太原市采空区孤立档极限档距的研究

摘要

随着我国特高压交直流输电线路工程的建成投运，煤炭采空区对上方高压输电线路的影响也越来越突出。而山西省的煤炭能源资源丰富，其采煤遗留的采空区具有分布范围广、潜在危险大及回填率低的特点，对于通过或是位于采空区上方各电压等级输电线路的安全运行带来了极大的挑战。因此，开展采空区孤立档极限档距计算的研究，制定高效合理的综合治理方案，对电力系统的安全稳定和经济运行有着十分重要的意义。本文以此为主线，从三个方面进行研究分析:
　　(1)分析了太原市采空区的形成机理及其基础稳定性的评价指标。基于前人的研究基础，深入探讨了山西省太原市采空区的形成原因，认为是过度采伐煤矿且没能及时回填造成的。同时，还提出了用于描述矿区特征的两个参数:深厚比和岩厚比，并分析了这两个参数的变化对线路运行安全的影响。
　　(2)探讨了采空区对输电线路的危害及其综合治理方案。通过定性分析采空区对输电线路造成的各种影响及其特点，再结合山西省电力系统采空区分布图，提出了适合于太原市采空区内输电线路稳定运行的防范措施，认为选用大板基础或联合基础、避开沉降严重的开采区、安装杆塔在线监测装置以及各运行单位联合建立采空区分布式台账等方案，能够有效避免太原市输电线路因采空区出现问题而导致的重大责任事故。
　　(3)建立了采空区孤立档极限档距的数学求解模型。以太原市110kV草庄头交流输电线路工程中G3-G4孤立档为计算实例，当采空区基础稳定时的孤立档极限档距最大值为600.8m;同时，在采空区对架空输电线路有影响时，求解结果表明，在基础增设卡盘时的极限档距最大值为285.85m，且孤立档极限档距最大值会随着杆塔倾斜角的增大而减小。基于工程实际经验考虑，认为架空输电线路杆塔整体的最大倾斜角不能超过10°，且结合线路运行的安全性，应该及时采取防护措施对杆塔进行扶正。该研究成果能为太原市采空区内新建高压输电线路时提供理论参考，具有良好的工程应用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 采空区的产生机理及对输电线路的影响

2．1 煤炭采空区的形成机理

2．2 山西省电力系统采空区的分布及对输电线路的影响

2．3 采空区对输电线路产生的影响及其特点

2．4 采空区输电线路的综合防护措施

2．5 本章小结

第3章 采空区孤立档极限档距的数学模型建立

3．1 采空区输电线路的设计、运行导则

3．2 输电线路气象区的选取

3．2 导地线比载的计算

3．3 杆塔荷载的综合计算

3．4 采空区孤立档极限档距的数学模型研究

3．5 本章小结

第4章 具体算例分析

4．1 工程算例

4．2 典型气象区的选取

4．3 架空线的机械物理特性分析

4．4 架空线比载的求解

4．5 临界档距的计算

4．6 采空区稳定状态时的孤立档极限档距研究

4．7 采空区基础倾斜时的孤立档极限档距研究

4．8 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录：攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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