一种煤矿冲击地压防治系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种煤矿冲击地压防治系统。


背景技术：

2.随着浅部资源枯竭，煤炭开采不断向深部延伸，冲击地压等灾害事故发生的可能性更高且更严重。
3.申请公布号为cn111622758a的中国专利文献公开了一种减轻冲击地压灾害的泄压方法，该方法在回采工作面上方的基本顶内设置若干条超长孔，并在超长孔内进行水力压裂围岩预裂和/或爆破围岩预裂，以实现井下大面积顶弱化，从而实现煤矿中基本顶的区域弱化，达到煤层提前泄压的目的。
4.但上述的若干条超长孔独立布置，现有技术中一般利用爆破的方式施工超长孔，导致施工效率较低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种煤矿冲击地压防治系统，以解决现有技术中一般利用爆破的方式施工基本顶内的超长孔，导致施工效率较低的技术问题。
6.本实用新型中煤矿冲击地压防治系统采用如下技术方案：
7.煤矿冲击地压防治系统，包括回采工作面，回采工作面的上方设有超前保护巷，超前保护巷包括直巷段和弧巷段，直巷段设置有至少两个，弧巷段连接在相邻两个直巷段之间，以使超前保护巷形成连续巷道；其中，超前保护巷通过掘进机施工得到。
8.有益效果是：利用掘进机在回采工作面上方掘进超前保护巷，能实现长距离、高效率的破岩作业，提高了了机械化和智能化水平，实用性强，有利于提高施工效率和安全性。同时，降低了因采动应力产生冲击矿压事故的概率，实现深部煤炭资源安全高效开采。
9.作为进一步的改进，所述超前保护巷为u型结构。
10.有益效果是：这样设计，能够进一步提高施工效率。
11.作为进一步的改进，所述超前保护巷为s型结构。
12.有益效果是：这样设计，能够使岩层内的应力充分释放。
13.作为进一步的改进，所述弧巷段为半圆弧形。
14.有益效果是：这样设计，有利于掘进机施工时转弯。
15.作为进一步的改进，所述超前保护巷的横截面为圆形。
16.作为进一步的改进，所述直巷段的内壁上设有多个爆破孔。
17.有益效果是：这样设计，能够增加泄压保护范围。
18.作为进一步的改进，所述爆破孔在直巷段的内壁上均匀布置。
19.有益效果是：这样设计，能够保证岩层内的高应力均匀泄压。
20.作为进一步的改进，所述爆破孔垂直于直巷段的内壁。
21.作为进一步的改进，所述直巷段沿回采工作面的开采方向延伸。
22.有益效果是：这样设计，能够减少掘进机的拐弯次数，提高施工效率。
23.作为进一步的改进，所述超前保护巷的横截面为矩形。
24.上述各优选的技术方案可以单独采用，在能够组合的情况下也可以将两个以上方案任意组合，组合形成的技术方案此处不再具体描述，以此形式包含在本专利的记载中。
附图说明
25.图1是煤矿冲击地压防治系统的实施例1的结构示意图；
26.图2是图1中超前保护巷的横截面示意图；
27.图3是图1中超前保护巷的俯视图；
28.图4是煤矿冲击地压防治系统的实施例2的超前保护巷的结构示意图；
29.图1至图3中：11、回采工作面；12、超前保护巷；13、爆破孔；14、直巷段；15、弧巷段；
30.图4中：21、直巷段；22、弧巷段；23、爆破孔。
具体实施方式
31.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明的是，本实用新型的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
34.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通
过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
37.本实用新型中煤矿冲击地压防治系统的实施例1：
38.如图1所示，煤矿冲击地压防治系统包括回采工作面11，回采工作面11的上方为岩层，岩层内设置有超前保护巷12。其中，该超前保护巷12为通过掘进机施工得到的连续巷道，以提高施工效率。其中，掘进机为tbm。
39.本实施例中，如图3所示，超前保护巷12为u型结构，超前保护巷12包括直巷段14和弧巷段15，直巷段14设置有两个，弧巷段15连接在相邻两个直巷段14之间，以使超前保护巷12形成连续巷道。
40.本实施例中，由于回采工作面的开采方向较长，直巷段14沿回采工作面的开采方向延伸，能够减少掘进机的拐弯次数，提高施工效率。
41.本实施例中，超前保护巷12的弧巷段15为半圆弧形，以便于掘进机施工时转弯。
42.本实施例中，超前保护巷12的横截面为圆形。
43.本实施例中，如图2和图3所示，直巷段14的内壁上设有多个爆破孔13，爆破孔13在直巷段14的内壁上均匀布置，且爆破孔13垂直于直巷段14的内壁。
44.煤巷开挖前，岩层处于三维应力状态，在高应力区中积聚有大量的弹性应变能。开挖过程中，当回采工作面接近这些地带，由于施工扰动或放炮振动等原因，这些地带的平衡状态发生变化，在薄弱点发生弹性应变能突然急剧释放，导致岩石、矿体突然喷出。特别是进入深部之后，受高应力作用，导致煤巷变形严重且支护难度加大，造成发生冲击地压的风险增高。
45.为了缓解上述问题，在煤巷掘进前，根据现场工作面实际地质情况，综合考虑顶底板岩性、埋深、瓦斯含量、爆破孔布置方式等因素，在回采工作面的上方选择合适位置布置超前保护巷。通过tbm掘进巷道并进行支护，然后利用钻机沿巷道走向向四周打爆破孔，进行预裂爆破，使回采工作面上方坚硬岩层垮落，在一定范围内形成破碎保护带，使得周围煤岩体被压缩时聚积的弹性变形能提前释放，将高应力带转移至煤体深部，减小冲击强度；此外，可以诱发冲击地压，使其发生在预知的时间、地点，降低开采过程中的动载，从而对回采工作面起到防冲作用。
46.利用掘进机在回采工作面上方掘进超前保护巷，能实现长距离、高效率的破岩作业，提高了了机械化和智能化水平，实用性强，有利于提高施工效率和安全性。同时，结合钻孔爆破的方式，增加了泄压保护范围，降低了因采动应力产生冲击矿压事故的概率，实现深部煤炭资源安全高效开采。
47.本实用新型中煤矿冲击地压防治系统的实施例2：
48.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，超前保护巷12包括直巷段14和弧巷段15，直巷段14设置有两个，弧巷段15连接在相邻两个直巷段14之间，以使超前保护巷12形成u型的连续巷道，其中，两个直巷段14上设有爆破孔13。而本实施例中，如图4所示，超前保护巷包括直巷段21和弧巷段22，直巷段21设置有三个，弧巷段22设置有两个，弧巷段22连接在相邻两个直巷段21之间，以使超前保护巷形成s型的连续巷道，三个直巷段21上设有爆破孔23。
49.本实用新型中煤矿冲击地压防治系统的实施例3：
50.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，超前保护巷12的横截面为圆形。而本实施例中，超前保护巷的横截面为矩形。
51.本实用新型中煤矿冲击地压防治系统的实施例4：
52.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，直巷段14的内壁上设有多个爆破孔13。而本实施例中，直巷段的内壁上设有多个水压裂孔。
53.本实用新型中煤矿冲击地压防治系统的实施例5：
54.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，爆破孔13在直巷段14的内壁上均匀布置。而本实施例中，根据测得的应力分布区域，可以在直巷段内对应高应力的区域布置较多的爆破孔，而在直巷段内对应低应力的区域布置较少的爆破孔。
55.本实用新型中煤矿冲击地压防治系统的实施例6：
56.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，直巷段14沿回采工作面11的开采方向延伸。而本实施例中，直巷段沿回采工作面开采方向的垂直方向延伸。
57.以上所述，仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，本技术的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本技术的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本技术的保护范围内。