CN210799032U - 高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，包括模拟的煤层，煤层中交替设有若干液氮致裂孔和若干爆破孔；各液氮致裂孔中均设有用于向煤层中注入液氮的注氮装置，注氮装置连接有液氮支管，液氮支管伸出液氮致裂孔并与液氮总管相连接；液氮总管连接有用于提供脉冲高压液氮的电磁增压装置；各爆破孔中均设有爆破装置，爆破装置装有炸药包，炸药包内埋设有引线，引线通过引线通孔和引出管伸出爆破孔。本实用新型能够综合使用脉冲液氮致裂和爆破致裂，提高煤层致裂增透的效率和增透效果，对煤层气开采具有良好的促进作用。

Description

高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置

技术领域

本实用新型涉及煤层气开采技术领域。

背景技术

我国煤层透气性系数低，瓦斯抽采难度大，亟需泄压增透方法，泄压增透方法主要有松动爆破、密集钻孔、深孔预裂、开采保护层和水力冲孔等。目前液氮压裂增透技术有待开发，液氮压裂是一种即环保又相对廉价的一种压裂手段，本实用新型采用高压液氮与爆破组合致裂煤层的方法，对煤层气开采起到促进作用，为探究地下煤层区域性致裂提供了一种新的实验装置及相应的实验方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤层增透实验装置，通过液氮与爆破复合致裂增强煤层透气性，为瓦斯抽采提供条件。

为实现上述目的，本实用新型的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置包括模拟的煤层，煤层中交替设有若干液氮致裂孔和若干爆破孔；

各液氮致裂孔中均设有用于向煤层中注入液氮的注氮装置，注氮装置连接有液氮支管，液氮支管伸出液氮致裂孔并与液氮总管相连接；

液氮总管连接有用于提供脉冲高压液氮的电磁增压装置；

各爆破孔中均设有爆破装置，爆破装置包括同轴连接的薄壁管和引出管，薄壁管一端伸至爆破孔的孔底处且该端为封闭端；薄壁管的另一端径向延伸设有第一连接盘；引出管一端径向延伸设有第二连接盘，第一连接盘和和第二连接盘之间设有垫板，垫板、第一连接盘和第二连接盘上对应设有若干连接孔，垫板上的连接孔为光孔，第一连接盘和第二连接盘上的连接孔为螺孔；垫板、第一连接盘和第二连接盘的相对应的连接孔内设有第一连接螺栓；薄壁管和引出管通过垫板、第一连接盘、第二连接盘和第一连接螺栓固定连接；

垫板、第一连接盘和第二连接盘的圆心处对应设有用于引线通过的引线通孔；薄壁管装有炸药包，炸药包内埋设有引线，引线通过引线通孔和引出管伸出爆破孔。

液氮支管和液氮总管结构相同并均为复合管路，由内至外依次包括有同轴设置的供氮内管、套设于供氮内管外的液氮保温管和套设于液氮保温管外的真空保温管；供氮内管和液氮保温管之间设有连接筋板，液氮保温管和真空保温管之间设有连接筋板；液氮保温管与供氮内管之间围成液氮保温腔，真空保温管与液氮保温管之间围成真空保温腔；真空保温腔两端均封闭，液氮支管的供氮内管与液氮总管的供氮内管密封连通，液氮支管的液氮保温腔与液氮总管的液氮保温腔密封连通，液氮支管的真空保温腔与液氮总管的真空保温腔密封连通；

液氮总管的供氮内管和真空保温腔均与一抽真空管路相连接，抽真空管路连接有真空泵；液氮总管与电磁增压装置连接处的液氮保温腔处设有保温用电磁阀，液氮总管与电磁增压装置连接处的供氮内管上设有第三单向阀。

所述注氮装置为液氮末端管路，液氮末端管路的结构与液氮支管相同；液氮末端管路一端与液氮支管相连接且另一端伸至液氮致裂孔并封闭；

液氮末端管路上均匀间隔连接有若干层喷嘴组，每层喷嘴组包括若干沿液氮末端管路的周向均匀分布的喷嘴，各喷嘴均与液氮末端管路的供氮内管相连接；液氮支管的液氮保温腔与液氮末端管路的液氮保温腔密封连通，液氮支管的真空保温腔与液氮末端管路的真空保温腔密封连通。

所述用于提供脉冲高压液氮的电磁增压装置包括液氮容器、电控装置、顶盖和用于液氮增压的液氮槽，电控装置连接有显示屏；所述顶盖包括位于外层的顶盖保温层和位于内层的滑动连接层，滑动连接层由刚性材料制成；所述液氮槽的槽壁包括位于外层的槽体保温层和位于内层的刚性材料层，

液氮槽的槽口朝上，顶盖扣合在液氮槽上，液氮槽的左侧内壁连接有电磁铁，电磁铁的连接线路密封穿过液氮槽的槽壁并与电控装置相连接；

液氮槽内与电磁铁平行并排设有由软磁材料制成的滑动板，滑动板的顶端与顶盖滑动密封配合；顶盖与液氮槽围成空腔，滑动板将空腔分隔为位于滑动板右侧的液氮腔和位于滑动板左侧的弹簧腔；

滑动板与电磁铁之间连接有高强度弹簧；高强度弹簧位于弹簧腔内；液氮槽右部的顶盖通过进氮管路连接液氮容器，进氮管路上设有第一单向阀和上电磁阀；第一单向阀的开启方向为由液氮容器朝向液氮腔；液氮总管的液氮保温腔和供氮内管均与液氮腔相连通。

所述各喷嘴处均设有用于防止高压液氮回流的第二单向阀。

液氮支管、液氮总管和液氮末端管路均由若干管段相连接而成，相邻管段之间通过接管结构相连；

相连的两个管段分别为第一管段和第二管段，接管结构包括在套设在第一管段末端外壁上的钢筒，钢筒通过密封螺栓与第一管段密封固定连接；钢筒向外连接有固定板，固定板朝向第二管段方向延伸且其末端朝向第二管段连接有连接板；第二管段端部正对固定板焊接有径向钢板，径向钢板与连接板之间通过第二连接螺栓相连接；第一管段和第二管段的相连接面处压设有环形的密封垫片。

各液氮致裂孔的孔口处分别设有防喷孔装置；

防喷孔装置包括耐压钢板，耐压钢板包括左段钢板和右段钢板，左段钢板的右侧面凹陷设有左圆弧槽，右段钢板的左侧面凹陷设有右圆弧槽，左圆弧槽和右圆弧槽对接形成与液氮支管相适配的圆形孔，左圆弧槽和右圆弧槽的槽壁上均设有密封垫；

左段钢板右端上表面和右端下表面分别固定连接有左立板，右段钢板左端上表面和左端下表面分别固定连接有右立板，左立板和右立板通过压紧螺栓紧压在一起；

耐压钢板上均匀设有若干用于将耐压钢板锚固在液氮致裂孔的孔口处的锚固孔。

所述耐压钢板向下连接有用于支撑在巷道地面的支架；

支架包括支撑在巷道地面的钢制的底板，底板上设有下铰接座，下铰接座向上铰接有下支撑杆；

耐压钢板上设有上铰接座，上铰接座向下铰接有上支撑杆；上支撑杆和下支撑杆通过连接筒连接在一起，连接筒中设有内螺纹，上支撑杆和下支撑杆上均设有外螺纹，上支撑杆向下伸入连接筒并与连接筒螺纹连接，下支撑杆向上伸入连接筒并与连接筒螺纹连接；

底板、下铰接座、下支撑杆、连接筒、上支撑杆和上铰接座组成所述支架。

每套防喷孔装置的耐压钢板的左段钢板和右段钢板分别连接一套所述支架。

本实用新型具有如下的优点：

本实用新型能够综合使用脉冲液氮致裂和爆破致裂，提高煤层致裂增透的效率和增透效果，对煤层气开采具有良好的促进作用。

接管结构非常便于将两个管段对接在一起，既提高了对接管段的效率，又保证了对接管段之间的密封性。

复合管路结构简单，利用真空保温和液氮保温的双重保温作用，相比以往起到更好的保温效果。顶盖与液氮槽之间的具体扣合结构既便于制作，又便于使用中使顶盖与液氮槽相扣合或相分离。

本实用新型的电磁增压装置结构简单，能够利用高强度弹簧蓄积弹性势能，并通过瞬间释放弹性势能来迅速提高液氮的压力，液氮的增压速度是传统液氮泵的3倍以上，与以往相比减少了向煤样中注入液氮所需要的时间，减少了向煤样注入液氮过程中致裂用液氮向外界散发的冷量。尤其是液氮腔足够大，一次注入的液氮即为实验所需注入煤样的液氮量时，注入液氮的时间缩短得更为明显。第二单向阀起到防止高压液氮回流的作用。

使用时，通过锚固孔将锚杆打入液氮致裂孔的孔口处的煤岩层中，从而将耐压钢板固定在液氮致裂孔的孔口处，防止液氮致裂孔内的液氮喷出。左段钢板和右段钢板等的设置，便于将耐压钢板安装在液氮支管，并通过密封垫保持圆形孔与液氮支管之间的密封性。

通过转动上支撑杆和/或下支撑杆，可以调节下支撑杆、连接筒和上支撑杆的整体长度，从而适应不同的钻孔高度（液氮致裂孔）。通过下支撑杆、连接筒和上支撑杆向上顶紧耐压钢板，能够在锚固孔和锚杆之外，增加支撑固定防喷孔装置的耐压钢板的结构，通过锚固结构和支架结构进行双重固定，起到更好的防喷孔作用。

每套防喷孔装置的耐压钢板的左段钢板和右段钢板分别连接一套所述支架，从而起到更牢靠的支撑作用，并且防止左立板和右立板因受力不均而损坏。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中A处的放大结构示意图，即接管结构的示意图；

图3是图1中爆破装置的结构示意图；

图4是图1中电磁增压装置的结构示意图；

图5是液氮支管、液氮总管和液氮末端管路的截面图；

图6是防喷孔装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图6所示，本实用新型的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置包括模拟的煤层33，煤层33中交替设有若干液氮致裂孔31和若干爆破孔32；

各液氮致裂孔31中均设有用于向煤层33中注入液氮的注氮装置34，注氮装置34连接有液氮支管35，液氮支管35伸出液氮致裂孔31并与液氮总管36相连接；

液氮总管36连接有用于提供脉冲高压液氮的电磁增压装置38；

各爆破孔32中均设有爆破装置37，爆破装置37包括同轴连接的薄壁管39和引出管65，薄壁管39一端伸至爆破孔32的孔底处且该端为封闭端；薄壁管39的另一端径向延伸设有第一连接盘61；引出管65一端径向延伸设有第二连接盘63，第一连接盘61和和第二连接盘63之间设有垫板62，垫板62、第一连接盘61和第二连接盘63上对应设有若干连接孔，垫板62上的连接孔为光孔，第一连接盘61和第二连接盘63上的连接孔为螺孔；垫板62、第一连接盘61和第二连接盘63的相对应的连接孔内设有第一连接螺栓64；薄壁管39和引出管65通过垫板62、第一连接盘61、第二连接盘63和第一连接螺栓64固定连接；

垫板62、第一连接盘61和第二连接盘63的圆心处对应设有用于引线通过的引线通孔；薄壁管39装有炸药包60，炸药包60内埋设有引线66，引线66通过引线通孔和引出管65伸出爆破孔32。

本实用新型能够综合使用脉冲液氮致裂和爆破致裂，提高煤层33致裂增透的效率和增透效果，对煤层33气开采具有良好的促进作用。

液氮支管35和液氮总管36结构相同并均为复合管路，由内至外依次包括有同轴设置的供氮内管16、套设于供氮内管16外的液氮保温管17和套设于液氮保温管17外的真空保温管18；供氮内管16和液氮保温管17之间设有连接筋板19，液氮保温管17和真空保温管18之间设有连接筋板19；液氮保温管17与供氮内管16之间围成液氮保温腔20，真空保温管18与液氮保温管17之间围成真空保温腔21；真空保温腔21两端均封闭，液氮支管35的供氮内管16与液氮总管36的供氮内管16密封连通，液氮支管35的液氮保温腔20与液氮总管36的液氮保温腔20密封连通，液氮支管35的真空保温腔21与液氮总管36的真空保温腔21密封连通。液氮总管36的供氮内管16和真空保温腔21均与一抽真空管路40相连接，抽真空管路40连接有真空泵41。

真空保温腔21中的真空（负压）为在制作复合管路30时预先抽好，在本发明的实验方法进行时无须另外再对真空保温腔21抽真空。

液氮总管36与电磁增压装置38连接处的液氮保温腔20处设有保温用电磁阀22，液氮总管36与电磁增压装置38连接处的供氮内管16上设有第三单向阀23。

所述注氮装置34为液氮末端管路，液氮末端管路的结构与液氮支管35相同；液氮末端管路一端与液氮支管35相连接且另一端伸至液氮致裂孔31并封闭；

液氮末端管路上均匀间隔连接有若干层喷嘴组42，每层喷嘴组42包括若干沿液氮末端管路的周向均匀分布的喷嘴，各喷嘴均与液氮末端管路的供氮内管16相连接；液氮支管35的液氮保温腔20与液氮末端管路的液氮保温腔20密封连通，液氮支管35的真空保温腔21与液氮末端管路的真空保温腔21密封连通。

所述用于提供脉冲高压液氮的电磁增压装置38包括液氮容器1、电控装置2、顶盖和用于液氮增压的液氮槽，电控装置2连接有显示屏3；所述顶盖包括位于外层的顶盖保温层4和位于内层的滑动连接层5，滑动连接层5由刚性材料制成；所述液氮槽的槽壁包括位于外层的槽体保温层6和位于内层的刚性材料层7；

液氮槽的槽口朝上，顶盖扣合在液氮槽上，液氮槽的左侧内壁（即刚性材料层7）连接有电磁铁8，电磁铁8的连接线路密封穿过液氮槽的槽壁并与电控装置2相连接；

液氮槽内与电磁铁8平行并排设有由软磁材料制成的滑动板9，滑动板9的顶端与顶盖滑动密封配合；具体地，滑动板9的顶面与滑动连接层5滑动密封配合，滑动板9的底面与刚性材料层7滑动密封配合。顶盖与液氮槽围成空腔，滑动板9将空腔分隔为位于滑动板9右侧的液氮腔10和位于滑动板9左侧的弹簧腔11；

滑动板9与电磁铁8之间连接有高强度弹簧12；高强度弹簧12位于弹簧腔11内；液氮槽右部的顶盖通过进氮管路13连接液氮容器1，进氮管路13上设有第一单向阀14和上电磁阀15；第一单向阀14的开启方向为由液氮容器1朝向液氮腔10；上电磁阀15为了防止抽真空时，液氮腔10中的负压使得第一单向阀14自动开启而将液氮容器1中的液氮吸出。液氮总管36的液氮保温腔20和供氮内管16均与液氮腔10相连通。

顶盖与液氮槽之间的扣合结构具体为：

液氮槽的左侧槽壁顶部水平弯折后形成左卡扣板24，液氮槽的右侧槽壁顶部水平弯折后形成右卡扣板25；顶盖的左侧弯折后形成与左卡扣板24相适配的左钩形卡扣部26，顶盖的右侧弯折后形成与右卡扣板25相适配的右钩形卡扣部27；左卡扣板24伸入左钩形卡扣部26，右卡扣板25伸入右钩形卡扣部27。

电磁增压装置38结构简单，能够提供脉冲高压液氮对煤层33进行增透。

所述各喷嘴处均设有用于防止高压液氮回流的第二单向阀。第二单向阀为常规单向阀，图未详示。第二单向阀起到防止高压液氮回流的作用。

液氮支管35、液氮总管36和液氮末端管路均由若干管段相连接而成，相邻管段之间通过接管结构相连；

相连的两个管段分别为第一管段42和第二管段43，接管结构包括在套设在第一管段42末端外壁上的钢筒44，钢筒44通过密封螺栓45与第一管段42密封固定连接；钢筒44向外连接有固定板46，固定板46朝向第二管段43方向弯折延伸且其末端朝向第二管段43连接有连接板47；第二管段43端部正对固定板46焊接有径向钢板48，径向钢板48与连接板47之间通过第二连接螺栓49相连接；第一管段42和第二管段43的相连接面处压设有环形的密封垫片50。

接管结构非常便于将两个管段对接在一起，既提高了对接管段的效率，又保证了对接管段之间的密封性。

各液氮致裂孔31的孔口处分别设有防喷孔装置；

防喷孔装置包括耐压钢板51，耐压钢板51包括左段钢板52和右段钢板53，左段钢板52的右侧面凹陷设有左圆弧槽，右段钢板53的左侧面凹陷设有右圆弧槽，左圆弧槽和右圆弧槽对接形成与液氮支管35相适配的圆形孔54，左圆弧槽和右圆弧槽的槽壁上均设有密封垫，密封垫为常规结构，图未示；

左段钢板52右端上表面和右端下表面分别固定连接有左立板55，右段钢板53左端上表面和左端下表面分别固定连接有右立板56，左立板55和右立板56通过压紧螺栓57紧压在一起；

耐压钢板51上均匀设有若干用于将耐压钢板51锚固在液氮致裂孔31的孔口处的煤岩壁上的锚固孔58。

使用时，通过锚固孔58将锚杆打入液氮致裂孔31的孔口处的煤岩层中，从而将耐压钢板51固定在液氮致裂孔31的孔口处，防止液氮致裂孔31内的液氮喷出。左段钢板52和右段钢板53等的设置，便于将耐压钢板51安装在液氮支管35，并通过密封垫保持圆形孔54与液氮支管35之间的密封性。

所述耐压钢板51向下连接有用于支撑在巷道地面的支架；

支架包括支撑在巷道地面的钢制的底板59，底板59上设有下铰接座67，下铰接座67向上铰接有下支撑杆68；

耐压钢板51上设有上铰接座69，上铰接座69向下铰接有上支撑杆70；上支撑杆70和下支撑杆68通过连接筒71连接在一起，连接筒71中设有内螺纹，上支撑杆70和下支撑杆68上均设有外螺纹，上支撑杆70向下伸入连接筒71并与连接筒71螺纹连接，下支撑杆68向上伸入连接筒71并与连接筒71螺纹连接；

底板59、下铰接座67、下支撑杆68、连接筒71、上支撑杆70和上铰接座69组成所述支架。

通过转动上支撑杆70和/或下支撑杆68，可以调节下支撑杆68、连接筒71和上支撑杆70的整体长度，从而适应不同的钻孔高度（液氮致裂孔31）。通过下支撑杆68、连接筒71和上支撑杆70向上顶紧耐压钢板51，能够在锚固孔58和锚杆之外，增加支撑固定防喷孔装置的耐压钢板51的结构，通过锚固结构和支架结构进行双重固定，起到更好的防喷孔作用。

每套防喷孔装置的耐压钢板51的左段钢板52和右段钢板53分别连接一套所述支架。

每套防喷孔装置的耐压钢板51的左段钢板52和右段钢板53分别连接一套所述支架，从而起到更牢靠的支撑作用，并且防止左立板55和右立板56因受力不均而损坏。

使用时，按照以下步骤进行操作实验:

第一步骤：安装液氮支管35、液氮总管36和液氮末端管路。将液氮总管36与电磁增压装置38相连接，根据通过接管结构将液氮支管35、液氮总管36和液氮末端管路分别设置为需要的长度。将具有喷嘴组42和第二单向阀的液氮末端管路伸入到液氮致裂孔31煤层33处，直到液氮末端管路伸入到液氮致裂孔31末端处。

第二步骤：用引出管65将存放有炸药包60的薄壁管39放入煤层33处。第一连接盘61与薄壁管39焊接，爆破引线66（导火线）通过引线通孔和引出管65穿过煤层3328及岩层29通向外界。

第三步骤：安装防喷孔装置46。耐压钢板5126通过压紧螺栓57与密封垫与液氮支管35密封连接。打开保温用电磁阀22，关闭上电磁阀15（也可以关闭保温用电磁阀22，不对液氮腔10抽真空），对打开真空泵41，对液氮保温腔20和供氮内管16进行抽真空，在液氮保温腔20和供氮内管16产生负压。

通过转动上支撑杆70和/或下支撑杆68，可以调节下支撑杆68、连接筒71和上支撑杆70的整体长度，从而适应不同的钻孔高度（液氮致裂孔31）。通过下支撑杆68、连接筒71和上支撑杆70向上顶紧耐压钢板51，起到防喷孔的作用。

第四步骤：打开上电磁阀、保温用电磁阀22和电磁铁8，电磁铁8启动时滑动板9向左运动，液氮腔10增大，压力降低；将大量液氮吸入电磁装置的液氮腔10内，之后通过电控装置2控制电磁铁8交替启动和关闭，电磁铁8启动时滑动板9向左运动，液氮腔10增大产生负压，电磁铁8关闭时滑动板9向右运动，液氮腔10减小从而使液氮处于高压状态。第一单向阀14起到防止液氮向液氮容器1回流的作用。

通过控制电流大小，可以控制电磁铁8的磁力大小，进而控制在液氮腔10内产生高压的压力。电磁铁8磁力越大，就能够使高强度弹簧12蓄积越大的势能，在电磁阀断电后，就能够在液氮腔10内产生更大的压力。反之，电磁铁8磁力越小，液氮腔10内产生的脉冲压力就越小。

由于保温用电磁阀22打开，因此部分液氮进入液氮保温管17内（无须注满，进入一部分液氮即可），进而起到液氮保温的作用。

第五步骤：通过电控装置2控制电磁铁8交替启动和关闭，把液氮快速注入液氮总管36的供氮内管16，通过液氮支管35和液氮末端管路将液氮送入液氮致裂孔31中进入煤层33，对煤层33进行液氮致裂增透。

第六步骤：使引线66通电，启动爆破装置37，对煤层33进行爆破增透。

根据实验具体计划，第五步骤与第六步骤可以不分先后同时进行，亦可交替进行。

第七步骤：实验结束后，拆卸掉防喷孔装置、液氮总管36、液氮支管35以及防喷孔装置，分类放置备用。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，其特征在于：包括模拟的煤层，煤层中交替设有若干液氮致裂孔和若干爆破孔；

各液氮致裂孔中均设有用于向煤层中注入液氮的注氮装置，注氮装置连接有液氮支管，液氮支管伸出液氮致裂孔并与液氮总管相连接；

液氮总管连接有用于提供脉冲高压液氮的电磁增压装置；

各爆破孔中均设有爆破装置，爆破装置包括同轴连接的薄壁管和引出管，薄壁管一端伸至爆破孔的孔底处且该端为封闭端；薄壁管的另一端径向延伸设有第一连接盘；引出管一端径向延伸设有第二连接盘，第一连接盘和和第二连接盘之间设有垫板，垫板、第一连接盘和第二连接盘上对应设有若干连接孔，垫板上的连接孔为光孔，第一连接盘和第二连接盘上的连接孔为螺孔；垫板、第一连接盘和第二连接盘的相对应的连接孔内设有第一连接螺栓；薄壁管和引出管通过垫板、第一连接盘、第二连接盘和第一连接螺栓固定连接；

垫板、第一连接盘和第二连接盘的圆心处对应设有用于引线通过的引线通孔；薄壁管装有炸药包，炸药包内埋设有引线，引线通过引线通孔和引出管伸出爆破孔。

2.根据权利要求1所述的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，其特征在于：液氮支管和液氮总管结构相同并均为复合管路，由内至外依次包括有同轴设置的供氮内管、套设于供氮内管外的液氮保温管和套设于液氮保温管外的真空保温管；供氮内管和液氮保温管之间设有连接筋板，液氮保温管和真空保温管之间设有连接筋板；液氮保温管与供氮内管之间围成液氮保温腔，真空保温管与液氮保温管之间围成真空保温腔；真空保温腔两端均封闭，液氮支管的供氮内管与液氮总管的供氮内管密封连通，液氮支管的液氮保温腔与液氮总管的液氮保温腔密封连通，液氮支管的真空保温腔与液氮总管的真空保温腔密封连通；

液氮总管的供氮内管和真空保温腔均与一抽真空管路相连接，抽真空管路连接有真空泵；液氮总管与电磁增压装置连接处的液氮保温腔处设有保温用电磁阀，液氮总管与电磁增压装置连接处的供氮内管上设有第三单向阀。

3.根据权利要求2所述的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，其特征在于：所述注氮装置为液氮末端管路，液氮末端管路的结构与液氮支管相同；液氮末端管路一端与液氮支管相连接且另一端伸至液氮致裂孔并封闭；

液氮末端管路上均匀间隔连接有若干层喷嘴组，每层喷嘴组包括若干沿液氮末端管路的周向均匀分布的喷嘴，各喷嘴均与液氮末端管路的供氮内管相连接；液氮支管的液氮保温腔与液氮末端管路的液氮保温腔密封连通，液氮支管的真空保温腔与液氮末端管路的真空保温腔密封连通。

4.根据权利要求2或3所述的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，其特征在于：

所述用于提供脉冲高压液氮的电磁增压装置包括液氮容器、电控装置、顶盖和用于液氮增压的液氮槽，电控装置连接有显示屏；所述顶盖包括位于外层的顶盖保温层和位于内层的滑动连接层，滑动连接层由刚性材料制成；所述液氮槽的槽壁包括位于外层的槽体保温层和位于内层的刚性材料层，

液氮槽的槽口朝上，顶盖扣合在液氮槽上，液氮槽的左侧内壁连接有电磁铁，电磁铁的连接线路密封穿过液氮槽的槽壁并与电控装置相连接；

液氮槽内与电磁铁平行并排设有由软磁材料制成的滑动板，滑动板的顶端与顶盖滑动密封配合；顶盖与液氮槽围成空腔，滑动板将空腔分隔为位于滑动板右侧的液氮腔和位于滑动板左侧的弹簧腔；

滑动板与电磁铁之间连接有高强度弹簧；高强度弹簧位于弹簧腔内；液氮槽右部的顶盖通过进氮管路连接液氮容器，进氮管路上设有第一单向阀和上电磁阀；第一单向阀的开启方向为由液氮容器朝向液氮腔；液氮总管的液氮保温腔和供氮内管均与液氮腔相连通。

5.根据权利要求3所述的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，其特征在于：所述各喷嘴处均设有用于防止高压液氮回流的第二单向阀。

6.根据权利要求2或3所述的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，其特征在于：液氮支管、液氮总管和液氮末端管路均由若干管段相连接而成，相邻管段之间通过接管结构相连；

相连的两个管段分别为第一管段和第二管段，接管结构包括在套设在第一管段末端外壁上的钢筒，钢筒通过密封螺栓与第一管段密封固定连接；钢筒向外连接有固定板，固定板朝向第二管段方向延伸且其末端朝向第二管段连接有连接板；第二管段端部正对固定板焊接有径向钢板，径向钢板与连接板之间通过第二连接螺栓相连接；第一管段和第二管段的相连接面处压设有环形的密封垫片。

7.根据权利要求2或3所述的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，其特征在于：各液氮致裂孔的孔口处分别设有防喷孔装置；

防喷孔装置包括耐压钢板，耐压钢板包括左段钢板和右段钢板，左段钢板的右侧面凹陷设有左圆弧槽，右段钢板的左侧面凹陷设有右圆弧槽，左圆弧槽和右圆弧槽对接形成与液氮支管相适配的圆形孔，左圆弧槽和右圆弧槽的槽壁上均设有密封垫；

左段钢板右端上表面和右端下表面分别固定连接有左立板，右段钢板左端上表面和左端下表面分别固定连接有右立板，左立板和右立板通过压紧螺栓紧压在一起；

耐压钢板上均匀设有若干用于将耐压钢板锚固在液氮致裂孔的孔口处的锚固孔。

8.根据权利要求7所述的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，其特征在于：所述耐压钢板向下连接有用于支撑在巷道地面的支架；

支架包括支撑在巷道地面的钢制的底板，底板上设有下铰接座，下铰接座向上铰接有下支撑杆；

耐压钢板上设有上铰接座，上铰接座向下铰接有上支撑杆；上支撑杆和下支撑杆通过连接筒连接在一起，连接筒中设有内螺纹，上支撑杆和下支撑杆上均设有外螺纹，上支撑杆向下伸入连接筒并与连接筒螺纹连接，下支撑杆向上伸入连接筒并与连接筒螺纹连接；

底板、下铰接座、下支撑杆、连接筒、上支撑杆和上铰接座组成所述支架。

9.根据权利要求8所述的所述的高压液氮与爆破组合致裂煤层实验装置，其特征在于：

每套防喷孔装置的耐压钢板的左段钢板和右段钢板分别连接一套所述支架。

Images