高壓輸電線路下采煤防護措施探討

王聽澤

摘 要：在工礦企業(yè)中，高壓輸電線路是非常基礎(chǔ)的配套工程，因此，在很多的礦區(qū)都存在著高壓輸電線路下進行壓煤的問題。在高壓輸電線路下進行工作要面臨的問題非常多，因此，在工作過程中一定要采取必要的防護措施，同時也要保證線路的運行安全。在進行采煤的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)沉陷的情況，這樣就使得高壓輸電線路經(jīng)常會出現(xiàn)變形的情況，因此，在采煤的過程中一定要做好地表沉陷的控制措施，這樣才能更好的保證工作人員的安全。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線；采煤；防護措施

高壓輸電線路是工礦企業(yè)中非常常見的配套設(shè)施，同時也是非常普遍的配套工程，在煤炭開采過程中，要使用大量的電能來作為能源，要使用電能就要進行線路的鋪設(shè)，在采煤的過程中非常容易出現(xiàn)地表沉陷的情況，這樣就使得在采煤的過程中一定要做好安全防護措施，這樣能夠避免高壓輸電線路在使用的過程中出現(xiàn)問題，同時也能更好的保證開采人員的安全。

1 采動影響下高壓輸電線路變形和破壞特征

1.1 高壓輸電線路安全運行的基本要求

高壓輸電線路是由很多的部分共同組成的，在進行煤礦的開采過程中，通常都是在地下進行的，這樣就非常容易導(dǎo)致地表出現(xiàn)移動和變形的情況，這樣就會導(dǎo)致高壓輸電線路的桿塔也會出現(xiàn)相應(yīng)的移動和變形，進而導(dǎo)致更多的安全隱患出現(xiàn)，對線路的運行安全是有很大的影響。在煤礦開采的過程中為了更好的保證線路的運行安全，可以對高壓輸電線路的運行規(guī)程進行要求，在很多的工礦區(qū)已經(jīng)慢慢實現(xiàn)了架空送電線路的操作，這樣能夠更好的避免出現(xiàn)輸電線路桿塔移動和變形的情況。在進行輸電線路的桿塔建設(shè)的時候，如果采用的是鋼筋混凝土桿，要保證其傾斜度在一定的范圍內(nèi)，同時要保證導(dǎo)線和避雷線的馳度誤差也在一定的范圍內(nèi)。

1.2 開采沉陷對高壓輸電線路的影響

在煤礦的開采過程中，出現(xiàn)開采過程中的沉陷會導(dǎo)致地面出現(xiàn)變形的情況，同時也可能會導(dǎo)致地面出現(xiàn)垂直方向上的移動和變形，出現(xiàn)的變形情況主要表現(xiàn)為地面出現(xiàn)下沉、傾斜或者是扭曲的情況。地面在水平方向上也是會出現(xiàn)移動和變形的情況的，主要的表現(xiàn)就是會出現(xiàn)地面的水平移動和壓縮變形情況。地表出現(xiàn)變形會給高壓輸電線路的桿塔帶來很大的影響，同時也會導(dǎo)致桿塔出現(xiàn)移動和變形。

在煤礦開采過程中出現(xiàn)地表下沉?xí)?dǎo)致輸電線路的桿塔的基礎(chǔ)出現(xiàn)下沉，桿塔的基礎(chǔ)出現(xiàn)下沉的量是和地表下沉量一致的。很多的礦區(qū)位于高潛水位礦區(qū)，在出現(xiàn)地表下沉情況的時候會導(dǎo)致地下的潛水位出現(xiàn)相對上升的情況，這樣就會導(dǎo)致地下水慢慢接近桿塔的基礎(chǔ)底面，在這種情況下，地基土?xí)艿降叵滤慕荩跍囟容^低的情況下，會導(dǎo)致桿塔的基礎(chǔ)穩(wěn)定性受到很大的影響，同時也可能會出現(xiàn)桿塔的凍脹現(xiàn)象。桿塔的基礎(chǔ)底面出現(xiàn)不均勻的沉降，也是會導(dǎo)致上部的桿塔在受力方面出現(xiàn)很大的變化，同時桿塔的構(gòu)件內(nèi)力會出現(xiàn)超過材料許可的范圍，這樣會導(dǎo)致桿塔的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重破壞的情況，進而導(dǎo)致安全事故出現(xiàn)。在進行高壓輸電線路架設(shè)的時候，工礦企業(yè)可以根據(jù)電力部門的經(jīng)驗來進行操作，這樣能夠更好的保證桿塔之間的穩(wěn)定性。地表在出現(xiàn)下沉的情況時，相鄰的桿塔在下沉的時候也會出現(xiàn)不一致，這主要是和線路的地形特征有很大的關(guān)系。

地表出現(xiàn)傾斜的情況對輸電線路的影響非常大，桿塔通常都是比較高大的結(jié)構(gòu)，因此在地表出現(xiàn)傾斜的情況下傾斜變形的情況非常明顯。地表傾斜對高壓輸電線路的影響主要表現(xiàn)在三個方面。在開采過程中，地表出現(xiàn)傾斜會導(dǎo)致輸電線路的桿塔基礎(chǔ)出現(xiàn)相應(yīng)的傾斜，桿塔的基礎(chǔ)出現(xiàn)傾斜會導(dǎo)致桿塔的基礎(chǔ)不穩(wěn)定。輸電線路的桿塔傾斜會導(dǎo)致線路中的導(dǎo)線應(yīng)力重新分布，因此，要保證導(dǎo)線中的應(yīng)力保持平衡，一定要避免桿塔出現(xiàn)傾斜。輸電線路傾斜，不一定會導(dǎo)致桿塔的檔距相應(yīng)的擴大和縮小情況。桿塔傾斜也會導(dǎo)致導(dǎo)線之間松弛，同時也會導(dǎo)致導(dǎo)線之間的近地距離出現(xiàn)很大的變化。

地表出現(xiàn)水平的移動會導(dǎo)致輸電線路的桿塔也會出現(xiàn)相應(yīng)的水平移動，但是這種水平移動不一定會導(dǎo)致線路之間的檔距出現(xiàn)增大或者是縮小，水平移動會導(dǎo)致桿塔之間的作用力出現(xiàn)很大的變化，在情況比較嚴(yán)重下的情況，會導(dǎo)致桿塔之間位置過大，導(dǎo)致安全事故出現(xiàn)。

2 高壓輸電線路下采煤的地表沉陷控制措施

2.1 合理布置工作面控制地表變形分布

從上述分析可以看出，桿塔處的地表傾斜和水平移動值的大小對桿塔的穩(wěn)定性、檔距、弧垂和近地距等元素的變化具有重要影響。根據(jù)開采沉陷動態(tài)和靜態(tài)分布規(guī)律，通過合理布置工作面和協(xié)調(diào)開采措施，盡量減小桿塔處的地表傾斜和水平移動值，可以大大減輕高壓輸電線路的采動變形程度。在高壓線路下采煤時，可采取的協(xié)調(diào)開采措施主要包括：全柱開采、協(xié)調(diào)開采和對稱背向開采。工作面布置應(yīng)盡可能使線路走向位于下沉盆地主斷面內(nèi)，減小直線桿塔受到的扭矩。

2.2 采用部分開采技術(shù)減小地表移動變形值

常用的部分開采技術(shù)包括：條帶開采、房柱式開采和分層限厚開采。根據(jù)國內(nèi)外的實踐研究表明，條帶開采的下沉系數(shù)一般在0.024～0.206之間，是全部垮落開采下沉系數(shù)的4.8～26.8%，房柱式開采的下沉系數(shù)一般在0.35～0.68，均大幅的減小了地面沉陷。分層限厚開采減小地表一次下沉對建構(gòu)筑物的影響，一般適用于中厚煤層。

2.3 采用離層注漿減沉技術(shù)控制地表沉陷

煤層上覆巖層是由多層巖層組合而成，其物理力學(xué)性質(zhì)差異較大，當(dāng)巖層組合為下軟上硬時，煤層采后覆巖在垂直方向上的移動呈現(xiàn)時間和空間上的不連續(xù)性和不同步性，于是產(chǎn)生離層。離層形成后，實時地由地面向離層間隙注入粉煤灰等充填材料，可以達(dá)到減小地表變形的目的。

2.4 控制工作面推進速度防止桿塔的急劇變形

根據(jù)實測資料分析，對某一具體工作面，最大下沉速度和工作面推進速度之間存在線性關(guān)系。工作面推進速度過快將導(dǎo)致地表劇烈變形，從而使輸電線路桿塔急劇變形，可能在短期內(nèi)超過變形極限，無法通過及時維修來釋放桿塔、橫擔(dān)等構(gòu)件中的附加應(yīng)力，嚴(yán)重威脅線路安全運行。

3 采動影響下高壓輸電線路的維修和防護措施

一般當(dāng)開采煤層的深厚比大于30時，地下開采引起的地表移動變形過程是連續(xù)漸變的。采動引起的高壓輸電線路的移動和變形是隨著地表變形連續(xù)漸變的過程。提高桿塔的抗變形或適應(yīng)變形能力、及時采取維修和調(diào)整措施釋放構(gòu)件附加應(yīng)力、保證各要素始終處于安全許可范圍內(nèi)是保證高壓輸電線路安全的基本途徑。高壓輸電線路的變形包括兩部分：地表變形引發(fā)的桿塔變形和桿塔變形引發(fā)的輸電線路其它各元素的變形。這兩類變形具有因果關(guān)系，因此對線路的防護的重點也就是對桿塔變形的控制與防護。高壓輸電線路的維修和防護措施主要包括：桿塔基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)補強、更換部分構(gòu)件為可調(diào)構(gòu)件和各構(gòu)件變形的調(diào)整和維修。

4 結(jié)束語

在開采過程中出現(xiàn)高壓輸電線路變形的主要影響因素主要分為兩種，分別是地表變形導(dǎo)致的桿塔變形和桿塔變形導(dǎo)致的輸電線路的變形。輸電線路出現(xiàn)變形的情況主要是地表傾斜和水平移動導(dǎo)致的。控制地表變形是高壓線下采煤防護的基本措施之一。高壓線下采煤的地表變形控制措施主要有：合理布設(shè)工作面、部分開采、離層注漿和控制工作面推進速度等。對輸電線路進行改造、維修是高壓線下采煤的主要防護措施。

參考文獻(xiàn)

[1]何國清，楊倫，凌賡娣，等.礦山開采沉陷學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1994.