多物理场耦合高亚二氧化碳气体爆破系统及使用方法，属于深部矿山灾害防治**域。

背景技术

我国的大量学者和科研人员一直致力于煤矿哇思灾害防治的研究，各类研究表明了煤矿哇思抽采效率低和哇思灾变是由我国地质条件和煤层沉积效应等多因素共同造成。大多数研究者依托于数值模拟软件开展研究，无法通过实验测出结果。为了满足实验需要，目前国内外学者研发了多种的设备，但这些设备在实际使用中，一方面设备功能和结构单一，仅能满足特性实验监测需要，导致设备的灵活性、通用性受到较大的影响；另一方面无法对实际环境进行模拟仿真，导致实验结果存在较大的误差，难以有效满足实际使用的需要。目前现有的实验手段均不能很好地模拟深部多物理场耦合条件下高亚气体爆破煤体裂隙发育过程。

因此，需迫切的设计研发一种功能性全、灵活性较好的多物理场耦合条件下高亚气体爆破测试实验装置及方法，以满足实际使用的需要。

内容

为了解决现有技术上的不足，本提供一种多物理场耦合高亚气体爆破系统及使用方法。

一种多物理场耦合高亚气体爆破系统，其特征在于：所述的多物理场耦合高亚气体爆破系统包括高亚气体制作系统、多物理场耦合系统及测试分析系统，所述多物理场耦合系统通过与高亚气体制作系统通过高亚气管连通，所述测试分析系统分别与高亚气体制作系统、多物理场耦合系统电气连接，所述的高亚气体制作系统是提供高亚气体动力源，为后续实验提供气体动力；所述多场耦合系统是基于实验室模拟深部矿山高地应力、高温等多重环境；所述测试分析系统一方面是监测模拟环境的参数变化，另一方面是获取实验数据，然后通过数据处理终端做数据分析处理。

进一步的，所述的高亚气体制作系统包括空气压缩机、空气增压泵、压力釜、气体流量计、数控表、高亚电磁阀、高亚气管和控制阀门，其中所述空气压缩机通过高亚气管与空气增压泵连通，所述压力釜设一个进气口、至少一个排气口，其中所述的进气口通过高亚气管与空气增压泵连通，所述排气口通道高亚气管与多物理场耦合系统连通，每个压力釜均与至少一个多物理场耦合系统连通，且多物理场耦合系统为多个时，各多物理场耦合系统间相互并联，所述进气口、排气口与高亚气管间通过控制阀门连通，其中与多物理场耦合系统连通的高亚气管设一个高亚电磁阀，且高亚电磁阀两端对应位置的高亚气管上分别设一个气体流量计、数控表，所述括空气压缩机、空气增压泵、气体流量计、数控表、高亚电磁阀和控制阀门均与测试分析系统电气连接。

进一步的，多物理场耦合系统包括承载箱板、隔热装置、连接阻尼器、致裂管、液压囊袋、加热机构、应力传感器、声发射监测装置、温度传感器、液压站、PVDF传感器及监控摄像头，所述承载箱板共六个，各承载箱板间通过连接阻尼器连接并构成长方体闭合腔体结构的实验腔，所述承载箱板内表面均与一个隔热装置连接并同轴分布，所述隔热装置为横断面呈矩形得板状结构，且隔热装置面积为承载箱板内表面50%—90%，所述隔热装置内表面另设至少两个环绕其轴线均布的加热机构，所述加热机构间相互并联，所述应力传感器、声发射监测装置及温度传感器均嵌于隔热装置内表面，其中应力传感器与隔热装置同轴分布，所述声发射监测装置及温度传感器均至少两个，环绕应力传感器轴线分布，所述液压囊袋嵌于实验腔内并为实验腔同心分布的闭合腔体结构，并与实验腔对应各隔热装置连接，所述液压囊袋通过导流管与液压站连通，且液压站位于实验腔外，所述液压囊袋上端面处设致裂管，所述致裂管与实验腔同轴分布且其上端面位于实验腔外，并与高亚气体制作系统的高亚气管连通，下端面位于液压囊袋内，所述监控摄像头至少一个并位于液压囊袋内，所述PVDF传感器至少一个，位于致裂管内沿致裂管轴线方向分布并与致裂管内侧面连接，所述加热机构、应力传感器、声发射监测装置、温度传感器、液压站、PVDF传感器均与测试分析系统电气连接。

 [0016] 本系统结构集成化程度及智能化程度高，适用于1000‑2000 m深部矿山高地应力、高温等条件下高亚气体爆破煤岩体应力扰动及损伤演化规律等问题的研究,一方面可有效满足多种不规则形状的试样在实验室内模拟多物理场耦合条件进行仿真实验，从而发挥了本系统运行的灵活性和通用性；另一方面在高亚气体爆破过程中，测试系统能够精确高效全面的获取应力、损伤、试件破坏形变等实验数据，同时也可有效的克服高亚气体爆破实验时产生的高亚气体爆破振动造成的伤害，集大的提高了多物理场耦合条件下高亚气体爆破的安全性和可靠性。