开采沉陷对架空输电线路影响预测方法及其应用.pdf

2 0 0 2 年4月 矿 业安 全 与环 保 第2 9 卷第2 期 开采沉陷对架空输 电线路影响预测方 法及其应用 李逢春， 郭广礼 ， 邓喀 中 中国矿业大学 环境 与测绘 学院 、 江苏 徐 州 2 2 1 0 0 8 、 摘要 开采沉陷对穿过采空 区的输电线路将产 生不利影响 ， 威胁线路的安全运行 本文分析开栗 引起的地表移动变形对输 电线路的影响规律 基于斜抛物线模型， 导出了开采 沉陷影响下高压架空输 电线路近地距离的计算方法， 并结合兖州兴隆庄煤矿三采区高压线下采煤实倒进行 了分析预热 关键词 开采沉陷； 输 电线路； 斜抛物线法； 影响； 预测 中图分类号 T D 8 2 3 ； T M 7 2 6 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 84 4 9 5 2 0 0 2 0 20 0 1 8 0 3 1 问题的提出 输 电路线是 电力系统 中保 证工农业生产 、 人民 生活用电的重要环节 、 是工矿区的重要基础设施之 一 。煤矿开采沉蹈将不可避免地对穿过采矿区的各 类输 电路线产生危害 。 其主要破坏特征表现为电杆 c 塔 歪斜 ． 位移及 由此引起 的导线距地表安全距离 变化和导线张力变化等， 这将直接影响线路的正常 运行和人身安全 ， 必须采取相应的安全技术措施 。 而 如何正确估计开采沉陷对输电线路的影响程度． 对 于保护措施的选择是至关重要的。 2 常规放线曲线的计算方法 2 ． 1 放线曲线的斜抛物线计算法 基本假定 导线的重力是沿支座点连线均布的． 支座点连线长度称为线档的斜档距 ， 沿斜档距均布 的载荷图如图 1 8 所示。 将简支梁沿斜线的垂直均 布载荷折算成沿水平线分布的均布载荷 l 1 J 式 中 ” 将假定沿斜档距 均布 的线 索重力折 算成沿水平线分布时的折算载荷， N ／ m； ∞ 一 一单位长度线索重力 ， N／ m； ～ 支座点 、 B连线与水平线间的夹角 ， 。 ； 则与线索对应的简支梁的断面弯矩和断面剪应 力分 别为 吖 ￡ 一 l 2 ZcO S 收稿 日期 2 0 0 1 0 9一【 ’ 基金 目 国亲 自嚣科学基叠 t 5 0 0 0 4 0 0 8 } 作者蕾介 李逢 春 j 9 7 7一j ． 募 ． 冒矿 业大学环境 与测 绘 学 j 量学 j翻量 一 l { 亡研 究主。 】 8 b 敲线曲线 c 与线索对应 的简支粱 图 1斜抛物线计算圈 C Og Z 式中 z 档距 两悬挂点问之水平距离 ． I131。 放线曲线的通用方程⋯ h y _ 『 f 4 } 丘 等 等 ㈣ 式中 、 线索上任意一点在以 点 为原点 的 强 洼 虹 ； 孺 圈 雎 磷 黼 维普资讯 年4 月 兰璺全与鲸保 河 的 地 表 移 动 变 形 指 标 主 要 有 下 妻 变 、水 平 移 动 和 ； 点 嘉 是 影 响 输 吾 差 妻 I 沉 将 降 低 电 杆 c磊 ， 耄 杆 r塔 倾 斜 并 写 盎 当 学 接改变 矍 寰 曼 亨 输 电 线 路 的 移 动 曼 ．向为预计方向 ， 移 动 分 量 对 输 电 线 芙 毒 是 。 一 罢 输 电 线 路 的 采 动 损 害 分 析 标 准 营 暂 lr 以 及 线 路 本 和 路 附 近 的 铁 路 、逋 讯 磊 挚 对 地 面 、山 坡 、 蔷 等 有 足 够 的 安 全 荤 利 水 电 部 颁 发的 架 ’‘ 。 陷 。作用下导线近地距离的计算 柑 响 下 ． f lo 式 中 各 享 将 发 生 誓 等 ft c 示 ，没 受 蛀 妄 茗 墓 蔷 的 支 座 点 两 点 的 高 差 为 档 运 蠢 羞 兰 A、 B连线与水平线间的夹角为 。 第2 9卷第2 期 潜水位 开米沉陷作用下导线近地距离计算雎解模型 妻 妻 ， 两 点 的 高 差 取 决 于 支 座 点 的 下 电 杆 塔 倾 斜 所 产 生 』 、 曰 ； 蓉 蔷 高 的 高 差 ’⋯ ％ 十 一c o s i ．0 一 ～ F I c o s i a 三 c ㈣⋯ f l 】 j1 ， 世 凳 兰 鎏 、 两 点 的 水 平 移 动 和 塔 在 水 平 方 向 的 投 影 长 度 ⋯ ’ 。 n ～ s _n “ f 1 2 相 应 地 ，支座点 A 、 占连线与水平线间的夹角 ， 式中 杆塔的高度 ， 浠 、 耽分别 为 A、 电秆处的预计地表 下沉值 ， m ⋯⋯ 圳 。 岫砭 ，理 ∞ 仉分别为 、 电杆处 的预计地表 水平移动值， m ⋯ ⋯ ⋯ 割佶 、 分别为 A、 电杆她 的预计地表倾 斜值 ⋯⋯ 则导线最大垂距的位置为 。 唧 ⋯ 开采沉陷作用下导线的最大垂距为 ～ 8 H c ． o s c o s c 1 5 ， 。 2 即 ‘ 2 。 j 开采沉陷作用下导线的近地距离为 ① H 时 ㈣si 4 ． I 6 ② H带≤ 时 ⋯ 舟由 H c 。 十 日 * 一 一， ‘ I 7 ． 最大垂距 位 面潜 水 深， m ⋯ ⋯～ 。-日 ” 。 c 最大垂距位置处的下沉值 ， m 圈 醯 蕊 _ 维普资讯 2 0 0 2 年4月 矿，业安 全 与环 保 第2 9 卷第2 期 4 应 用实例 兖州兴隆庄矿为缓解矿井生产接替紧张的矛盾 ， 拟尽快投产三采区。 计 剐开采的 3 3 0 2 、 3 3 0 3 、 3 3 0 4工作 面采用综放开采 ， 煤厚 8 ． 9 m 。 其上方有 1 1 0 k V高压 输电线路通过。 为此需 要预测分析开采对地面输电线 路的影响， 为进一步制定相应的保护措施提供依据 根据 文献 [ 5 J ， 选取 H1 ． O1 0 N， 并根据输 电 线档距大小适当调节其张力范围 1 0l l Y5 ． 0 l O ， 4 N／ m， 杆塔 的计算高度 H 1 2 m， 该 地区的地下潜水位埋深为2 m 地表移动和变形预 计方法采用概率积分法。采用上述方法，计算出当 3 3 0 2 、 3 3 0 3 、 3 3 0 4 - 工作面全部开采后 ， 高压输电线 路 各电杆间的近地距离预计计算结果参见表 l 。 根据文献 [ 2 J ， 在非居 民区 l 1 O k v输电线与地 面的最小距 离应不小于 6 m 根据上述 计算结果来 看 ， 在受到开采沉陷影响后， 各电杆 塔 问输电线路 的近地距离均未超 出允许值 此时 ， 针对输电线路 的 安全防护措施主要为及时检查电杆的倾斜程度． 必 要时采取调整和校正措施， 以防出现电杆倾倒事故 表 J 高压输 电线 路的近地 距离预计计算 5 结论 开采沉陷对穿过采空区的输电线路将产生影 响 ， 威胁线路的安全运行。 通过正确分析开采沉陷对 输 电线路的影 响程度 ， 及时采取防护 和凋整措施是 保证输 电线路安全运行的重要手段 ， 尽量避免盲 目 的线路改线和重建。 本文基于斜抛物线模型， 导出了 开栗沉陷影响下高压架空输电线路近地距离的计算 方法 ， 可以准确计算出不同采动影 响下输 电线 路近 地距离 应用这种方法， 进行了兖州矿区兴隆庄煤矿 三采区高压线下采煤的影 响预测分析 ， 并据此制 定 了相应 的防护措施 ， 避 免了盲 目采用 改线措施 可能 造成 的不必要损失。 实践证明 ， 该预测模型方法简单 易行 ， 具有一定 的实用性。 参考文献 【 J 】 何国清， 杨 忙 ， 等 矿 山开关沉陷学f M] 待州 中国矿 业大学 出版社， 1 9 9 4 【 2 ]甲华人民共和 国l水利球 电部 架空配电墁路设计袭 求规 程 【 M] ．北京 水利电力 出版社 ． 1 9 8 3 【 3 ] 藜生泉 高压 架空输 电线路张力架线【 M J 北京 可 剥电 力 出版 社． 1 9 8 9 【 4 J 齐义禄 ．电力拽路技术手册[ M] ． E 京 兵器二业 出龋 社 ， 1 9 9 1 责任编辑 吴 自立 采用直流通风方式的合理性 在扎夏吉科矿研究了开采 厶煤层条件下采用 向回风流添加新风的直流通风 的合理性 该煤层条 件下的主要瓦斯 源是 泣于采空 区的部分圊风平巷 的底板和宽 o ． 6～ o ． 7． ． - 内的近工作面地带 。 向回 风流添加新风的直流通风方式具有向采空 区漏风的 特点，团 向唪采可 风漉加进 了占果区 风量 1 5 ％ 一 3 0 晓 r ．j 风．这常常导致回采丽端都瓦斯糨 2 n 聚。在向回风流添加新风时回风平巷断面上的瓦斯 浓度极不均匀 ，这种不均匀 出现在从风流混合点起 的几百米长度上 因此在该矿井 厶 煤层条件下最好 的是采用回采面风流上行 的通风方式 ，将部分瓦斯 通过未支护的一段回风平巷排到侧翼去。进入侧翼 的瓦斯应当用抽 瓦斯 系统排出． 1 景耀无 供稿 维普资讯