煤矿沉陷区杆塔防倾覆监测技术研究

摘要

随着工业化步伐的不断前进和社会的高速发展，煤炭资源的开发利用也走上了快车道，为中国的经济增长、社会发展做出了重要贡献。但是，伴随着煤炭资源的过度开采利用，采空区日益扩大，导致地面大量沉陷，而架设在采空区之上的输电线路尤其受到采空塌陷的影响，严重影响了周边人民的正常生产和生活用电，由此而产生的社会矛盾不断加剧。采空区内的输电杆塔极易受到采空塌陷的威胁，当发生采空区塌陷时，由于塌陷情况不一，输电杆塔的地基会在水平、垂直、纵向水平三个方向上发生移动，常常发生杆塔位移，杆塔构建变形、撕裂的情况，形成线路对地距离不足，放电距离变小，导、地线间距不够，绝缘子串倾斜等影响电网不安全运行的因素。 针对采空区电网存在的这些不安全因素，目前、传统的人工巡线是发现这些因素的主要手段，但是，由于肉眼的局限性，它极为容易忽视一些危险的预兆，当巡线人员发现输电线路已经处于危险状态的时候，电力事故极有可能已经发生。为了能避免电力事故的发生，及时、准确的发现杆塔的实时状态，就需要一个可靠的，稳定的，具有前瞻性的监测系统，及时发现险兆事件，预测危险事件，帮助电力部门进行风险控制，确保电网安全稳定运行。 采空区杆塔倾角拉力实时在线监测系统在Windows操作系统平台上开发了一套用户监测杆塔数据的管理系统，通过对杆塔横向倾斜、纵向倾斜及拉线拉力等数据的在线监测，同时利用二次指数平滑预测对采集的数据进行预测处理，结合线路设计参数给出杆塔倾斜的预警信息，向监控人员提供短期的预测数据，开展杆塔倾斜在线监测方面的研究，具备一定的预警能力。 研制杆塔倾角拉力实时在线监测系统是涉及力学、计算机、通信等多个专业的复杂系统工程，需查明杆塔分布区域内的采空区分布范围及特征，揭示杆塔倾斜的影响规律，收集整理矿区地表变形资料，以及采空区输电线路的分布情况，实现对杆塔倾斜变形的预测。选取典型的杆塔进行倾斜监测研究，对监测系统硬件的安装位置、通信方式、软件开发等进行论证，选取最佳监测方案，通过对监测数据的分析和研究，旨在给出杆塔倾斜的预警信息，做到早发现，早纠正，为运行部门及时掌握杆塔安全运行情况提供技术支撑，实现煤矿塌陷区输电线路的安全运营。