采空区数据动态采集及其对线路杆塔影响的研究

任 远,史 添

(山西省电力公司,山西太原,030000)



采空区数据动态采集及其对线路杆塔影响的研究

任 远,史 添

(山西省电力公司,山西太原,030000)

摘要：本文主要研究电网GIS空间信息服务平台、PMS信息系统以及输电线路监控平台，较为全面分析采空区对输电线路影响，形成煤炭采空区对输电线路杆塔危害评估和预警机制。

关键词：输电线路;煤炭采空区;杆塔综合影响;安全预警

1　数据动态采集

主要通过采集PMS系统数据，GIS系统数据和输电线路杆塔监测数据，并进行有机融合，形成一体化信息平台。为共享数据建立统一的模型，这样能够很好的解决不同系统数据表达语义不一致的问题，数据模型又称为元数据，可以使用来自各个标准化组织制定的元数据，也可以制定自己企业范围内使用的元数据。

1.1PMS系统数据

电力生产管理系统（PMS）主要接入输电线路设备信息、设备检修、运行、缺陷、故障、试验等信息。

1.2GIS系统数据

地理信息系统（GIS）主要接入输电线路设备信息以及设备的经纬度坐标，并通过建立的“元数据”模型，与PMS系统设备进行一一对应，接入全山西省二维、三维精细地图。

1.3输电线路杆塔监测数据

输电线路杆塔监测主要接入电力设备输电线路、杆塔设备信息，以及杆塔倾斜监测数据，并于平台数据进行一一对应衔接。

1.4接入数据接口分析

符合开放的接口标准，实现跨异构系统、跨软件平台的系统接口。

遵循松耦合的原则，系统提供的外部接口能够有效地屏蔽系统内部的实现细节，并与系统本身的技术架构，实现方式无关。

具备良好的扩展性，能够随着系统之间接口要求的不断变化，进行方便的扩展。系统接口应安全、可靠，既能提供第三方调用过程中的安全验证，又能提供可靠、稳定的接口服务。

采用成熟适用的接口技术，降低开发难度与开发成本。

1.5数据融合

数据融合解决如下现存问题：

●电网数据分散存储在多个业务系统中，模型和接口不统一

●具体数据的命名和编码规范不一致，同一对象在不同系统中有不同的名称

●系统用户使用不当产生漏填、错填以及多头重复录入、拓扑不合理等问题

主要采取措施方法：

√数据诊断规则库

对常见的数据问题进行归纳和分类，针对不同的问题分别设定诊断问题的业务规则，形成数据诊断规则库，用于通过信息化手段自动发现数据问题。

数据冗余诊断，发现重复的数据，包括重复录入的相同的数据或者相似的数据，对于相似数据的诊断需要具备模糊匹配的能力。

√数据质量分析

数据清理工具根据建立的数据问题诊断规则，通过定期扫描发现数据中存在的质量问题，发现的问题形成诊断报告，详细列出发现的数据问题和建议的处理方式并发送给数据维护人员。

2　数据立体综合展示

通过一体化平台数据融合，通过Skyline技术构建二维、三维平台进行综合展示，能直观地显示山西地区整体的地理地貌信息，线路的整体走势情况以及线路杆塔周边环境情况。这样既能了解输电线路的运行情况，又能很方便的查询设备的参数信息。

详细研究山西煤矿采空区地理信息，结合GIS信息，通过设备的地理坐标的分析，可直观的展示在某一采空区的输电线路设备，以及判断输电线路杆塔是否在位于采空区范围内。并地理信息坐标分析输电线路以及输电线路杆塔是否位于比较危险的特殊区域，例如：火山、冰害、舞动、雷击、鸟害等区域。

研究的整体思路框架图如下图1：

3　采空区主要特征及对输电线路的影响

采空区地表变形的形状、大小、速度一般与煤层厚度、开采方式、工艺、埋深以及上部岩层强度等因素密切相关。如煤层较薄，引起的地表变形相对小一些；煤层埋深越浅、开采层越厚，引起的地表变形塌陷越大。通常情况下，煤层上岩层强度对采空区地表的变形和深度也有影响，煤层较深、覆盖的岩层强度越高，地表变形塌陷越小。煤矿采空区的地表变形归纳起来大致呈现如下规律：

（1）一个开采区内地表的变形范围、变形趋势一般可以预测；但区域内某个点或某一小范围的变形性质、状态、大小、方向则不可预测。

（2）一个开采区内地表变形的最大值和最小值一般可以确定；但区域内某个点或某一小范围内的变形大小则很难确定。

（3）一个开采区内地表变形的整体速度和区域稳定的时间基本上可以推断；但区域内某个点或某一小范围内变形的速度和稳定时间难以推断。

（4）一个开采区内可能发生的地表变形、破坏的种类（如开裂、凹凸起伏、倾斜、塌陷等）可以预测，但区域内某个点或某一小范围内变形的具体发生种类却是不确定的。

采空区的塌陷可造成杆塔基础倾斜、开裂、杆塔变形，重者造成基础沉陷、杆塔倾倒，严重威胁输电线路的安全运行。采空区地表沉降时，会造成杆塔导地线的拉线位移变形，引起杆身、塔身受力弯曲或杆塔倾斜。杆塔倾斜后造成杆塔导地线的不平衡受力，引起绝缘子串和地线线夹迈步，电气安全距离不够等问题。

4　研究应采取原则及防范措施

4.1实施原则

加强设计、基建及运行单位之间的沟通，充分听取运行单位的意见，条件许可时，运行单位应从设计阶段介入工程。新建线路在设计时，应尽可能避开矿场采空区等可能引起杆塔倾斜、沉陷的地区。同时在已有的必须穿越采空区的线路走廊，应对采空区内所涉及的杆塔基础采用大板式基础，并加装输电线路杆塔倾斜仪。

4.2运行线路采空区域防范措施

对采空区进行分类，按照采空区类别的不同制定相应的台帐信息，并制定适当的巡视措施。

（1）线路走廊压煤区：输电线路途径线路走廊压煤区，各运行单位应及时与当地煤炭行业相关部门了解具体的开采位置、开采进度，并依照煤炭部门提供的进度，加强相关区域的巡视工作。

（2）不均匀沉降区：输电线路杆塔在采空区内已发生不均匀沉降后，各运行单位须对相应杆塔进行测偏工作，加强对不均匀沉降区域内杆塔巡视工作，必要时应增加巡视次数，确保线路的安全运行。检修工作在采空区内作业时，应以各运行单位采空区控制台账为依据，按照类型制定相应的安全措施，同时对已发生不均匀沉降的杆塔、基础及时进行加固。

（3）线路走廊压煤区：检修作业工作前，各运行单位须参照当地煤炭部门提供的开采进度，对相关工作人员进行技术交底。作业时，工作人员登杆塔前，应再次观察工作杆塔附近有无异常情况，确定安全时才可进行检修工作。

（4）不均匀沉降区：对已加固基础的杆塔检修作业可参照线路走廊压煤区检修作业；对新发现或未及时做基础加固的杆塔检修作业，须查明工作杆塔对工作人员无安全威胁，必要时应增加专职监护人、增设临时拉线、释放导地线应力、调整塔脚板尺寸等临时措施，确保工作人员安全。

杆塔倾斜的调整主要有三种方法：分别为在塔脚板下加垫铁、更换塔脚板、抬升基础。对于一般采空区,尤其是平坦地形，拉线杆塔有着较大的优势。当采空区塌陷导致杆塔倾斜后，只要对相应拉线做点调整，就能将杆塔调正。

5　结束语

本文主要提出了山西省输电线路杆塔和采空区的地理分布方式，可直观的展示输电线路杆塔分布区域及周边环境，提高作业效率，引入采空区输电线路杆塔倾斜情况，制定预防杆塔倾斜所采取的措施，为降低线路故障率起到重要的作用，从而保障电网正常、安全运行。对提升供电企业的现代化管理水平和工作效率方面，都将发挥重要作用。

参考文献

[1] 姜 伟 刘 霞 谢艳宁 山西省采空区对输电线路的影响及处理科技情报开发与经济2008 年 第 7 卷 第 35 期

[2] 杜长林 煤矿采空区对输电线路的影响及防范措施电力安全技术2007年第10期

任远.1963年7月、籍贯：山西省朔州市、学历：研究生职称：高级工程师、主要研究领域：电网规划。

史添.1979年11月、籍贯：山西省太原、学历：研究生、职称：高级工程师、主要研究领域：电网规划 。

图1

Study on the mining area data dynamic acquisition and its influence on air line tower

Ren Yuan,Shi Tian
(Shanxi Electric Power Co., Ltd.,ShanxiTaiyuan,030000)

Abstract：This paper mainly research on Grid GIS spatial information service platform,information system of PMS and transmission line monitoring platform,a more comprehensive analysis in goaf of transmission line effects,the formation of coal mine goaf on transmission line tower hazard assessment and early warning mechanism.

Keywords：transmission line;coal goaf;comprehensive effect tower;safety warning

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