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采动影响下高压输电线路铁塔的安全性研究

作　者: 郑彬
导　师: 郭文兵
学　校: 河南理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: 开采沉陷开采损害与保护高压输电线路铁塔
分类号: TM753
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 101次
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内容摘要

本文以金龙煤矿高压输电线路铁塔为工程背景,采用概率积分法、有限元模拟、理论分析和现场观测相结合的方法,对采动影响下高压输电线路铁塔的安全性进行了系统研究。首先,在分析该矿地表移动预计参数的基础上,采用概率积分法对21081工作面开采后在高压线塔附近造成的地表移动和变形情况进行了准确预计及分析,得出地表倾斜及地表水平变形可能是影响高压线塔稳定性的主要地表移动变形因素。接着,以金龙煤矿21081工作面上方的高压线塔2为原型,建立数值计算模型,采用ANSYS进行了不同地表变形影响下的高压线塔损害特征研究,分析了高压线塔内力、变形与主要地表移动变形因素之间的变形规律,得出了高压线塔所能承受的临界地表移动变形值,并应用研究成果对21081工作面开采后高压线塔2的安全性进行了初步分析。然后,应用理论分析法对高压输电线路的变形进行了预测,并根据输电线路运行标准对输电线路的安全性进行了评价,得出21081工作面开采后除高压线塔倾斜度超限外,其余线路元素均能满足架空送电线路运行规程的要求。最后,根据采后输电线路及铁塔变形影响程度提出了高压输电线路压煤开采的防护技术措施。本文通过上述研究,最终实现了对开采影响下高压输电线路铁塔安全性的准确预测,达到了预期的目标,对高压线塔保护煤柱的安全开采及塌陷区输电铁塔的建设和安全性评估提供了重要依据,具有着显著的的社会效益和经济效益。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-22
  1.1 选题的依据和意义  10-11
  1.2 国内外研究概况及进展  11-18
    1.2.1 高压线塔下采煤概述  11-12
    1.2.2 高压线塔下采煤实践研究现状  12-13
    1.2.3 开采沉陷对高压输电线路的损害机理研究现状  13-16
    1.2.4 高压输电线路变形预测研究现状  16
    1.2.5 高压线塔变形监测研究现状  16-17
    1.2.6 采动区高压输电线塔维护加固研究现状  17-18
  1.3 存在的主要问题  18
  1.4 论文的研究内容和方法  18-20
    1.4.1 研究内容  18-19
    1.4.2 研究方法  19-20
  1.5 创新之处  20-22
2 高压线塔附近地表移动和变形预计分析  22-41
  2.1 研究区地质采矿条件  22-27
    2.1.1 矿井地理位置及地层特征  22-25
    2.1.2 21081 工作面概况  25
    2.1.3 地面线路概况  25-26
    2.1.4 高压线塔2 压煤概况  26-27
  2.2 概率积分法预计参数的确定  27-33
    2.2.1 初次采动地表移动预计参数的确定  27-32
    2.2.2 重复采动地表移动预计参数的确定  32-33
  2.3 预计结果及分析  33-40
    2.3.1 全盆地内地表移动和变形预计结果及分析  34-37
    2.3.2 顺线路方向及垂直于线路方向地表移动和变形预计结果  37-40
  2.4 小结  40-41
3 地表移动变形对高压线塔影响的数值模拟分析  41-78
  3.1 ANSYS 软件简介  41-42
  3.2 有限元模型的建立  42-45
    3.2.1 数值模拟的目的  42-43
    3.2.2 数值模型的建立  43-44
    3.2.3 模型的材料参数  44-45
  3.3 数值计算方法  45-46
  3.4 模拟方案  46-48
  3.5 模拟结果及分析  48-75
    3.5.1 不同地表倾斜变形高压线塔损害特征研究  49-59
    3.5.2 不同地表水平拉伸变形高压线塔损害特征研究  59-67
    3.5.3 不同地表水平压缩变形高压线塔损害特征研究  67-75
  3.6 规律与特征的提取及应用分析  75-77
    3.6.1 规律与特征的提取  75-76
    3.6.2 应用分析  76-77
  3.7 小结  77-78
4 采动影响下高压输电线路变形预测及安全性评价  78-89
  4.1 采动影响下高压输电线路变形预测  78-86
    4.1.1 采动对高压线塔倾斜度及横担歪斜度的影响分析  78-79
    4.1.2 采动对高压输电线路近地距离的影响分析  79-82
    4.1.3 采动对高压输电线路档距和高差的影响分析  82-85
    4.1.4 采动对高压线塔转角及结构根开的影响分析  85-86
  4.2 高压输电线路运行的安全性分析  86-88
  4.3 小结  88-89
5 高压输电线路铁塔下采煤防护技术措施研究  89-98
  5.1 地表沉陷控制措施  89-92
  5.2 高压输电线路铁塔维修加固措施  92-94
    5.2.1 改造分裂基础为联合基础  92-93
    5.2.2 增加临时拉线  93
    5.2.3 开采过程中的维修和调整措施  93-94
  5.3 开采过程中高压线塔的变形观测  94-96
    5.3.1 高压线塔基础地表移动量观测  94-95
    5.3.2 高压线塔倾斜度观测  95-96
  5.4 高压线塔采后现状  96-97
  5.5 小结  97-98
6 主要结论及展望  98-100
  6.1 主要结论  98-99
  6.2 展望  99-100
参考文献  100-103
作者简历  103-104
学位论文数据集  104

采动影响下高压输电线路铁塔的安全性研究

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