CN114062225A - 低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统及实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，包括煤样夹持器，煤样夹持器用于盛放煤样及吸水海绵；煤样夹持器的进口连接有注气机构，煤样夹持器的出口连接有排放测量机构，煤样夹持器的侧壁连接有用于产生围压的真三轴加载系统；注气机构用于向煤样夹持器内先后注入甲烷气体和硫化氢气体，硫化氢气体用于在煤样夹持器内与水反应生成弱酸液。本发明还公开了相应的实验方法。本发明研制了低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，开展真三轴条件下受载煤体瓦斯渗流影响因素实验研究，揭示在酸化作用下低渗煤层开采时酸化时间、地应力和温度等因素对特定煤体渗流规律的影响特性，指导被模拟地层的瓦斯抽采实践。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及煤层增透及瓦斯抽采技术。
背景技术
我国煤炭地质赋存结构复杂且差异性较大，煤层普遍属于低渗透储层。随着浅部煤炭资源的日渐枯竭，深部开采将成为煤炭资源开发中的常态，越来越多的矿井面临深部开采的难题。
深部煤层处于高地应力、高地温和高瓦斯压力等复杂环境，而高地应力作用使煤层的透气性更低。
申请人注意到煤体酸化程度与增透效果存在关联性。现有实验系统研究中，缺少利用真三轴实验系统实时测试煤体酸化程度与增透效果的关联性研究。
因而，有必要提出能够研究酸化作用条件下的低渗煤层受载煤体真三轴实验系统和实验方法。进行煤体酸化实验时，如果酸液泄漏，往往并不能第一时间发现，会导致损坏实验场地及物品，还会对实验者造成伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，用于研究煤体程度与增透效果之间的关联性，进而指导煤层酸化增透作业取得更好的增透效果，并且实验过程中无需加注酸液，实验用气泄漏时也能第一时间发现从而相应处理，避免酸液泄漏带来的危害。
为实现上述目的，本发明的低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统包括煤样夹持器，煤样夹持器用于盛放煤样及吸水海棉；
煤样夹持器的进口连接有注气机构，煤样夹持器的出口连接有排放测量机构，煤样夹持器的侧壁连接有用于产生围压的真三轴加载系统；
注气机构用于向煤样夹持器内先后注入甲烷气体和硫化氢气体，硫化氢气体用于在煤样夹持器内与水反应生成弱酸液。
注气机构包括进气总管，以气流方向为下游方向，进气总管的上游端部并联连接有甲烷气瓶和硫化氢气瓶，甲烷气瓶的出口处设有甲烷减压阀，硫化氢气瓶出口处设有硫化氢减压阀；甲烷气瓶和硫化氢气瓶下游方向的进气总管上设有进气压力表，进气压力表与甲烷气瓶和硫化氢气瓶相邻；进气压力表下游的进气总管上设有第一阀门；第一阀门下游方向的进气总管上设有第三阀门，第三阀门下游方向的进气总管上连接有抽真空管路，抽真空管路连接有真空泵，抽真空管路上设有第四阀门；
进气总管的下游端与煤样夹持器的进口相连接，煤样夹持器进口处的进气总管上设有入口压力表和进气流速传感器；抽真空管路与入口压力表之间的进气总管上连接有氦气管路，氦气管路连接有氦气瓶，氦气管路上设有氦气减压阀；
还包括有电控装置，电控装置连接有显示屏，电控装置连接进气压力表、入口压力表和进气流速传感器。
排放测量机构包括出气总管，出气总管由上游向下游方向依次间隔设有出气流速传感器、出气压力表、第五阀门和气体流量计，出气总管的下游端与大气相通；出气流速传感器、出气压力表和气体流量计均与电控装置相连接。
真三轴加载系统包括用于在前后方向上对煤样夹持器中的煤样产生围压的第一液压加载系统、用于在左右方向上对煤样夹持器中的煤样产生围压的第二液压加载系统，以及用于在上下方向上对煤样夹持器中的煤样产生围压的第三液压加载系统，
第一液压加载系统、第二液压加载系统和第三液压加载系统均通过管路与煤样夹持器相通；
真三轴加载系统还包括有用于调节煤样温度的温度调节机构；
第一液压加载系统、第二液压加载系统和第三液压加载系统分别对应设有应力传感器和控制器，各应力传感器均位于煤样夹持器中；应力传感器和控制器均与电控装置相连接。
第一阀门和第四阀门之间的进气总管上设有参考缸管路，参考缸管路连接有参考缸，参考缸管路连接有第二阀门和参考缸压力表，参考缸压力表连接电控装置。
本发明还公开了使用上述低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统进行的实验方法，按以下步骤进行：
第一步骤是准备低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统；
第二步骤是放入煤样；
第三步骤是抽真空；
第四步骤是向煤样夹持器通入氦气；
第五步骤是记录煤自然状态下时煤样初始渗透率的值ks；
第六步骤是对煤样夹持器的压力进行卸载，再在煤样夹持器内圈设置吸水饱满的海绵管；
第七步骤是向煤样夹持器通入硫化氢气体；
第八步骤是控温并加载围压，海绵管内吸附的水在围压的作用下被挤压出来，与煤样夹持器内的硫化氢气体接触弱酸液，弱酸液使煤样夹持器里的煤样酸化；
第九步骤是向煤样夹持器通入甲烷气体；
第十步骤是计算在酸化时间、地应力和温度多场耦合下的煤样渗透率；
第十一步骤是关闭低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统。
实验前，测量被模拟的煤层地应力，得到煤层最大主应力σ1、中间主应力σ2和最小主应力σ3；
所述第一步骤具体是：通过管路和/或线路连接各设备，形成所述低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统；所有阀门的初始状态均为关闭状态；检查管路有无破损，如有破损则更换管路或者修补管路；
所述第二步骤具体是：打开煤样夹持器，放入煤样后再关闭煤样夹持器；
所述第三步骤具体是：打开第四阀门、第三阀门、第二阀门和第一阀门，打开真空泵对系统进行抽真空，直到进气压力表、参考缸压力表、入口压力表和出气压力表检测到的压力均低于或等于1千帕，关闭真空泵和第四阀门；
所述第四步骤具体是：关闭第三阀门，打开氦气减压阀，使氦气通过进气总管进入煤样夹持器中；
所述第五步骤具体是：操作真三轴加载系统，在室温下，打开第五阀门，通过显示屏持续观测记录进气流速传感器和出气流速传感器的示数，进气流速和出气流速均稳定不变后，计算1秒钟内进气流量和出气流量的差值，并将该差值作为煤样的初始渗透率ks；然后关闭第五阀门；
所述第六步骤具体是：关闭所有阀门，关闭真三轴加载系统，对煤样夹持器的压力进行卸载；打开煤样夹持器取出煤样，然后将煤样包裹在吸水饱满的海绵管内装入煤样夹持器；
所述第七步骤具体是：打开硫化氢减压阀、第一阀门和第三阀门，使硫化氢气瓶中的气体进入煤样夹持器；
所述第八步骤具体是：
首先通过真三轴加载系统设定煤样夹持器的内部温度T与被模拟的煤层温度相同，设定第一液压加载系统、第二液压加载系统和第三液压加载系统提供的压力值与被模拟的煤层地应力相匹配，操作真三轴加载系统的各控制器使第一液压加载系统、第二液压加载系统和第三液压加载系统按设定压力对煤样夹持器进行加压；
第一液压加载系统的设定压力值为最大主应力σ1；
第二液压加载系统的设定压力值为中间主应力σ2；
第三液压加载系统的设定压力值为最小主应力σ3；
记录真三轴加载系统得到的煤样夹持器内部的温度和压力数据，
σ为有效应力，电控装置根据以下公式计算σ值：σ=(σ1+σ2+σ3)/3-(p1-p2)/2；其中p1为入口压力表的测量值，p2为出气压力表的测量值，单位为MP；
待煤样夹持器内部的温度和压力数据达到设定值后进入第九步骤；
所述第九步骤具体是：关闭硫化氢减压阀，打开甲烷减压阀，使甲烷气瓶中的气体进入煤样夹持器；保持5－10分钟后进入第十步骤；第九步骤中，煤样进入吸附解吸状态；
所述第十步骤具体是：在煤样保持吸附解吸状态24±1小时后，电控装置根据其预先存储的公式一计算温度和压力耦合下的煤样渗透率；
公式一：k(σ,T)=k s ×(1+T)m×e-ασ；
公式一中，k(σ,T)是温度和压力耦合下的煤样渗透率，单位为mD；ks是第五步骤中得到的煤样初始渗透率，单位为mD；T是第八步骤中设定的煤样夹持器的内部温度T，单位为℃；m是煤样温度影响指数，值为0.4；α为最大主应力和最小主应力的比值，α=σ1/σ3；σ为第八步骤中计算得到的有效应力值；
所述第十一步骤具体是：关闭所有阀门，关闭真三轴加载系统，对煤样夹持器的压力进行卸载，此时海绵管自动将煤样夹持器内的剩余液体吸附在内，从而无须排出液体；煤样夹持器的压力卸载后打开第五阀门，记录气体流量计显示的气体流量；气体最终经过气体流量计排入大气。
本发明具有如下的优点：
本发明研制了低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，开展真三轴条件下受载煤体瓦斯渗流影响因素实验研究，揭示在酸化作用下低渗煤层开采时酸化时间、地应力和温度等因素对特定煤体渗流规律的影响特性，指导被模拟地层的瓦斯抽采实践。
采用本发明的低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，无须向煤样夹持器内直接注入酸液，也就无须准备酸液容器和酸液管路，硫化氢和水直接在煤样夹持器内生成酸液，这样就杜绝了酸液泄漏问题，自然也杜绝了酸液泄漏造成场地和物品损失以及人身伤害的问题。如果实验时发生硫化氢泄漏，则因硫化层具有非常容易识别的气味而能够及时发现，并且因为硫化层造成危害需要达到相当的泄漏量并且要求实验环境通风不好，因而保持良好通风即可有效避免硫化氢的危害，闻到气味时及时处理硫化氢泄漏也可以避免发生损害；相比之下酸液泄漏基本一定会带来物品和场地的损失。因而采用本发明可以避免加注酸液带来的场地、实验物品以及人员受到危害的问题。
本发明的发明方法可以更换实验参数反复进行，以研究不同酸化时间（即第八步骤持续时间）、不同瓦斯压力、不同地应力和不同温度条件下的煤样渗透率，实验结果用来指导煤层瓦斯抽采实践。
本发明的实验方法中，既无须向煤样夹持器内注入酸液，也无须从煤样夹持器内向外排出酸液，实验过程中在煤样夹持器内部生成酸液并酸化煤样，过程十分方便和安全。其中海绵管为一次性消耗用品，下次进行实验室，更换新的海绵管即可。由于海绵管成本很低，因此基本不增加实验成本。
本发明的实验方法简单方便，第十步骤中可以准确计算出温度和压力耦合下的煤样渗透率，得到准确的实验结果，用来指导被模拟的煤层的瓦斯抽采前的酸化增透工作，具有很高的实用价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的电控结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统包括煤样夹持器23，煤样夹持器23用于盛放煤样及吸水海棉；
煤样夹持器23的进口连接有注气机构，煤样夹持器23的出口连接有排放测量机构，煤样夹持器23的侧壁连接有用于产生围压的真三轴加载系统；
注气机构用于向煤样夹持器23内先后注入甲烷气体和硫化氢气体，硫化氢气体用于在煤样夹持器23内与水反应生成弱酸液（氢硫酸）。
采用本发明的低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，无须向煤样夹持器23内直接注入酸液，也就无须准备酸液容器和酸液管路，硫化氢和水直接在煤样夹持器23内生成酸液，这样就杜绝了酸液泄漏问题，自然也杜绝了酸液泄漏造成场地和物品损失以及人身伤害的问题。如果实验时发生硫化氢泄漏，则因硫化层具有非常容易识别的气味而能够及时发现，并且因为硫化层造成危害需要达到相当的泄漏量并且要求实验环境通风不好，因而保持良好通风即可有效避免硫化氢的危害，闻到气味时及时处理硫化氢泄漏也可以避免发生损害；相比之下酸液泄漏基本一定会带来物品和场地的损失。因而采用本发明可以避免加注酸液带来的场地、实验物品以及人员受到危害的问题。
注气机构包括进气总管13，以气流方向为下游方向，进气总管13的上游端部并联连接有甲烷气瓶1和硫化氢气瓶2，甲烷气瓶1的出口处设有甲烷减压阀3，硫化氢气瓶2出口处设有硫化氢减压阀4；甲烷气瓶1和硫化氢气瓶2下游方向的进气总管13上设有进气压力表5，进气压力表5与甲烷气瓶1和硫化氢气瓶2相邻；进气压力表5下游的进气总管13上设有第一阀门6；第一阀门6下游方向的进气总管13上设有第三阀门7，第三阀门7下游方向的进气总管13上连接有抽真空管路8，抽真空管路8连接有真空泵9，抽真空管路8上设有第四阀门10；
进气总管13的下游端与煤样夹持器23的进口相连接，煤样夹持器23进口处的进气总管13上设有入口压力表11和进气流速传感器12；抽真空管路8与入口压力表11之间的进气总管13上连接有氦气管路14，氦气管路14连接有氦气瓶15，氦气管路14上设有氦气减压阀16；
还包括有电控装置17，电控装置17连接有显示屏18，电控装置17连接进气压力表5、入口压力表11和进气流速传感器12。电控装置17为常规技术，采用52单片机或PLC或工控计算机。
排放测量机构包括出气总管19，出气总管19由上游向下游方向依次间隔设有出气流速传感器20、出气压力表21、第五阀门22和气体流量计24，出气总管19的下游端与大气相通；出气流速传感器20、出气压力表21和气体流量计24均与电控装置17相连接。进气压力表5、入口压力表11和出气压力表21均采用电子压力表。
真三轴加载系统包括用于在前后方向上对煤样夹持器23中的煤样产生围压的第一液压加载系统28、用于在左右方向上对煤样夹持器23中的煤样产生围压的第二液压加载系统29，以及用于在上下方向上对煤样夹持器23中的煤样产生围压的第三液压加载系统30。
第一液压加载系统28、第二液压加载系统29和第三液压加载系统30均通过管路与煤样夹持器23相通；真三轴加载系统还包括有用于调节煤样温度的温度调节机构；
第一液压加载系统28、第二液压加载系统29和第三液压加载系统30分别对应设有应力传感器31和控制器25，各应力传感器31均位于煤样夹持器23中；应力传感器31和控制器25均与电控装置17相连接。真三轴加载系统采用江苏拓创科研仪器有限公司生产的TCYQ-3型号的系统。
第一阀门6和第四阀门10之间的进气总管13上设有参考缸管路32，参考缸管路32连接有参考缸33，参考缸管路32连接有第二阀门34和参考缸压力表35，参考缸压力表35连接电控装置17。参考缸33有助于稳定系统压力。
本发明还公开了使用上述低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统进行的实验方法，按以下步骤进行：
第一步骤是准备低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统；
第二步骤是放入煤样；
第三步骤是抽真空；
第四步骤是向煤样夹持器23通入氦气；
第五步骤是记录煤自然状态下时煤样初始渗透率（根据自然状态下被模拟煤层的地应力来设置真三轴加载系统提供的围压和轴压）的值ks；
第六步骤是对煤样夹持器23的压力进行卸载，再在煤样夹持器23内圈设置吸水饱满的海绵管；海绵管为管状海绵，可由平面状的海绵围绕在煤样上形成。
第七步骤是向煤样夹持器23通入硫化氢气体；
第八步骤是控温并加载围压，海绵管内吸附的水在围压的作用下被挤压出来，与煤样夹持器23内的硫化氢气体接触弱酸液（氢硫酸），弱酸液使煤样夹持器23里的煤样酸化；
第九步骤是向煤样夹持器23通入甲烷气体；
第十步骤是计算在酸化时间、瓦斯压力、地应力和温度多场耦合下的煤样渗透率；
第十一步骤是关闭低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统。
本发明的发明方法可以更换实验参数反复进行，以研究不同酸化时间（即第八步骤持续时间）、不同瓦斯压力、不同地应力和不同温度条件下的煤样渗透率，实验结果用来指导煤层瓦斯抽采实践。
实验前，测量被模拟的煤层地应力，得到煤层最大主应力σ1、中间主应力σ2和最小主应力σ3；
所述第一步骤具体是：通过管路和/或线路连接各设备，形成所述低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统；所有阀门的初始状态均为关闭状态；检查管路有无破损，如有破损则更换管路或者修补管路；
所述第二步骤具体是：打开煤样夹持器23，放入煤样后再关闭煤样夹持器23；
所述第三步骤具体是：打开第四阀门10、第三阀门7、第二阀门34和第一阀门6，打开真空泵9对系统进行抽真空，直到进气压力表5、参考缸压力表35、入口压力表11和出气压力表21检测到的压力均低于或等于1千帕，关闭真空泵9和第四阀门10；
所述第四步骤具体是：关闭第三阀门7，打开氦气减压阀16，使氦气通过进气总管13进入煤样夹持器23中；
所述第五步骤具体是：操作真三轴加载系统，在室温下，打开第五阀门22，通过显示屏18持续观测记录进气流速传感器12和出气流速传感器20的示数，进气流速和出气流速均稳定不变（允许仪表精度范围内的误差）后，计算1秒钟内进气流量和出气流量的差值，并将该差值作为煤样的初始渗透率ks；然后关闭第五阀门22；
所述第六步骤具体是：关闭所有阀门，关闭真三轴加载系统，对煤样夹持器23的压力进行卸载；打开煤样夹持器23取出煤样，然后将煤样包裹在吸水饱满的海绵管内装入煤样夹持器23；
所述第七步骤具体是：打开硫化氢减压阀4、第一阀门6和第三阀门7，使硫化氢气瓶2中的气体进入煤样夹持器23；
所述第八步骤具体是：
首先通过真三轴加载系统设定煤样夹持器23的内部温度T与被模拟的煤层温度相同，设定第一液压加载系统28、第二液压加载系统29和第三液压加载系统30提供的压力值与被模拟的煤层地应力相匹配，操作真三轴加载系统的各控制器25使第一液压加载系统28、第二液压加载系统29和第三液压加载系统30按设定压力对煤样夹持器23进行加压；
第一液压加载系统28的设定压力值为最大主应力σ1；
第二液压加载系统29的设定压力值为中间主应力σ2；
第三液压加载系统30的设定压力值为最小主应力σ3；
记录真三轴加载系统得到的煤样夹持器23内部的温度和压力数据，
σ为有效应力，电控装置根据以下公式计算σ值：σ=(σ1+σ2+σ3)/3-(p1-p2)/2；其中p1为入口压力表的测量值，p2为出气压力表的测量值，单位为MPa（兆帕）；
待煤样夹持器23内部的温度和压力数据达到设定值（σ1、σ2和σ3均既可以是点值，也可以是范围值）后进入第九步骤；
所述第九步骤具体是：关闭硫化氢减压阀4，打开甲烷减压阀3，使甲烷气瓶1中的气体进入煤样夹持器23；调节甲烷减压阀3的开启度模拟被模拟煤层中的瓦斯压力；保持5－10分钟后进入第十步骤；第九步骤中，煤样进入吸附解吸状态；
所述第十步骤具体是：在煤样保持吸附解吸状态24±1小时后，电控装置17根据其预先存储的公式一计算温度和压力耦合下的煤样渗透率；
公式一：k（σ，T）＝ks×（1+T）m×e－ασ；
公式一中，k(σ,T)是温度和压力耦合下的煤样渗透率，单位为mD（即毫达西）；ks是第五步骤中得到的煤样初始渗透率；T是第八步骤中设定的煤样夹持器23的内部温度T；m是煤样温度影响指数，值为0.4；α为最大主应力和最小主应力的比值，α＝σ1/σ3；σ为第八步骤中计算得到的有效应力值；
所述第十一步骤具体是：关闭所有阀门，关闭真三轴加载系统，对煤样夹持器23的压力进行卸载，此时海绵管自动将煤样夹持器23内的剩余液体吸附在内，从而无须排出液体；煤样夹持器23的压力卸载后打开第五阀门22，记录气体流量计24显示的气体流量；气体最终经过气体流量计24排入大气。
本发明的实验方法中，既无须向煤样夹持器23内注入酸液，也无须从煤样夹持器23内向外排出酸液，实验过程中在煤样夹持器23内部生成酸液并酸化煤样，过程十分方便和安全。其中海绵管为一次性消耗用品，下次进行实验室，更换新的海绵管即可。由于海绵管成本很低，因此基本不增加实验成本。
本发明的实验方法简单方便，第十步骤中可以准确计算出温度和压力耦合下的煤样渗透率，得到准确的实验结果，用来指导被模拟的煤层的瓦斯抽采前的酸化增透工作，具有很高的实用价值。
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。
Claims (7)
1.低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，包括煤样夹持器，其特征在于：煤样夹持器用于盛放煤样及吸水海棉；
煤样夹持器的进口连接有注气机构，煤样夹持器的出口连接有排放测量机构，煤样夹持器的侧壁连接有用于产生围压的真三轴加载系统；
注气机构用于向煤样夹持器内先后注入甲烷气体和硫化氢气体，硫化氢气体用于在煤样夹持器内与水反应生成弱酸液。
2.根据权利要求1所述的低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，其特征在于：
注气机构包括进气总管，以气流方向为下游方向，进气总管的上游端部并联连接有甲烷气瓶和硫化氢气瓶，甲烷气瓶的出口处设有甲烷减压阀，硫化氢气瓶出口处设有硫化氢减压阀；甲烷气瓶和硫化氢气瓶下游方向的进气总管上设有进气压力表，进气压力表与甲烷气瓶和硫化氢气瓶相邻；进气压力表下游的进气总管上设有第一阀门；第一阀门下游方向的进气总管上设有第三阀门，第三阀门下游方向的进气总管上连接有抽真空管路，抽真空管路连接有真空泵，抽真空管路上设有第四阀门；
进气总管的下游端与煤样夹持器的进口相连接，煤样夹持器进口处的进气总管上设有入口压力表和进气流速传感器；抽真空管路与入口压力表之间的进气总管上连接有氦气管路，氦气管路连接有氦气瓶，氦气管路上设有氦气减压阀；
还包括有电控装置，电控装置连接有显示屏，电控装置连接进气压力表、入口压力表和进气流速传感器。
3.根据权利要求2所述的低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，其特征在于：排放测量机构包括出气总管，出气总管由上游向下游方向依次间隔设有出气流速传感器、出气压力表、第五阀门和气体流量计，出气总管的下游端与大气相通；出气流速传感器、出气压力表和气体流量计均与电控装置相连接。
4.根据权利要求3所述的低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，其特征在于：真三轴加载系统包括用于在前后方向上对煤样夹持器中的煤样产生围压的第一液压加载系统、用于在左右方向上对煤样夹持器中的煤样产生围压的第二液压加载系统，以及用于在上下方向上对煤样夹持器中的煤样产生围压的第三液压加载系统，
第一液压加载系统、第二液压加载系统和第三液压加载系统均通过管路与煤样夹持器相通；
真三轴加载系统还包括有用于调节煤样温度的温度调节机构；
第一液压加载系统、第二液压加载系统和第三液压加载系统分别对应设有应力传感器和控制器，各应力传感器均位于煤样夹持器中；应力传感器和控制器均与电控装置相连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统，其特征在于：第一阀门和第四阀门之间的进气总管上设有参考缸管路，参考缸管路连接有参考缸，参考缸管路连接有第二阀门和参考缸压力表，参考缸压力表连接电控装置。
6.使用权利要求4中所述低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统进行的实验方法，其特征在于按以下步骤进行：
第一步骤是准备低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统；
第二步骤是放入煤样；
第三步骤是抽真空；
第四步骤是向煤样夹持器通入氦气；
第五步骤是记录煤自然状态下时煤样初始渗透率的值ks；
第六步骤是对煤样夹持器的压力进行卸载，再在煤样夹持器内圈设置吸水饱满的海绵管；
第七步骤是向煤样夹持器通入硫化氢气体；
第八步骤是控温并加载围压，海绵管内吸附的水在围压的作用下被挤压出来，与煤样夹持器内的硫化氢气体接触弱酸液，弱酸液使煤样夹持器里的煤样酸化；
第九步骤是向煤样夹持器通入甲烷气体；
第十步骤是计算在酸化时间、地应力和温度多场耦合下的煤样渗透率；
第十一步骤是关闭低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统。
7.根据权利要求6所述的实验方法，其特征在于：
实验前，测量被模拟的煤层地应力，得到煤层最大主应力σ1、中间主应力σ2和最小主应力σ3；
所述第一步骤具体是：通过管路和/或线路连接各设备，形成所述低渗煤层酸化增透受载煤体瓦斯渗流多场耦合实验系统；所有阀门的初始状态均为关闭状态；检查管路有无破损，如有破损则更换管路或者修补管路；
所述第二步骤具体是：打开煤样夹持器，放入煤样后再关闭煤样夹持器；
所述第三步骤具体是：打开第四阀门、第三阀门、第二阀门和第一阀门，打开真空泵对系统进行抽真空，直到进气压力表、参考缸压力表、入口压力表和出气压力表检测到的压力均低于或等于1千帕，关闭真空泵和第四阀门；
所述第四步骤具体是：关闭第三阀门，打开氦气减压阀，使氦气通过进气总管进入煤样夹持器中；
所述第五步骤具体是：操作真三轴加载系统，在室温下，打开第五阀门，通过显示屏持续观测记录进气流速传感器和出气流速传感器的示数，进气流速和出气流速均稳定不变后，计算1秒钟内进气流量和出气流量的差值，并将该差值作为煤样的初始渗透率ks；然后关闭第五阀门；
所述第六步骤具体是：关闭所有阀门，关闭真三轴加载系统，对煤样夹持器的压力进行卸载；打开煤样夹持器取出煤样，然后将煤样包裹在吸水饱满的海绵管内装入煤样夹持器；
所述第七步骤具体是：打开硫化氢减压阀、第一阀门和第三阀门，使硫化氢气瓶中的气体进入煤样夹持器；
所述第八步骤具体是：
首先通过真三轴加载系统设定煤样夹持器的内部温度T与被模拟的煤层温度相同，设定第一液压加载系统、第二液压加载系统和第三液压加载系统提供的压力值与被模拟的煤层地应力相匹配，操作真三轴加载系统的各控制器使第一液压加载系统、第二液压加载系统和第三液压加载系统按设定压力对煤样夹持器进行加压；
第一液压加载系统的设定压力值为最大主应力σ1；
第二液压加载系统的设定压力值为中间主应力σ2；
第三液压加载系统的设定压力值为最小主应力σ3；
记录真三轴加载系统得到的煤样夹持器内部的温度和压力数据，
σ为有效应力，电控装置根据以下公式计算σ值：σ=(σ1+σ2+σ3)/3-(p1-p2)/2；其中p1为入口压力表的测量值，p2为出气压力表的测量值，单位为MP；
待煤样夹持器内部的温度和压力数据达到设定值后进入第九步骤；
所述第九步骤具体是：关闭硫化氢减压阀，打开甲烷减压阀，使甲烷气瓶中的气体进入煤样夹持器；保持5－10分钟后进入第十步骤；第九步骤中，煤样进入吸附解吸状态；
所述第十步骤具体是：在煤样保持吸附解吸状态24±1小时后，电控装置根据其预先存储的公式一计算温度和压力耦合下的煤样渗透率；
公式一：k(σ,T)=k s ×(1+T)m×e-ασ；
公式一中，k(σ,T)是温度和压力耦合下的煤样渗透率，单位为mD；ks是第五步骤中得到的煤样初始渗透率，单位为mD；T是第八步骤中设定的煤样夹持器的内部温度T，单位为℃；m是煤样温度影响指数，值为0.4；α为最大主应力和最小主应力的比值，α=σ1/σ3；σ为第八步骤中计算得到的有效应力值；
所述第十一步骤具体是：关闭所有阀门，关闭真三轴加载系统，对煤样夹持器的压力进行卸载，此时海绵管自动将煤样夹持器内的剩余液体吸附在内，从而无须排出液体；煤样夹持器的压力卸载后打开第五阀门，记录气体流量计显示的气体流量；气体最终经过气体流量计排入大气。
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