韶关茶山煤矿采空区上管道变形破坏与防治技术研究

发布时间：2020-07-31 18:08

【摘要】：随着对石油天然气的大量需求,我国对长输管道的建设进入了一个高峰期。由于输气管道是长距离大范围分布的线性工程,埋设过程中不可避免的要穿过一些煤层采空塌陷区和各种复杂地质地区。当铺设的输气管道通过采空区时,如果采空区发生地表移动变形,管道会随地表沉陷而产生变形,一旦超过了管道最大允许变形值,管道逐渐与土体脱空,造成管道悬空,严重时甚至会发生断管,对管道的安全造成巨大威胁。目前我国采空区场地管道安全性研究主要针对缓倾斜采空区,由于急倾斜煤层倾角较大,地质条件更为复杂,导致该方面理论研究较少,因此研究急倾斜煤层采空区场地管土相互变形规律,找出合适的防治措施,对以后管道的安全运营有重要意义。论文以拟建受茶山矿区急倾斜采空区影响的潜江-韶关段管道为研究背景,通过研究区资料和现有研究成果,从开采完成和采动过程中急倾斜采空区对管道影响进行研究。分析采空区地表变形移动对输气管道的影响,给出管道安全初步评价方法,并利用概率积分法对急倾斜采空区场地的管道安全进行预测评价;同时以茶山矿区10煤工作面工程地质条件为地质背景,通过物理相似模拟试验和数值模拟相结合的方法,研究急倾斜煤层开采过程中管土相互变形规律,从管土不同阶段竖向和水平位移、应变、竖直应力多方面对比分析得出:管道与土体变形规律大致相同,煤层开采第三阶段开始管土间变形出现差异并逐渐增大,管土经历了由同步—脱空的过程;在采空区中心和两端位置管道变形最为严重,是重点防治区域。最后根据研究区地质条件,提出相应的防治措施。由地表变形移动对输气管道影响和得出的管土变形破坏规律,提出通过地表变形掌握管道变形的监测方法;选取注浆法作为治理采空区的主要方案,经数值模拟分析得出注浆效果显著,该方法大大提高了采空区稳定性,有利于管道工程建设。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD325.3

【参考文献】

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本文编号：2776819