1采空區(qū)地表破壞對電力線路安全的影響

當(dāng)前有關(guān)采空區(qū)的地表破壞形式主要有三種，分別是塌陷和裂縫以及連續(xù)變形。而造成地表變形的原因有很多種，涉及到煤礦資源的開采方法和回采率以及煤層厚度埋深及地質(zhì)構(gòu)造、地下水以及巖層性質(zhì)多因素。其中開采方法是最為重要的因素。比如如果開采深度和采厚的比值小于30，或者采空區(qū)域有大的斷裂構(gòu)造時(shí)，就容易造成地表破壞問題的出現(xiàn)。如果采用淺部開采模式，垮落帶或者是破裂帶就會(huì)直接到達(dá)地表，并且讓地表產(chǎn)生塌陷。此時(shí)地表破壞形式多為塌陷坑，這時(shí)候就容易使得桿塔出現(xiàn)不均勻沉降最終造成桿塔傾倒。

2采空區(qū)巖土勘測方法分析

2.1采空區(qū)勘測的重點(diǎn)內(nèi)容

采空區(qū)巖土勘測內(nèi)容主要包括下面幾個(gè)部分：

(1)勘測礦層的分布和層數(shù)以及厚度等參數(shù)，并且對礦層的埋深特點(diǎn)和覆蓋巖層的巖性及地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘測。

(2)分析礦層開采范圍和深度以及厚度、時(shí)間以及頂板管理、空隙和積水等諸多元素。

(3)全面了解地表變形特征分布情況，主要包括地表陷坑和臺(tái)階以及裂縫的位置和大小等諸多參考量，并且對開采邊界和工作面推進(jìn)方向進(jìn)行分析。

(4)分析地表移動(dòng)盆地特征和劃分中間區(qū)以及內(nèi)外邊緣區(qū)域，并進(jìn)一步確認(rèn)地表移動(dòng)變形主要參數(shù)。

(5)分析采空區(qū)附近的水資源的使用情況。

2.2設(shè)計(jì)階段的勘測措施

為了有效提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可實(shí)施性，需要對施工地段進(jìn)行全面的勘測和考察，對采空區(qū)地表破壞形式進(jìn)行分析，同時(shí)對電力工程涉及到采空區(qū)地段范圍進(jìn)行勘測，并設(shè)計(jì)符合這個(gè)地段的線路施工方案。在勘測任務(wù)下達(dá)之后，地質(zhì)人員要和電力工程人員進(jìn)行配合，遵循線和位的有效結(jié)合為基本原則，優(yōu)先實(shí)施規(guī)避采空區(qū)的施工方案，特別是可能存在滑坡以及地陷地段要規(guī)避建筑施工。如果線路無法規(guī)避采空區(qū)，那么要對采空區(qū)相關(guān)資料進(jìn)行全面勘測，然后選擇通過采空區(qū)的最短路徑。設(shè)計(jì)階段的勘測任務(wù)主要包括以下方面：首先要對煤礦區(qū)井田分布現(xiàn)狀，煤礦分布圖進(jìn)行勘測分析。然后要對煤層埋深及厚度進(jìn)行勘測。接著是對各煤礦的開采方法和開采規(guī)劃資料進(jìn)行收集整理。重點(diǎn)了解老采空區(qū)主要范圍和填充狀況及相應(yīng)的密實(shí)度，并分析該區(qū)域的上覆巖層的穩(wěn)定性。而對于未來或者現(xiàn)在正出現(xiàn)的采空區(qū)，可以基于針對老采空區(qū)的勘測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析驗(yàn)算，從而預(yù)算未來和現(xiàn)在采空區(qū)的地表變形特征值，然后再結(jié)合《巖土工程勘察規(guī)范》的有關(guān)內(nèi)容對電力工程的線路施工和桿塔建設(shè)進(jìn)行規(guī)劃，規(guī)避可能存在的采空區(qū)地表變形風(fēng)險(xiǎn)。對于老采空區(qū)和小窯采空區(qū)等區(qū)域，采用地質(zhì)勘測方式不能夠分析這些區(qū)域的特征時(shí)，還可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈锢磴@探方式進(jìn)行勘測，從而保障勘測的準(zhǔn)確性。

2.3施工階段的勘測措施

(1)注重上下結(jié)合的勘測方式。在電力工程施工時(shí)，需要將線路工程涉及到的地質(zhì)條件和采空區(qū)的穩(wěn)定性進(jìn)行綜合考量，特別是在采空區(qū)確立桿塔位置時(shí)，需要遵循下面的原則：

①該區(qū)域地形平坦開闊;

②地質(zhì)構(gòu)造相對簡單且采空區(qū)上覆巖層厚度大，且硬度高，地表沒有變形;

③礦層較薄，且采空厚度薄，礦層埋深深度高。

④礦區(qū)上存在的安全地段，比如主副巷道區(qū)域和通風(fēng)井區(qū)域等。這些區(qū)域相對穩(wěn)定，能夠?yàn)闂U塔提供良好支撐。如果沒有準(zhǔn)確的判斷經(jīng)驗(yàn)，則可以分析礦層深厚之比來進(jìn)行確定。如果采深和采厚之比大于某一個(gè)數(shù)值，那么采空區(qū)地表變形程度就會(huì)較低，可以在此地段進(jìn)行建設(shè)。采空區(qū)深厚比施工原則，當(dāng)深厚比值區(qū)間在0～40時(shí)，不可以進(jìn)行任何等級(jí)的電路施工;當(dāng)深厚比值區(qū)間在40～100時(shí)，可以建立35kV以下的送電線路;當(dāng)深厚比值區(qū)間在100～200可以建立110kV到220kV之間的送電線路，在200以上時(shí)，可以建設(shè)不同電壓等級(jí)的送電線路。

(2)巖土勘測時(shí)緊密結(jié)合桿塔設(shè)計(jì)。在定位桿塔時(shí)若發(fā)現(xiàn)在構(gòu)建桿塔時(shí)出現(xiàn)巖土工程穩(wěn)定性需求和采空區(qū)地面穩(wěn)定性相差很大時(shí)，為了保障桿塔地基的穩(wěn)定性，應(yīng)該針對這個(gè)采空區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的處理，從而讓其穩(wěn)定性能夠滿足實(shí)際需求，具體處理方法如下：

①為了規(guī)避臨空面問題，需要降低開放量，并采用高低腿基建模型，且進(jìn)行淺埋操作。

②對于已經(jīng)勘測有裂縫或者塌陷的采空區(qū)，可以通過回填或者壓力灌漿法進(jìn)行重新加固，從而提升采空區(qū)地表的穩(wěn)定性。

③對于可能會(huì)影響塔基穩(wěn)定性的礦洞或者巷道可以進(jìn)行錨噴處理，或者架設(shè)頂板支護(hù)。

④如果塔基部位可能會(huì)存在沉降，那么需要在四個(gè)塔基地基下設(shè)置整塊混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，從而提升塔基穩(wěn)定性，與此同時(shí)也可以采用樁基建設(shè)方法來進(jìn)行建設(shè)，這樣也能夠提升塔基基礎(chǔ)穩(wěn)定性。

(3)完善質(zhì)量監(jiān)督管理體系構(gòu)建。在施工階段，要讓勘測設(shè)計(jì)和施工單位以及監(jiān)理單位和運(yùn)行單位緊密結(jié)合起來，對施工環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的質(zhì)量監(jiān)管。而且這幾個(gè)部門之間要相互配合才能夠有效提升施工質(zhì)量。特別是電力工程建設(shè)設(shè)計(jì)單位需要綜合考量采空區(qū)具體情況進(jìn)行精確設(shè)計(jì)，施工單位要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行施工，監(jiān)理單位要對施工方和設(shè)計(jì)圖紙的正確性進(jìn)行監(jiān)督，只有做到這三位一體的質(zhì)量體系的構(gòu)建和完善才能夠有效提升電力工程建設(shè)質(zhì)量。

3結(jié)語

采空區(qū)以及不久將來將成為采空區(qū)以及小窯采空區(qū)等出現(xiàn)地表破壞的不同形式，再加上開采的無序性和檢測的不確定性，超挖問題引發(fā)的地表破壞，都會(huì)造成對桿塔地基穩(wěn)定性的破壞，所以要運(yùn)行管理單位積極主動(dòng)和煤礦單位進(jìn)行溝通，加強(qiáng)對采礦區(qū)的日常勘測活動(dòng)，同時(shí)要及時(shí)維修因?yàn)榈乇碜冃味斐傻淖o(hù)坡、塔基土以及當(dāng)排水溝的損壞問題，對于可能出現(xiàn)危害塔基安全的各種問題要及時(shí)進(jìn)行反饋，才能夠有效提升對采空區(qū)的有效監(jiān)督控制，提升電力工程運(yùn)行的安全性。

作者：趙敏 單位：東北電力設(shè)計(jì)院