煤矿采空区管道监测方法的应用

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1、2012拄管道技术5设台2012第3期PipelineTechniqueandEquipmentNo．3煤矿采空区管道监测方法的应用孙健，马廷霞(西南石油大学石油天然气装备教育部重点实验室，四川成都610500)摘要：煤矿采空塌陷对埋地管道长期安全运营造成严重威胁。介绍了煤矿采空区管道的受力特点，提出了管道安全监测的必要性。结合长距离输油气管道在煤矿采空区的实际情况，提出可行的监测方法，并在鄯鸟线芦草沟段进行了实际应用。通过监测得到管体在采空塌陷过程中应力的变化特征和变化量，为长输管道沿线采空区的安全维护提供了经济

2、可行的解决方案，并为处于其他地质灾害区的管道维护提供参考。关键词：煤矿采空区；电测法；埋地管道；应力监测中图分类号：TE8文献标识码：A文章编号：1004—9614(2012)03—0019—03ApplicationofthePipelineMonitoringMethodtoGoafsSUNJian，MATing—xia(MinistryofEducationKeyLaboratoryofOilandNaturalGasEquipment，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu

3、610500，China)Abstract：Thesafetyofburiedpipelinesduringlong—termrunningcouldbethreatenedbythecollapseofmined—outareas．Itisnecessarytomonitorthesecurityofpipelinesbyintroducingthemechanicalfeaturepipelinesingoafs．Accordingtothepracti-calsituationoflongdistanceoi

4、landgastransportpipelinesinmined—outareas，afeasiblemonitoringmethodisintroducedandac—tuallyappliedinLucaogousectionoftheShanshan·Urumqipipeline．Thestressandstrainchangefeaturesandthechangesofpipebodyaremeasuredintheprocessofminingcollapsebymonitoring．Itoffersr

5、efereneeforthepipelinemaintenanceinothergeo—logicaldisasters．Keywords：goaf；electrometricmeasurement；buriedpipeline；stressmonitor0引言故的主要原因是含缺陷管道发生位移，导致管道发生煤矿采空区具有隐蔽性、复杂性、突发性和长期了应变，造成了管道局部应力集中。因此，检测出管性的特点，当采空塌陷直接作用到管道时，地层变形道应变是保证管道本体安全的基础。产生的地表移动和塌陷，会导致管道受到拉、压、剪

6、、目前，世界各国对煤矿采空区的研究可归纳为“3扭、弯等荷载的作用，从而使管体极易遭受破坏。由种措施”：井下措施、保护地面建(构)筑物和覆岩加于土体结构的各向异性，造成了采空区塌陷时土体对固。国内在管道安全监测方面的研究多集中在管道油气管道的作用十分复杂⋯。特别是近年大口径高滑坡和悬空方面，而对采空区管道沉陷的研究较少。强度管材的大范围应用，土体对埋地管道的作用更加因此，在对采空区进行防治规划之前，采用技术手段显著，以至于管道产生椭化变形、局部褶皱和波状变对管体进行力学监测显得十分必要。形等破坏现象。采空区塌陷导致地

7、表变形，严重时1概述将导致管道的受拉、受剪、局部鼓胀与扭曲破坏，甚至鄯乌线芦草沟段地质灾害形式主要为地下煤层诱发其他地质灾害。采空形成的采空区，该区域内大小煤矿分布较多。其油气管道在煤矿采空区敷设，管道附近地表出现中，对输气管线危害较严重的煤矿主要为碱沟煤矿和下沉、裂缝时，应立即开展调查工作，收集煤矿资料、陈兴远煤矿。碱沟煤矿位于输气管线J702点西约管道附近地质资料，进行沉陷监测，初步判别采空区1200m，陈兴远煤矿位于芦草沟东南部芦草沟河东沉陷对管道造成的影响J。近年来，多次管道开裂事侧。现场踏勘结果表明：采空

8、区塌陷直接影响的管道总长共约1180m，受到影响的管道总长度约为5．8收稿日期：2011—07—26收修改稿日期：2011—12—16km．20PipelineTechniqueandEquipmentMav．20122监测方法一般情况下，被测管道表面视为二向应力状态，2．1电测法的基本原理这个时候需要采用由3个应变片组成的应变花，如图将一种特制的电阻应变片