CN102404983B - 一种煤矿矿山屏蔽避雷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿矿山屏蔽避雷系统，在巷道侧壁、顶壁上安装导电体，各导电体采用金属丝相互连接，形成等电位屏蔽避雷体，避雷体的一端与地线连接，避雷体的另一端与采掘设备连接。本发明能够避免因“雷电”效应引起的煤与瓦斯突出或煤矿、矿山井下冲击地压造成的损害。本发明的所述的屏蔽避雷系统便于安装，便于使用，使用中不易损坏、易于维修，使用寿命长。

Description

一种煤矿矿山屏蔽避雷系统

技术领域

 本发明涉及防止煤矿矿山灾害发生的装置，是一种煤矿矿山屏蔽避雷系统。

背景技术

煤与瓦斯突出、煤矿或矿山井下冲击地压等地质灾害对人的生命及财产危害极大。因此，为了防止这些地灾害的发生，本领域技术人员提供了许多种方案，例如：开采卸压层、煤层抽放瓦斯及煤层注水等。这些方案在实际应用中产生了较好的效果，其不足在于，投入的成本很高，并且不能彻底避免发生因煤与瓦斯突出或井下冲击地压造成的重大损失。

发明内容

本发明的目的是，提供一种煤矿矿山屏蔽避雷系统，它能够避免因“雷电”效应引起的煤与瓦斯突出或煤矿、矿山井下冲击地压造成的损害。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种煤矿矿山屏蔽避雷系统，在巷道侧壁、顶壁上安装导电体，各导电体采用金属丝相互连接，形成等电位屏蔽避雷体，避雷体的一端与地线连接，避雷体的另一端与采掘设备连接。巷道侧壁、顶壁上开设盲孔，盲孔内安装导电体，导电体之间采用金属丝相互连接形成网等电位屏蔽避雷体。巷道侧壁、顶壁和煤层开采上开设盲孔，盲孔内安装导电体，各导电体采用金属丝相互连接，形成网状等电位屏蔽避雷体。所述导电体是导电金属杆、导电液或导电胶体。在开采煤岩层上开设盲孔，盲孔内安装金属杆，金属杆的长度大于开采煤岩层炮眼的深度。在U型巷道的第一巷道和第二巷道的侧壁、顶壁上开设盲孔，盲孔内安装金属杆，各金属杆采用金属丝相互连接，在第一巷道和第二巷道顶壁之间开设通孔，通孔内安装金属杆，金属杆两端头分别与各自巷道内的金属丝连接。所述地线的结构是，在煤层顶底板岩石内埋入导电金属体，金属体周围布置导电化合物，使其与岩石相接触。

本发明所述的屏蔽避雷系统的依据建立在“雷电”效应基础之上。申请人经过长年研究发现，在地质压力变化的作用下，引起了地质应力的变化，这种应力变化为原发动力，在地层内的有机物构造层引发了“雷电”效应。在煤岩体中的雷电效应的形成是在放炮后，煤岩体产生巨大的压力冲击，也产生了应力冲击。粒子之间的相互作用会产生许多效应，其中包括轫致辐射或俄歇效应，发射X光线和俄歇电子。在冲击压力下还会发生许多效应，包括电子的能带机理光辐射、摩擦效应、压电效应、电磁效应等。这些效应的综合结果是：在岩体内产生了电磁辐射和电子、离子的相互作用。这些效应的第一次冲击使得煤岩体物质粒子移动或相互作用。这个相互作用的结果使得煤的大分子结构产生变化，煤的大分子结构部分烷基发生断裂，部分氢（H-）发生断裂，烷基和氢（H-）结合生成新的甲烷（CH4），造成物质体积膨胀。煤岩体体积膨胀会促成其应力的进一步加大，应力变化作用得到了放大，形成第二次粒子激发。这种反复综合的作用是一个系统的正反馈震荡放大系统。这个系统的开始、发展和结束始终伴随着各种辐射效应，类似于我们观察天空中的雷电一样。整个这个发展过程称为“雷电”效应。这种“雷电”效应会引起地层内有机物构造层的进一步应力放大，形成应力放大的正反馈应力放大效应。这种应力放大效应在煤矿、矿山会引发破坏性的冲击地压，在煤矿井下采掘工作面还会引发煤与瓦斯突出。当这个应力反馈放大效应继续放大时，则会引起大级别的地震。因此，本发明提供的煤矿、矿山屏蔽避雷系统采用导电材料将煤矿、矿山井下巷道或巷道及开采体深部连接形成等电位屏蔽避雷体，将煤与瓦斯突出或井下冲击地压时产生的“雷电”效应中的电磁、电子、离子等各种辐射通过避雷体引出开采体及巷道，从而彻底避免了因煤与瓦斯突出或井下冲击地压造成的重大事故。本发明的屏蔽避雷系统为本领域提供了一套完整的、安全性极高的、效果显著的、制造成本低廉的、能够防止煤与瓦斯突出或井下冲击地压等地质灾害造成的重大损失。本发明的所述的屏蔽避雷系统便于安装，便于使用，使用中不易损坏、易于维修，使用寿命长。

附图说明

附图1是本发明所述屏蔽避雷系统安装在巷道内的结构示意图；附图2是附图1的巷道截面结构示意图；附图3是附图2中的A-A剖视结构示意图；附图4是U型巷道内安装屏蔽避雷系统的结构示意图，附图4的位置是U型巷道的俯视结构示意图。

具体实施方式

本发明所述的屏蔽避雷系统是安装在煤矿、矿山井下的系统，该系统将导电体安装在巷道的侧壁、顶壁或采掘层上，将各导电体采用金属丝3相互连接，形成等电位屏蔽避雷体，屏蔽避雷体一端与地线6连接，屏蔽避雷体另一端与采掘设备连接。采掘设备包括煤矿采掘机、矿山采掘机、风动钻孔设备等，例如：屏蔽避雷体的另一端与煤矿采掘机金属外壳连接，并与风动钻枪金属外壳连接。

本发明所述的屏蔽避雷系统安装在巷道内的具体结构是：在巷道侧壁、顶壁上开设盲孔，盲孔内安装导电体，导电体之间采用金属丝3相互连接形成网状等电位屏蔽避雷体，屏蔽避雷体一端与地线6连接，另一端与采掘设备连接。使采掘过程中将煤层中产生的电位与大地相连，以避免地质灾害发生时造成的重大损失。

本发明所述的屏蔽避雷系统为了更好的进一步避免煤与瓦斯突出或井下冲击地压造成的损失，可在巷道侧壁、顶壁和煤层上开设盲孔，盲孔内安装导电体，各导电体采用金属丝3相互连接，形成网状等电位屏蔽避雷体，能对开采层深处的由“雷电”效应引发的煤与瓦斯突出、冲击地压、巷道塌方等地质灾害进行较早的预防。

本发明所述的导电体是导电金属杆、导电液或导电胶体。

本发明在开采煤岩层上开设盲孔，盲孔内安装金属杆2，金属杆2的长度大于开采煤岩层炮眼5的深度，屏蔽避雷范围是两者之差的范围，即：金属杆2的长度L2与开采煤岩层炮眼5的深度L1之间的差越大屏蔽避雷范围越大，效果相对越好。

本发明所述的屏蔽避雷系统安装在U型巷道内的结构为：在U型巷道的第一巷道4和第二巷道7的侧壁、顶壁上开设盲孔，盲孔内安装金属杆2，各金属杆2采用金属丝3相互连接，在第一巷道4和第二巷道7之间开设通孔9，通孔9内安装金属杆2，金属杆2两端头分别与各自巷道内的金属丝3连接，形成等电位屏蔽避雷体，屏蔽避雷体一端与地线6连接，另一端与采掘设备连接。

本发明所述的一条巷道内可以做一个地线6，也可以做多个地线6，即：将屏蔽避雷体分段或集中与地线6连接均可。本发明所述的将各导电体相互连接的连接件可以采用金属丝3，采用金属丝3连接各导电体的方案为优选方案，它便于安装，并具有牢固稳定性好，使用寿命长，造价低廉，并易于维修等优点。当然，金属丝3也可采用其它导电材料替代，例如：已有的导电体胶棒、导电合金等材料，或将来可能产生的新的导电材料。

本发明所述地线6的结构是：在煤层顶底板岩石内埋入导电金属体，金属体周围布置导电化合物，如：盐、木炭、水或其混合物等，使其与岩石相接触，即：与大地相接触，使煤层中产生的电位与大地电位相等，从而避免产生电位差，避免发生因地质灾害造成的损失。

本发明所述的安装在巷道侧壁、顶壁或煤岩层上的的金属杆2可采用现有技术中使用的巷道支护锚杆结构，金属丝3将各锚杆连接，使其在巷道内形成屏蔽网络，形成一个屏蔽避雷体。

本发明所述的屏蔽避雷体为了降低制作成本，可将巷道内已有的锚杆、钢带和托盘等金属支护件采用金属丝3相互连接形成屏蔽网络，从而形成屏蔽避雷体，将屏蔽避雷体的一端与地线连接，另一端与采掘设备连接，从而避免煤与瓦斯突出、冲击地压等地质灾害造成的重大损失。

本发明所述的屏蔽避雷体在开采作业时，将开采机或采煤机、刮板运输机支架等开采作业机械与其连接，使巷道的屏蔽避雷系统更好的发挥作用，增加生产的安全性。图中1是固定件，8是横向巷道。

Claims (5)

1.一种煤矿矿山屏蔽避雷系统，其特征在于：所述避雷系统包含导电体、金属丝、地线、采掘设备，在巷道侧壁、顶壁上安装导电体，各导电体采用金属丝（3）相互连接，形成等电位屏蔽避雷体，避雷体的一端与地线（6）连接，避雷体的另一端与采掘设备连接；所述导电体是导电金属杆、导电液或导电胶体；所述地线（6）的结构是，在煤层顶底板岩石内埋入导电金属体，金属体周围布置导电化合物，使其与岩石相接触。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿矿山屏蔽避雷系统，其特征在于：巷道侧壁、顶壁上开设盲孔，盲孔内安装导电体，导电体之间采用金属丝（3）相互连接形成网等电位屏蔽避雷体。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿矿山屏蔽避雷系统，其特征在于：在巷道侧壁、顶壁和煤层上均开设盲孔，盲孔内安装导电体，各导电体采用金属丝（3）相互连接，形成网状等电位屏蔽避雷体。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿矿山屏蔽避雷系统，其特征在于：在开采煤岩层上开设盲孔，盲孔内安装金属杆（2），金属杆（2）的长度大于开采煤岩层炮眼（5）的深度。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿矿山屏蔽避雷系统，其特征在于：在U型巷道的第一巷道（4）和第二巷道（7）的侧壁、顶壁上开设盲孔，盲孔内安装金属杆（2），各金属杆（2）采用金属丝（3）相互连接，在第一巷道（4）和第二巷道（7）顶壁之间开设通孔（9），通孔（9）内安装金属杆（2），金属杆（2）两端头分别与各自巷道内的金属丝（3）连接。