一、项目背景

特殊的地址条件和构造背景决定了我国大多数煤田都经历了多期构造运动叠加与改造，导致不同变形性质和不同类型的构造煤发育普遍。随着煤层气和矿井瓦斯地质研究的不断深入，构造煤尤其是韧性变形构造煤更是受到高度重视，韧性变形构造煤发育区不仅不利于煤层气的勘探与开发并且是矿井瓦斯突出最危险的地带。但是韧性变形构造煤的形成机理及其影响因素人们还知之甚少。因此模拟不同应力-应变环境下煤岩变形特征，揭示煤岩变形机理及其影响因素不仅具有重要的理论意义，并且对矿井瓦斯地质灾害与防治和煤层气勘探与开发具有十分重要的指导意义。

现有技术中，公开号为CN103884604的中国发明专利公开了一种多功能高温高压三轴煤岩试验装置及方法，首先该装置结构不合理，试验结束后在拆卸装置取出煤岩试验样品的过程中容易将其破坏，无法获取完整的样品结构，不利于对试验后的样品进行分析和研究；而且该装置的加载方式单一，难以实现轴压与围压的同步加载，对于地质环境模拟的精确性较低；再者该装置安全系数不高；最后该装置所采用的气体采集袋只能进行分段式的检测，不能实现实时收集与在线检测。

二、技术方案

提供一种煤岩高温高压变形检测系统，包括试验装置和气体采集与检测系统，试验装置可移动地设于轨道上，包括：平板小车，平板小车可移动的设于轨道上，且其上设有上下贯通的第一中心孔；壳体，壳体内部限定出容纳腔室，且其下端部与平板小车之间相连接；围压端盖，围压端盖固定于容纳腔室上端部，其上设有上下贯通的第二中心孔和进油孔；围压活塞，围压活塞包括与第二中心孔相适配的杆部和一体形成于杆部下端的活塞部，围压活塞上设有上下贯通的第三中心孔；围压压头，围压压头固定于活塞部的下端，其上设有上下贯通的第四中心孔，第四中心孔、第三中心孔、第二中心孔和第一中心孔同轴设置；石墨管组件，石墨管组件包括：样品套管、第一石墨管、第二石墨管和叶蜡石套，样品套管同轴设于第一中心孔的上端，且与平板小车固定连接；第一石墨管沿着样品套管的内壁设置，第二石墨管套设于第一石墨管内部且与第一石墨管之间形成空腔，围压压头适于与空腔配合；叶蜡石套填充于空腔内；下轴压加载单元，下轴压加载单元包括：底座和下压杆，底座与平板小车相连，下压杆与第一中心孔相配合，且其一端与底座相连接，其另一端与第二石墨管相配合，煤岩样品置于下压杆的上端，与下压杆同轴设置且位于第二石墨管下端还设有围压垫块，围压垫块与样品套管之间设有绝缘环；叶蜡石套与围压垫块之间还设有云母片，第一中心孔与下压杆之间还设有绝缘套；水冷套管、第一保护套和第二保护套由外至内依次套设在壳体与样品套管之间，第一保护套内壁的上端内径大于其下端内径，第二保护套的外壁与第一保护套相配合；水冷套管的外壁设有通水槽；上轴压加载单元，上轴压加载单元包括：上压头和上压杆，上压头与第三中心孔相配合；上压杆与第四中心孔相配合，且其一端连接于上压头的下端，其另一端与第二石墨管相配合并与煤岩样品相抵止；采集管组，采集管组包括第一采集管和第二采集管，第一采集管依次贯穿上压头和上压杆，其一端连接煤岩样品的上端，其另一端为位于上压头上的第一采集口；第二采集管依次贯穿底座和下压杆，其一端连接至煤岩样品的下端，其另一端为位于底座上的第二采集口；以及电极板组，电极板组包括与上压头相连的上电极板和与底座相连的下电极板，且上电极板和下电极板分别与电源的正负极相连，以对煤岩样品进行加热；气体采集与检测系统包括：换热组件，换热组件包括换热器、液体收集器和水泵，换热器包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，第一端口与第二采集口相导通，第三端口与水泵相连，第四端口与液体收集器相连；第一单向阀，第一单向阀连接在第二采集口与第一端口之间且在试验装置朝向换热器方向上单向导通；储气罐，储气罐包括进气口和出气口，进气口与第二端口相连接；真空泵，真空泵连接于换热器的第二端口与进气口之间；气相色谱仪，气相色谱仪与储气罐的出气口相连，以对采集的气态物质进行分析；通断阀，通断阀连接于气相色谱仪与出气口之间；气瓶，气瓶的连接端口与第一采集口相连；以及第二单向阀，第二单向阀设于第一采集口和气瓶的连接端口之间且在气瓶朝向试验装置方向上单向导通。