CN112943348A - 采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统及防治方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统及防治方法，涉及煤矿开采技术领域。该采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，包括瓦斯抽采子系统和瓦斯爆破子系统，瓦斯抽采子系统包括高负压抽采干管；瓦斯爆破子系统包括点火装置、第一连通管、输气管、排气管和设于采煤工作面顶板中的定向长钻孔，定向长钻孔与回风巷道连通，且封堵有第一堵头；第一连通管连通于高负压抽采干管定向长钻孔之间；点火装置的点火端伸入定向长钻孔内；输气管的第一端伸入定向长钻孔，第二端与外部环境连通；排气管的第一端伸入定向长钻孔，第二端与回风巷道连通。该采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统对冲击地压和瓦斯灾害能够起到较好的防治效果。

Description

采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统及防治方法

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体而言，涉及一种采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统及防治方法。

背景技术

随着煤矿开采强度和采深的增加，煤岩动力灾害越来越严重，采煤工作面瓦斯含量及开采时的瓦斯涌出量急剧增大，逐渐呈现瓦斯灾害和冲击地压等多灾害耦合发生的趋势。现有防治系统一般采用分别独立的装置对冲击地压和瓦斯危害进行分别防治，防治效果差。

发明内容

本发明的目的包括提供一种采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统及防治方法，以解决现有防治系统一般采用分别独立的装置对冲击地压和瓦斯危害进行分别防治，防治效果差的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供一种采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，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，所述高负压抽采干管用于抽采煤层中的瓦斯；

所述瓦斯爆破子系统包括点火装置、第一连通管、输气管、排气管和设于采煤工作面顶板中的定向长钻孔，所述定向长钻孔的第一端与回风巷道连通，且所述定向长钻孔的第一端封堵有第一堵头；所述第一连通管的第一端与所述高负压抽采干管连通，第二端穿过所述第一堵头伸入所述定向长钻孔内，所述第一连通管设有第一截止阀和增压泵；所述点火装置的点火端穿过所述第一堵头伸入所述定向长钻孔内；所述输气管的第一端穿过所述第一堵头伸入所述定向长钻孔，第二端与外部环境连通，且所述输气管设有第二截止阀；所述排气管的第一端穿过所述第一堵头伸入所述定向长钻孔，第二端与回风巷道连通，且所述排气管设有第三截止阀。

可选地，所述瓦斯抽采子系统还包括低负压抽采干管和第二连通管，当所述瓦斯爆破子系统对顶板爆破完成后，所述第二连通管的第一端与所述定向长钻孔连通，另一端与所述低负压抽采干管连通，所述第二连通管设有第四截止阀。

可选地，所述定向长钻孔为多条，多条所述定向长钻孔均沿采煤工作面的长度方向延伸，且多条所述定向长钻孔沿所述采煤工作面的宽度方向间隔排布。

可选地，所述定向长钻孔连通有多条呈分叉状的分支孔，且多条所述分支孔沿所述定向长钻孔的长度方向间隔排布。

可选地，所述排气管位于回风巷道内的管段安装有压力表和浓度检测表，所述压力表用于检测所述定向长钻孔内的瓦斯压力，所述浓度检测表用于检测所述定向长钻孔内的瓦斯浓度。

可选地，所述瓦斯爆破子系统还包括混气组件，所述第一连通管的第一端以及所述输气管的第一端均伸入所述混气组件，所述混气组件连接有出气管，所述出气管的出气端伸入所述定向长钻孔。

可选地，所述第一连通管安装有第一单向阀；和/或，所述输气管安装有第二单向阀。

可选地，所述回风巷道朝向采煤工作面的一侧设有钻场，所述定向长钻孔的第一端贯通所述钻场。

本发明还提供了一种防治方法，应用于上述采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，包括以下步骤：

确定采煤工作面顶板的目标岩层；

确定定向长钻孔内预定浓度的瓦斯气体爆破所述目标岩层需要的爆破压力；

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

当所述定向长钻孔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、增压泵和第二截止阀；

通过点火装置的点火端引爆所述定向长钻孔内的瓦斯气体，对所述目标岩层进行压裂；

打开第三截止阀，所述定向长钻孔内的尾气经排气管排入回风巷道内，尾气排放结束后，关闭所述第三截止阀。

可选地，所述定向长钻孔内的尾气排放结束后，

对目标岩层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，则将第一堵头以及与第一堵头连接的第一连通管、点火装置、输气管和排气管从所述定向长钻孔拆除；

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

本发明提供的采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，包括用于对煤矿中的瓦斯进行抽采以减少采煤过程瓦斯危害的瓦斯抽采子系统以及通过瓦斯对采煤工作面顶板进行爆破以减少采煤过程顶板冲击地压危害的瓦斯爆破子系统，其中，瓦斯抽采子系统中的高负压抽采干管用于抽采煤层中的高浓度瓦斯气体，并将抽采的瓦斯气体经高负压抽采主管输送至井下或地表的抽采泵站；其中，瓦斯爆破子系统包括钻设于顶板中硬度较大的目标岩层中的定向长钻孔、用于将高负压抽采干管内的高浓度瓦斯气体输送至定向长钻孔的第一连通管、用于将外部环境的空气输送至定向长钻孔的输气管、用于对定向长钻孔内的混合气体进行引爆的点火装置和用于将定向长钻孔内引爆后的尾气排放至回风巷道内的排气管。首先，瓦斯抽采子系统的高负压抽采干管能够将煤层中的高浓度瓦斯气体抽出，从而减少采煤过程瓦斯造成的爆炸危害，起到瓦斯危害防治效果；其次，瓦斯抽采子系统中高负压抽采干管抽采的高浓度瓦斯气体能够用于对瓦斯爆破子系统供气，以对顶板中的目标岩层进行压裂处理，采煤工作面推进后，该区域被压裂的岩层能够顺畅地垮落至采空区，从而减小采煤工作面上覆坚硬岩层长距离突然垮落对采煤工作面造成的冲击，从而起到冲击地压防治作用，且通过对瓦斯抽采子系统中的高浓度瓦斯进行再次利用，进而提高采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统的可操作性，并降低其运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统的俯视示意图；

图2为本发明提供的采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统的纵向剖视图；

图3为本发明提供的采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统中瓦斯爆破子系统相关示意图；

图4为本发明提供的采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统中第二连通管连通于低负压抽采干管与定向长钻孔之间的示意图。

附图标记说明：

10-煤层；20-采区轨道巷；30-采区运输巷；40-回风巷道；41-钻场；50-运输顺槽；60-切眼；70-回风顺槽；80-采煤工作面；90-目标岩层；110-高负压抽采干管；120-低负压抽采干管；130-第一连通管；131-第一截止阀；132-增压泵；133-第一单向阀；140-输气管；141-第二截止阀；142-第二单向阀；150-排气管；151-第三截止阀；152-压力表；153-浓度检测表；160-压风管；170-第二连通管；171-第四截止阀；180-高负压抽采主管；190-低负压抽采主管；210-点火装置；220-点火头；230-点火线路；300-定向长钻孔；310-分支孔；320-第一堵头；330-第二堵头；340-隔振件；400-混气组件；410-出气管；500-抽采泵站；600-封孔并网管。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供一种采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，包括瓦斯抽采子系统和瓦斯爆破子系统，其中，瓦斯抽采子系统包括高负压抽采干管110，高负压抽采干管110用于抽采煤层10中的瓦斯；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，定向长钻孔300的第一端与回风巷道40连通，且定向长钻孔300的第一端封堵有第一堵头320；第一连通管130的第一端与高负压抽采干管110连通，第二端穿过第一堵头320伸入定向长钻孔300内，第一连通管130设有第一截止阀131和增压泵132；点火装置210的点火端穿过第一堵头320伸入定向长钻孔300内；输气管140的第一端穿过第一堵头320伸入定向长钻孔300，第二端与外部环境连通，且输气管140设有第二截止阀141；排气管150的第一端穿过第一堵头320伸入定向长钻孔300，第二端与回风巷道40连通，且排气管150设有第三截止阀151。

本实施例提供的采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，包括用于对煤矿中的瓦斯进行抽采以减少采煤过程瓦斯危害的瓦斯抽采子系统以及通过瓦斯对采煤工作面80顶板进行爆破以减少采煤过程顶板冲击地压危害的瓦斯爆破子系统，其中，瓦斯抽采子系统中的高负压抽采干管110用于抽采煤层10中的高浓度瓦斯气体，并将抽采的瓦斯气体经高负压抽采主管180输送至井下或地表的抽采泵站500；其中，瓦斯爆破子系统包括钻设于顶板中硬度较大的目标岩层90中的定向长钻孔300、用于将高负压抽采干管110内的高浓度瓦斯气体输送至定向长钻孔300的第一连通管130、用于将外部环境的空气输送至定向长钻孔300的输气管140、用于对定向长钻孔300内的混合气体进行引爆的点火装置210和用于将定向长钻孔300内引爆后的尾气排放至回风巷道40内的排气管150。首先，瓦斯抽采子系统的高负压抽采干管110能够将煤层10中的高浓度瓦斯气体抽出，从而减少采煤过程瓦斯造成的爆炸危害，起到瓦斯危害防治效果；其次，瓦斯抽采子系统中高负压抽采干管110抽采的高浓度瓦斯气体能够用于对瓦斯爆破子系统供气，以对顶板中的目标岩层90进行压裂处理，采煤工作面80推进后，该区域被压裂的岩层能够顺畅地垮落至采空区，从而减小采煤工作面上覆坚硬岩层长距离突然垮落对采煤工作面80造成的冲击，从而起到冲击地压防治作用，且通过对瓦斯抽采子系统中的高浓度瓦斯进行再次利用，进而提高采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统的可操作性，并降低其运行成本。

针对上述防治系统中对于采煤工作面80冲击地压的防治方法，本实施例还提供一种防治方法，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定向长钻孔300，输气管140将外部环境的空气输送至定向长钻孔300；当定向长钻孔300内混合气体中的瓦斯浓度达到预定浓度，且混合气体压力达到爆破压力时，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的点火端引爆定向长钻孔300内的瓦斯气体，对目标岩层90进行压裂；打开第三截止阀151，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，关闭第三截止阀151，从而完成瓦斯爆破子系统对目标岩层90的压裂，起到冲击地压的防治效果。具体地，如图3所示，点火装置210伸入定向长钻孔300内的一端可以安装点火头220作为点火端，且点火头220与点火装置210之间通过点火线路230连接。

具体地，可以通过检测顶板的岩性条件，将顶板上覆煤岩层中主要造成冲击地压灾害的坚硬岩层作为目标岩层90，然后使用千米钻机自回风巷道40的侧壁向目标岩层90钻取定向长钻孔300，随后通过试验或计算得到定向长钻孔300内预定浓度的瓦斯气体爆破目标岩层90的爆破压力，具体地，瓦斯混合气体中瓦斯的预定浓度可以为9％～11％。需要对目标岩层90进行压裂时，打开第一连通管130上的第一截止阀131和增压泵132，增压泵132驱动高负压抽采干管110内的高浓度瓦斯经第一连通管130输送至定向长钻孔300内，同时，打开第二截止阀141，外部空气经输气管140输送中定向长钻孔300内，具体地，如图3所示，输气管140的第二端可以通过压风管160与外部环境连通；进入定向长钻孔300内的瓦斯气体与空气混合形成混合气体，可以通过调节第一截止阀131调节瓦斯气体的输送流量、通过第二截止阀141调节空气的输送流量，从而实现对混合气体中的瓦斯浓度的调节，当定向长钻孔300内混合气体的瓦斯浓度达到预定浓度、压力达到爆破压力时，可以关闭第一截止阀131、增压泵132和第二截止阀141，并将工作人员撤离至安全区域，然后启动点火装置210对混合气体点火，混合气体爆炸对目标岩层90进行压裂；压力完成后，等待一定时间，然后打开第三截止阀151，定向长钻孔300内的爆破尾气能够经排气管150排放至回风巷道40，尾气排放完成后关闭第三截止阀151，从而完成对目标岩层90的一次压裂处理，且能够对瓦斯抽采子系统中高负压抽采干管110中对煤层10抽采的高浓度瓦斯气体进行再次利用，进而提高采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统的可操作性，并降低其运行成本。

具体地，如图1所示，煤矿开采系统可以包括采区轨道巷20、采区运输巷30和回风巷道40，采煤工作面80背离回风巷道40的一端设有切眼60，切眼60与采区轨道巷20以及采区运输巷30之间通过运输顺槽50连通，切眼60与回风巷道40之间通过回风顺槽70连通，且运输顺槽50和回风顺槽70分别位于采煤工作面80的两侧；如图2所示，上述采区轨道巷20、采区运输巷30、回风巷道40、运输顺槽50、回风顺槽70和切眼60等均开设于煤层10中。

本实施例中，如图4所示，瓦斯抽采子系统还可以包括低负压抽采干管120和第二连通管170，当瓦斯爆破子系统对顶板爆破完成后，第二连通管170的第一端与定向长钻孔300连通，另一端与低负压抽采干管120连通，第二连通管170设有第四截止阀171。当定向长钻孔300内的尾气排放结束后，可以对目标岩层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从定向长钻孔300拆除；然后在定向长钻孔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。低负压抽采干管120用于抽采采空区的瓦斯气体，定向长钻孔300对目标岩层90压裂完成后，将原来连接于定向长钻孔300的爆破相关组件拆除，并使用第二堵头330封堵定向长钻孔300，然后使用第二连通管170连通定向长钻孔300与低负压抽采干管120，随着采煤工作面80的推进，采空区上方的目标岩层90垮落，定向长钻孔300与采空区连通，采空区的瓦斯气体能够经定向长钻孔300和第二连通管170抽采至低负压抽采干管120，并进而通过低负压抽采主管190输送至抽采泵站500。即，瓦斯爆破子系统中的定向长钻孔300在完成对目标岩层90的压裂后，可以作用抽采管路对采空区的瓦斯气体进行抽采，从而提高瓦斯爆破子系统与瓦斯抽采子系统的相互辅助效果，进一步提高对煤矿的瓦斯抽采效果，提高瓦斯防治效果。具体地，第一堵头320可以选用胶囊封孔器，第二堵头330可以选用永久封孔器。

本实施例中，定向长钻孔300可以为多条，多条定向长钻孔300均沿采煤工作面的长度方向延伸，且多条定向长钻孔300沿采煤工作面的宽度方向间隔排布。多条定向长钻孔300能够对目标岩层90进行充分覆盖，从而对目标岩层90进行全面压裂，提高对冲击地压灾害的防治效果。具体地，如图1所示，目标岩层90设有三条定向长钻孔300，其中一条定向长钻孔300位于采煤工作面的中部区域，靠近回风顺槽70的一条定向长钻孔300与回风顺槽70的间距可以为10m～30m，靠近运输顺槽50的一条定向长钻孔300与运输顺槽50的间距也可以为10m～30m。当然，与定向长钻孔300的数目相应，第一连通管130、输气管140、排气管150、点火装置210、第二连通管170等也均为多个，且与定向长钻孔300一一对应安装。

可选地，可以通过封孔并网管600实现多条定向长钻孔300与高负压抽采干管110以及低负压抽采干管120的连接，具体地，封孔并网管600可以包括一个第一接头和多个第二接头，多个第二接头均与第一接头连通，其中，多个第二接头与多个定向长钻孔300一一对应连通，第一接头则用于与高负压抽采干管110或低负压抽采干管120连通，封孔并网管600的设置能够有效减少在高负压抽采干管110或低负压抽采干管120上的开孔数目，以提高两者的气密性。

本实施例中，如图1所示，可以在定向长钻孔300连通多条呈分叉状的分支孔310，且多条分支孔310沿定向长钻孔300的长度方向间隔排布。分支孔310的设置有效提高了对目标岩层90的覆盖密度以及覆盖面积，进入定向长钻孔300内的混合气体能够输送至分支孔310内，则分支孔310处混合气体爆破时能够对相应区域的目标岩层90进行压裂，从而提高瓦斯爆破子系统对目标岩层90的压裂全面及充分性，提高对目标岩层90的压裂效果。

本实施例中，如图3所示，可以在排气管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，压力表152用于检测定向长钻孔300内的瓦斯压力，浓度检测表153用于检测定向长钻孔300内的瓦斯浓度。第一连通管130向定向长钻孔300内输送高浓度瓦斯气体，输气管140向定向长钻孔300内输送空气，两者在定向长钻孔300内混合，浓度检测表153能够实时检测定向长钻孔300内混合气体中的瓦斯浓度，压力表152能够实时检测定向长钻孔300内混合气体的气压，工作人员可以通过压力表152和浓度检测表153得知定向长钻孔300内混合气体的情况，并可以通过第一截止阀131和第三截止阀151调节瓦斯及空气的输送流量，以对混合气体中的瓦斯浓度进行调节；当瓦斯浓度到达预设浓度且混合气体压力达到爆破压力后，则可以对混合气体进行引爆，且该浓度及压力的混合气体能够对目标岩层90取得较好的压裂效果。

具体地，瓦斯爆破子系统还可以包括控制器，第一截止阀131、增压泵132、第二截止阀141、点火装置210、第三截止阀151、压力表152和浓度检测表153均与控制器连接，控制器与地表控制台连接，需要对目标岩层90进行压裂时，通过地表控制台启动压裂模式，控制器相应控制打开第一截止阀131、增压泵132和第二截止阀141，压力表152将检测的混合气体压力信号传递至控制器，浓度检测表153将检测的瓦斯浓度信号传递至控制器，控制器根据接收的压力信号和瓦斯浓度信号对第一截止阀131和第三截止阀151的开度进行调节；当控制器接收到的瓦斯浓度信号表征的浓度值达到预定浓度，且压力信号表征的压力值达到爆破压力时，控制关闭第一截止阀131、增压泵132和第二截止阀141，然后启动点火装置210对混合气体进行引爆操作；一定时间后，控制器控制打开第三截止阀151，将定向长钻孔300内的尾气排出。则控制器的设置能够实现对压力操作的远程智能控制，控制精确度高、操作便捷且安全性大大提高。

具体地，本实施例中，如图3所示，瓦斯爆破子系统还可以包括混气组件400，第一连通管130的第一端以及输气管140的第一端均伸入混气组件400，混气组件400连接有出气管410，出气管410的出气端伸入定向长钻孔300。混气组件400能够对第一连通管130输入的高浓度瓦斯气体及输气管140输入的空气进行充分混合，以提高两者的混合均匀度，随后将混合气体经出气管410输送至定向长钻孔300内，通过提高混合气体中组分的均匀度，以提高后续混合气体爆炸的充分性及强度。

本实施例中，如图3所示，还可以在第一连通管130安装第一单向阀133；在输气管140安装第二单向阀142。第一单向阀133允许第一连通管130内的高浓度瓦斯气体流向定向长钻孔300，而不允许定向长钻孔300向第一连通孔回流；第二单向阀142允许输气管140内的空气流向定向长钻孔300，二不允许定向长钻孔300内的气体向输气管140回流，从而提高第一连通管130及输气管140的有效输气，并减少混合气体回流造成的爆炸等危害。

本实施例中，如图3所示，可以在定向长钻孔300的第一端的外端面封堵隔振件340。隔振件340能够有效减少定向长钻孔300爆破师对回风巷道40内管路、截止阀、压力表152、浓度检测表153等的损坏，以确保上述组件的重复利用。具体地，隔振件340可以选用钢板等。

本实施例中，可以在回风巷道40朝向采煤工作面80的一侧设有钻场41，定向长钻孔300的第一端贯通钻场41。在回风巷道40的侧壁挖设钻场41，钻场41为工作人员提供较大的操作空间，工作人员可以在钻场41内钻取定向长钻孔300以及管路等拆装操作，从而提高工作人员的操作便捷性；此外，瓦斯爆破子系统相关的管路、截止阀等安装后均可以容纳于钻场41内，从而减少对回风巷道40的堵塞，以确保回风巷道40的回风效果。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如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，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，由语句“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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

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)，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)。

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，所述瓦斯抽采子系统还包括低负压抽采干管(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)的第一端与所述定向长钻孔(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)。

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)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。

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。

5.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。

6.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，所述瓦斯爆破子系统还包括混气组件(400)，所述第一连通管(130)的第一端以及所述输气管(140)的第一端均伸入所述混气组件(400)，所述混气组件(400)连接有出气管(410)，所述出气管(410)的出气端伸入所述定向长钻孔(300)。

7.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，所述第一连通管(130)安装有第一单向阀(133)；和/或，所述输气管(140)安装有第二单向阀(142)。

8.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，所述回风巷道(40)朝向采煤工作面(80)的一侧设有钻场(41)，所述定向长钻孔(300)的第一端贯通所述钻场(41)。

9.一种防治方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的采煤工作面冲击地压和瓦斯综合防治系统，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)。

10.根据权利要求9所述的防治方法，其特征在于，所述定向长钻孔(300)内的尾气排放结束后，

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)。

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