Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 1487—2012
采空区油气管道安全设计与
防护技术规范
Specifications for safety design and prevention technique of
oil and gas pipeline in mining subsidence areas
2012—09—01实施
2012—07—03发布
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY1487—2012
目 次
前言
范围规范性引用文件术语和定义采空区勘察采空区管道线路选采空区管道安全性设计采空区管道敷设采空区管道安全监测管道压煤开采与煤柱留设
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8
C
10 采空区灾害防治与应急处置附录A(资料性附录) 钢管及组焊管段极限应变值附录B(资料性附录） 修正顿涅茨工业建筑科学技术研究设计院法附录C(资料性附录) 采空区油气管道安全校核计算方法附录D(资料性附录) 采空区油气管道防治与应急处置措施附录E（资料性附录) 管道内最大轴向应变的大小和方位参考文献
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前盲
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分标准的结构和编写》给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会天然气与管道专业标准化技术委员会提出并
归口。
本标准起草单位：管道分公司管道科技研究中心、中国石油天然气与管道分公司、西气东输管道分公司、天地科技股份有限公司、北京科力华安地质灾害监测技术有限公司。
本标准主要起草人。吴张中、刘错、韩冰、荆宏远、刘海青、郏建斌，黄建忠，冯伟、刘建平、 马云宾。
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采空区油气管道安全设计与防护技术规范
1范围
本标准规定了采空区油气管道勘察、线路选择、安全性设计、敷设、监测、灾害防治和应急处置的内容及基本要求。
本标准适用于通过煤矿采空区的陆上钢质长输油气管道的新建、改扩建工程的勘察、设计、施工，以及在役油气管道的安全评价及防护，其他种类采空区可参照执行。
本标准不适用于煤矿采空区内带有机械接头或低匹配环焊缝接头连接的管道。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T15663.7 煤矿科技术语第7部分：开采沉陷与特殊采煤 GB 50251 输气管道工程设计规范 GB 50253 输油管道工程设计规范 GB 50369 油气长输管道工程施工及验收规范 GB 50470 油气输送管道线路工程抗震技术规范 GB 50568 油气田及管道岩土工程勘察规范 JGJ8 建筑变形测量规范 SY/T 0330 现役管道的不停输移动推荐作法 SY/T4109 石油天然气钢质管道无损检测 SY/T6828 油气管道地质灾害风险管理技术规范 YS5229 岩土工程监测规范建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程煤行管字「2000第81号
3术语和定义
GB/T15663.7界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
采空区 mining subsidence area 地下资源采出后，留下的空间区域及其围岩失稳而产生位移、开裂、破碎跨落，直到上覆岩层整
体下沉、弯曲所引起的变形和破坏区域或范围
注：根据采空区形成和管道建设的时间关系，可把采空区分为三类：老采空区、现采空区和未来采空区。 3. 2
老菜空区 goaf 管道建设之前已经形成，且已停止开采并已达到沉陷稳定状态的采空区。
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3.3
现菜空区 coallminfimg surea 在管道建设及运行期间正在开采，且尚未达到沉陷稳定状态的采空区。
3.4
米来采空区 plennfmg coemtmfng ares 在管道建设及运行期间计划开采而尚未开采，且暂时未出现沉陷的采空区。
3.5
并上下对照图 site map 反峡地物、地貌与井下采掘工程空间关系的综合性图纸。
3.6
采深 mimimg depth 地表至开采爆层顶板的垂直距离。
3.7
采厚 mimfimg thickmess 煤层的开采厚度。
3.8
采深采厚比 ratio of miming depth and thickmess 采深（见3.6）与采厚（见3.7）的比值。
3.9
保护燃柱 safetypfllar 为保护管道及其附属设施面保留不采或暂时不采的煤体。
3.10
管道压爆开菜 coall nimimg umder pipellime 在保障管道安全运行条件下，采用特殊的方法和安全措施开采管道下煤层的技术。
3.11
采空区场地稳定性评价stahility &ssessmmemt of mnimimg subsidemce aures 在查明、分析、预测采空区特征、性质、规模的基础上，对其稳定性及变形程度进行客观评价。
3.12
反向干预 reverse imtervemtiom 管道受采空塌陷作用变形后，为使管道恢复到原位置的工程措施。
3.13
闪点flash poimt 石油产品在规定条件下，加热到它的蒸气与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度。
4 采空区龄寨
4.1一般要求 4.1.1 建设期管道采空区勘察可分为可行性研究勘察、初步设计勘察、施工图设计勘察及施工勘察运营期管道采空区勘察可分为采空区调查和防治工程勘察。 4.1.2 建设期管道采空区勘察按GB50568的规定执行， 管道路线级向上有煤层分布的地段均应期察，运营期调查与防治工释勘察接GB50568及SY/T6828的规定执行。 4。1。3对于老采空区，宜采取遗当的物探或钻探手段，以查明采空区特征 4.1.4 管道通过采空区场地兆段划分应符合表1的规定。 2 Q/SY14872012
4.3初步设计阶激 4。3。1应对拟定线路沿线采空区进行全线现场踏勘、勘察。查明其工程地质条件及采空区地表开裂变形等引起的各类不良地质现象。 4.3.2 根据采空区油气管道安全评价需要，宜查明下列内容：
a）矿层的分布、层数、厚度、深度、埋特征和上覆岩层的岩性、构造等。 b) 矿层开采的范围、深度、厚度、时间、方法和顶板管理，采空区的竭落、密实程度、空隙
和积水等。
c) 地表变形特征和分布，包括地表陷坑、台阶、裂缝的位置、形状、大小、深度、延伸方向及
其与地质构造、开采边界、工作面推进方向等的关系。 地表移动盆地的塌陷范围与特征。刻分中间区、内边缘区和外边缘区，确定地表移动和变形的发展趋势与特征值。
d)
e) 采空区附近的矿开或供水并的轴排水情况及其对果空区稳定性和治理工程的影响 f) 搜集建筑物变形和防治措施的经验。 g) 采空区可能诱发其他地质灾害的情况。
4.3.3 应以现场地质、采矿调查、工程地质测绘和物探工作方法为主。辅以钻探工作及简易水文地质观测试验或地表变形观测。 4。3。4管道通过采空区的风险宜接SY/T6828的规定进行半定量或接6.3进行定量评价，对于可治理的采空区应提出防治措施及运营期防护方案或建议，对不可治理的采空区提出避让方案。 4。3。5宜根据勘察情况，合理设置线路截断阀室，并应符合以下要求：
阀室的设置应符合GB50251和GB50253的规定，在采空陷区两端间距可稍做调整 b) 阅室设置应同时考虑线路阴极保护站、泄漏监测、通信系统、河流穿越岸边阅室等要求，
a)
合理确定。
4。4 施工图设计际贸 4.4。1 根据初步设计勘察结果，优化施工图设计。 4.4.2 应查明初勘阶段商未查明或有疑点的问题。 4.4.3 应根据勘动察情况，提出合理的采空区防治设计、监测与施工方案 4.5 施工阶服 4.5.1 应对管道通过采空区段的矿产开采、塌陷变形、诱发其他灾害发展情况进行实时缩录。 4.5.2 在施工过程中出现新的问题，应补充勘察，根据勘察结桌变更设计。
5采空区管道缝跨选择
5.1般要求 5.1.1 应在多方案论证、比选的基础上，确定禁采范围。并有利于施工和运行维护。 5.1.2 管道选线应结合当地实际情况，在满足安全，有条件的情况下。宜沿高速公路、建筑物、水本、铁路、开田边界线等区域附近敷设。 5。1。3线路宜顺应矿区地形、地物的要求，保持线形的连续性，避免突变。 5.2继路避绕 5.2.1 采空区管道线路选择时，应收集沿线矿区开采和场地稳定性等有关资料，应对管道通过采空 4 Q/SY1487—2012
区场地的一般、不利和危险地段作出综合评价，宜避开不利地段和危险地段。 5.2.2宜避绕I级～IV级采空区，必须通过时，应采取防治措施，并提出运营期安全维护方案。 5.2.3 除满足5.2.2的规定外，管线宜避绕下列地区：
a) 老采空区分布地带和难以治理的采空区及其影响范围。 b) 开采过程中可能出现非连续变形地段。 c) 地表处于移动活跃阶段或位于移动盆地边缘强烈大变形地带。 d) 易引发次生地质灾害地段 e) 特厚煤层和倾角大于55°厚煤层的露头地段。
6 5采空区管道安全性设计
6.1 一般要求
6.1.1 在对管道开展设计前，应进行采空区稳定性评价，确定采空区稳定性等级，并评估采空区地质灾害情况。 6.1.2 位于I级～IV级采空区的管道，均应进行管道抗拉伸和抗压缩校核。 6.1.3采空区内不应设计带有阀门、法兰的管道。 6.1.4不宜在采空区内建立阀室、站场。 6. 2 采空区稳定性评价
6.2.1 按4.3.2获得的资料进行评价。 6.2.2应对地表移动与变形进行计算，并符合以下规定：
a） 地表移动与变形值的预计及参数求取方法应按照《建筑物、水体、铁路及主要并巷煤柱留设
与压煤开采规程》（煤行管字L2000」第81号）推荐的方法进行计算。
b) 根据采空区安全评价需要，计算成果应有能反映采空区地表水平、垂直变形特征的相关
图件。
6.2.3根据现场调查及计算结果，按表2对采空区稳定性进行分级。 6.3采空区管道安全校核 6.3.1采空区管道材料应符合GB50251或GB50253的有关规定。通过采空区的管道，宜做出材料的应力一应变关系曲线，焊缝应进行100%射线或超声波检测且检验合格，标准应不低于SY/T4109 中规定的Ⅱ级。 6.3.2通过采空区的管道，当符合以下情况之一时，宜采用应力校核，管道轴向拉伸或压缩容许应力［.］或［o。］应按SY/T6828的规定确定：
a）L450（X65）及以下钢级。 b) 管道受力采用简支梁力学模型分析。 c) 不连续变形管道。
6.3.3通过采空区的L485（X70）及以上钢级或连续变形管道，宜采用应变校核，容许应变应满足下列要求。 6.3.3.1埋地管道轴向容许拉伸应变按公式（1）计算：
[e,] = Puerit
.(1)
式中： [e.] 埋地管道轴向容许拉伸应变；
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