一种采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法技术

一种采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，包括以下步骤：(a)确定采煤沉陷区评估范围；(b)收集采煤沉陷区评估范围内的地质采矿条件数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据；(c)获得开采煤层埋深、采空区塌陷状况相关数据；(d)得到的评估范围内各地表变形值最大值；(e)评估汇集站建设荷载对地下采空区的稳定性影响；(f)评估范围内地下采空区处于相对稳定状态情况下，根据下表所示的汇集站建设适宜性分类准则进行综合评估，给出拟建光伏发电汇集站区域的适宜性。本发明专利技术能够为光伏发电项目汇集站在采煤沉陷区地表的建设提供科学依据，确保汇集站建成后正常运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法。
技术介绍
煤炭资源开采往往造成地表沉陷，在地表沉陷区建设光伏发电工程，必须对汇集站的地基稳定性进行技术评估。其意义主要在于：一方面，沉陷区对光伏电站汇集站的沉陷影响危害程度认识和评估不足，盲目地建设施工，相应措施不足，可能会对汇集站安全运营产生不利影响；另一方面，过度地拔高沉陷影响危害程度，采取了过度的保护措施，加大了人力物力财力的投资，增加了不必要的汇集站建设成本。对汇集站的地基适宜性进行技术评估是采煤沉陷区进行地表建设最重要的基础性技术工作之一，为汇集站的建设提供科学依据。
技术实现思路
本专利技术提供了一种采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，为光伏发电项目汇集站在采煤沉陷区地表的建设提供科学依据，确保汇集站建成后正常运行。本专利技术采用的技术方案如下：一种采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，包括以下步骤：(a)根据建设光伏发电汇集站的具体情况，包括汇集站总体规划、汇集站内设施、建构筑物尺寸和荷载，确定采煤沉陷区评估范围；(b)收集采煤沉陷区评估范围内的地质勘探数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据；(c)在评估范围内，如果开采煤层数据和采空区塌陷状况未知，则进行物探或钻探勘查，获得开采煤层数据和采空区地质采矿数据；(d)预测采煤沉陷区地表残余沉陷变形数据，下沉系数根据开采结束年限及汇集站服务期选取0.03～0.40，计算绘制出评估范围在汇集站服务期内的地表下沉、倾斜、水平变形和曲率变形等值线图，进而得到的评估范围内各地表变形值最大值；(e)评估汇集站建设荷载对地下采空区的稳定性影响，所述汇集站建设荷载包括施工动荷载和设施或建构筑静荷载；(f)在确认在汇集站建设荷载作用下，评估范围内地下采空区处于相对稳定状态情况下，根据下表所示的汇集站建设适宜性分类准则进行综合评估，给出拟建光伏发电汇集站所在区域的适宜性。上表中的未来规划开采时段，指以汇集站建设年为基准年，评估范围内煤层规划开采所要经过的年限。在上述采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法中，在步骤(a)中，确定地表评估范围，首先需要了解汇集站规格、总体规划，占地面积，掌握汇集站内都有哪些设施、建构筑物，这些设施、建构筑物的平面、高度、埋深等尺寸、荷载等资料。在上述采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法中，在步骤(b)中，收集采煤沉陷区评估范围内的地质勘探数据和开采数据包括：地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象、采空区分布、今后开采规划等相关图纸资料、文字报告和台账。具体到载体文件包括地质图件和采矿图件。地质图件具体又包括地形地质图、地层综合柱状图、煤岩层对比图、煤层底板等高线及资源/储量估算图、地质剖面图、钻孔柱状图等。采矿图件具体又包括井上下对照图、采掘(剥)工程平面图、开采规划图等。地质勘探数据和开采数据收集范围可以扩大到以汇集站评估范围内边界向外侧扩展2H0的范围，H0为采煤沉陷区地下采空区平均采深，单位为m。地表沉陷数据不仅收集评估范围内附近矿井的，还需要寻找所属矿区的或条件相近的相邻矿区的沉陷监测数据、开采沉陷规律分析资料等。在上述采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法中，在步骤(e)中，当地下采空区实际采深H大于临界采深H临时，地下采空区处于相对稳定状态，H临表达式为：H临＝H裂+H影+h其中，H裂为采空区导水裂缝带高度，多煤层开采时，取最上层的数据，H影为建筑荷载向地下的影响深度，h为误差范围，取h＝5～10m。在上述采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法中，在步骤(c)中，钻探勘查布置5个孔，在评估范围的中心及4个角点内侧5～10m处各布置1个孔。在上述采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法中，在步骤(a)中，光伏发电汇集站输出电压为110kV时，将汇集站建设围墙四周向外各扩100m作为评估范围。在上述采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法中，在步骤(a)中，光伏发电汇集站输出电压为220kY时，将汇集站建设围墙四周向外各扩200m作为评估范围。在上述采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法中，还包括步骤：对采煤沉陷区地表残余沉陷变形预测分析。预测采煤沉陷区地表今后还将产生的沉陷变形数据采用概率积分法，根据评估范围内地质采矿条件、采空区开采结束时间以及汇集站服务期限(按25年的服务期计算)等综合因素，选取采空区残余下沉系数0.03～0.40，规划开采下沉系数0.5～0.90，计算给出评估范围内在汇集站服务期内的地表下沉、倾斜、水平变形、曲率变形等值线图。根据计算得到的评估范围内各种地表变形值最大值情况，分析拟建汇集站可能的沉陷损坏程度。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：①本专利技术提供的一种采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，由于通过汇集站总体规划、汇集站内设施、建构筑物尺寸和荷载，对采煤沉陷区评估范围进行了确定，能够更有效、更有针对的收集采矿、地质和地表沉陷等数据，因此，本专利技术的评估过程更高效、评估结果更精确。②本专利技术提供的采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，由于针对地质勘探数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据等进行分析评估，因此，本专利技术能够提供较为准确全面的评估结果。③本专利技术提供的采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，由于针对采煤沉陷区地表残余沉陷变形数据进行了预测，并计算绘制出评估范围在汇集站服务期内的地表下沉、倾斜、水平变形和曲率变形等值线图，进而得到的评估范围内各地表变形值最大值，因此，本专利技术能够获得更为准确全面的评估结果。④本专利技术提供的采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，由于先评估汇集站建设荷载对地下采空区的稳定性影响，所述汇集站建设荷载包括施工动荷载和设施或建构筑静荷载，然后再进行适宜性评估，因此，本专利技术更加具备有序性和科学性，使评估工作更加有条不紊，循序渐进，符合科学规律。③本专利技术提供的采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，由于将采深采后比、地表下沉值、未来规划开采时段和地表变形最大值作为采煤沉陷区建设光伏发电汇集站适宜性评估指标，其中地表变形最大值又细分为水平变形、曲率和倾斜度，既考虑了影响因素的全面性，也考虑了权重影响，因此，本专利技术既能保证评估的准确度，也能兼顾评估工作的效率，有效控制评估成本。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。在本实施例中，拟建一座110kV汇集站，现对拟建汇集站所处采煤沉陷区的适宜性进行评估。所述采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，包括以下步骤：(a)根据建设光伏发电汇集站的具体情况，包括汇集站总体规划、汇集站内设施、建构筑物尺寸和荷载，确定采煤沉陷区评估范围；(b)收集采煤沉陷区评估范围内的地质勘探数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据；(c)在评估范围内，如果开采煤层埋深未知、采空区塌陷状况未知，则需要进行物探或钻探勘查，获得相关数据；(d)预测采煤沉陷区地表残余沉陷变形数据，预测采煤沉陷区地表今后还将产生的残余沉陷变形数据采用概率积分法，下沉系数根据开采结束年限和汇集站服务期，选取0.03～0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)根据建设光伏发电汇集站的具体情况，包括汇集站总体规划、汇集站内设施、建构筑物尺寸和荷载，确定采煤沉陷区评估范围；(b)牧集采煤沉陷区评估范围内的地质勘探数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据；(c)在评估范围内，如果开采煤层数据和采空区塌陷状况未知，则进行物探或钻探勘查，获得开采煤层数据和采空区地质采矿数据；(d)预测采煤沉陷区地表残余沉陷变形数据，下沉系数根据开采结束年限及汇集站服务期选取0.03～0.40，计算绘制出评估范围在汇集站服务期内的地表下沉、倾斜、水平变形和曲率变形等值线图，进而得到评估范围内各地表变形值最大值；(e)评估汇集站建设荷载对地下采空区的稳定性影响，所述汇集站建设荷载包括施工动荷载和设施或建构筑静荷载；(f)在确认在所述汇集站建设荷载作用下，评估范围内地下采空区处于相对稳定状态情况下，根据下表所示的汇集站建设适宜性分类准则进行综合评估，给出拟建光伏发电汇集站所在区域的适宜性。

【技术特征摘要】
1.一种采煤沉陷区地表建设光伏发电汇集站适宜性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)根据建设光伏发电汇集站的具体情况，包括汇集站总体规划、汇集站内设施、建构筑物尺寸和荷载，确定采煤沉陷区评估范围；(b)牧集采煤沉陷区评估范围内的地质勘探数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据；(c)在评估范围内，如果开采煤层数据和采空区塌陷状况未知，则进行物探或钻探勘查，获得开采煤层数据和采空区地质采矿数据；(d)预测采煤沉陷区地表残余沉陷变形数据，下沉系数根据开采结束年限及汇集站服务期选取0.03～0.40，计算绘制出评估范围在汇集站服务期内的地表下沉、倾斜、水平变形和曲率变形等值线图，进而得到评估范围内各地表变形值最大值；(e)评估汇集站建设荷载对地下采空区的稳定性影响，所述汇集站建设荷载包括施工动荷载和设施或建构筑静荷载；(f)在确认在所述汇集站建设荷载作用下，评估范围内地下采空区处于相对稳定状态情况下，根据下表所示的汇集站建设适宜性分类准则进行综合评估，给出拟建光伏发电汇集...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊英，贾新果，刘义新，李杰，陈凯，孙庆先，陈清通，李文，李宏杰，谷小敏，王翔宇，魏晶晶，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11