一種采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法技術(shù)

一種采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，包括以下步驟：(a)確定采煤沉陷區(qū)評估范圍；(b)收集采煤沉陷區(qū)評估范圍內(nèi)的地質(zhì)采礦條件數(shù)據(jù)和開采數(shù)據(jù)以及所屬礦區(qū)的地表沉陷數(shù)據(jù)；(c)獲得開采煤層埋深、采空區(qū)塌陷狀況相關(guān)數(shù)據(jù)；(d)得到的評估范圍內(nèi)各地表變形值最大值；(e)評估匯集站建設(shè)荷載對地下采空區(qū)的穩(wěn)定性影響；(f)評估范圍內(nèi)地下采空區(qū)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)情況下，根據(jù)下表所示的匯集站建設(shè)適宜性分類準(zhǔn)則進行綜合評估，給出擬建光伏發(fā)電匯集站區(qū)域的適宜性。本發(fā)明專利技術(shù)能夠為光伏發(fā)電項目匯集站在采煤沉陷區(qū)地表的建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，確保匯集站建成后正常運行。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法。
技術(shù)介紹
煤炭資源開采往往造成地表沉陷，在地表沉陷區(qū)建設(shè)光伏發(fā)電工程，必須對匯集站的地基穩(wěn)定性進行技術(shù)評估。其意義主要在于：一方面，沉陷區(qū)對光伏電站匯集站的沉陷影響危害程度認(rèn)識和評估不足，盲目地建設(shè)施工，相應(yīng)措施不足，可能會對匯集站安全運營產(chǎn)生不利影響；另一方面，過度地拔高沉陷影響危害程度，采取了過度的保護措施，加大了人力物力財力的投資，增加了不必要的匯集站建設(shè)成本。對匯集站的地基適宜性進行技術(shù)評估是采煤沉陷區(qū)進行地表建設(shè)最重要的基礎(chǔ)性技術(shù)工作之一，為匯集站的建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，為光伏發(fā)電項目匯集站在采煤沉陷區(qū)地表的建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，確保匯集站建成后正常運行。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：一種采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，包括以下步驟：(a)根據(jù)建設(shè)光伏發(fā)電匯集站的具體情況，包括匯集站總體規(guī)劃、匯集站內(nèi)設(shè)施、建構(gòu)筑物尺寸和荷載，確定采煤沉陷區(qū)評估范圍；(b)收集采煤沉陷區(qū)評估范圍內(nèi)的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)和開采數(shù)據(jù)以及所屬礦區(qū)的地表沉陷數(shù)據(jù)；(c)在評估范圍內(nèi)，如果開采煤層數(shù)據(jù)和采空區(qū)塌陷狀況未知，則進行物探或鉆探勘查，獲得開采煤層數(shù)據(jù)和采空區(qū)地質(zhì)采礦數(shù)據(jù)；(d)預(yù)測采煤沉陷區(qū)地表殘余沉陷變形數(shù)據(jù)，下沉系數(shù)根據(jù)開采結(jié)束年限及匯集站服務(wù)期選取0.03～0.40，計算繪制出評估范圍在匯集站服務(wù)期內(nèi)的地表下沉、傾斜、水平變形和曲率變形等值線圖，進而得到的評估范圍內(nèi)各地表變形值最大值；(e)評估匯集站建設(shè)荷載對地下采空區(qū)的穩(wěn)定性影響，所述匯集站建設(shè)荷載包括施工動荷載和設(shè)施或建構(gòu)筑靜荷載；(f)在確認(rèn)在匯集站建設(shè)荷載作用下，評估范圍內(nèi)地下采空區(qū)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)情況下，根據(jù)下表所示的匯集站建設(shè)適宜性分類準(zhǔn)則進行綜合評估，給出擬建光伏發(fā)電匯集站所在區(qū)域的適宜性。上表中的未來規(guī)劃開采時段，指以匯集站建設(shè)年為基準(zhǔn)年，評估范圍內(nèi)煤層規(guī)劃開采所要經(jīng)過的年限。在上述采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法中，在步驟(a)中，確定地表評估范圍，首先需要了解匯集站規(guī)格、總體規(guī)劃，占地面積，掌握匯集站內(nèi)都有哪些設(shè)施、建構(gòu)筑物，這些設(shè)施、建構(gòu)筑物的平面、高度、埋深等尺寸、荷載等資料。在上述采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法中，在步驟(b)中，收集采煤沉陷區(qū)評估范圍內(nèi)的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)和開采數(shù)據(jù)包括：地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文氣象、采空區(qū)分布、今后開采規(guī)劃等相關(guān)圖紙資料、文字報告和臺賬。具體到載體文件包括地質(zhì)圖件和采礦圖件。地質(zhì)圖件具體又包括地形地質(zhì)圖、地層綜合柱狀圖、煤巖層對比圖、煤層底板等高線及資源/儲量估算圖、地質(zhì)剖面圖、鉆孔柱狀圖等。采礦圖件具體又包括井上下對照圖、采掘(剝)工程平面圖、開采規(guī)劃圖等。地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)和開采數(shù)據(jù)收集范圍可以擴大到以匯集站評估范圍內(nèi)邊界向外側(cè)擴展2H0的范圍，H0為采煤沉陷區(qū)地下采空區(qū)平均采深，單位為m。地表沉陷數(shù)據(jù)不僅收集評估范圍內(nèi)附近礦井的，還需要尋找所屬礦區(qū)的或條件相近的相鄰礦區(qū)的沉陷監(jiān)測數(shù)據(jù)、開采沉陷規(guī)律分析資料等。在上述采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法中，在步驟(e)中，當(dāng)?shù)叵虏煽諈^(qū)實際采深H大于臨界采深H臨時，地下采空區(qū)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，H臨表達式為：H臨＝H裂+H影+h其中，H裂為采空區(qū)導(dǎo)水裂縫帶高度，多煤層開采時，取最上層的數(shù)據(jù)，H影為建筑荷載向地下的影響深度，h為誤差范圍，取h＝5～10m。在上述采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法中，在步驟(c)中，鉆探勘查布置5個孔，在評估范圍的中心及4個角點內(nèi)側(cè)5～10m處各布置1個孔。在上述采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法中，在步驟(a)中，光伏發(fā)電匯集站輸出電壓為110kV時，將匯集站建設(shè)圍墻四周向外各擴100m作為評估范圍。在上述采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法中，在步驟(a)中，光伏發(fā)電匯集站輸出電壓為220kY時，將匯集站建設(shè)圍墻四周向外各擴200m作為評估范圍。在上述采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法中，還包括步驟：對采煤沉陷區(qū)地表殘余沉陷變形預(yù)測分析。預(yù)測采煤沉陷區(qū)地表今后還將產(chǎn)生的沉陷變形數(shù)據(jù)采用概率積分法，根據(jù)評估范圍內(nèi)地質(zhì)采礦條件、采空區(qū)開采結(jié)束時間以及匯集站服務(wù)期限(按25年的服務(wù)期計算)等綜合因素，選取采空區(qū)殘余下沉系數(shù)0.03～0.40，規(guī)劃開采下沉系數(shù)0.5～0.90，計算給出評估范圍內(nèi)在匯集站服務(wù)期內(nèi)的地表下沉、傾斜、水平變形、曲率變形等值線圖。根據(jù)計算得到的評估范圍內(nèi)各種地表變形值最大值情況，分析擬建匯集站可能的沉陷損壞程度。本專利技術(shù)的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：①本專利技術(shù)提供的一種采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，由于通過匯集站總體規(guī)劃、匯集站內(nèi)設(shè)施、建構(gòu)筑物尺寸和荷載，對采煤沉陷區(qū)評估范圍進行了確定，能夠更有效、更有針對的收集采礦、地質(zhì)和地表沉陷等數(shù)據(jù)，因此，本專利技術(shù)的評估過程更高效、評估結(jié)果更精確。②本專利技術(shù)提供的采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，由于針對地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)和開采數(shù)據(jù)以及所屬礦區(qū)的地表沉陷數(shù)據(jù)等進行分析評估，因此，本專利技術(shù)能夠提供較為準(zhǔn)確全面的評估結(jié)果。③本專利技術(shù)提供的采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，由于針對采煤沉陷區(qū)地表殘余沉陷變形數(shù)據(jù)進行了預(yù)測，并計算繪制出評估范圍在匯集站服務(wù)期內(nèi)的地表下沉、傾斜、水平變形和曲率變形等值線圖，進而得到的評估范圍內(nèi)各地表變形值最大值，因此，本專利技術(shù)能夠獲得更為準(zhǔn)確全面的評估結(jié)果。④本專利技術(shù)提供的采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，由于先評估匯集站建設(shè)荷載對地下采空區(qū)的穩(wěn)定性影響，所述匯集站建設(shè)荷載包括施工動荷載和設(shè)施或建構(gòu)筑靜荷載，然后再進行適宜性評估，因此，本專利技術(shù)更加具備有序性和科學(xué)性，使評估工作更加有條不紊，循序漸進，符合科學(xué)規(guī)律。③本專利技術(shù)提供的采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，由于將采深采后比、地表下沉值、未來規(guī)劃開采時段和地表變形最大值作為采煤沉陷區(qū)建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估指標(biāo)，其中地表變形最大值又細(xì)分為水平變形、曲率和傾斜度，既考慮了影響因素的全面性，也考慮了權(quán)重影響，因此，本專利技術(shù)既能保證評估的準(zhǔn)確度，也能兼顧評估工作的效率，有效控制評估成本。具體實施方式為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本專利技術(shù)實施方式作進一步地詳細(xì)描述。在本實施例中，擬建一座110kV匯集站，現(xiàn)對擬建匯集站所處采煤沉陷區(qū)的適宜性進行評估。所述采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，包括以下步驟：(a)根據(jù)建設(shè)光伏發(fā)電匯集站的具體情況，包括匯集站總體規(guī)劃、匯集站內(nèi)設(shè)施、建構(gòu)筑物尺寸和荷載，確定采煤沉陷區(qū)評估范圍；(b)收集采煤沉陷區(qū)評估范圍內(nèi)的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)和開采數(shù)據(jù)以及所屬礦區(qū)的地表沉陷數(shù)據(jù)；(c)在評估范圍內(nèi)，如果開采煤層埋深未知、采空區(qū)塌陷狀況未知，則需要進行物探或鉆探勘查，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)；(d)預(yù)測采煤沉陷區(qū)地表殘余沉陷變形數(shù)據(jù)，預(yù)測采煤沉陷區(qū)地表今后還將產(chǎn)生的殘余沉陷變形數(shù)據(jù)采用概率積分法，下沉系數(shù)根據(jù)開采結(jié)束年限和匯集站服務(wù)期，選取0.03～0.本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，其特征在于，包括以下步驟：(a)根據(jù)建設(shè)光伏發(fā)電匯集站的具體情況，包括匯集站總體規(guī)劃、匯集站內(nèi)設(shè)施、建構(gòu)筑物尺寸和荷載，確定采煤沉陷區(qū)評估范圍；(b)牧集采煤沉陷區(qū)評估范圍內(nèi)的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)和開采數(shù)據(jù)以及所屬礦區(qū)的地表沉陷數(shù)據(jù)；(c)在評估范圍內(nèi)，如果開采煤層數(shù)據(jù)和采空區(qū)塌陷狀況未知，則進行物探或鉆探勘查，獲得開采煤層數(shù)據(jù)和采空區(qū)地質(zhì)采礦數(shù)據(jù)；(d)預(yù)測采煤沉陷區(qū)地表殘余沉陷變形數(shù)據(jù)，下沉系數(shù)根據(jù)開采結(jié)束年限及匯集站服務(wù)期選取0.03～0.40，計算繪制出評估范圍在匯集站服務(wù)期內(nèi)的地表下沉、傾斜、水平變形和曲率變形等值線圖，進而得到評估范圍內(nèi)各地表變形值最大值；(e)評估匯集站建設(shè)荷載對地下采空區(qū)的穩(wěn)定性影響，所述匯集站建設(shè)荷載包括施工動荷載和設(shè)施或建構(gòu)筑靜荷載；(f)在確認(rèn)在所述匯集站建設(shè)荷載作用下，評估范圍內(nèi)地下采空區(qū)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)情況下，根據(jù)下表所示的匯集站建設(shè)適宜性分類準(zhǔn)則進行綜合評估，給出擬建光伏發(fā)電匯集站所在區(qū)域的適宜性。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種采煤沉陷區(qū)地表建設(shè)光伏發(fā)電匯集站適宜性評估方法，其特征在于，包括以下步驟：(a)根據(jù)建設(shè)光伏發(fā)電匯集站的具體情況，包括匯集站總體規(guī)劃、匯集站內(nèi)設(shè)施、建構(gòu)筑物尺寸和荷載，確定采煤沉陷區(qū)評估范圍；(b)牧集采煤沉陷區(qū)評估范圍內(nèi)的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)和開采數(shù)據(jù)以及所屬礦區(qū)的地表沉陷數(shù)據(jù)；(c)在評估范圍內(nèi)，如果開采煤層數(shù)據(jù)和采空區(qū)塌陷狀況未知，則進行物探或鉆探勘查，獲得開采煤層數(shù)據(jù)和采空區(qū)地質(zhì)采礦數(shù)據(jù)；(d)預(yù)測采煤沉陷區(qū)地表殘余沉陷變形數(shù)據(jù)，下沉系數(shù)根據(jù)開采結(jié)束年限及匯集站服務(wù)期選取0.03～0.40，計算繪制出評估范圍在匯集站服務(wù)期內(nèi)的地表下沉、傾斜、水平變形和曲率變形等值線圖，進而得到評估范圍內(nèi)各地表變形值最大值；(e)評估匯集站建設(shè)荷載對地下采空區(qū)的穩(wěn)定性影響，所述匯集站建設(shè)荷載包括施工動荷載和設(shè)施或建構(gòu)筑靜荷載；(f)在確認(rèn)在所述匯集站建設(shè)荷載作用下，評估范圍內(nèi)地下采空區(qū)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)情況下，根據(jù)下表所示的匯集站建設(shè)適宜性分類準(zhǔn)則進行綜合評估，給出擬建光伏發(fā)電匯集...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張俊英，賈新果，劉義新，李杰，陳凱，孫慶先，陳清通，李文，李宏杰，谷小敏，王翔宇，魏晶晶，
申請(專利權(quán))人：煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11