[发明专利]采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统及防治方法

权利要求书

1.一种采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，其特征在于，包括瓦斯抽采子系统和瓦斯爆破子系统，其中，所述瓦斯抽采子系统包括高负压抽采干管（110）、低负压抽采干管（120）和第二连通管（170），当所述瓦斯爆破子系统对顶板爆破完成后，所述第二连通管（170）的第一端与定向长钻孔（300）连通，另一端与所述低负压抽采干管（120）连通，所述第二连通管（170）设有第四截止阀（171）；所述高负压抽采干管（110）用于抽采煤层（10）中的瓦斯；

所述瓦斯爆破子系统包括点火装置（210）、第一连通管（130）、输气管（140）、排气管（150）和设于采煤工作面（80）顶板中的定向长钻孔（300），所述定向长钻孔（300）的第一端与回风巷道（40）连通，且所述定向长钻孔（300）的第一端封堵有第一堵头（320）；所述第一连通管（130）的第一端与所述高负压抽采干管（110）连通，第二端穿过所述第一堵头（320）伸入所述定向长钻孔（300）内，所述第一连通管（130）设有第一截止阀（131）和增压泵（132）；所述点火装置（210）的点火端穿过所述第一堵头（320）伸入所述定向长钻孔（300）内；所述输气管（140）的第一端穿过所述第一堵头（320）伸入所述定向长钻孔（300），第二端与外部环境连通，且所述输气管（140）设有第二截止阀（141）；所述排气管（150）的第一端穿过所述第一堵头（320）伸入所述定向长钻孔（300），第二端与回风巷道（40）连通，且所述排气管（150）设有第三截止阀（151）；

其中，所述采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统的防护方法包括以下步骤：

确定采煤工作面（80）顶板的目标岩层（90）；

确定定向长钻孔（300）内预定浓度的瓦斯气体爆破所述目标岩层（90）需要的爆破压力；

打开第一截止阀（131）、增压泵（132）和第二截止阀（141），第一连通管（130）将高负压抽采干管（110）内的高浓度瓦斯输送至所述定向长钻孔（300），所述输气管（140）将外部环境的空气输送至所述定向长钻孔（300）；

当所述定向长钻孔（300）内混合气体中的瓦斯浓度达到所述预定浓度，且混合气体压力达到所述爆破压力时，关闭第一截止阀（131）、增压泵（132）和第二截止阀（141）；

通过点火装置（210）的点火端引爆所述定向长钻孔（300）内的瓦斯气体，对所述目标岩层（90）进行压裂；

打开第三截止阀（151），所述定向长钻孔（300）内的尾气经排气管（150）排入回风巷道（40）内，尾气排放结束后，关闭所述第三截止阀（151）并对目标岩层（90）的压裂效果进行检测，若未达到压裂要求，则重复上述步骤；若已达到压裂要求，则将第一堵头（320）以及与第一堵头（320）连接的第一连通管（130）、点火装置（210）、输气管（140）和排气管（150）从所述定向长钻孔（300）拆除；

在定向长钻孔（300）的第一端封堵第二堵头（330），将第二连通管（170）的第一端穿过第二端头伸入定向长钻孔（300）。

2.根据权利要求1所述的采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，其特征在于，所述定向长钻孔（300）为多条，多条所述定向长钻孔（300）均沿采煤工作面的长度方向延伸，且多条所述定向长钻孔（300）沿所述采煤工作面的宽度方向间隔排布。

3.根据权利要求1所述的采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，其特征在于，所述定向长钻孔（300）连通有多条呈分叉状的分支孔（310），且多条所述分支孔（310）沿所述定向长钻孔（300）的长度方向间隔排布。

4.根据权利要求1所述的采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，其特征在于，所述排气管（150）位于回风巷道（40）内的管段安装有压力表（152）和浓度检测表（153），所述压力表（152）用于检测所述定向长钻孔（300）内的瓦斯压力，所述浓度检测表（153）用于检测所述定向长钻孔（300）内的瓦斯浓度。