1采空區地表破壞對電力線路安全的影響

當前有關采空區的地表破壞形式主要有三種，分別是塌陷和裂縫以及連續變形。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構造、地下水以及巖層性質多因素。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，或者采空區域有大的斷裂構造時，就容易造成地表破壞問題的出現。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不均勻沉降最終造成桿塔傾倒。

2采空區巖土勘測方法分析

2.1采空區勘測的重點內容

采空區巖土勘測內容主要包括下面幾個部分：

(1)勘測礦層的分布和層數以及厚度等參數，并且對礦層的埋深特點和覆蓋巖層的巖性及地質構造進行勘測。

(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以及內外邊緣區域，并進一步確認地表移動變形主要參數。

(5)分析采空區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，對采空區地表破壞形式進行分析，同時對電力工程涉及到采空區地段范圍進行勘測，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，地質人員要和電力工程人員進行配合，遵循線和位的有效結合為基本原則，優先實施規避采空區的施工方案，特別是可能存在滑坡以及地陷地段要規避建筑施工。如果線路無法規避采空區，那么要對采空區相關資料進行全面勘測，然后選擇通過采空區的最短路徑。設計階段的勘測任務主要包括以下方面：首先要對煤礦區井田分布現狀，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劃資料進行收集整理。重點了解老采空區主要范圍和填充狀況及相應的密實度，并分析該區域的上覆巖層的穩定性。而對于未來或者現在正出現的采空區，可以基于針對老采空區的勘測數據進行分析驗算，從而預算未來和現在采空區的地表變形特征值，然后再結合《巖土工程勘察規范》的有關內容對電力工程的線路施工和桿塔建設進行規劃，規避可能存在的采空區地表變形風險。對于老采空區和小窯采空區等區域，采用地質勘測方式不能夠分析這些區域的特征時，還可以進行適當的物理鉆探方式進行勘測，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條件和采空區的穩定性進行綜合考量，特別是在采空區確立桿塔位置時，需要遵循下面的原則：

①該區域地形平坦開闊;

②地質構造相對簡單且采空區上覆巖層厚度大，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礦區上存在的安全地段，比如主副巷道區域和通風井區域等。這些區域相對穩定，能夠為桿塔提供良好支撐。如果沒有準確的判斷經驗，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值，那么采空區地表變形程度就會較低，可以在此地段進行建設。采空區深厚比施工原則，當深厚比值區間在0～40時，不可以進行任何等級的電路施工;當深厚比值區間在40～100時，可以建立35kV以下的送電線路;當深厚比值區間在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)巖土勘測時緊密結合桿塔設計。在定位桿塔時若發現在構建桿塔時出現巖土工程穩定性需求和采空區地面穩定性相差很大時，為了保障桿塔地基的穩定性，應該針對這個采空區的地質結構進行一定的處理，從而讓其穩定性能夠滿足實際需求，具體處理方法如下：

①為了規避臨空面問題，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對于已經勘測有裂縫或者塌陷的采空區，可以通過回填或者壓力灌漿法進行重新加固，從而提升采空區地表的穩定性。

③對于可能會影響塔基穩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構進行固定，從而提升塔基穩定性，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定性。

(3)完善質量監督管理體系構建。在施工階段，要讓勘測設計和施工單位以及監理單位和運行單位緊密結合起來，對施工環節進行全面的質量監管。而且這幾個部門之間要相互配合才能夠有效提升施工質量。特別是電力工程建設設計單位需要綜合考量采空區具體情況進行精確設計，施工單位要按照標準規范進行施工，監理單位要對施工方和設計圖紙的正確性進行監督，只有做到這三位一體的質量體系的構建和完善才能夠有效提升電力工程建設質量。

3結語

采空區以及不久將來將成為采空區以及小窯采空區等出現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，超挖問題引發的地表破壞，都會造成對桿塔地基穩定性的破壞，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的有效監督控制，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