本發(fā)明屬于礦山爆破技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化碳相變制裂實驗裝置。

背景技術(shù)：

爆破是礦山作業(yè)必不可少的環(huán)節(jié)，在有些條件下不能或不便于使用炸藥進行爆破時，可以采用二氧化碳相變制裂的方法進行巖石的爆破。

目前，國內(nèi)已經(jīng)有二氧化碳相變制裂的成套設(shè)備，在一些煤礦、石灰石礦，已經(jīng)有二氧化碳相變制裂破碎巖石的應(yīng)用。由于二氧化碳相變制裂是利用二氧化碳相變時產(chǎn)生的高壓氣體破碎巖石，所以，高壓氣體壓強的高低與巖石的抗壓強度有直接的關(guān)系，要取得良好的破巖效果，必須使高壓氣體的壓強與巖石抗壓、抗拉強度相匹配。

調(diào)整二氧化碳相變制裂高壓氣體的方法主要是通過調(diào)整二氧化碳裝載量和卸爆片的強度實現(xiàn)的，這就需要根據(jù)不同巖石性質(zhì)進行這兩方面的調(diào)整，但目前還沒有針對二氧化碳相變制裂的相關(guān)實驗裝置，工程上多采用反復(fù)現(xiàn)場實驗的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了解決二氧化碳相變制裂高壓氣體與巖石強度匹配的問題，本發(fā)明公開了一種二氧化碳相變制裂實驗裝置，可以便捷的解決這一問題。

技術(shù)方案：一種二氧化碳相變制裂實驗裝置，包括高壓氣瓶、調(diào)壓閥、實驗盒、多根光纖傳感器和光纖信號接收器，

所述高壓氣瓶的瓶口處設(shè)有調(diào)壓閥，

所述實驗盒的頂側(cè)的中部設(shè)有與外界相通的模擬炮孔，所述實驗盒的內(nèi)除了模擬炮孔的空間填滿了巖石相似材料，在模擬炮孔的中下部以分層同心圓的形式均布有多根光纖傳感器，

調(diào)壓閥的出氣口與輸氣管的一端相通，所述輸氣管的另一端頭設(shè)有軟木塞，所述輸氣管的另一端通過該軟木塞與模擬炮孔的上部卡接，

多根光纖傳感器的兩端依次相互熔接成一光纖傳感器線圈組，光纖傳感器線圈組的兩端分別與光纖信號接收器的輸出端、輸入端相連接。

進一步地，所述高壓氣瓶內(nèi)裝有壓縮空氣。

更進一步地，所述高壓氣瓶內(nèi)的壓強為15～25MPa。

進一步地，所述調(diào)壓閥設(shè)有兩個氣壓表，一個氣壓表顯示氣瓶內(nèi)壓力，另一個氣壓表顯示出口壓力。

進一步地，在模擬炮孔的中下部以分層同心圓的形式均布有2-4根光纖傳感器。

有益效果：本發(fā)明公開的一種二氧化碳相變制裂實驗裝置通過普通壓縮空氣和相似材料就可以快速的得到工程施工所需要的二氧化碳相變制裂產(chǎn)生的氣體壓力值，能有效降低工程施工成本，提升施工質(zhì)量。

附圖說明

圖1為發(fā)明公開的一種二氧化碳相變制裂實驗裝置的示意圖；

圖2為光纖傳感器布置示意圖；

其中：

1-高壓氣瓶 2-調(diào)壓閥

3-輸氣管 4-實驗盒

5-光纖信號接收器 6-光纖傳感器

41-軟木塞 42-模擬炮孔

43-巖石相似材料

具體實施方式：

下面對本發(fā)明的具體實施方式詳細(xì)說明。

具體實施例1

如圖1和2所示，一種二氧化碳相變制裂實驗裝置，包括高壓氣瓶1、調(diào)壓閥2、實驗盒4、多根光纖傳感器6和光纖信號接收器5，

高壓氣瓶1的瓶口處設(shè)有調(diào)壓閥2，

實驗盒4的頂側(cè)的中部設(shè)有與外界相通的模擬炮孔42，實驗盒4的內(nèi)除了模擬炮孔42的空間填滿了巖石相似材料43，在模擬炮孔42的中下部以分層同心圓的形式均布有多根光纖傳感器6，

調(diào)壓閥2的出氣口與輸氣管3的一端相通，輸氣管3的另一端頭設(shè)有軟木塞41，輸氣管3的另一端通過該軟木塞41與模擬炮孔42的上部卡接，

多根光纖傳感器6的兩端依次相互熔接成一光纖傳感器線圈組，光纖傳感器線圈組的兩端分別與光纖信號接收器5的輸出端、輸入端相連接。

進一步地，高壓氣瓶1內(nèi)裝有壓縮空氣。

更進一步地，高壓氣瓶1內(nèi)的壓強為15MPa。

進一步地，調(diào)壓閥2設(shè)有兩個氣壓表，一個氣壓表顯示氣瓶內(nèi)壓力，另一個氣壓表顯示出口壓力。

進一步地，在模擬炮孔42的中下部以分層同心圓的形式均布有2根光纖傳感器6。

進行實驗時,

先根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇不同大小的實驗盒4，實驗盒4根據(jù)實驗?zāi)康牟煌梢苑譃閮?nèi)效應(yīng)和外效應(yīng)兩種，內(nèi)效應(yīng)實驗盒的尺寸是模擬炮孔直徑的50倍以上，外效應(yīng)實驗盒的尺寸根據(jù)最小抵抗線大小確定，一般為模擬炮孔直徑的20-30倍；

然后按照目標(biāo)巖石的強度指標(biāo)，根據(jù)相似比配制巖石相似材料43，在壓力機上測定配制的巖石相似材料43滿足要求后在實驗盒4內(nèi)鋪設(shè)相似材料，并用圓管預(yù)制在相似材料中用于模擬炮孔,在布置相似材料時，在預(yù)制炮孔徑向方向分層布置光纖傳感器6，并將光纖傳感器6的端頭引出實驗盒；

接著調(diào)整高壓氣瓶1的輸出氣體壓力達(dá)到實驗要求值，當(dāng)相似材料固化后，取出預(yù)制圓管，將輸氣管3穿過軟木孔塞的中心孔，然后用軟木孔塞塞住預(yù)制炮孔的上部，模擬炮孔42填塞；

接著將實驗盒4外部的各光纖傳感器6端頭熔接在一起，使在實驗盒4內(nèi)的光纖成為一根連續(xù)的光纖傳感器線圈組，將光纖傳感器線圈組兩端分別與光纖信號接收器5的輸入端連接；

然后打開高壓氣瓶1的閥門，將高壓氣體充入模擬炮孔42中，同時記錄光纖傳感器信號，當(dāng)相似材料由于高壓氣體作用產(chǎn)生裂隙時，光纖會產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變，光纖信號接收器能夠捕捉到這些應(yīng)變的大小及位置。調(diào)整高壓氣瓶1的出口壓力及氣體作用時間可重復(fù)實驗，直至得到使巖石破壞的壓力值。

具體實施例2

與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅僅在于：

高壓氣瓶1內(nèi)的壓強為25MPa；

在模擬炮孔42的中下部以分層同心圓的形式均布有4根光纖傳感器6。

具體實施例3

與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅僅在于：

高壓氣瓶1內(nèi)的壓強為20MPa；

在模擬炮孔42的中下部以分層同心圓的形式均布有3根光纖傳感器6。

上面對本發(fā)明的實施方式做了詳細(xì)說明。但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。