马尾沟矿沉陷区高压线塔变形预计及其治理方案

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1、马尾沟矿沉陷区高压线塔变形预计及其治理方案1序言马尾沟煤矿一采区地表有220KV娘白线输电线塔6座，对采煤造成影响的有3座，分别为44#、45#、46#，地面标高分别为44#：1277.7、45#：1276.0、46#：1285.9。其中8101、6101工作面的开采已经对高压线塔及周边产生了影响，如图1所示。图1马尾沟一采区开采后对地表及线塔的影响2、地质开采条件2.1线塔情况马尾沟矿一采区地表有220KV娘白线输电线塔6座，分别为42#、43#、44#、45#、46#、47#，由采区南西向北东布置，线塔间距平均约300m，线塔地基土壤为第三、四系红黄土，对采煤造成影响的有3座

2、，分别为44#、45#、46#。其中44#、45#线塔为单脚线塔，均有8条拉线，四角布置，塔身为角铁焊接构成；46#线塔为四脚线塔，无拉线，线塔基座为混凝土，塔身为角铁，由螺丝连接构成，塔脚间距为6m。线塔结构及图片见图2。a46#线塔结构及图片12b44#、45#线塔结构及图片图2线塔结构及图片2.2地质采矿情况本区主采8#煤层和6#煤，两层煤平均间距10.75m。8#煤平均1.3m，倾角平均5°，走向近北东，倾向南东。6煤采厚平均2.0m，倾角平均5°，走向近北东，倾向南东。44#线塔盖山厚度198.8m，45#线塔盖山厚度194.5m。46#线塔盖山厚度200.4m。810

3、1工作面走向长度1920m，切眼长192m，6101工作面走向长度980m，切眼长170m，8102工作面设计走向长度2040m，切眼长192m，与8101工作面预留20m隔离煤柱，6102工作面设计走向长度850m，切眼长178m，与6101工作面预留67m隔离煤柱。46#铁塔在8101、6101工作面回风巷外侧，距8101回风巷10m，6101回风巷40m；45#铁塔在8102、6102回风巷内侧，距8101、6102回风巷18.15m；44#线塔位于8103工作面回风巷内侧。三个线塔与工作面的相对位置见图3。图3线塔与工作面相对位置图8101与6101工作面采用错距联合开采

4、，已对高压线塔产生影响，其接续工作面8102和6102工作面的开采将对高压线塔再次造成破坏。3、线塔变形分析123.1地表沉陷预计通过开采沉陷下沉预计软件，对6煤和8煤开采后地表的变形进行了计算，得到两层煤分别开采后的地表沉降、倾斜变形和水平变形的等值线图，见附图1~3所示。3.2线塔变形根据地表变形结果，将各变形参数在44#、45#、46#线塔坐标处进行叠加，得到线塔处的沉降值、倾斜值和水平移动值，见表1。表1线塔处的沉降值和倾斜值下沉（mm）走向倾斜值（mm/m）倾向倾斜值（mm/m）走向水平移动值（mm/m）倾向水平移动值（mm/m）44#704.1-10.4-7.3-18

5、0.7-125.345#795.91.4-16.1-18.1-266.246#541.7-19.40-325.81.9可见，由于采动影响，三个线塔的地表下沉量都达到了500mm以上，44#线塔在走向上的倾斜达到10.4‰，45#线塔在走向上的倾斜达到16.1‰，46#线塔在走向上的倾斜达到19.4‰，均超过高压输电线路安全运行的基本要求（不大于10‰）。3个线塔中，由于46#线塔位于采空区边缘，是倾斜和水平位移的最大位置，受采动影响最为剧烈。44#、45#较46#影响较轻，但在叠加采动的影响下，地表下沉值较大。3个线塔都需要进行人工治理措施才能防止线塔的变形破坏。3.3地表预计裂

6、隙对线塔的影响开采沉陷地表裂缝大体上分为两类，即采空区上方的闭合裂缝和采空区外缘的张开裂缝。当地表受过一次剧烈采动影响以后，重复采动时地表裂缝的严重程度将比第一次有所减轻。根据线塔的分布状况，46#线塔位于8煤工作面采空区边缘，是闭合裂缝与张开裂缝过渡区，同时位于6煤工作面采空区外侧，在张开裂缝带内，是最大拉伸位置，处于影响和破坏严重的区域，也是倾斜和水平位移的最大位置，故在回采过程中受裂隙威胁较大；44#、45#线塔均位于采空区边缘内侧，处于地表不完全闭合裂缝范围，周围会有部分裂隙产生，若44#、45#线塔能经受闭合裂缝的动态影响，线塔就不会受到实质性破坏。表2地表裂缝宽度44

7、#线塔45#线塔46#线塔走向水平变形值mm/m-1.98.79.1倾向水平变形值mm/m-0.94.01.5裂隙平均间距/m101010最大裂隙宽度/mm198791表3铁塔裂缝影响概率表44#线塔45#线塔46#线塔线塔结构基座拉线基座拉线基座尺寸/m×m0.3×0.310.3×0.313.47×3.52安全距离/m2222212裂隙平均间距/m1010101010影响概率20.3%30%20.3%30%55%合计50.3%50.3%55%三个线塔均受地表裂隙威胁较大，分别达