鳳凰山礦XV1309工作面地表線塔沉降傾斜觀測

王冬冬

（晉城乾泰安全技術有限責任公司，山西 晉城 048006）

1 工程概況

鳳凰山礦XV1309工作面為15號煤一盤區一綜采工作面，該工作面走向長度為2232m，傾向寬為180m，回采面積達40萬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，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責的110kV線路，另外兩趟為古礦風井35kV線路。工作面回采過程中勢必會對其范圍內的32根線塔安全造成影響。為了實時對線塔的傾斜情況進行掌握，以便及時采取措施保護線塔的安全，特對工作面內的所有線塔進行沉降傾斜觀測，觀測時間1年。供電線線路與XV1309工作面位置如圖1所示。

2 施測目的及任務

工作面從回采開始后，地面會出現一定程度的沉降塌陷，地面上的高壓線塔會不同程度地出現沉降傾斜，如果沉降傾斜在一定的限度內屬正常現象，但超過某一限度，就會危及到線塔的安全從而導致電力方面安全事故的發生。因此，在工作面回采過程中，要根據回采進度不定期地進行觀測，以便及時掌握沉降傾斜情況，發現問題后及時向相關部門匯報，保證線塔的安全。

圖1 供電線線路與XV1309工作面位置關系圖

3 觀測方案

由開采沉陷相關知識可知，工作面開采后地表會以工作面中心線為中心形成地表移動盆地，工作面中央為平底部分，周圍沉陷值逐漸減小。根據圖1可知高壓線塔位于XV1309工作面南側，地表移動盆地在此處的塌陷規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向工作面縱向中心線方向發生傾斜，而線塔整體下沉的可能性較小。所以在觀測中主要進行線塔的傾斜性觀測，同時兼顧觀測線塔的整體下沉。

3.1 全面觀測

在工作面開采之前進行兩次全面觀測。在XV1309工作面東西邊界上地表穩定處各埋設一個點作為控制基點，利用已知的龍王山點、白馬寺點與其閉合導線測出其平面坐標及高程。然后利用這兩個控制點對各個線塔進行平面、高程觀測。平面觀測采用15″級復測支導線，高程測量采用四等三角高程。

3.2 日常觀測

（1）在XV1309工作面開始采動之后對開采線附近影響到和即將影響到的線塔每周進行一次觀測，包括平面、高程和傾斜觀測。

（2）每個月對已經開采過范圍內所影響的線塔進行導線測量，隨工作面推進逐漸向前延伸。

由于110kV供電線路線塔離工作面距離較遠，開采沉陷在此處影響不大故只每月對其進行一次測量。

傾斜觀測的方法及精度要求。

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

圖2 觀測鐵塔的傾斜率方法簡圖

說明：A、B 兩點應在鐵塔的正或者側面中心線上，以此兩點作為觀測鐵塔的傾斜率。

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

②測量A 點，得一豎直角∠1，在此將儀器水平制零；

③在步驟2 的基礎上（此時水平角度為0°），測量B 點（水平線軸），測得豎直角∠2；

④在步驟3 的基礎上，觀測鐵塔B 點為左或者右偏移，如圖測得為右偏移，轉動水平制動微調，測得水平角∠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 沉降傾斜觀測工作中執行的技術規范及標準

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

（2）《架空輸電線路運行規程》（DL/T 741-2010）。

5 使用儀器與人員的組成

（1）本次沉降傾斜觀測使用DTM-452C全站儀。

（2）成立沉降傾斜觀測組，成員包括測量負責人1人，觀測人員3人。

6 觀測資料及研究結果

XV1309工作面于2013年1月開始回采，于8月進入末采。工作面推進速度為平均4m/d。在這10個月中對線塔進行了嚴密的觀測取得了很多寶貴的原始資料。經整理計算后得出各個線塔的最終沉降值及傾斜度。110kV線路離開采工作面較遠，基本沒有受到開采影響。兩條35kV線塔沉降傾斜情況如表2所示。

7 結論

通過對三條供電線路進行沉降傾斜觀測并對數據進行研究后發現110kV線路離開采工作面較遠，基本沒有受到開采影響。另外兩條線路雖然受到采動影響，但各個線塔發生沉降和傾斜的幅度不是很大，均處于安全范圍內。其中35kV（1）線路離工作面南邊界較近，受采動影響較35kV（2）線路大，最大沉降值和傾斜值發生在位于工作面上方的3號線塔上，沉降值達到60mm，傾斜斜率為0.69%。在觀測的同時與電力部門保持緊密聯系，得到相關數據后及時與其進行了溝通，為電力部門及時對有危險的高壓線塔進行修整提供了有力的支持。

表2 線塔沉降傾斜結果