可调
高压电源
一种煤体电脉冲致裂增渗实验系统及方法，适用于提高低渗透、高吸附煤层的瓦斯抽采率。该系统包括高压充电电源、高压储能电容器、放电开关、高压击穿发生器。所述的高压充电电源将220V的交流电整流、升压至0300kV范围内的可调电压；所述的高压储能电容器可将高压电储存起来；所述的放电开关可实现瞬间释放高压储能电容器储存的高压电；所述的高压击穿发生器通过液压控制系统能够在煤样的三轴方向施加压力。该系统利用高压脉冲放电技术实现煤层致裂，能够较好的疏通瓦斯渗流过程中的通道，对于提高低透气、高吸附煤层瓦斯的抽采率有着重要意义。 技术要求带外衰减
1.一种煤体电脉冲致裂增渗实验系统，其特征在于：该系统包括：高压充电电源（1）、高压储能电容器（2）、放电开关（3）、分压器（4）、高压击穿发生器（5）、电流探测器（6）、示波器（7）、放电开关控制台（8）、电脑（9）、三轴加载装置（10）、电荷泄放装置（11）和液压控制系统（12）；所述高压充电电源（1）的输出端与高压储能电容器（2）的正极连接，所述高压储能电容器（2）的输出端与放电开关（3）的输入端相连接，所述放电开关（3）的输出端与分压器（4）的输入端连接，所述分压器（4）的输出端与高压击穿发生器（5）的输入端相连接，所述高压击穿发生器（5）的输出端与电流探测器（6）的输入端相连接，并通过液压管路（22）与液压控制系统（12）相连接；所述电流探测器（6）的输出端与高压储能电容器（2）的负极相连接；所述放电开关（3）的输出端与放电开关控制台（8）的输入端相连接；所述分压器（4）和电流探测器（6）的输出端分别与示波器（7）的输入端相连接，所述示波器（7）的输出端与电脑（9）的输入端通过数据线相连接；所述示波器（7）的输出端与电脑（9）的输入端通过数据线相连接；高压储能电容器（2）与电荷泄放装置（11）相连接；所述的高压充电电源（1）的输出电压范围是0-300kV。
2.根据权利要求1所述的煤体电脉冲致裂增渗实验系统，其特征在于：所述的高压击穿发生器（5）包括中部装有立方体煤样（21）的箱体（13），箱体（13）的左右两个面上对称设有电极套管（17）和固定电极套管（17）的电极套管轴肩（18），所述对称设置的电极套管（17）内分别设有针对立方体
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煤样（21）相对两个面的“针-针”正负电极，电极套管（17）相对立方体煤样（21）的一端分别设有正电极加压板（23）、负电极加压板（24），所述箱体（13）的前后上下四个面上分别设有液压缸（19），四个液压缸（19）的活塞杆上分别设有相对立方体煤样（21）前后上下四个面的加压板（14）；所述的“针-针”正负电极包括由穿过正电极加压板（23）触及立方体煤样（21）左端面的针状正电极（15）和穿过负电极加压板（24）触及立方体煤样（21）右端面的针状负电极（16）构成。
3.根据权利要求1所述的煤体电脉冲致裂增渗实验系统，其特征在于：所述的高压击穿发生器（5）包括中部装有立方体煤样（21）的箱体（13），箱体（13）的左右两个面上对称设有电极套管（17）和固定电极套管（17）的电极套管轴肩（18），所述对称设置的电极套管（17）内分别设有针对立方体煤样（21）相对两个面的“针-板”正负电极，电极套管（17）相对立方体煤样（21）的一端分别设有正电极加压板（23）、负电极加压板（24），所述箱体（13）的前后上下四个面上分别设有液压缸（19），四个液压缸（19）上分别设有相对立方体煤样（21）前后上下四个面的加压板（14）；四个液压缸（19）经液压管路（22）与液压控制系统（12）相连；所述“针-板”正负电极由穿过正电极加压板（23）触及立方体煤样（21）左端面的针状正电极（15）和贴合在立方体煤样（21）右端面上的板状负电极（20）构成。
4.一种使用权利要求1、2、或3所述系统的煤体电脉冲致裂增渗实验方法，其特征在于包括如下步骤：
a、打开高压击穿发生器（5）中箱体（13）的箱盖，利用液压控制系统（12）预设压力，通过正电极加压板（23）、负电极加压板（24）和4个加压板（14）将立方体煤样（21）固定住；
b、旋转电极套管（17）的轴肩使放电电极紧挨着立方体煤样（21）；
c、盖上箱体（13）的盖子，用螺丝将箱体的盖子固定；
d、打开高压充电电源（1）向高压储能电容器（2）内充电，当电压达到预设值时停止充电，关闭高压充电电源（1）以避免放电时损坏高压充电电源（1）；
e、触发放电开关控制台上的放电按钮，将高压储能电容器（2）中预设的电压直接加载到立方体煤样（21）的两端，将煤样击穿；在放电的同时，通过分压器（4）和电流探测器（6）测量放电瞬间煤样的电压和电流的信号，并通过电脑（9）记录下来；
f、通过电荷泄放装置（11）将高压储能电容器（2）中剩余的电压卸载掉；
g、打开箱体（13）的箱盖，将被击穿的煤样取出，实验完成。液压一体升降柱
技术说明书
一种煤体电脉冲致裂增渗实验系统及方法
技术领域
本技术涉及一种致裂增渗的实验系统及方法，尤其是一种利用高压电脉冲放电技术击穿煤样的煤体电脉冲致裂增渗实验系统及方法。
背景技术
近年来，随着我国煤矿进入了深部开采阶段，我国大多数矿井以低透气性煤层开采为主，这些矿井开采的过程中都面临着瓦斯抽采困难的问题，而解决这一问题的关键就在于提高煤层的透气性。传统的提高瓦斯抽采效果主要有两种方法：一是促进瓦斯的解吸，二是疏通瓦斯渗流的通道。而当前主要采用的提高瓦斯抽采的办法是疏通瓦斯渗流通道，即通过采用一系列致裂技术从而在煤层内部形成裂隙网络，为瓦斯在煤层中的运移提供路径。根据传统的煤层致裂增透方法：开采解放层、水力压裂、密集钻孔以及深孔爆破技术等也取得了一定的效果，但是这些方法的本身也存在一些缺陷，例如：开采解放层会有很多的夹矸且不适应于单一煤层开采；水力压裂的方向难以控制而且会浪费大量的水资源；密集钻孔技术很容易出现串钻的现象，而且钻孔数目的增加会极大的增加采煤的成本；深孔爆破技术在松软煤层很难将输送到预设地点。基于现有煤层增透技术的缺陷，开发一种更加简单有效的煤层增透方法以解决低透气性煤层瓦斯抽采困难的问题尤为重要。
自20世纪70年代美国等国家将高压电脉冲破碎技术成功应用于石油解堵以来，有些学者提出将高压脉
冲放电技术应用于煤层的致裂增透。高压电脉冲放电技术破坏材料主要有两种方式：一种是液电效应，另一种是电破碎。液电效应是指将固体材料和电极浸没在液体中，电极与固体材料为非接触状态，高压电先将液体电介质击穿，从而产生强大的冲击波，冲击波作用于固体材料从而将固体材料破碎，从本质上讲液电效应利用的是冲击波产生的压力使固体材料破碎。电破碎是指高压电直接作用于固体材料表面，使得固体材料内部形成大量的等离子，随着等离子的聚集使得等离子通道急剧膨胀，从而产生很大的张应力，迫使固体材料发生破碎。
目前，大多数学者将高压脉冲放电技术应用到破碎固体的领域主要采用的是液电效应破碎的方式，然而液电效应破碎固体材料的能量利用率很低，因此研究更为直接的高压脉冲放电破碎固体的技术具有重要的意义。本技术通过将高压电脉冲直接加载到煤样两端，放电过程中会产生大量的等离子，这些等离子携带着巨大的能量并在瞬间积聚形成等离子通道，积聚后的等离子以应力波的形式对煤样做功，迫使煤样发生破裂。本技术直接将高压电脉冲加载到煤样两端并将煤样破碎，能够更加有效的提高能量利用率，同时疏通了瓦斯运移的通道，进而实现了提高低透气、高吸附煤层瓦斯抽采率的目的。
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技术问题：本技术的目的是为了解决现有低透气性煤层瓦斯抽采技术中的不足，提供一种煤体电脉冲
蕲蛇酶注射液致裂增渗的实验系统及方法，利用瞬时高压放电的过程中等离子携带的巨大的能量以应力波的形式对煤样进行做功，从而疏通煤层中的原生裂隙或产生新的裂隙通道以促进瓦斯的抽采。
技术方案：本技术的煤体电脉冲致裂增渗实验系统，包括：高压充电电源、高压储能电容器、放电开关、分压器、高压击穿发生器、电流探测器、示波器、放电开关控制
台、电脑、三轴加载装置、电荷泄放装置和液压控制系统；所述高压充电电源的输出端与高压储能电容器的正极连接，所述高压储能电容器的输出端与放电开关的输入端相连接，所述放电开关的输出端与分压器的输入端连接，所述分压器的输出端与高压击穿发生器的输入端相连接，所述高压击穿发生器的输出端与电流探测器的输入端相连接，并通过液压管路与液压控制系统相连接；所述电流探测器的输出端与高压储能电容器的负极相连接；所述放电开关的输出端与放电开关控制台的输入端相连接；所述分压器和电流探测器的输出端分别与示波器的输入端相连接，所述示波器的输出端与电脑的输入端通过数据线相连接；所述示波器的输出端与电脑的输入端通过数据线相连接；高压储能电容器与电荷泄放装置相连接。
所述的高压击穿发生器包括中部装有立方体煤样的箱体，箱体的左右两个面上对称设有电极套管和固定电极套管的电极套管轴肩，所述对称设置的电极套管内分别设有针对立方体煤样相对两个面的“针-针”正负电极，电极套管相对立方体煤样的一端分别设有正电极加压板、负电极加压板，所述箱体的前
后上下四个面上分别设有液压缸，四个液压缸的活塞杆上分别设有相对立方体煤样前后上下四个面的加压板。
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