保护高压供电线路的煤炭开采布局优化研究.pdf
★节能与环保★ 保护高压供电线路的煤炭开采 布局优化研究 ＊ 王孝义 Ｋ２ 宋选民 ２ 杨永康 ２ （１．山西煤炭职业技术学院， 山西省太原市， ０３０ ０３１ ； ２．太原理工大学采矿工艺研究所，山西省太原市，０３０ ０２４） 摘要 为研究煤炭开采布局对高压供电铁塔保护的影响 ， 并对其进行安全性评价。 以 焦煤矿 ４ ＊ 煤层开采引起高压铁塔稳定性为工程背景，采用理论分析、现场实测和数值模拟 技术对地表移动规律进行分析，通过对比三种开采布局方案， 高压铁塔布置在两个工作面煤 柱中心线对应的三条大巷中间大巷的上方，停采线距离大巷５０ｍ处， 高压铁塔最大不均匀 下沉值、最大倾斜值 、根开偏差最小 ， 为最佳方案。 关键词 开采沉陷 开采布局优化 供电线路铁塔稳定性 中图分类号ＴＤ８２１文献标识码Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｉｎｉｎｇｌａｙｏｕｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒｓｕｐ ｐｌｙｃ ｉｒｃｕｉｔ ＷａｎｇＸｉａｏｙｉ １，２ ，ＳｏｎｇＸｕａｎｍｉｎ ２ ，ＹａｎｇＹｏｎｇｋａｎｇ ２ （ １．ＳｈａｎｘｉＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏａｈＴａｉ ｙｕａｎ ，Ｓｈａｎｘｉ０３００３１Ｃｈｉｎａ ； ２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ，ＴａｉｙｕａｎＵｎ ｉｖｅ ｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏ ｌｏｇｙ，Ｔａ ｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ０３０ ０２４ ，Ｃｈｉｎａ） ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅａｕｔｈｏｒｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｓａｆｅｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｉｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｒｏｔｅｃ ｔｉｎｇｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｃｉｒｃｕｉｔ ，ｔｏｏｋｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｉｇｈｐｒｅｓ ｓｕｒｅｉｒｏｎｔｏｗｅｒｃａｕｓｅｄｂｙｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇｉｎ４ ＃ｃ ｏｋｉｎｇｃｏａｌｍｉｎｅａｓｐｒｏ ｊｅｃｔｂａ ｃｋｇｒｏｕｎｄ ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｓｕｒｆａｃｅｍｏ ｖｅｍｅｎｔｒｕｌｅｂｙｕ － ｓｉｎｇｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ ＊ｆｉｅｌｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｃ ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｒｅｅｍｉｎｉｎｇｌａｙｏｕｔｓ ｃｈｅｍｅ，ｔｈｅｙｆｏｕｎｄｔｈａｔｗｈｅｎｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｉｒｏｎ ｔｏｗｅｒｄｅｃｏｒａｔｅａｂｏｖｅｍ ｉｄｄｌｅｍａｉｎｒｏａｄｗａｙｔｈａｔ ａｍｏｎｇ ｔｈｒｅｅａ ｌｌｅｙｓｃｏｒｒｅ ｓｐｏｎｄｉｎｇｃｏａｌｐｉｌｌａｒｓｃｅｎ ｔｅｒｌｉｎｅｏｆｔｈｅｔｗｏｗｏｒｋｉｎｇｆａｃ ｅ９ｓｔｏｐｐｉｎｇｌ ｉｎｅｗａｓ５０ｍａｗａｙｔｈｅｍｉｄ ｄｌｅｍａｉｎｒｏａｄｗａｙ ，ａｎｄｍａｘ ｉｍｕｍｖａｌｕｅｏｆａｓｙｍｍｅｔｒｙｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ，ｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｏｆｉｎｃｌ ｉｎｅａｎｄｒｏｏｔｓｐａｎｄｅｖｉａｔｉｏｎｗａｓ ｓｍａｌ ｌｅｓｔ，ｔｈｅｌａｙｏｕｔｓｃｈｅｍｅｗａｓｂｅｓｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓｍｉｎｉｎｇｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ，ｍｉｎｉｎｇｌａｙｏｕｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｓｕｐｐｌｙｌｉｎｅｓ，ｓｔａｂｉ ｌｉｔ ｙｏｆ ｉｒｏｎ ｔｏｗｅｒ 筑物的安全。煤层开采地表沉陷是 一个空 间问题 ， ５ 现有关于煤层开采沉陷研究多针对开采结束后地表 随着回采工作面不断推进 ，延伸到地表产生的最终沉陷量，但煤层的开采是 一个动态 的过 程 ，地 竖向移动、水平移动、倾斜、水平变形和曲率都可表的下沉也应该考虑其动态开采效应 。 能使地表建 （构）筑物失稳破坏。对于 “ 三下 ” 开供电线路铁塔在结构上明显不同于普通的楼房、 采，如果在开采前就能充分考虑地表建（构）筑物烟囱等建 （构）筑物，塔 一线体 由基础、钢 结构和 所在位置和采区地质开采条件、工作面开采停采线导线共同组成 ，其受力变形规律有别于高 楼等常见 位置等 ，合理进行开采布局， 就能有效保护地表建建 （构）筑物 。 由于电塔与高压线路是 一个协同 变 ； 形的 连续耦合体系，不能照搬传统的建筑（构） 物 ｃｓｕｏａｅｎ ，Ｗａ －开采沉＿计理论进行损 害评价，应根据具体的地 〇４〇２〇１〇２），山西省基础研究 项目（２〇１４０１１０３ ５ ＿ ２）表沉降 、变形和沉降情况对铁塔和线路的内部应力 １０４中 国煤炭 第４２卷第９期２０１６年９月 和变形特征进行研究。对焦煤矿 ４ ＃ 煤层地表移动规带随着回采进行继续向上传播，靠近采场的下位直 律进行分析的基础上，研究开采布局对 高压供电铁接顶与基本顶岩层的竖向位移已达到最大稳定值 塔保护的影响，并对其进行安全性评价。（岩层已垮落压实） ， 而上部基岩层的竖向下沉仍在 ２ 焦煤矿 ４，层地表移动规律 着 米推进扩大 ，但各岩层的最 大下沉量不再增大，如 ２ ． １数值模拟分析图 １（ｄ） 所示，地表下沉区域也以 一 定位移差值 以存在线路区域为研究对象，采用 ＦＬＡＣ３Ｄ分布，下沉盆地已经形成 。 数值模拟软件进行模拟 ， 区域范围为１〇〇〇ｍＸ２ ． １．２煤层 开采地 表移动规 律的模拟结果分析 ３００ｍＸ３８７ｍ，共划分为４１０ ０ ０个单元，４ ４９ ８ ２个图 ２为４ ＃ 煤层综放开采过程中地表移动模拟 节 点。 ４ ＊ 煤层平均厚度为 ９． ３ ３ｍ ，采深为 ３ ２０ｍ ，结果 。 ４ ４ 煤层综放垮落法 回采过 程中地表移动状 沿底板布置高 度 为３ｍ的综 放面回采，沿Ｙ轴方态 ，随回采工作面推进地表受影响范围随之扩 大， 向布置 １８０ｍ工作面， 沿Ｘ轴坐标 １００ ９００ｍ模逐渐形成下沉盆地，如图 ２（ａ ）所示 。在回采完 拟推进距离 ８ ００ｍ。成后，地表已形 成了完整 的椭圆形下沉盆地，最大 ２．１．１ 煤层采场覆岩移动规律的模拟结果分析沉降带近似 条形分布 ，下沉最 大值达到了３ｍ以 图 １为４ ＃ 煤层综放开采过程中不同推进距离上，如图 ２（ｃ ）所 示。水平位移云图左右两侧移 的覆岩层竖直位移云图 。 当工作面推进到 １〇 〇ｍ动带对称分布，平移最大值区域近似扁圆形，水平 时，采空区上方 ６ ５ｍ范围内岩体存在向下的位移移 动最大值达到０． ６７５ｍ ，在采空区两侧边界煤柱 量 ，但顶板岩层大范围移动带并未波及地表，如图附近，地表沉陷值变 化较大 。 两侧 采空 区边界煤 柱 １（ｂ）所示； 工作面推进到 ２００ｍ时 ，岩层移动侧约 ２０ ５０ｍ范围 内 ， 地表下沉梯度在 ６．５ 带发展到了地表 ， 地表最大下沉量为 ２０ｍｍ ，但１３ ．７ｍ ｍ／ｍ之间变化，地表下沉系数为０５３，沉 并未形成完 整的大 范围下沉盆地，如 图 １（ｃ）所陷程度较剧烈， 电塔存在倾斜现象。 示 。随着工作面推进距离不断增 大 ，竖向位移移动 ＇ ＼卜 ， 、 ＇ ＾編 ． ．． 赢 編 （ｃ）推进２ ００ｍ（ｄ）移动带波及地表 后 图 １４ ｓ 煤层综放开采不同推进距离的覆 岩移动模拟结果 保 护高压 供电线路的煤 炭 开采布局 优 化研究 ‘ １０５ ＼＼一 ＼ ＼＾■我 － ￡ ■ Ｊｌ ｉ ； 〇ｍｍ）＼ｉｍ（４ ＾ｍｍｍｍｍ＾｝Ｍ１ ，＾ １ １＾ ＇ ■ ； ｉｆｅ ／／一 、 ｊ 」 ｆｐｈｉ ＩＩ ，ｐＬ」 （ａ）４ ＂煤层回采 移动带波及地表之初（ｂ）４ 〃 煤层回采完成后地表竖肖位移云图（ｃ）４ 〃煤层 回采完成地表沉陷盆地 竖宵位移云图 图 ２４ ｓ 煤层综放开采地表移动模拟结果 ２．２ 开采沉陷规律实测分析的 连锁反应。 在开采 布局时 ，应该考虑整个高压线 根据 ８５０３工作面观测站地表 移动变 形实测数路受釆动的影响 。 根据高压供电线路与 大巷、 工作 据，确定地表移动与破坏角量参数见表 １ 。面的井上下位置对照关系，有高压线路与大巷平 表 １ 地表移动角参数（ 。 ）行 、垂直 、斜交三种情况 ， 确定不同 的开采布 局方 走向下山上山 ３ ．１．２可 能的开采布局方案 移动边界角５８６３ 滑移边界角４ ８ ５〇根据焦煤矿地表 ３ ３３和 ３３４两个高压铁塔的位 移动 角６８７０置 ， 以及高压线路与大巷 、 工作面的井上下位置对 充分采动角６２６ ２６５ 照 关系，提出高压线路与大巷平行 、垂直、斜交三 ＆灯 沉 角种布置方案 ’具体如下 。 ２．３ 开采沉陷对高压挾塔的影响评价⑴ ＾ 线 路斜穿过工作面布置 。 高压线路 高压供电娜融麵供喊压铁肺高臟 ３３３ ， ．ｍＴ．ｎ － ｍ ． 组合而成的 － 种 刚柔并济的复杂建 （构）筑物， 整作 面成 ３０ 角 。３ ３ ３号 位 ， Ｔｒ．作面内部，距离８５０３ 体属于线雖续结构 。紐供电铁塔不同于 －細了 ．細誠巷９ｍ处。高赚塔３３ ４位于Ｉ．作面以 单 －高耸 建（构）筑物 ， 高職塔属于底座小，以外 ，运输巷 ３８ｍ处 ’距离３０５盘区４ ＝ 煤层回风巷 基础支撑的高大建 筑物，不仅受 塔顶线路对其约 ５０ｍ处 。 以ＭＸ細与高關塔实际随关系 束， 还受到来自地下 基础的制约。对于高压铁塔Ｗ巾 为布置方案 － 。方案 － 的高压线路与工作面对应 性 材质的特点，能承受 一定 的地表移动 变形 。 ３ 高压铁塔四个基础的移动变形直接影响 高压铁 （２）工作面平行于髙压线路布置 。采用工作面 塔的移动变形 。进而改 变了高压铁塔间档距、高压开 采方向与高压线铁塔平 行 布置’如图３（ｂ）所 线近地距离、悬垂度等髙压线路正常运行参数 ，当示 。三条大巷从高压线路两个铁塔档距之间垂直穿 参数超出电力部门规 定的高压线路正常工况范围过 。 根据建筑物 保护 等级划分 ，２００ｋＶ以上的高 时，会影响线路的正常运行，严重时会造成整个线压输 电线路铁塔属于ｎ级保护建筑物，焦煤矿上伏 路破坏。结合高压供电线路的特点 ， 通过铁塔基础高 压输电线路是５００ｋＶ ，根据供电线 路要求，线 的移动变形参数（地表下沉 、倾斜 、水平移动 、 曲路防护 区范围为边导线外侧２０ｍ。 率等 ）分析地表移动变形对高压供电铁塔的影响 。（ ３）工作面垂直于高压线路布置 。高压铁 塔线 从现场观测值来看 ，均已超过了四级破坏程度， 因路布置在三条大 巷内， 高压线 路与大巷走向 一 致 ， 而要 注意高压电线铁塔的安全。与 工作面垂直 ，大 巷之间留设保护煤柱３０ｍ。工 ＾＿作 面采用 原煤矿设计长度 １５０ｍ ，工作面位于两个 ３高 压铁塔觀之间， 其布置娜 ３（ｃ）所示 。 ３．１方案设计３ ．２数值模拟研究 ３．１．１ 铁塔保护与开采布局的关系分析高压线塔的破坏主要是由于地表不均匀下沉、 采动影响 一个 高压铁塔 ，会引起相邻几个铁塔水平移 动和变形引起铁 塔基础的变形移动而发生 １０６中国煤炭 第 ４２卷 第９期 ２０１６年 ９ 月 的，通过分析不同开采方案对高压铁塔的影 响，得（沿工作面走向）为 ６４ ０ｍ， 宽度 （沿工作面倾向） 出最佳的开采布 局优化方案 。为４８０ｍ， 模型的高度是从底板直接到地表 ， 为 ３． ２ ．１ 数值模拟模型的建立３２６ ．２５ｍ。 初始模型 的边 界条件 ，四周及底部采 采用概率积分法预计开采影响范围为１８６ｍ，用固定边界，位移为零，顶部地表为自由边界。根 因此，模型采用离高压铁塔 ２０ ０ｍ处开始开采，据焦煤矿地质资料 ，选取模拟模型煤岩物理力学参 建立如 图 ４所示的三维数值模拟模型 。 模型长度数 ，分别进行不同开采方案的地表移动模拟研究。 ％铁塔铁塔師ｆ ． ， 讲 一 ｜ （ａ）高压线路斜穿工作面布置 （实际 ）Ｃｂ）工作面平行于高压线路布置（ｃ）工作面垂直于高压线路布置 图 ３ 工作面与高压线路布置 ３．２．２ 开采布局方案 数值模拟分析值 、最大不均匀下沉值、最大水平移动值见表 ２ 。 根据工作面不同推进距离， 高压铁塔四个基础开挖 长度＆ 的下沉 、水平移动曲线 情况 ，分析开采对高压铁塔 〇 ５ ０ １００１５０２ ００２５０３００３５０４００４５０５ １０５３５ 的影响程度。 － １０ ＇、Ｖ綱 （１） 高压线路斜穿过工作面布置模拟结果分 漏 ＿２〇〇〇 ＿一基 础２ 析 。开采到停采线位置时 ，３ ３３铁塔基础最大下沉基础３ 量达到了４ ８ ２５ ．３ｍｍ ，四个基础的最大不均匀下＿．４０００ －础 ４ 沉量为 １１３．５ｍｍ ，水平移动先增大后减小，呈Ｖ－５０００ － 字形 ， 最大值为 １０ ２ ８．３ｍｍ ，出现在采过铁塔 －６０００－ ３０ｍ处， 如图 ５所 示 ； ３３４铁塔基础 最大下沉 量 （ｉ〇 ｓ开挖长度 ／ｍ 为 ２９４１ ．７ｍｒｎ，四个基础最大不均匀下沉量为５ ０１０ ０１５０２００２ ５０３００３５０４ ００４５０５１０５３５ １１２．７ｍｍ 。在距离３３４铁塔２００ｍ时 ，铁塔基础 一＂＇一＾ ＇￣ ￣＇一￣ ＇￣＇ 下沉值急剧增大。最大水 平 移动值为 １１８５．６ｍｍ，｜ ＇２〇 ＇ ＼ｙＴ 比３３ ３铁 塔基础水平移动值大 。标 ＿＼基础 ｉ ； 捕 － ｙ十綱 － １０００ －一 基础４ － ３３ ３ 表 ２同间距基础最大下沉值 、最大水 平移 动值 间距／ｍ／ｍ ｍ下沉值／ｍｍ移动值／ｍｍ ２０４３５９．４１１９．２９４９．１ 图４数值模型 ３〇４２６ ９ ８１２０’３９ ３１．９ ３５４１８ ５．５１２０．８９１８ ． ４ （２）工作面平 行于高压线路布置模拟结果分４ 〇４１ ２ ７ ． ９１１７．４９０９ ．７ 析。不同间距模 拟 结果四个 铁塔基础的最大下沉 保护髙压供电线路的煤炭开采布局优化研究 １０７ 从表 ２中可以看出， 铁塔基础距离工作面１５０ ４．８ｍｍ和 １３００．２ｍｍ。 最大不均匀下沉值分 ２０ｍ 、 ３０ｍ、３５ｍ和４０ｍ四种不同距离 时，铁别为９ ６．９ｍｍ 、 １１２ ．３ｍｍ和 １０６ ．６ｍｍ，由水平 塔基础的下沉值均约 为 ４２ ００ｍｍ ，相 对变 化不大 ，移动曲线可知 ，铁塔基础的水平移动最大值分别为 基础最大不均匀下沉值约为 １２ ０ｍ ｍ 。从 水平移动１３ ８ ７．４ｍ ｍ、 １３００．７ｍｍ和１２０４．９ｍｍ 。 曲线可以看出 ，离工作面四种距离的水平移动值最由 ＾表 ３ 不同位 置基础取大下 几值、 取大水平移动值 大为９ ４９．１ｍ ｍ，最小值 为 ９０９．７ｍｍ ，相对变 化 也不大 。 ￣ 高压铁塔最大 下 沉值最大不均匀最大水平 （３）工作面垂直于高压线 路布置模 拟结 果分位 置／ｍｍ下沉值／ｍｍ 移动值／ｍｍ 析。 工作面垂直高压线路布置时， 高压线路与大巷大 巷煤柱Ｉ６ ７６ ．９９ ６－ ９１３８７ ＇ ４ 平行 ，采用高压铁塔处在与工作面中心线相对应三两工作 面 １５Ｑ４８１１２３１３ 〇〇，７ 条大巷中间大 巷的上方，高压供电铁塔处 在两个工胃 作面煤柱中心线对应的三条大巷中间大巷的上方和柱 １３ ００－２１０６．６１２０４．９ 高压供电铁塔处在工作面外 ５０ｍ处三条大巷中间＾ 大巷的上方三个位置。大巷煤柱按照３０ｍ留设，将 高压铁塔处于不 同位置，停 采线距大巷不同 在模拟时按照距大巷３０ｍ 、 ４０ｍ和５０ｍ留设停距离方案时 的最大下沉值 、最大不均匀下沉值 、 最 采线煤柱进行模拟。将高压铁塔 布置在与工作面中大水平 移 动值列表，见表４。停采线距大巷４ ０ｍ 心线相对应三条大巷中间大巷的上方， 则铁塔基础与 ５０ｍ相 比 ，铁塔处于三个不同位置时，基础 最 下沉、水平 移动曲线如图 ６所示。大下沉值都增加 了约 ３０ ０ｍｍ，水平移动值变化不 开挖长度／ｍｔ 。 ３０ｍＳ５０ｍ匕 ， ； ５０１００１５０２００２５０３００３ ５０４００４５０４６０４７０匀下沉值增大约 １０ｍｍ，基础最大 水平移动值增 〇 Ｉ ＂ ＇＂ ＇＂＇＾ １，１１大 了约３０ｍ ｍ ， 最大下沉值 都增加了约５ ００ｍｍ。 ．５００ －停 采线距大巷３０ｍ与４ ０ｍ相比， 基础最大下沉 ｜＋基删＼值都增加了约 ２０ ０ｍｍ，水平移动值变化不大。 因 Ｓ ＇ ，００ ＂Ｖ 此 ，采 用高压铁塔位于大巷煤柱上方， 停采线距大 ＾ － １５００ －＋ 基础３巷 ５０ｍ时，铁塔基础不均匀下沉值最小，但最大 ＋基础４ １下 沉值和水平移动值比另外两个位置大 。 ＇２〇〇 从以上三种 方案的数据对比分析 ， 高压线路斜 （ａ）基础下沉＿＾＿ 穿过工作面布置下沉值和水平移动值 都相对较大。 ５０１００１５０２ ００２５０３００３５０４００４５０４６０４７０工作面平行于高压线路布置时的不同间距 （２０ｍ、 ０ ＇￣￣＇￣￣＇＇￣￣＇￣ ￣＇￣￣＇１ ３０ｍ 、 ３５ｍ和４０ｍ）最大下沉值和水平移动值变 日 化不明显，比斜穿工作面的布置方案略小。工作面 ｜ －６００ －垂 直于高压线路布置时 ， 铁塔基础的下沉值和水平 Ｉ ＂８〇 ＇＼移 动值比其他两种方案都小很多。根据停采线位置 ｆ － １０００ －基础２＼ ＿ １２〇〇 －基础 ３不 同，距大巷３０ｍ、４０ｍ和５ ０ｍ停采时，距离 － ｌ４〇〇 －＋ 基础４ ＊工 作面 ５０ｍ布置在大 巷 位置的高压铁塔 ，最大下 ＇ １６００ ＞；沉 值、最大不均匀下沉值和最大水平移动值比高压 （ｂ）铁 塔布置在两个工細煤柱中心线 对应的三条大巷 图 ６ 铁塔基础下沉 、 平移动曲线中 间大巷的小 ，但其线路上的 另 － 个高压铁塔 － 般 位于另 一个 工作面，受二次采 动影响严重。根据以 高压铁塔 在 大巷不同位置 ，四个铁 塔基础 的 最上分析 ，采用高压铁塔布置在两个工作面煤柱中心 大下沉值、最大不均匀下沉值、最大水平移动值见线对应的三条大 巷 中间大巷上方，停采线 采用留 表３。从表３中可以看出，铁塔处在三种不同位置 ５０ｍ煤柱比较合理。 时，铁 塔基础的最大下沉量分别为 １６７６．９ｍｍ 、 １〇８中国煤 炭 第 ４２卷第９期 ２０ １６年９月 表 ４ 不同位置铁塔基础最大下沉值、最大水平移动值 停采 线距大巷 ３０ｍ停采线距 巷 ４０ｍ停采线距大巷 ５０ｔｎ 高压铁最 大最大不均最大水平最大最大不均最大水平最大最大不均 最大水平 塔位置／ｍ下沉值 匀下沉值移动值下沉值匀下沉值移 动值下沉值匀下沉值移动值 ／ｍｍ／ｍｍ／ｍｍ／ｍｍ／ｍｍ／ｍｍ／ｍｍ／ｍｍ／ｍｍ 大巷煤柱１６ ７ ６ ．９９ ６ ．９１３８７ ．４１４６ ３ ．７９ ３．７１３８１ ． １１１７ ３ ．６８９ ．３１３５４．８ 两工作面间煤柱１５０４，８１１２． ３１３０３．５１３０６．４１０ ８．４１２８９ ． ３１０ ３ ７．９１０２．１１２７ ７ ． ３ 距工作面 ５０ｍ大巷煤柱１３００ ．２１０６，６１２０４，９１１ １９．４１０１ ．４１ １９１． ８８７８．９９６．２１１８６．２ ３ ． ３高压铁塔安全性分析评价节金具，便于调节拉线的张力 。 上述不同方案高压铁塔安全性分析见表５ 。三（２ ）在煤层开采过程中 ，应对高压线弧垂进行 种方案的最大不均匀沉降值 、倾斜值都超过了 架观测，随时调节 导线的弛度至规程规定的范围 ，避 空输电线路运行规程的规定，基础根开的变化值免导线松弛或 紧绷带来近地距离变小 、导线应力增 都在规程允许范 围内。 工作面垂直于高压线路的布大等安全隐患 的发生 。 置方案中，高压铁塔位于与工作面中心线相对应三（３） 工作面推进到对高压供电线路地表有影响 条大巷中间大巷的上方， 距大巷 ５０ｍ距离 停 采时，应保持勻速推进、连续开采， 避免工作面长时 时， 高压铁塔最大不均匀下沉值 、最大倾斜值 、根间停顿。 开偏差最小。根据铁塔四个基础 ，基础 ２与基础３（４） 在工作面推进到临近对高压铁塔有影响 下沉值、水平 移动值基本相等 ， 基础 １和基础４下时 ，应该加强对高压供电铁塔进行监测 。 沉值 、水平移动值基本相等，更有利于采取措施保 ｔ＾ ４ＺＳｔＦ 护 高压铁塔 ，如图７所示 。 基础４基础１基于煤层开采引起的高压铁塔失稳的现状 ，结 ３＾ 合理论分析、现场实 测和数值模拟 技术，研究保护 高压线路高压铁塔的合理开采布局 ，可得如下结论 （１）不同的开采布局方案对于煤层开采有很大 ｒ －Ｌ ＾ 影响，对于地表需要保护的建（构 ）筑物，采用合 ＾ 基础２理的开采 布局方案 ，能有效保护建（构）筑物的安 工作面 一侧 Ａ 全 。 图 ７ 高压铁塔基础示意图 （２）根据焦煤矿地表高压线路的位置和开采地 表 ５不同开采方案离压铁塔安全性分析质条 件 ，提出高压线路斜穿过工作面布置 ，工作面 基基础Ｇｉ根ｉ平行 于高压线路布置 ，工作面垂直于髙压线路布置 内容不均匀沉倾斜值变化值三种开采布局方案 。 降 值／ｍｍ／ｍｍ ｍ － １ ／ｍｍ（３ ）工作面平行于高压线路布置时的不同间距 规程要求 标准２５． ４１〇＜ ０＇００４８ （２０ｍ、 ３０ｍ 、 ３ ５ｍ和４ 〇ｍ） 下沉值和水平移动 （＜２４）值变 化不明显。工作面垂直于高压线路布置时 ，铁 穿 线 工 路 二＝＝二■ 础的下沉值和水平移动值比其他两种方案 都 线路平行工作面小 。根据停采线位置不同 ，距大巷３０ｍ 、 ４ ０ｍ和 （距 ４０ｍ） １１７ －４１９＇ ５７１２ ＇６ ５〇ｍ时 ，距离工作面 ５０ｍ布置在大巷位置的高压 线路垂直工作 面。 。，铁塔 ，下沉值和水平移动值最小，但其 一 般应该位 、８９ ．３１４．８８７．１ （５０ｍ）于另一个工作面 ， 受二次采动影响严重。 ＾１＿安 ■全（４） 通过对三种方案高压供电铁塔安全性 分 具体 高压供电铁塔线路保护措施如下析 ，三种方案髙压供电铁塔基础移动变形值都不能 （１）在煤层开采到对高压线铁塔影响范围时，满足高压输电线路规程规定的要求 。 在铁塔基 础 一 侧增设拉线 ，并且在拉线上增加可调（ ５ ）通过三种方案对比、（下转第 １１ １觅 ） 保 护 高压供 电线路的煤炭开 采 布局优化研究 － １０９ 等矿山地质灾害 ２６０００多处 ；采矿产生的固体废弃团金凤煤矿选用了太原惠特科技有限公司新研制的 物 累计存量约４５０亿ｔ，成为矿区及其周边区域水ＱＪＲ ３ ５０／３．３Ｓ矿用隔爆兼本质安全型交流双速 土环境的重要污染源；采矿活动 平均每年抽排地下真空软起动器控制该矿 ０１１８ ０６综采工作面的大型 水约 ６０亿ｔ ，对区域地下水系统产生不同程度的影刮板输送机的起动、运行。 响和破坏。据 介绍 ，地表问题相对好治理，但地下该设备自２０１５年６月份使用以来，现已创出 含水层的恢复治理和整个生 态恢复则相对困难 。日产最高 １ ．２万ｔ 、 月产３０万ｔ的佳绩 。 根据测算，治理 一 亩矿山需要投人 １万 １．２该矿工作面煤层倾角为１３ ２６ ，工作面倾斜 万元治理资金 。 “ 十三五 ” 期间目标是完成 ７５０万长２５ ２ｍ ，走向长 度 １７６４ｍ ， 煤层厚度 ３＿７ ５ｍ， 亩土地的治理 ，约需 要资金７５０亿元 。煤 质硬度／＝２ ．０ ３．０。采煤工艺为综采， 采高 ４＋４ １ ＡｌｉＣＩｎ＊ＩＩ，４１Ｈｍ７＊３ ．８５ｍ， 可采储量１７６万ｔ。刮板输送机槽宽 通安煤制 油技 术创 新和产业发展取得突破 １０００ｍｍ， 链速Ｌ３ ５ｍ／ｓ，铺设长度 ２５２ｍ， 小 据悉，作为山西省重大转型标杆项目和全国时运输能力为 ２２００ｔ， 由两台 １０００ｋＷ的双速电 “ 十二五 ” 重点支持项目 ，潞安高 硫煤清洁利用油机驱动，两台双速软起动器 分别控制两台双速电 化电热 一 体化示范项目 （以下简称 “ １８０项目 ” ）机。软起动器的工作方式有软起低速 、软起高 工程取得了重大突破。１８０项目通过全球日投煤量速 、软起低速自动转高速 、软起低速手动转高速、 最大的粉煤气化炉，将高硫 、高 灰熔点的劣质煤转硬起低速、硬起低速自动转高速 、硬起低速手动转 化成粗合成气，再通过净化装置脱除含硫气体和二高速。软起动方式有调压起动 、限流起动 、调压 氧化碳 ，净合成气在费托合 成反应器中与催化剂反＋突跳起动 、 限流＋突跳起动 。操作简单 ，保护齐 应生成中间油品， 中间油品通过潞安自主技术集成全，并可汉显运行参数及各种 信 息。 的油品加工装置，进行分子结构稳定与各种形式的该矿使用软起低速自动转高速工作方式，采用 化学合成，生产出多样性的精细化学产品。限流软起动方式 ， 既利用软起动减小了对电 网和机 太原 惠特 ３３００Ｖ双速软起动器在神华宁煤金凤煤矿械方 面的冲击， 又实现了双速电机低速强力矩起 动、高速运煤的特点。 自软起动器投人使用以来， 从未出现故障，表明该产品可以满足高产高效工作 为了解决刮 板输送 机的重载难起动、起动动 载面的运行要求，使用维护方便，性能 稳定可靠，具 冲击 、 电网冲击等起动问题，提高劳 动生产效率，有很好的使用价值。 延 长设备使用寿命 ，减少维护工作量，神华宁煤集（责任编辑 宋潇潇 ） （上接第 １０９页 ） 高压供电铁塔安全性评价 ， 得全性分析 ［ Ｊ］ 煤矿开采，２〇１〇⑷ 出工作面垂直于高压线路布置， 高压铁塔位于与工 ［６］郑志刚 ■ 厚 表土层高压输电线路下采煤技术研究 作面中心线相对应三条大巷中间大巷的上方，停采 ［Ｊ ］ ■ 矿ＵＪ测量’２〇〇９（２） 线距离大巷５０ｍ处，为最佳方案。 ［７］建荣 ■ 山区采 动 裂缝对地表移动变形＿响分 ［Ｊ］ 岩石力学与工程学报，２００ ８（１） ［８］韩奎峰，康建荣 等 ．山区采动地表裂缝预 测方法研 ［１］郭 增 长 ，柴 华彬．煤 矿开采沉陷学［Ｍ］．北京煤究 ［Ｊ］ ＿采矿与 安全工程学报 ，２０１４（６） 炭工业出版 社， ２０１３ ［２］杨逾，杨 伦，冯国才 等 ．与地面环境协调的采 煤 方 法研究ｍ ． 中 国矿业 ，厕⑵特 简 介王 孝义男 ， 山西广灵人 ， 廳 「ｗ年毕业于太原理工大学 采矿工程专业 ，工学博 士学位， 主 Ｍ常杰二下采煤 技木的探讨与研究Ｄ］山西煤炭， 要从事采矿地表沉 陷、开 采方法 ，矿压控制等 方面麵学 ２０１１（１０） ［４］徐乃忠 ，孟庆 坤．地表沉陷控制 新途径 ［Ｊ］ ．煤矿 开采 ，２ ００４（１） ［５］文运平，郭文 兵，郑彬 ．高压输电铁塔下采煤的安（责任编辑 孙英浩） 信息 时 空１ １ １
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