一种采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法技术

一种采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，包括以下步骤：(a)确定采煤沉陷区评估范围；(b)收集采煤沉陷区的地质采矿条件数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据；(c)得到评估范围内各地表移动与变形值最大值；(d)评估线塔建设荷载对地下采空区的稳定性影响；(e)根据高压输电线塔输送电压确定建设适宜性分类准则，然后进行综合评估，确定拟建高压输电线塔线路建设的适宜性。本发明专利技术能够为高压输电线塔在采煤沉陷区地表的建设提供科学依据，确保高压输电线塔正常运行，并节省保护成本投入。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法。
技术介绍
煤炭资源开采往往造成地表沉陷，在地表沉陷区建设发电输电工程，必须对高压输电线塔的地基稳定性进行技术评估。其意义主要在于：一方面，避免对高压输电线塔的沉陷影响危害程度认识和评估不足，在预防措施不足的情况下，盲目地建设施工，对高压输电线塔安全运营产生不利影响；另一方面，避免过度地拔高沉陷影响危害程度，采取过度的保护措施，加大人力物力财力的投资，增加不必要的建设成本。必要的科学的高压输电线塔的地基适宜性评估将为高压输电线塔在采煤沉陷区的合理建设提供科学依据，但目前，现有技术中还没有针对采煤沉陷区高压输电线塔建设适宜性的有效评估方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，能够为高压输电线塔在采煤沉陷区地表的建设提供科学依据，确保高压输电线塔建成后正常运行，并避免过度保护成本投入。本专利技术采用的技术方案如下：一种采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，包括以下步骤：(a)根据建设高压输电线塔的具体情况，包括高压输电线塔总体规划、线塔结构、尺寸和荷载，确定采煤沉陷区评估范围；(b)收集评估范围内的地质勘探数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据；(c)预测采煤沉陷区地表残余沉陷变形数据和未来规划开采地表沉陷变形数据，下沉系数根据开采结束年限、未来规划期及高压输电线塔服务期选取0.03～0.90，计算绘制出评估范围在高压输电线塔服务期内的地表下沉、倾斜、水平变形等值线图，进而得到评估范围内各地表移动与变形值最大值；(d)评估高压输电线塔建设荷载对地下采空区的稳定性影响，所述高压输电线塔建设荷载包括施工动荷载和静荷载；(e)根据高压输电线塔输送电压获得采煤沉陷区地表建设高压输电线塔适宜性分类准则，依据适宜性分类准则进行综合评估，确定拟建高压输电线塔线路所在区域的适宜性。110kV高压输电线塔建设适宜性标准见表1，220kV高压输电线塔建设适宜性标准见表2。表1 110kV高压输电线塔建设适宜性标准表2 220kV高压输电线塔建设适宜性标准在上述采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法中，在评估范围内，在开采煤层数据和采空区塌陷状况未知情况下，进行钻探勘查，获得开采煤层数据和采空区地质采矿数据。钻探勘查每个线塔布置1个孔，在评估线塔中心位置。在上述采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法中，在步骤(a)中，确定采煤沉陷区评估范围，首先需要了解高压输电线塔总体规划，线塔结构、尺寸和荷载等资料。在上述采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法中，在步骤(a)中，需对高压输电每个线塔逐个评估，每个线塔评估范围为线塔外围向外扩50m。在上述采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法中，在步骤(b)中，所述地质勘探数据和开采数据包括：地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象、采空区分布、今后开采规划等相关图纸资料、文字报告和台账。具体到载体文件包括地质图件和采矿图件。地质图件具体又包括地形地质图、地层综合柱状图、煤岩层对比图、煤层底板等高线及资源/储量估算图、地质剖面图、钻孔柱状图等。采矿图件具体又包括井上下对照图、采掘(剥)工程平面图、开采规划图等。地质勘探数据和开采数据收集范围可以扩大到以高压输电线塔线路评估范围边界向外侧扩展2H0的范围，H0为采煤沉陷区地下采空区平均采深，单位为m。地表沉陷数据不仅收集评估区域内附近矿井的，还需要寻找所属矿区的或条件相近的相邻矿区的沉陷监测数据、开采沉陷规律分析资料等。在上述采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法中，在步骤(c)中，对采煤沉陷区地表沉陷变形预测分析。预测采煤沉陷区地表今后还将产生的沉陷变形数据采用概率积分法，根据影响评估范围的地质采矿条件、采空区开采结束时间以及高压输电线塔服务期限等综合因素，选取采空区残余下沉系数0.03～0.40，规划开采下沉系数0.5～0.90，计算给出评估范围内在高压输电线塔服务期内的地表下沉、倾斜、水平变形等值线图。根据计算得到的评估范围内各种地表变形值最大值情况，分析拟建线塔可能的沉陷损坏程度。在上述采煤沉陷区地表建设高压线塔的适宜性评估方法中，在步骤(d)中，当地下采空区实际采深H大于临界采深H临时，地下采空区处于相对稳定状态，H临表达式为：H临＝H裂+H影+h其中，H裂为采空区导水裂缝带高度，多煤层开采时，取最高位置的数据，H影为线塔荷载向地下的影响深度，h为误差范围，取h＝5～10m。在上述采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法中，在步骤(e)中，对应适宜性分级线塔建设处理措施为，A级(适宜性好)为高压线塔建设用地，采取抗变形措施保护；B级(适宜性中等)可作为高压线塔建设用地，采取抗变形措施，同时对浅部采空区进行处理，受规划开采区影响的可采取地下开采技术措施或采动过程中的维修防护措施等；C级(适宜性差)建议高压线塔异地选址，若作为高压线塔建设用地，需进行线塔下采空区治理控制地表沉陷变形，受规划开采区影响的应采取地下开采技术措施减小和控制线塔处地表沉陷变形，以及必要的抗变形措施、线塔倾斜实时监测措施等。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：①本专利技术提供的一种采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，由于通过高压输电线塔总体规划、线塔结构、尺寸和荷载，对采煤沉陷区评估范围进行了合理确定，能够更有效、更有针对性的收集采矿、地质和地表沉陷等数据，因此，本专利技术的评估过程更高效、评估结果更精确。②本专利技术提供的采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，由于针对地质勘探数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据等进行分析评估，因此，本专利技术能够提供较为准确全面的评估结果。③本专利技术提供的采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，由于针对采煤沉陷区地表残余沉陷变形数据进行了预测，并计算绘制出评估范围在高压输电线塔服务期内的地表下沉、倾斜、水平变形等值线图，进而得到的评估范围内各地表变形值最大值，评估基础数据更全面、科学，因此，本专利技术能够获得更为准确全面的评估结果。④本专利技术提供的采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，由于先评估高压输电线塔建设荷载对地下采空区的稳定性影响，所述高压输电线塔建设荷载包括施工动荷载和静荷载，然后再进行适宜性评估，因此，本专利技术更加具备有序性和科学性，使评估工作更加有条不紊，循序渐进，符合科学规律。⑤本专利技术提供的采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，由于将采深采厚比、地表下沉值和地表变形最大值作为采煤沉陷区建设高压输电线塔适宜性评估指标，其中地表变形最大值又细分为水平变形和倾斜，既考虑了影响因素的全面性，也考虑了权重影响，因此，本专利技术既能保证评估的准确度，也能兼顾评估工作的效率，有效控制评估成本。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。在本实施例中，拟建设一条220kV线路，线路长度约31.2km，设线塔87座，全部建设在采煤沉陷区，对高压输电线塔建设适宜性进行评估。所述采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，包括以下步骤：(a)根据建设高压输电线塔的具体情况，包括高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)根据建设高压输电线塔的具体情况，包括线塔线路总体规划、线塔结构、尺寸和荷载，确定采煤沉陷区评估范围；(b)收集评估范围内的采煤沉陷区地质勘探数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据；(c)预测采煤沉陷区地表残余沉陷变形数据和未来规划开采地表沉陷变形数据，下沉系数根据开采结束年限、未来规划期及高压输电线塔服务期选取0.03～0.90，计算绘制出评估范围在高压输电线塔服务期内的地表下沉、倾斜、水平变形等值线图，进而得到评估范围内各地表移动与变形值最大值；(d)评估高压线塔建设荷载对地下采空区的稳定性影响，所述高压线塔建设荷载包括施工动荷载和静荷载；(e)根据高压输电线塔输送电压获得采煤沉陷区地表建设高压输电线塔适宜性分类准则，依据适宜性分类准则进行综合评估，确定拟建高压输电线塔线路所在区域的适宜性。

【技术特征摘要】
1.一种采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)根据建设高压输电线塔的具体情况，包括线塔线路总体规划、线塔结构、尺寸和荷载，确定采煤沉陷区评估范围；(b)收集评估范围内的采煤沉陷区地质勘探数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据；(c)预测采煤沉陷区地表残余沉陷变形数据和未来规划开采地表沉陷变形数据，下沉系数根据开采结束年限、未来规划期及高压输电线塔服务期选取0.03～0.90，计算绘制出评估范围在高压输电线塔服务期内的地表下沉、倾斜、水平变形等值线图，进而得到评估范围内各地表移动与变形值最大值；(d)评估高压线塔建设荷载对地下采空区的稳定性影响，所述高压线塔建设荷载包括施工动荷载和静荷载；(e)根据高压输电线塔输送电压获得采煤沉陷区地表建设高压输电线塔适宜性分类准则，依据适宜性分类准则进行综合评估，确定拟建高压输电线塔线路所在区域的适宜性。2.根据权利要求1所述的采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，其特征在于：高压输电线塔输送电压为110kV时，建设适宜性标准为：3.根据权利要求1所述的采煤沉陷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊英，孙庆先，贾新果，刘义新，李杰，陈凯，陈清通，李文，李宏杰，谷小敏，王翔宇，魏晶晶，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11