维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第１０期 煤炭工程 地表２２０ｋＶ输电线路铁塔下采煤技术措施 罗 文 （神华能源股份公司神东分公司补连塔煤矿，陕西神木０１７２０９） 摘方案。 要：介绍了补连塔煤矿千万吨综采３１４０１工作面回采初期对地表高压输电线路铁塔加固 设计、施工、调整的全过程，为综采工作面对应地表不可移动建筑物的加固提供了一种参考解决 关键词：煤矿；高压线塔；加固 中图分类号：ＴＤ８２３．８３ １概况 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—０９５９（２００７）１０￣０５１．Ｉ）２ 该２２０ｋＶ输电线路主要供给神华煤制油项目、补连塔 煤矿及附近几个中型煤矿的用电。工作面采空地表塌陷时 补连塔煤矿为神东分公司的主力矿井之一，年生产商 品煤能力达２ｏ００万ｔ，是当今全世界最大的井工矿井。矿 井装备两套现代化综采工作面，３１４０１工作面为其中一个。 在工作面即将开采之际，必须对其切眼处对应地表存在的 ２２０ｋＶ高压输电线路进行维护，高压线塔位置关系见图１。 必须保证输电线路不停电，因此铁塔加固及地表塌陷后的 调整工作必须慎重处置。 补连塔煤矿３１４０１工作面开采煤层为１—２煤，煤层厚 ５．０～５．８ｍ，倾角小于３。，煤质较好，适合布置新型大采高 综合自动化工作面。采煤机、液压支架、顺槽带式输送机等 关键设备都是引进国外先进设备。工作面走向长度４５６ｏｍ， 倾向长度２６５．３ｍ，采高为４．８～５．２ｍ，月产量８０万ｔ。 根据神东分公司其它矿井及补连塔煤矿综采工作面采 空地表塌陷的实测数据，采高４．５～５．０ｍ，上覆基岩厚 ８０～１ｏｏｍ，松散层厚３０—４０ｍ的工作面中心对应地表整体 下陷２．０～２、５ｍ，塌陷形成裂缝宽度１００～２５０ｍｍ，裂缝两 翼落差５～１５０ｍｍ，垂直裂隙方向出现６～１０条／１０ｍ。依据 地测资料，３１４０１工作面切眼处上覆基岩１８０～１９０ｍ，主要 为碎屑岩，松散层厚度３１～４５ｍ，主要为风积沙。经过分 析预测：３１４０１工作面地表铁塔处采空整体下陷１．５～ ２．０ｍ，裂缝宽度５～８０ｍｍ，裂缝两翼落差小于３０ｍｍ，垂 直裂隙方向出现１～３条／１０ｍ。 ２铁塔的加固与调整 ２．１ 前期理论分析 根据塌陷角测算，顺槽外保安煤柱需留设１２０ｍ。再根 据“薄板理论”，长壁综采工作面回采老顶初次塌陷将遵循 “Ｏ”型圈规律，顺槽与切眼交点对应地表受影响较小。因 此位于切眼和运顺交点外的１８３ 铁塔不做加固，只对１８４ 、 １８５ 铁塔进行加固。 一般来说，综采工作面地表变形塌陷有三种：①整体 竖直下陷；②不均匀竖直下陷；③裂缝引发水平位移。通 常这三种类型兼而有之，以整体竖直下陷为主，不均匀竖 图１ ３１４０１工作面与北乌线路对应关系平面图 收稿日期：２００７－０５—１０ 直下陷次之，裂缝变宽引发水平相对位移较小。对铁塔稳 作者简介：罗文（１９６８一），男，内蒙古凉城人，工程硕士，高级工程师，毕业于山西矿院采矿专业，现任神东煤炭 分公司补连塔煤矿总工程Ｎ ｏ ５１ 维普资讯 http://www.cqvip.com 煤．炭工程 ２００７年第１０期 ０００— 定性影响最大的是后两种类型，不均匀下陷可导致铁塔倾 ，三排通孔（每排两个），穿 ３２钢筋，与ｌＯｍｍ厚开眼钢板 斜，裂缝变宽能破坏铁塔结构。此次需加固的两个铁塔位 广 置工作面覆盖层较厚，预测裂隙宽度和密度都较小，所以 加固铁塔工程应主要防范第二种类型一不均匀竖直下陷对 铁塔稳定性的影响。 由于上述三种地表变形都是不可控制的，故加固设计 焊接（钢板长１．Ｏｍ，宽０．８ｍ，与支墩等宽），钢板紧贴支 墩。东西两侧面也用ｌＯｍｍ厚钢板紧贴支墩，棱缘与南北 侧面钢板焊接。 ２）焊接“井”字钢架。先用矿用５６ｂ工字钢连接塔基 ４个支墩（与支墩侧面钢板焊接），先形成“口”字形状； 只能本着适应、克服的原则而做。经矿内领导及工程技术 人员多次研究论证，最终决定采用可调联体“井”字梁基 础改造加固技术。 再在支墩剩余每个侧面向外焊接２．Ｏｍ长延长柄形成“井” 字形状；最后将四面相邻延长柄焊接。 ３）构筑混凝土调整基础台。在“井”字形钢架的四面 两两端点下构筑，以沙基加垫碎石子为基础，高度为 １．Ｏｍ，见图２。 ２．２具体方案设计 １）首先对原塔基支墩进行改造。南北两侧面用风钻打 螺纹 杆 图２铁塔基础加固调整图（单位：ｍｍ） ４）在“井”字形钢架的８个端点处焊接调整丝杆。采 塌陷已基本结束，整体下陷１．８ｍ，间隔５日测量再无地表 移动。１８４ 铁塔又向工作面方向倾斜６。，组织人员又将铁 塔调整回竖直。 １８５ 铁塔与１８４ 铁塔加固及调整原理完全一致。为了 用 ８１螺纹丝杆，将螺母与钢架端点焊接，丝杆下端加垫 ２０ｍｍ厚钢板抵在混凝土基础台上。 ５）为了防止地表下陷引发铁塔瞬间倾斜，在不同方向 均匀布置接地线，每根富余０．３ｍ。 不影响回采速度，几乎在施工１８４ 铁塔加固的同时，施工 １８５ 铁塔加固。所不同的是，１８５ 铁塔起初向切眼倾斜９。， 地表稳定后又向前方倾斜５．５。，而且还略微向工作面内倾 斜１。，这可能与其对应于凹风顺槽有关。 在调整过程中原基础在调整过程中，在基础底部会同 原原岩进行分离，铁塔受力由新增基础及工字钢支撑，在 铁塔稳定后，将开挖基础进行填埋，保征铁塔稳定。 ２．３地表塌陷观测及调整 １８４ 铁塔加固施工于２ｏｏ６年１０月２０日完成，此时 ３１４０１工作面已推进２００ｍ，地表塌陷裂隙距铁塔只剩５０ｍ。 派地测站自切眼外１５０ｍ，向１８４ 铁塔布置一条平行于工作 面顺槽的测线，共计８个测点。另派人每天轮班严密观察 １８４ 铁塔的稳定情况。在１０月２２日，发现铁塔基础附近开 始出现细裂隙，铁塔依旧保持竖直。之后，裂隙逐渐变宽， 不断向前发育。１０月３１日，裂隙宽度６～１２ｃｍ，基本再无 明显变宽迹象，铁塔向切眼方向倾斜１０。。矿里迅速组织人 ３结论 两个铁塔加固共计耗资７２万元，在加固及调整过程中 员利用螺母在丝杠上调整塔基倾角，按照铁塔向哪个方向 倾斜，调高那个基座的原则，耗时２ｈ就将铁塔的倾斜度降 没有中断供电，非常圆满地完成了计划目标，可为类似情 况提供参考依据。 （责任编辑崔永丰） 低为２。。２００７年１月１２日，根据地测测量结论，该点地表 ５２