采空沉陷区天然气管道的危险性评价

【摘要】：近年来随着对天然气资源的大量需求，以及环境保护迫切需要，我国天然气管道工程的建设也进入一个高峰期，天然气资源以管道输送为主，输送管道是大范围延伸分布的线性工程，其不可避免地要通过一些煤矿采空沉陷区和地质构造复杂区域。煤矿采空沉陷区的地表移动变形必然对在建和在役天然气管道产生一定的影响或危害。研究煤矿采空沉陷区天然气管道的危险性评价，对于保障天然气管道安全正常运营，降低管道铺设、维护成本，充分利用地下矿产资源均具有重要的意义。 论文以西气东输二线位于恒发煤矿采空区的DD245~DD246段输气管道工程为研究背景，结合开采引起地表移动变形破坏规律及管道结构特征，在分析适合不同采矿地质条件下地表移动变形的基础上，划分了相应的地表移动变形预计模型。通过对影响地表移动变形主要因素的分析，根据采空沉陷区的类型和特征按开采深度与开采厚度之比、开采方法、顶板管理方法、采空沉陷区形成时间等采矿地质条件对采空沉陷区的稳定性进行分类。应用层次分析法建立以开采方法、采空沉陷区形成时间、覆岩岩性、开采深厚比、水平变形、曲率半径、倾斜、下沉值及采空区类型为主要指标的评价体系，依据评价体系划分不同危险性等级，同时针对不同危险性等级采取相应的处置措施。论文结合西气东输二线输气管线宁陕支线进行实例论证，表明恒发煤矿采空沉陷区天然气管道的危险性评价的结果与实际影响情况相吻合，同时给出了处置办法。 【关键词】：采空沉陷区 天然气管道 地表移动变形 危险性评价体系 预计模型
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD325;TE88
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 选题背景及研究意义7-8
• 1.1.1 选题背景7-8
• 1.1.2 研究意义8
• 1.2. 本论文研究领域国内外的研究动态及发展趋势8-12
• 1.2.1 国外研究现状8-9
• 1.2.2 国内研究现状9-11
• 1.2.3 采空沉陷区铁路及公路危险性评价的研究现状11-12
• 1.3. 本论文研究的主要内容12
• 1.4. 论文采取的研究方案及技术路线12-14
• 2 地表移动变形预计模型14-24
• 2.1 水平煤层水平地表的预计模型14-17
• 2.2 山区地表移动变形预计模型17-18
• 2.2.1 山区坡体自身的稳定性评价17-18
• 2.2.2 采动山区地表移动变形预计模型18
• 2.3 倾斜地表水平煤层的沉陷模型18-21
• 2.4 倾斜煤层水平地表移动变形预计模型21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 管道的变形计算及主要影响因素分析24-42
• 3.1 影响地表移动变形的主要因素24-31
• 3.1.1 采矿条件24-27
• 3.1.2 地质条件27-30
• 3.1.3 时间因素30-31
• 3.2 煤矿开采形成采空沉陷区类型的划分31-35
• 3.2.1 按煤矿采空沉陷区形成与停采的时间划分31-32
• 3.2.2 按开采方法划分32-33
• 3.2.3 按采深厚比划分33-35
• 3.3 采空沉陷区地表变形对天然气管道变形的影晌35-40
• 3.3.1 天然气管道的特性35
• 3.3.2 采空沉陷区地表变形与管道变形的关系35-37
• 3.3.3 采空沉陷区地表管道允许最大变形量37-40
• 3.4 本章小结40-42
• 4 采空沉陷区管道的危险性评价体系42-50
• 4.1 危险性评价体系的构建42-47
• 4.1.1 危险性评价指标42-43
• 4.1.2 各危险性评价指标的权重值43-45
• 4.1.3 危险性等级的划分45-47
• 4.2 天然气管道下采空沉陷区的处置47-48
• 4.2.1 采空沉陷区的处置原则47-48
• 4.2.2 天然气管道下伏采空沉陷区处置方法48
• 4.3 本章小结48-50
• 5 工程实例50-57
• 5.1 工程概况50-53
• 5.2 天气管道的危险性评价53-56
• 5.2.1 现场实际情况53-54
• 5.2.2 地表管道处的最大变形量计算54-56
• 5.2.3 天然气管道危险性判定56
• 5.2.4 工程处置56
• 5.3 本章小结56-57
• 6 结论57-58
• 6.1 结论57
• 6.2 展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 附录63

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