煤礦采空區(qū)輸電線路如何治理

（山西汾西礦業(yè)（集團）有限責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，相應的線路以及布線成為了我國首要關注目標。在電力輸送過程當中，其線路與煤礦開采的采空區(qū)進行了有效連接。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50多條。因此，采空區(qū)塌陷會導致我國居民的用電損失，影響線路的安全運行，更影響了后續(xù)煤礦開采的有效性。在調整過程當中，必須對整體的線路進行有效保障，針對于其變形等缺陷，實現(xiàn)完全優(yōu)化。通過設計、修復等操作，實現(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中產生，對其形成原理進行分析，可以得知其“人為因素”或“天然地勢運動”所產生的空洞。在礦山開采過程當中，采空區(qū)會使人員出現(xiàn)較大的安全問題，采集人員以及機械設備均有可能掉入采空區(qū)內部，受到重力傷害[1]。此外，采空區(qū)具有隱蔽性強、規(guī)律性差、采空區(qū)頂板掉落塌陷難以預測等特點，對后續(xù)工程造成了不小的阻礙。因此，如何對其進行量化判斷，一直是我國技術人員的重點。通常對采空區(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。煤礦采空區(qū)在煤礦開采后，會出現(xiàn)沉陷。因此，會導致其上方的巖石層失去支撐，破壞自有平衡狀態(tài)，隨后產生彎曲，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循序漸進的過程，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。對采空區(qū)的地表變形分析當中，當煤礦開采深度超過200m后，會出現(xiàn)地表移動以及變形性質。而部分地段會出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，誘發(fā)采空區(qū)沉陷。此外，其地表沉陷時間具有一定的連續(xù)性，在煤礦開采8個月后，沉陷即可發(fā)生。沉陷量在第1年會達至總成降量的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，即可完成96%的沉陷量。因此，在煤礦開采過程當中，必須對采礦區(qū)輸電線路進行全面整理，以防止其出現(xiàn)后續(xù)的工程問題。

2.煤礦開采對地面輸電桿塔的影響分析

(1)下沉導致的輸電桿塔影響分析

煤礦開采會導致巖石出現(xiàn)一定層次的變形，這種變形會隨著整體的放射性波動，延伸至地面，導致輸電桿塔基礎發(fā)生變形以及損壞。通常，當輸電桿塔所處的地表出現(xiàn)下沉時，其輸電桿塔的自有力度會產生一定的附加應力。形成地表下沉量大、地下水滲透的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會改變輸電桿塔的環(huán)境。此外，輸電桿塔長期處于潮濕環(huán)境，也會影響其自身的耐久性，導致輸電桿塔出現(xiàn)損壞無法使用的情況。

(2)傾斜所導致的輸電桿塔影響分析

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

(3)地表變形所導致的輸電桿塔影響分析

當?shù)乇淼膮^(qū)域發(fā)生變形，會使原來的平面狀態(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雜，且涉及到各種水平方向的移動，因此，其破壞了輸電桿塔的作用。導致其自身的荷載以及基礎底面呈現(xiàn)出了不平衡的現(xiàn)狀，地基反力重新分布，使輸電桿塔產生“剪力”影響，削弱自身的綜合性以及有效性。

(4)地表水平對輸電桿塔的影響分析

在后續(xù)的運行過程當中，其地表會產生一定的“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”將會對輸電桿塔的支撐性產生較大的附加應力，使輸電桿塔的下部根開增大，使其抗拉能力降低。

3.實現(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中，必須對其深厚度實現(xiàn)一定層次的規(guī)定。當踩空區(qū)厚度Hlm＜100時。地下采空區(qū)的整體水平以及垂直移動會發(fā)生一定的變形能力。可在此基礎上，設置鋼筋混凝土板。此外，也可加強設置長角螺栓，以確保與復合板之間的滑動層穩(wěn)定，以保證在出現(xiàn)垂直移動時進行有效調整。

而當采空區(qū)厚度Hlm＜100時，其采礦區(qū)地表變形特點呈現(xiàn)一定的連續(xù)性以及規(guī)律性。因此，可以設置長角螺栓，在鐵塔基礎上對外露絲扣進行長度設置，一般長度應加長150mm左右為宜。

4.采空區(qū)對輸電線路的治理措施

在進行治理過程當中，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，其煤礦均屬民營企業(yè)，因此，其整體的煤礦開采規(guī)模以及質量未能符合相關要求[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，鐵塔附近后期會發(fā)生變形是不可避免的。為了防止其發(fā)生變形所導致出現(xiàn)“倒桿”“斷桿”“斷線”等現(xiàn)象，必須提前對工程展開有效處理。

（1）加大整體面積與地基的接觸面積。首先，在調整過程當中，必須加大整體的接觸面積。為了防止其出現(xiàn)不對稱沉降給輸電線路的鐵塔帶來一定的危害，因此，可在其基礎底面設置鋼筋混凝土板，墊厚為100mm，并在設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性，以便于在發(fā)生地基沉降后，隨時調整復位。當鐵塔后期發(fā)生沉降過程當中，根據(jù)傾斜角度，可以通過調整鐵塔基礎地腳螺栓，控制鐵塔的傾斜程度。在塔角，必須采用螺栓進行連接，加固長度，加長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行設置。在后續(xù)的推進過程當中，必須了解線路以及桿塔周圍的地形、地貌，根據(jù)實際特征進行綜合設定[3]。考量到桿塔的下沉趨勢，在符合相關技術標準要求的前提下，對其基本位置進行加強，以防止其出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。在判斷過程當中，必須提升相關人員的工作模式以及工藝標準，對其進行安全系數(shù)培訓。加強對于隱蔽工程的處理，必須實現(xiàn)詳細的施工記錄以及技術資料備份，妥善保管，以便后續(xù)工程取用、借鑒、參考。

（3）加強相關的線路運行管理。在治理過程當中，對采空區(qū)的巡視周期進行縮短。同時，對其次數(shù)進行加強，應保證每月不少于兩次。其中，在雨季應增加至每周一次，在大雨、雷雨、大風等氣候過后，應安排特殊巡視，并就現(xiàn)場情況做好記錄。對沉陷區(qū)塔桿的傾斜狀況、基礎根變化情況、基礎不均勻沉降情況等進行登記，以保證后續(xù)工程的考量應用，以便制定相關的應急預案。

（4）對相關的線路進行必要的調整優(yōu)化。在后續(xù)的線路運行當中，對線路自身的“懸垂線夾”“絕緣子”“防震垂”等進行全面調整。對超出運行標準的傾斜塔桿實現(xiàn)全面校正，對于塔桿變形嚴重、基礎根變化過大時，必須實現(xiàn)全面考量，進行塔根更換或相關路徑的更改。在工程設立當中，對于相關線路的優(yōu)化調整，必須實現(xiàn)精準、全面。因此，提前設計規(guī)劃成為了非常重要的關鍵性因素。相關的施工人員可以將其與我國現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)進行融合，運用互聯(lián)網(wǎng)的相關軟件進行全面調整。例如，可將相關數(shù)據(jù)進行換算，實現(xiàn)“三維模擬”，對相關的線路等，用計算機進行構建，以便相關方案的提前演示。在演示過程當中，針對出現(xiàn)的問題進行有效調整，為后續(xù)工程的開展提供必要保障。

（5）根據(jù)實際情況新建相關線路。在后續(xù)的設立過程當中，由于我國整體的煤礦均采用綜合設備，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重，對于整體的輸電線路產生極為嚴重的影響。為了有效避免此類現(xiàn)狀，必須積極與煤礦企業(yè)進行有效聯(lián)系，掌握精準明確的資料，建立采空區(qū)桿塔臺賬，全面實行預防措施。此外，針對于全新的線路，必須與政府進行協(xié)調，規(guī)劃出輸電線路走廊。設計部門應在相關的規(guī)劃設計走廊當中進行相關線路的布線，提升整體的運行措施。

（6）安裝相關的監(jiān)控儀。此外，為了對相關的塔桿進行全面監(jiān)測，應在施工完畢后加裝GSM塔桿傾斜監(jiān)視儀。根據(jù)其提供的數(shù)據(jù)，對線路塔桿進行全面監(jiān)控，并對傾斜的線路塔桿實現(xiàn)全面調整，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行，實現(xiàn)有效優(yōu)化，進行全面增長。在安裝監(jiān)控儀的過程當中，必須保障監(jiān)控儀的數(shù)量以及分布呈現(xiàn)“圍繞式”設計原則。在塔桿的前、后兩側設立監(jiān)控儀，實現(xiàn)以監(jiān)控儀為半徑的有效監(jiān)督。

5.結束語

綜上所述，為了全面保障煤礦后續(xù)開采質量以及輸電線路的有效運用，必須基于現(xiàn)場現(xiàn)狀進行采空區(qū)輸電線路的治理。根據(jù)其自有問題，運用相關的技術以及措施，實現(xiàn)有效掌控，避免其出現(xiàn)后續(xù)的不確定現(xiàn)象。

通過長期的實踐以及經驗掌握，針對煤礦采空區(qū)輸電線路的整理方法實現(xiàn)全面加強，對其開采引起的地表沉陷變形的進行有效治理。完成全面優(yōu)化，達成有效提升的效果。在設立過程當中，相關的施工人員必須進行現(xiàn)場監(jiān)測，提升自有職業(yè)技能，完成雙向成長。經過集中調整，我國的煤礦采空區(qū)輸電線路將實現(xiàn)有效治理，為其后續(xù)發(fā)展提供堅實的基礎。