鳳凰山礦XV1309工作面地表線塔沉降傾斜觀測(cè)

王冬冬

（晉城乾泰安全技術(shù)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048006）

1 工程概況

鳳凰山礦XV1309工作面為15號(hào)煤一盤區(qū)一綜采工作面，該工作面走向長(zhǎng)度為2232m，傾向?qū)挒?80m，回采面積達(dá)40萬(wàn)m2。XV1309工作面地面有三條高壓線位于XV 1217巷道以南，井田南邊界以北，均為西北至東南方向布設(shè)，與XV 1217巷道呈平行狀，其中位于礦界正上方的為供電公司負(fù)責(zé)的110kV線路，另外兩趟為古礦風(fēng)井35kV線路。工作面回采過(guò)程中勢(shì)必會(huì)對(duì)其范圍內(nèi)的32根線塔安全造成影響。為了實(shí)時(shí)對(duì)線塔的傾斜情況進(jìn)行掌握，以便及時(shí)采取措施保護(hù)線塔的安全，特對(duì)工作面內(nèi)的所有線塔進(jìn)行沉降傾斜觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間1年。供電線線路與XV1309工作面位置如圖1所示。

2 施測(cè)目的及任務(wù)

工作面從回采開(kāi)始后，地面會(huì)出現(xiàn)一定程度的沉降塌陷，地面上的高壓線塔會(huì)不同程度地出現(xiàn)沉降傾斜，如果沉降傾斜在一定的限度內(nèi)屬正?，F(xiàn)象，但超過(guò)某一限度，就會(huì)危及到線塔的安全從而導(dǎo)致電力方面安全事故的發(fā)生。因此，在工作面回采過(guò)程中，要根據(jù)回采進(jìn)度不定期地進(jìn)行觀測(cè)，以便及時(shí)掌握沉降傾斜情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)向相關(guān)部門匯報(bào)，保證線塔的安全。

圖1 供電線線路與XV1309工作面位置關(guān)系圖

3 觀測(cè)方案

由開(kāi)采沉陷相關(guān)知識(shí)可知，工作面開(kāi)采后地表會(huì)以工作面中心線為中心形成地表移動(dòng)盆地，工作面中央為平底部分，周圍沉陷值逐漸減小。根據(jù)圖1可知高壓線塔位于XV1309工作面南側(cè)，地表移動(dòng)盆地在此處的塌陷規(guī)律是越靠近工作面中心線地表沉陷值越大。由此分析可知線塔會(huì)向工作面縱向中心線方向發(fā)生傾斜，而線塔整體下沉的可能性較小。所以在觀測(cè)中主要進(jìn)行線塔的傾斜性觀測(cè)，同時(shí)兼顧觀測(cè)線塔的整體下沉。

3.1 全面觀測(cè)

在工作面開(kāi)采之前進(jìn)行兩次全面觀測(cè)。在XV1309工作面東西邊界上地表穩(wěn)定處各埋設(shè)一個(gè)點(diǎn)作為控制基點(diǎn)，利用已知的龍王山點(diǎn)、白馬寺點(diǎn)與其閉合導(dǎo)線測(cè)出其平面坐標(biāo)及高程。然后利用這兩個(gè)控制點(diǎn)對(duì)各個(gè)線塔進(jìn)行平面、高程觀測(cè)。平面觀測(cè)采用15″級(jí)復(fù)測(cè)支導(dǎo)線，高程測(cè)量采用四等三角高程。

3.2 日常觀測(cè)

（1）在XV1309工作面開(kāi)始采動(dòng)之后對(duì)開(kāi)采線附近影響到和即將影響到的線塔每周進(jìn)行一次觀測(cè)，包括平面、高程和傾斜觀測(cè)。

（2）每個(gè)月對(duì)已經(jīng)開(kāi)采過(guò)范圍內(nèi)所影響的線塔進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量，隨工作面推進(jìn)逐漸向前延伸。

由于110kV供電線路線塔離工作面距離較遠(yuǎn)，開(kāi)采沉陷在此處影響不大故只每月對(duì)其進(jìn)行一次測(cè)量。

傾斜觀測(cè)的方法及精度要求。

主要從三條線路的橫線路方向與順線路方向進(jìn)行觀測(cè)（圖2），根據(jù)不同方向所觀測(cè)到的每根線塔的偏移量，計(jì)算出桿塔的傾斜度，從而確定出線塔是否處于安全狀態(tài)。

圖2 觀測(cè)鐵塔的傾斜率方法簡(jiǎn)圖

說(shuō)明：A、B 兩點(diǎn)應(yīng)在鐵塔的正或者側(cè)面中心線上，以此兩點(diǎn)作為觀測(cè)鐵塔的傾斜率。

①為了測(cè)量精確，首先將儀器置于鐵塔中心線延長(zhǎng)線上（可稍微偏移，但不可偏移過(guò)多），距離為鐵塔全高等長(zhǎng)以上；

②測(cè)量A 點(diǎn)，得一豎直角∠1，在此將儀器水平制零；

③在步驟2 的基礎(chǔ)上（此時(shí)水平角度為0°），測(cè)量B 點(diǎn)（水平線軸），測(cè)得豎直角∠2；

④在步驟3 的基礎(chǔ)上，觀測(cè)鐵塔B 點(diǎn)為左或者右偏移，如圖測(cè)得為右偏移，轉(zhuǎn)動(dòng)水平制動(dòng)微調(diào)，測(cè)得水平角∠3。

鐵塔的傾斜率為tan∠3/tan(∠2-∠1)cos∠2

鐵塔傾斜量＝傾斜率×鐵塔全高。

表1 精度要求

不同高度的鐵塔最大允許傾斜按下式計(jì)算：

桿塔最大允許傾斜范圍△L=桿塔高度(H)×桿塔允許傾斜度

4 沉降傾斜觀測(cè)工作中執(zhí)行的技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)

（1）《110kV～750kV架空輸電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50233-2014）

（2）《架空輸電線路運(yùn)行規(guī)程》（DL/T 741-2010）。

5 使用儀器與人員的組成

（1）本次沉降傾斜觀測(cè)使用DTM-452C全站儀。

（2）成立沉降傾斜觀測(cè)組，成員包括測(cè)量負(fù)責(zé)人1人，觀測(cè)人員3人。

6 觀測(cè)資料及研究結(jié)果

XV1309工作面于2013年1月開(kāi)始回采，于8月進(jìn)入末采。工作面推進(jìn)速度為平均4m/d。在這10個(gè)月中對(duì)線塔進(jìn)行了嚴(yán)密的觀測(cè)取得了很多寶貴的原始資料。經(jīng)整理計(jì)算后得出各個(gè)線塔的最終沉降值及傾斜度。110kV線路離開(kāi)采工作面較遠(yuǎn)，基本沒(méi)有受到開(kāi)采影響。兩條35kV線塔沉降傾斜情況如表2所示。

7 結(jié)論

通過(guò)對(duì)三條供電線路進(jìn)行沉降傾斜觀測(cè)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)110kV線路離開(kāi)采工作面較遠(yuǎn)，基本沒(méi)有受到開(kāi)采影響。另外兩條線路雖然受到采動(dòng)影響，但各個(gè)線塔發(fā)生沉降和傾斜的幅度不是很大，均處于安全范圍內(nèi)。其中35kV（1）線路離工作面南邊界較近，受采動(dòng)影響較35kV（2）線路大，最大沉降值和傾斜值發(fā)生在位于工作面上方的3號(hào)線塔上，沉降值達(dá)到60mm，傾斜斜率為0.69%。在觀測(cè)的同時(shí)與電力部門保持緊密聯(lián)系，得到相關(guān)數(shù)據(jù)后及時(shí)與其進(jìn)行了溝通，為電力部門及時(shí)對(duì)有危險(xiǎn)的高壓線塔進(jìn)行修整提供了有力的支持。

表2 線塔沉降傾斜結(jié)果