采空区地表移动盆地对埋地管道的影响分析.pdfVIP

维普资讯 第 34卷第 2期★ ★ ★ ★ ★ ★ 石 油 工 程 建 设 23 王 鸿，张 弥，常怀民 (中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊 065000) 摘 要 ：分析 了采空区地表移动盆地的形成原 因和对埋地管道的影响，根据相关公式，对水平矿 层地表移动盆地的最大沉降量、移动盆地主断面轴线长度等边界特征值进行了计算。同时．参照 有关石油行业标准，对一定长度下管道允许的最大沉降量进行计算，并列举 了具体算例。通过移 动盆地的最大沉降量与管道允许 的最大沉降量的比较 ，初步判定管道的安全性。 关键词：采空区；地表移动盆地 ；埋地管道 ；安全分析 中图分类号：TE973．91 文献标识码 ：A 文章编号 ：1001—2206 (2008)02—0023—04 0 引言 (3)巷柱或房柱式采空区。巷柱或房柱式采煤 随着我 国长输管道事业的发展 ，在管道建设过 法形成的采空区。 程 中，时常遇到埋地管道下方存在各种类型的采空 (4)条带法或充填法采空区。条带法或充填法 区。如我 国山西境 内，由于煤 田分布广 、煤层多、 采煤形成 的采空区。 煤层厚而稳定 ，因此 国有 、集体煤矿企业几乎遍布 1．2 按采煤深厚比分类 其境内，使得通过该地区的管道面临着采空区的隐 (1)浅层采空 区。指开采深厚 比40的采 空 患。从 目前 已掌握 的资料看 ，在 国内长输管道领 区。 域，对管道下伏采空区的稳定性及其对管道的危害 (2)中深层采空区。指开采深厚 比40，但 尚未有系统深入 的研究。近期个别运营中的管道 ， 200的采空区。 因采空区产生地表变形 ，出现 了对管道安全构成隐 (3)深层采空区。指开采深厚 比≥200的采空 患的迹象 。 ￥ ￥ ￥ 羊 ￥ 区 。 1 采空区类型 1．3 按采空区形成和停采的时间分类 地下固体矿床开采后的空间及其围岩失稳而产 (1)新采空区。现采区的采空区 (采煤后未放 生位移 、开裂 、破碎垮落 ，直到上覆岩层整体下 顶或刚放顶的采空区)。其地表移动、变形 尚未发 沉、弯 曲所引起的地表变形和破坏的地区或范围， 生或正在发生过程 中。 统称采空区 。 (2)老采空区。已停采 的采空区。其地表移 根据采煤方法与顶板管理方法 、采煤深厚 比以 动 、变形和移动盆地等 已形成并趋于稳定 的采空 及采空区形成和停采的时间等因素，采空区可分为 区 。 不同的类型。 2 采空区地表移动变形 1．1 按采煤方法与顶板管理方法分类 2．1 地表移动变形产生的原因 (1)长臂陷落法采空区。长臂大 冒顶采煤法 ， 地下 固体矿床采空后 ，周 围岩石即失去平衡 ， 为大型煤矿所采用 。其单一工作面长度一般大于 岩体 自下而上产生变形 。当采空区面积很大时。采 100m，推进长度大于 500m。 空区上部整个地层均向采空区移动 。造成地层及地 (2)短臂陷落法采空区。短臂 自由冒顶采煤 表面的破坏和变形 。采空区上部岩层按其破坏情 法 ，为中型煤矿所采用。其单一工作面长度一般在 况 ，一般可划分为 3个带，见图 1。 6O一8Om，推进长度通常在200～300m。 垮落带由直接顶板 (采空