作动器，6—液压控制柜，7—应力加载液压泵，8—围压加载液压泵，9—液压油储箱，10—围压加卸载进排液口，11—煤岩试样，12—传力压杆，13—第一压力传感器，14—第二压力传感器，15—第一传力垫板，16—第一压头，17—第三压力传感器，18—第二传力垫板，19—第二压头，20—第三压头，21—第一承压垫块，22—第二承压垫块，23—承压排液支撑板，24—渗流排液孔，25—集液腔，26—渗流排液孔道，27—渗流排液管道，28—渗流排液截止阀，29—排气孔，30—排气截止阀，31—对极式电极，32—储能电容器，33—电源控制柜，34—电极插装盲孔，35—电极密封让位盲孔，36—导电离子溶液储箱，37—液泵，38—溶液导流盲孔，39—溶液注入孔道，40—溶液注入截止阀，41—围压加卸载截止阀，42—第一压力表，43—第二压力表，44—电阻式加热器，45—温度传感器，46—热缩套，47—导电离子溶液。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置，包括反力框架1、真三轴压力室2、大主应力液压作动器3、第一中主应力液压作动器4、第二中主应力液压作动器5、液压控制柜6、应力加载液压泵7、围压加载液压泵8、液压油储箱9、高压电脉冲发生控制单元、导电离子溶液渗流控制单元及温度控制单元；所述真三轴压力室2竖直固装在反力框架1的底板上表面中心处，煤岩试样11位于真三轴压力室2内部；所述大主应力液压作动器3竖直固装在反力框架1的顶板上表面中心处，大主应力液压作动器3的活塞杆朝下设置，大主应力液压作动器3的活塞杆穿过反力框架1顶板并延伸至反力框架1顶板下方；所述第一中主应力液压作动器4水平固装在真三轴压力室2侧壁上，第一中主应力液压作动器4的活塞杆穿过真三轴压力室2侧壁并延伸至真三轴压力室2内部；所述第二中主应力液压作动器5水平固装在真三轴压力室2侧壁上，且第二中主应力液压作动器5位于第一中主应力液压作动器4正对侧，第二中主应力液压作动器5的活塞杆穿过真三轴压力室2侧壁并延伸至真三轴压力室2内部；所述大主应力液压作动器3、第一中主应力液压作动器4及第二中主应力液压作动器5均通过液压管路接入液压控制柜6；所述应力加载液压泵7的出液口与液压控制柜6相连通，应力加载液压泵7的进液口与液压油储箱9相连通；所述围压加载液压泵8为双向液压泵，围压加载液压泵8的第一进出液口与真三轴压力室2底板上的围压加卸载进排液口10相连通，围压加载液压泵8的第二进出液口与液压油储箱9相连通；所述高压电脉冲发生控制单元接入煤岩试样11；所述导电离子溶液渗流控制单元接入煤岩试样11；所述温度控制单元接入真三轴压力室2。

在所述大主应力液压作动器3的活塞杆底端同轴固连有传力压杆12，传力压杆12密封穿过真三轴压力室2的顶板并延伸至真三轴压力室2内部，在传力压杆12的底端同轴固连有第一压力传感器13；在所述第一中主应力液压作动器4的活塞杆端部同轴固连有第二压力传感器14，第二压力传感器14与煤岩试样11正对，在第二压力传感器14与煤岩试样11之间依次设有第一传力垫板15和第一压头16；在所述第二中主应力液压作动器5的活塞杆端部同轴固连有第三压力传感器17，第三压力传感器17与煤岩试样11正对，在第三压力传感器17与煤岩试样11之间依次设有第二传力垫板18和第二压头19；所述第一压力传感器13位于煤岩试样11正上方，在第一压力传感器13与煤岩试样11之间依次设有第三压头20和第一承压垫块21，煤岩试样11与真三轴压力室2底板之间依次设有第二承压垫块22及承压排液支撑板23，在第二承压垫块22上开设有若干渗流排液孔24，在所述承压排液支撑板23上表面开设有集液腔25，所述渗流排液孔24通过集液腔25与真三轴压力室2底板上的渗流排液孔道26相连通，渗流排液孔道26外接有渗流排液管道27，在渗流排液管道27上设有渗流排液截止阀28；所述真三轴压力室2顶板上的排气孔29外接有排气截止阀30；在所述围压加载液压泵8与围压加卸载进排液口10之间的管路上依次设有围压加卸载截止阀41和第一压力表42。

所述高压电脉冲发生控制单元包括对极式电极31、储能电容器32及电源控制柜33；在所述煤岩试样11上表面中心处竖直朝下开设有电极插装盲孔34，所述对极式电极31位于电极插装盲孔34内，对极式电极31与电极插装盲孔34孔壁之间留有间隙；所述对极式电极31上端固定连接在第一承压垫块21上，第一承压垫块21与对极式电极31及煤岩试样11之间接触面均设有聚乙烯绝缘层；在所述第三压头20下表面中心处竖直朝上开设有对极式电极31的电极密封让位盲孔35，第三压头20接地处理；所述储能电容器32及电源控制柜33位于真三轴压力室2外部，电源控制柜33通过导线与储能电容器32一端相连，储能电容器32另一端通过导线与对极式电极31相连。

所述导电离子溶液渗流控制单元包括导电离子溶液储箱36及液泵37；在所述第一承压垫块21下表面中心处竖直朝上开设有溶液导流盲孔38，溶液导流盲孔38与煤岩试样11内的电极插装盲孔34相连通，在第一承压垫块21上水平开设有溶液注入孔道39，溶液注入孔道39与溶液导流盲孔38相连通；所述导电离子溶液储箱36及液泵37位于真三轴压力室2外部，液泵37的出液口通过管路与溶液注入孔道39相连通，液泵37的进液口与导电离子溶液储箱36相连通；在所述液泵37与溶液注入孔道39之间的管路上依次设有溶液注入截止阀40及第二压力表43。

所述温度控制单元包括电阻式加热器44及温度传感器45；所述电阻式加热器44安装在真三轴压力室2侧壁内表面；所述温度传感器45安装在真三轴压力室2侧壁上。

一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验方法，采用了所述的真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置，包括如下步骤：

步骤一：在制备好的煤岩试样11表面涂抹一层密封胶，然后在涂胶后的煤岩试样11外侧套上一层热缩套46，再利用电吹风对热缩套46进行加热，直到热缩套46紧贴包裹住煤岩试样11；

步骤二：将第一承压垫块21封装到煤岩试样11顶部，使对极式电极31下端准确***电极插装盲孔34内，并在第一承压垫块21与煤岩试样11的接触面之间加装聚乙烯绝缘层，之后将第二承压垫块22封装到煤岩试样11底部，并在第二承压垫块22与煤岩试样11的接触面之间加装聚乙烯绝缘层，然后将承压排液支撑板23封装到第二承压垫块22底部，再将第三压头20封装到第一承压垫块21顶部，最后在煤岩试样11外周包覆聚乙烯绝缘层，进而形成试样组合体；

步骤三：将试样组合体安装到真三轴压力室2内部，保证承压排液支撑板23的集液腔25与真三轴压力室2底板上的渗流排液孔道26密封连通，然后分别完成对极式电极31与储能电容器32的导线连接、第三压头20的接地、第一承压垫块21上的溶液注入孔道39与液泵37的管路连接；

步骤四：完成真三轴压力室2的封闭，之后启动应力加载液压泵7和液压控制柜6，控制第一中主应力液压作动器4和第二中主应力液压作动器5的活塞杆同步伸出，进而对煤岩试样11进行对中夹紧，同时控制大主应力液压作动器3的活塞杆伸出，进而对煤岩试样11进行预应力压紧；

步骤五：开启排气截止阀30，使真三轴压力室2内腔与大气导通，然后开启围压加卸载截止阀41，同时启动围压加载液压泵8，向真三轴压力室2内腔充入液压油，直到液压油充满真三轴压力室2内腔后，关闭排气截止阀30；

步骤六：继续启动围压加载液压泵8，直到完成煤岩试样11的围压加载，之后再次启动应力加载液压泵7和液压控制柜6，由第一中主应力液压作动器4和第二中主应力液压作动器5配合完成煤岩试样11的中主应力加载，同时由大主应力液压作动器3完成煤岩试样11的大主应力加载，此时煤岩试样11实现真三轴加载；

步骤七：启动电阻式加热器44，对真三轴压力室2内腔的液压油进行加温，通过温度传感器45实时监测液压油的温度，直到液压油的温度达到设定值，之后维持液压油温度的恒定；

步骤八：开启溶液注入截止阀40和渗流排液截止阀28，同时启动液泵37，向电极插装盲孔34内注入导电离子溶液47，在预设的注液压力下进行渗流试验，渗流出的溶液依次通过渗流排液孔24、集液腔25、渗流排液孔道26及渗流排液管道27流出真三轴压力室2，之后确定煤岩试样11在未进行增透时的渗透率；

步骤九：启动电源控制柜33，为储能电容器32充电，直到储能电容器32充电达到设定电压后，储能电容器32进行放电，此时位于高压侧的对极式电极31与接地侧的第三压头20之间的煤岩试样11会被电能击穿，煤岩试样11实现致裂增透；

步骤十：当煤岩试样11在电能击穿作用下完成致裂增透后，重新启动液泵37，继续向电极插装盲孔34内注入导电离子溶液47，在预设的注液压力下进行渗流试验，渗流出的溶液依次通过渗流排液孔24、集液腔25、渗流排液孔道26及渗流排液管道27流出真三轴压力室2，之后确定煤岩试样11在致裂增透时的渗透率；

步骤十一：渗透试验结束后，先进行真三轴压力卸载，再将真三轴压力室2内腔中的液压油排净，然后开启真三轴压力室2，将致裂增透后的煤岩试样11从真三轴压力室2中取出，最后利用扫描电镜和压泵仪对煤岩试样11的孔隙及裂隙结构演化规律进行分析。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置，其特征在于：包括反力框架、真三轴压力室、大主应力液压作动器、第一中主应力液压作动器、第二中主应力液压作动器、液压控制柜、应力加载液压泵、围压加载液压泵、液压油储箱、高压电脉冲发生控制单元、导电离子溶液渗流控制单元及温度控制单元；所述真三轴压力室竖直固装在反力框架的底板上表面中心处，煤岩试样位于真三轴压力室内部；所述大主应力液压作动器竖直固装在反力框架的顶板上表面中心处，大主应力液压作动器的活塞杆朝下设置，大主应力液压作动器的活塞杆穿过反力框架顶板并延伸至反力框架顶板下方；所述第一中主应力液压作动器水平固装在真三轴压力室侧壁上，第一中主应力液压作动器的活塞杆穿过真三轴压力室侧壁并延伸至真三轴压力室内部；所述第二中主应力液压作动器水平固装在真三轴压力室侧壁上，且第二中主应力液压作动器位于第一中主应力液压作动器正对侧，第二中主应力液压作动器的活塞杆穿过真三轴压力室侧壁并延伸至真三轴压力室内部；所述大主应力液压作动器、第一中主应力液压作动器及第二中主应力液压作动器均通过液压管路接入液压控制柜；所述应力加载液压泵的出液口与液压控制柜相连通，应力加载液压泵的进液口与液压油储箱相连通；所述围压加载液压泵为双向液压泵，围压加载液压泵的第一进出液口与真三轴压力室底板上的围压加卸载进排液口相连通，围压加载液压泵的第二进出液口与液压油储箱相连通；所述高压电脉冲发生控制单元接入煤岩试样；所述导电离子溶液渗流控制单元接入煤岩试样；所述温度控制单元接入真三轴压力室。

2.根据权利要求1所述的一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置，其特征在于：在所述大主应力液压作动器的活塞杆底端同轴固连有传力压杆，传力压杆密封穿过真三轴压力室的顶板并延伸至真三轴压力室内部，在传力压杆的底端同轴固连有第一压力传感器；在所述第一中主应力液压作动器的活塞杆端部同轴固连有第二压力传感器，第二压力传感器与煤岩试样正对，在第二压力传感器与煤岩试样之间依次设有第一传力垫板和第一压头；在所述第二中主应力液压作动器的活塞杆端部同轴固连有第三压力传感器，第三压力传感器与煤岩试样正对，在第三压力传感器与煤岩试样之间依次设有第二传力垫板和第二压头；所述第一压力传感器位于煤岩试样正上方，在第一压力传感器与煤岩试样之间依次设有第三压头和第一承压垫块，煤岩试样与真三轴压力室底板之间依次设有第二承压垫块及承压排液支撑板，在第二承压垫块上开设有若干渗流排液孔，在所述承压排液支撑板上表面开设有集液腔，所述渗流排液孔通过集液腔与真三轴压力室底板上的渗流排液孔道相连通，渗流排液孔道外接有渗流排液管道，在渗流排液管道上设有渗流排液截止阀；所述真三轴压力室顶板上的排气孔外接有排气截止阀；在所述围压加载液压泵与围压加卸载进排液口之间的管路上依次设有围压加卸载截止阀和第一压力表。

3.根据权利要求2所述的一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置，其特征在于：所述高压电脉冲发生控制单元包括对极式电极、储能电容器及电源控制柜；在所述煤岩试样上表面中心处竖直朝下开设有电极插装盲孔，所述对极式电极位于电极插装盲孔内，对极式电极与电极插装盲孔孔壁之间留有间隙；所述对极式电极上端固定连接在第一承压垫块上，第一承压垫块与对极式电极及煤岩试样之间接触面均设有聚乙烯绝缘层；在所述第三压头下表面中心处竖直朝上开设有对极式电极的电极密封让位盲孔，第三压头接地处理；所述储能电容器及电源控制柜位于真三轴压力室外部，电源控制柜通过导线与储能电容器一端相连，储能电容器另一端通过导线与对极式电极相连。

4.根据权利要求2所述的一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置，其特征在于：所述导电离子溶液渗流控制单元包括导电离子溶液储箱及液泵；在所述第一承压垫块下表面中心处竖直朝上开设有溶液导流盲孔，溶液导流盲孔与煤岩试样内的电极插装盲孔相连通，在第一承压垫块上水平开设有溶液注入孔道，溶液注入孔道与溶液导流盲孔相连通；所述导电离子溶液储箱及液泵位于真三轴压力室外部，液泵的出液口通过管路与溶液注入孔道相连通，液泵的进液口与导电离子溶液储箱相连通；在所述液泵与溶液注入孔道之间的管路上依次设有溶液注入截止阀及第二压力表。

5.根据权利要求1所述的一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置，其特征在于：所述温度控制单元包括电阻式加热器及温度传感器；所述电阻式加热器安装在真三轴压力室侧壁内表面；所述温度传感器安装在真三轴压力室侧壁上。

6.一种真三轴物理化学联合煤岩增透试验方法，采用了权利要求1所述的真三轴物理化学联合煤岩增透试验装置，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：在制备好的煤岩试样表面涂抹一层密封胶，然后在涂胶后的煤岩试样外侧套上一层热缩套，再利用电吹风对热缩套进行加热，直到热缩套紧贴包裹住煤岩试样；

步骤二：将第一承压垫块封装到煤岩试样顶部，使对极式电极下端准确***电极插装盲孔内，并在第一承压垫块与煤岩试样的接触面之间加装聚乙烯绝缘层，之后将第二承压垫块封装到煤岩试样底部，并在第二承压垫块与煤岩试样的接触面之间加装聚乙烯绝缘层，然后将承压排液支撑板封装到第二承压垫块底部，再将第三压头封装到第一承压垫块顶部，最后在煤岩试样外周包覆聚乙烯绝缘层，进而形成试样组合体；

步骤三：将试样组合体安装到真三轴压力室内部，保证承压排液支撑板的集液腔与真三轴压力室底板上的渗流排液孔道密封连通，然后分别完成对极式电极与储能电容器的导线连接、第三压头的接地、第一承压垫块上的溶液注入孔道与液泵的管路连接；

步骤四：完成真三轴压力室的封闭，之后启动应力加载液压泵和液压控制柜，控制第一中主应力液压作动器和第二中主应力液压作动器的活塞杆同步伸出，进而对煤岩试样进行对中夹紧，同时控制大主应力液压作动器的活塞杆伸出，进而对煤岩试样进行预应力压紧；

步骤五：开启排气截止阀，使真三轴压力室内腔与大气导通，然后开启围压加卸载截止阀，同时启动围压加载液压泵，向真三轴压力室内腔充入液压油，直到液压油充满真三轴压力室内腔后，关闭排气截止阀；

步骤六：继续启动围压加载液压泵，直到完成煤岩试样的围压加载，之后再次启动应力加载液压泵和液压控制柜，由第一中主应力液压作动器和第二中主应力液压作动器配合完成煤岩试样的中主应力加载，同时由大主应力液压作动器完成煤岩试样的大主应力加载，此时煤岩试样实现真三轴加载；

步骤七：启动电阻式加热器，对真三轴压力室内腔的液压油进行加温，通过温度传感器实时监测液压油的温度，直到液压油的温度达到设定值，之后维持液压油温度的恒定；

步骤八：开启溶液注入截止阀和渗流排液截止阀，同时启动液泵，向电极插装盲孔内注入导电离子溶液，在预设的注液压力下进行渗流试验，渗流出的溶液依次通过渗流排液孔、集液腔、渗流排液孔道及渗流排液管道流出真三轴压力室，之后确定煤岩试样在未进行增透时的渗透率；

步骤九：启动电源控制柜，为储能电容器充电，直到储能电容器充电达到设定电压后，储能电容器进行放电，此时位于高压侧的对极式电极与接地侧的第三压头之间的煤岩试样会被电能击穿，煤岩试样实现致裂增透；

步骤十：当煤岩试样在电能击穿作用下完成致裂增透后，重新启动液泵，继续向电极插装盲孔内注入导电离子溶液，在预设的注液压力下进行渗流试验，渗流出的溶液依次通过渗流排液孔、集液腔、渗流排液孔道及渗流排液管道流出真三轴压力室，之后确定煤岩试样在致裂增透时的渗透率；

步骤十一：渗透试验结束后，先进行真三轴压力卸载，再将真三轴压力室内腔中的液压油排净，然后开启真三轴压力室，将致裂增透后的煤岩试样从真三轴压力室中取出，最后利用扫描电镜和压泵仪对煤岩试样的孔隙及裂隙结构演化规律进行分析。

Images