1采空區(qū)地表破壞對電力線路安全的影響

當前有關采空區(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，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直接到達地表，并且讓地表產(chǎn)生塌陷。此時地表破壞形式多為塌陷坑，這時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)勘測的重點內(nèi)容

采空區(qū)巖土勘測內(nèi)容主要包括下面幾個部分：

(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和覆蓋巖層的巖性及地質(zhì)構(gòu)造進行勘測。

(2)分析礦層開采范圍和深度以及厚度、時間以及頂板管理、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方向進行分析。

(4)分析地表移動盆地特征和劃分中間區(qū)以及內(nèi)外邊緣區(qū)域，并進一步確認地表移動變形主要參數(shù)。

(5)分析采空區(qū)附近的水資源的使用情況。

2.2設計階段的勘測措施

為了有效提升設計的科學性和可實施性，需要對施工地段進行全面的勘測和考察，對采空區(qū)地表破壞形式進行分析，同時對電力工程涉及到采空區(qū)地段范圍進行勘測，并設計符合這個地段的線路施工方案。在勘測任務下達之后，地質(zhì)人員要和電力工程人員進行配合，遵循線和位的有效結(jié)合為基本原則，優(yōu)先實施規(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)相關資料進行全面勘測，然后選擇通過采空區(qū)的最短路徑。設計階段的勘測任務主要包括以下方面：首先要對煤礦區(qū)井田分布現(xiàn)狀，煤礦分布圖進行勘測分析。然后要對煤層埋深及厚度進行勘測。接著是對各煤礦的開采方法和開采規(guī)劃資料進行收集整理。重點了解老采空區(qū)主要范圍和填充狀況及相應的密實度，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)進行分析驗算，從而預算未來和現(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》的有關內(nèi)容對電力工程的線路施工和桿塔建設進行規(guī)劃，規(guī)避可能存在的采空區(qū)地表變形風險。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，還可以進行適當?shù)奈锢磴@探方式進行勘測，從而保障勘測的準確性。

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，需要將線路工程涉及到的地質(zhì)條件和采空區(qū)的穩(wěn)定性進行綜合考量，特別是在采空區(qū)確立桿塔位置時，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)域和通風井區(qū)域等。這些區(qū)域相對穩(wěn)定，能夠為桿塔提供良好支撐。如果沒有準確的判斷經(jīng)驗，則可以分析礦層深厚之比來進行確定。如果采深和采厚之比大于某一個數(shù)值，那么采空區(qū)地表變形程度就會較低，可以在此地段進行建設。采空區(qū)深厚比施工原則，當深厚比值區(qū)間在0～40時，不可以進行任何等級的電路施工;當深厚比值區(qū)間在40～100時，可以建立35kV以下的送電線路;當深厚比值區(qū)間在100～200可以建立110kV到220kV之間的送電線路，在200以上時，可以建設不同電壓等級的送電線路。

(2)巖土勘測時緊密結(jié)合桿塔設計。在定位桿塔時若發(fā)現(xiàn)在構(gòu)建桿塔時出現(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，為了保障桿塔地基的穩(wěn)定性，應該針對這個采空區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行一定的處理，從而讓其穩(wěn)定性能夠滿足實際需求，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對于可能會影響塔基穩(wěn)定性的礦洞或者巷道可以進行錨噴處理，或者架設頂板支護。

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

(3)完善質(zhì)量監(jiān)督管理體系構(gòu)建。在施工階段，要讓勘測設計和施工單位以及監(jiān)理單位和運行單位緊密結(jié)合起來，對施工環(huán)節(jié)進行全面的質(zhì)量監(jiān)管。而且這幾個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設計單位需要綜合考量采空區(qū)具體情況進行精確設計，施工單位要按照標準規(guī)范進行施工，監(jiān)理單位要對施工方和設計圖紙的正確性進行監(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，都會造成對桿塔地基穩(wěn)定性的破壞，所以要運行管理單位積極主動和煤礦單位進行溝通，加強對采礦區(qū)的日常勘測活動，同時要及時維修因為地表變形而造成的護坡、塔基土以及當排水溝的損壞問題，對于可能出現(xiàn)危害塔基安全的各種問題要及時進行反饋，才能夠有效提升對采空區(qū)的有效監(jiān)督控制，提升電力工程運行的安全性。

作者：趙敏 單位：東北電力設計院