煤礦采空區(qū)輸電線路如何治理

（山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司供用電分公司 山西 032000）

近年來，隨著我國開展了全面的煤礦開采、建設(shè)，相應(yīng)的線路以及布線成為了我國首要關(guān)注目標(biāo)。在電力輸送過程當(dāng)中，其線路與煤礦開采的采空區(qū)進(jìn)行了有效連接。迄今為止，以山西省為例，其采空區(qū)的線路接近千里，受影響線路達(dá)50多條。因此，采空區(qū)塌陷會(huì)導(dǎo)致我國居民的用電損失，影響線路的安全運(yùn)行，更影響了后續(xù)煤礦開采的有效性。在調(diào)整過程當(dāng)中，必須對(duì)整體的線路進(jìn)行有效保障，針對(duì)于其變形等缺陷，實(shí)現(xiàn)完全優(yōu)化。通過設(shè)計(jì)、修復(fù)等操作，實(shí)現(xiàn)全面改良，為后續(xù)工程提供有效參考。

1.采空區(qū)的基本概述以及沉陷特點(diǎn)分析

（1）采空區(qū)的基本概述。采空區(qū)通常在煤礦開采過程當(dāng)中產(chǎn)生，對(duì)其形成原理進(jìn)行分析，可以得知其“人為因素”或“天然地勢(shì)運(yùn)動(dòng)”所產(chǎn)生的空洞。在礦山開采過程當(dāng)中，采空區(qū)會(huì)使人員出現(xiàn)較大的安全問題，采集人員以及機(jī)械設(shè)備均有可能掉入采空區(qū)內(nèi)部，受到重力傷害[1]。此外，采空區(qū)具有隱蔽性強(qiáng)、規(guī)律性差、采空區(qū)頂板掉落塌陷難以預(yù)測(cè)等特點(diǎn)，對(duì)后續(xù)工程造成了不小的阻礙。因此，如何對(duì)其進(jìn)行量化判斷，一直是我國技術(shù)人員的重點(diǎn)。通常對(duì)采空區(qū)的處理方法包含“崩落處理法”“充填處理法”“封閉處理法”。根據(jù)采空區(qū)的不同形態(tài)，采用不同的處理方法。

（2）采空區(qū)的沉陷特點(diǎn)。煤礦采空區(qū)在煤礦開采后，會(huì)出現(xiàn)沉陷。因此，會(huì)導(dǎo)致其上方的巖石層失去支撐，破壞自有平衡狀態(tài)，隨后產(chǎn)生彎曲，出現(xiàn)斷裂、坍塌的現(xiàn)象。采空區(qū)從變形至破壞需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，受某些因素影響，此過程也可迅速加快。例如，地震或人為因素等。對(duì)采空區(qū)的地表變形分析當(dāng)中，當(dāng)煤礦開采深度超過200m后，會(huì)出現(xiàn)地表移動(dòng)以及變形性質(zhì)。而部分地段會(huì)出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，誘發(fā)采空區(qū)沉陷。此外，其地表沉陷時(shí)間具有一定的連續(xù)性，在煤礦開采8個(gè)月后，沉陷即可發(fā)生。沉陷量在第1年會(huì)達(dá)至總成降量的76%；第2年則為總沉陷量的13%；第3年則為總沉陷量的2%；第4年則為總沉陷量的1%。在三年內(nèi)，即可完成96%的沉陷量。因此，在煤礦開采過程當(dāng)中，必須對(duì)采礦區(qū)輸電線路進(jìn)行全面整理，以防止其出現(xiàn)后續(xù)的工程問題。

2.煤礦開采對(duì)地面輸電桿塔的影響分析

(1)下沉導(dǎo)致的輸電桿塔影響分析

煤礦開采會(huì)導(dǎo)致巖石出現(xiàn)一定層次的變形，這種變形會(huì)隨著整體的放射性波動(dòng)，延伸至地面，導(dǎo)致輸電桿塔基礎(chǔ)發(fā)生變形以及損壞。通常，當(dāng)輸電桿塔所處的地表出現(xiàn)下沉?xí)r，其輸電桿塔的自有力度會(huì)產(chǎn)生一定的附加應(yīng)力。形成地表下沉量大、地下水滲透的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)改變輸電桿塔的環(huán)境。此外，輸電桿塔長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境，也會(huì)影響其自身的耐久性，導(dǎo)致輸電桿塔出現(xiàn)損壞無法使用的情況。

(2)傾斜所導(dǎo)致的輸電桿塔影響分析

首先，當(dāng)輸電桿塔自身發(fā)生傾斜等現(xiàn)象時(shí)，其通常會(huì)對(duì)輸電桿塔的重心產(chǎn)生一定的影響。例如，增加桿塔的傾斜力度，導(dǎo)致桿塔出現(xiàn)損壞，影響輸電桿塔的整體安全性。此外，當(dāng)桿塔發(fā)生傾斜等現(xiàn)象時(shí)，還會(huì)引起導(dǎo)線整體的應(yīng)力變革，使其發(fā)生不可阻擋的“不平衡張力”。當(dāng)整體的輸電桿塔傾斜至一定角度時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致桿間間距縮小，產(chǎn)生線路糾纏的后果，埋下事故安全隱患。

(3)地表變形所導(dǎo)致的輸電桿塔影響分析

當(dāng)?shù)乇淼膮^(qū)域發(fā)生變形，會(huì)使原來的平面狀態(tài)發(fā)生改變，整體呈曲面狀態(tài)。由于其整體的變形過程非常復(fù)雜，且涉及到各種水平方向的移動(dòng)，因此，其破壞了輸電桿塔的作用。導(dǎo)致其自身的荷載以及基礎(chǔ)底面呈現(xiàn)出了不平衡的現(xiàn)狀，地基反力重新分布，使輸電桿塔產(chǎn)生“剪力”影響，削弱自身的綜合性以及有效性。

(4)地表水平對(duì)輸電桿塔的影響分析

在后續(xù)的運(yùn)行過程當(dāng)中，其地表會(huì)產(chǎn)生一定的“拉伸”以及“壓縮”，發(fā)生變形。這種變形稱之為“水平變形”“水平變形”將會(huì)對(duì)輸電桿塔的支撐性產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，使輸電桿塔的下部根開增大，使其抗拉能力降低。

3.實(shí)現(xiàn)深厚比的分類處理

在采空區(qū)的深厚比分類處理過程當(dāng)中，必須對(duì)其深厚度實(shí)現(xiàn)一定層次的規(guī)定。當(dāng)踩空區(qū)厚度Hlm＜100時(shí)。地下采空區(qū)的整體水平以及垂直移動(dòng)會(huì)發(fā)生一定的變形能力?？稍诖嘶A(chǔ)上，設(shè)置鋼筋混凝土板。此外，也可加強(qiáng)設(shè)置長(zhǎng)角螺栓，以確保與復(fù)合板之間的滑動(dòng)層穩(wěn)定，以保證在出現(xiàn)垂直移動(dòng)時(shí)進(jìn)行有效調(diào)整。

而當(dāng)采空區(qū)厚度Hlm＜100時(shí)，其采礦區(qū)地表變形特點(diǎn)呈現(xiàn)一定的連續(xù)性以及規(guī)律性。因此，可以設(shè)置長(zhǎng)角螺栓，在鐵塔基礎(chǔ)上對(duì)外露絲扣進(jìn)行長(zhǎng)度設(shè)置，一般長(zhǎng)度應(yīng)加長(zhǎng)150mm左右為宜。

4.采空區(qū)對(duì)輸電線路的治理措施

在進(jìn)行治理過程當(dāng)中，為了增加本文的理解性，以某工程為例。某工程地區(qū)分布擁有多座煤礦，其煤礦均屬民營(yíng)企業(yè)，因此，其整體的煤礦開采規(guī)模以及質(zhì)量未能符合相關(guān)要求[2]。在開采煤礦中，巖石的覆蓋層厚度一般為幾米至幾十米。因此，在后續(xù)的發(fā)展過程中，鐵塔附近后期會(huì)發(fā)生變形是不可避免的。為了防止其發(fā)生變形所導(dǎo)致出現(xiàn)“倒桿”“斷桿”“斷線”等現(xiàn)象，必須提前對(duì)工程展開有效處理。

（1）加大整體面積與地基的接觸面積。首先，在調(diào)整過程當(dāng)中，必須加大整體的接觸面積。為了防止其出現(xiàn)不對(duì)稱沉降給輸電線路的鐵塔帶來一定的危害，因此，可在其基礎(chǔ)底面設(shè)置鋼筋混凝土板，墊厚為100mm，并在設(shè)置完畢后額外附加卵石砂層，保證其與大板之間具有一定的滑動(dòng)性，以便于在發(fā)生地基沉降后，隨時(shí)調(diào)整復(fù)位。當(dāng)鐵塔后期發(fā)生沉降過程當(dāng)中，根據(jù)傾斜角度，可以通過調(diào)整鐵塔基礎(chǔ)地腳螺栓，控制鐵塔的傾斜程度。在塔角，必須采用螺栓進(jìn)行連接，加固長(zhǎng)度，加長(zhǎng)100mm至200mm，以防止不均勻沉降后期發(fā)生的不良因素。

（2）根據(jù)線路以及周圍地形進(jìn)行設(shè)置。在后續(xù)的推進(jìn)過程當(dāng)中，必須了解線路以及桿塔周圍的地形、地貌，根據(jù)實(shí)際特征進(jìn)行綜合設(shè)定[3]。考量到桿塔的下沉趨勢(shì)，在符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，對(duì)其基本位置進(jìn)行加強(qiáng)，以防止其出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。在判斷過程當(dāng)中，必須提升相關(guān)人員的工作模式以及工藝標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行安全系數(shù)培訓(xùn)。加強(qiáng)對(duì)于隱蔽工程的處理，必須實(shí)現(xiàn)詳細(xì)的施工記錄以及技術(shù)資料備份，妥善保管，以便后續(xù)工程取用、借鑒、參考。

（3）加強(qiáng)相關(guān)的線路運(yùn)行管理。在治理過程當(dāng)中，對(duì)采空區(qū)的巡視周期進(jìn)行縮短。同時(shí)，對(duì)其次數(shù)進(jìn)行加強(qiáng)，應(yīng)保證每月不少于兩次。其中，在雨季應(yīng)增加至每周一次，在大雨、雷雨、大風(fēng)等氣候過后，應(yīng)安排特殊巡視，并就現(xiàn)場(chǎng)情況做好記錄。對(duì)沉陷區(qū)塔桿的傾斜狀況、基礎(chǔ)根變化情況、基礎(chǔ)不均勻沉降情況等進(jìn)行登記，以保證后續(xù)工程的考量應(yīng)用，以便制定相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案。

（4）對(duì)相關(guān)的線路進(jìn)行必要的調(diào)整優(yōu)化。在后續(xù)的線路運(yùn)行當(dāng)中，對(duì)線路自身的“懸垂線夾”“絕緣子”“防震垂”等進(jìn)行全面調(diào)整。對(duì)超出運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的傾斜塔桿實(shí)現(xiàn)全面校正，對(duì)于塔桿變形嚴(yán)重、基礎(chǔ)根變化過大時(shí)，必須實(shí)現(xiàn)全面考量，進(jìn)行塔根更換或相關(guān)路徑的更改。在工程設(shè)立當(dāng)中，對(duì)于相關(guān)線路的優(yōu)化調(diào)整，必須實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、全面。因此，提前設(shè)計(jì)規(guī)劃成為了非常重要的關(guān)鍵性因素。相關(guān)的施工人員可以將其與我國現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行融合，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)軟件進(jìn)行全面調(diào)整。例如，可將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，實(shí)現(xiàn)“三維模擬”，對(duì)相關(guān)的線路等，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行構(gòu)建，以便相關(guān)方案的提前演示。在演示過程當(dāng)中，針對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效調(diào)整，為后續(xù)工程的開展提供必要保障。

（5）根據(jù)實(shí)際情況新建相關(guān)線路。在后續(xù)的設(shè)立過程當(dāng)中，由于我國整體的煤礦均采用綜合設(shè)備，因此，其采集率高，挖掘速度快，后續(xù)引起地表缺陷以及裂縫較為嚴(yán)重，對(duì)于整體的輸電線路產(chǎn)生極為嚴(yán)重的影響。為了有效避免此類現(xiàn)狀，必須積極與煤礦企業(yè)進(jìn)行有效聯(lián)系，掌握精準(zhǔn)明確的資料，建立采空區(qū)桿塔臺(tái)賬，全面實(shí)行預(yù)防措施。此外，針對(duì)于全新的線路，必須與政府進(jìn)行協(xié)調(diào)，規(guī)劃出輸電線路走廊。設(shè)計(jì)部門應(yīng)在相關(guān)的規(guī)劃設(shè)計(jì)走廊當(dāng)中進(jìn)行相關(guān)線路的布線，提升整體的運(yùn)行措施。

（6）安裝相關(guān)的監(jiān)控儀。此外，為了對(duì)相關(guān)的塔桿進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，應(yīng)在施工完畢后加裝GSM塔桿傾斜監(jiān)視儀。根據(jù)其提供的數(shù)據(jù)，對(duì)線路塔桿進(jìn)行全面監(jiān)控，并對(duì)傾斜的線路塔桿實(shí)現(xiàn)全面調(diào)整，避免踩空區(qū)發(fā)生“倒桿”“斷線”的事故，以確保輸電線路的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)有效優(yōu)化，進(jìn)行全面增長(zhǎng)。在安裝監(jiān)控儀的過程當(dāng)中，必須保障監(jiān)控儀的數(shù)量以及分布呈現(xiàn)“圍繞式”設(shè)計(jì)原則。在塔桿的前、后兩側(cè)設(shè)立監(jiān)控儀，實(shí)現(xiàn)以監(jiān)控儀為半徑的有效監(jiān)督。

5.結(jié)束語

綜上所述，為了全面保障煤礦后續(xù)開采質(zhì)量以及輸電線路的有效運(yùn)用，必須基于現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行采空區(qū)輸電線路的治理。根據(jù)其自有問題，運(yùn)用相關(guān)的技術(shù)以及措施，實(shí)現(xiàn)有效掌控，避免其出現(xiàn)后續(xù)的不確定現(xiàn)象。

通過長(zhǎng)期的實(shí)踐以及經(jīng)驗(yàn)掌握，針對(duì)煤礦采空區(qū)輸電線路的整理方法實(shí)現(xiàn)全面加強(qiáng)，對(duì)其開采引起的地表沉陷變形的進(jìn)行有效治理。完成全面優(yōu)化，達(dá)成有效提升的效果。在設(shè)立過程當(dāng)中，相關(guān)的施工人員必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，提升自有職業(yè)技能，完成雙向成長(zhǎng)。經(jīng)過集中調(diào)整，我國的煤礦采空區(qū)輸電線路將實(shí)現(xiàn)有效治理，為其后續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。