[发明专利]架空输电线路煤矿采空区等效采厚比的计算方法及装置

说明书

一种架空输电线路煤矿采空区等效采厚比的计算方法及装置，包括：计算采空区上方的各个岩土分层的等效厚度；将上覆岩土层各分层的等效厚度进行累加求和，求得上覆岩土层对应于标准介质的等效总厚；根据煤层的开采厚度和上覆岩土层的等效总厚度，计算采空区的等效采厚比。本发明计算理论依据充分，考虑全面，结果可靠，能够合理考虑上覆岩土层的厚度及性质对地表变形的影响程度，能够准确地反映出实际地表变形的严重程度，能够有利于对输电线路途经的采空区的地表变形的危险性进行评价，能够有助于煤矿采空区架空输电线路合理的规划、建设和运行技术方案的确定，对保证输电线路的安全具有重要的指导意义和参考价值。

技术领域

本发明属于架空输电线路防灾设计和保护领域，涉及一种架空输电线路煤矿采空区等效采厚比的计算方法及装置。

背景技术

输电铁塔对开采引起的地表移动变形极为敏感，地下煤层的开采会引起地表的移动和变形，高压输电线路的安全性将受到极大影响。然而如何评价采空区地表变形对上部新建的输电线路的影响程度，一直是国内外尚未完全解决的难题。

目前，国内外学者一般通过传统采厚比的大小，也就是煤层的埋藏深度与其开采厚度的比值的大小，对地表变形的影响程度进行划分，并根据划分的等级提出是否适宜立塔及采取结构措施的建议。然而，由于不同地区上覆岩土层的厚度及性质都存在显著的区别，简单的用煤层的埋藏深度与其厚度的比值判断采空区的地表变形程度，缺乏理论依据。同一个采厚比的数值，可能对应完全不同的地质情况，无法反映实际地表变形的严重程度，甚至导致严重的判断错误。因此，依据传统的采厚比来评估采空区地表变形对地表输电线路的影响程度，进行煤矿采空区架空输电线路的规划、建设和运行技术方案的确定，存在严重的安全隐患。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种架空输电线路煤矿采空区等效采厚比的计算方法及装置，该方法计算理论依据充分，考虑全面，结果可靠，能够合理考虑上覆岩土层的厚度及性质对地表变形的影响程度，能够准确地反映出实际地表变形的严重程度，能够有利于对输电线路途经的采空区的地表变形的危险性进行评价，能够有助于煤矿采空区架空输电线路合理的规划、建设和运行技术方案的确定，对保证输电线路的安全具有重要的指导意义和参考价值，该装置能快速准确地计算出煤矿采空区的采厚比，能反映出实际地表变形的严重程度。

为了实现上述目的，本发明提供一种架空输电线路煤矿采空区等效采厚比的计算方法，包括以下步骤：

步骤一：根据上覆岩土层的性质和厚度，计算采空区上方的各个岩土分层的等效厚度；

步骤二：将上覆岩土层各分层的等效厚度进行累加求和，求得上覆岩土层对应于标准介质的等效总厚度；

步骤三：根据煤层的开采厚度和上覆岩土层的等效总厚度，计算采空区的等效采厚比。

作为一种优选，所述步骤一中采空区上方的各个岩土分层的等效厚度的计算公式为：

其中：Q_k为上覆岩土层中被选择作为标准介质的岩土层的岩性评价系数；

Q_i为上覆岩土层中第i层岩土层的岩性评价系数；

h_i为上覆岩土层中第i层岩土层的岩层厚度。

作为一种优选，所述步骤二中上覆岩土层对应于标准介质的等效总厚度的计算公式为：

作为一种优选，所述步骤三中采空区等效采厚比的计算公式为：

其中：B为煤层开采的厚度。

作为一种优选，所述步骤一中选择上覆岩土层中的黄土作为标准介质，黄土的岩性评价系数为1.0。