2018年第9期（总第156期）
纯源与节社 ENERGYAND ENERGY CONSERVATION
采动塌陷区天然气输送管道沉降防治技术研究
郭文朋1，李艳军2，于萍萍2
(1.山西天然气有限公司，山西大原030032；2.北京中地华安地质勘查有限公司，北京100085)
2018年9月
摘要：叙述了采动/采空区塌陷区与天然气管道概况，分析了采动采空端陷区地面裂缝规律及地裂缝对管道的影响，基于此，提出并探讨了管道况降防治错施。实践证明，这费措施的应用保障了管道运行及供气安全，也避免了因停气造成的经济损失：
关键调：采空区；管道；人工举升；况降
中图分类号：TU433
文献标识码：A
文章编号：20950802(2018)09-0002-04
Study on Prevention and Control Technology of Natural Gas Pipeline Settlement in Mining
Subsidence Area
GUO Wenpeng', LI Yanjun2, YU Pingping
(1. Shanxi Natural Gas Co., Ltd., Taiyuan 030032, Shanxi, China; 2. Beijing Zhongdihuaan Geological Exploration Co., Ltd.,
Beijing 100085, China)
Abstract: This paper deseribed the general situation of collapse area in mining/goaf area and the natural gas pipeline and analy zed the ground crack law of subsidence area in mining and goaf and the influence of ground cerack on pipelines. Based on this, the measures for prevention and control of pipeline settlement were put forward and discussed. The practice proved that the applica-tion of these measures guaranteed the safety of pipeline operation and gas supply, avoiding the economic loss caused by gas halt. Key words: goaf; pipeline; artificial lift; settlement
0引言
随着国民经济建设的快速发展，油气管道总里程、管网密度大幅提升，油气管道经过地形区域更加多样化、复杂化，管道受到自然和人类工程活动的影响在数量和程度上不断增加。山西省因采煤造成大面积的地下采空区，采空塌陷造成地表差异性开裂、沉陷，多条地裂缝发育，在管道及上覆土层重力作用下，使管道承受拉、弯、剪、压等复杂的作用力，特别是在管道弯头部位容易造成应力集中，极易造成管道应力应变超越设计极限发生破坏，管道可能发生弯曲变形、悬空甚至折断，其至导致管内介质泄漏、燃爆等严重灾害事故对输气管道的安全运营构成隐患。因此，研究油气管道通过采空塌陷区的治理措施，是输气管道安全运营管理的现实需求，也是保障周边人民群众生命财产安全的切实手段。
1采动/采空区塌陷区与天然气管道概况
山西华宁焦煤有限公司所属崖坪煤矿采区，行政区划属西坡镇管辖，采空塌陷是由改扩建矿井项目2 号煤层11208采掘工作面采煤形成。11208工作面宽度 255m，总推进长度1826m，煤层平均厚度6.5m，可采储量364×10°t（见图1)。其中，矿山于2015年 4月开始开采，2015年规划采掘进度947m，截至10
收稿日期：201806-04
基金项目：山西省重点研发计划（指南）项目(201603D321120) 第一作者简介：郭文期，1981年生，男，山东泰安人，2006年毕业于中国石油大学（北京）油气用开发工程专业，硕士，工程师。.2·
月初已越过管道600m余，管道经过该工作面段下方出现严重采空塌陷问题"。
蒲县-河津管道工程JP11-JP12段垂直于矿井采掘面自北向南通过，管道设计压力4MPa，管径457 mm，材质L360，埋深平均1.5m，地表距采煤面顶板约380m，煤层厚度约6.5m，采厚比约58:1。
11208采煤面与蒲津管道位置关系图见图1。
采动采空塌陷区地面裂缝规律 2
在参考相关规范标准，考虑场区内地裂缝发育特征，为更好地区分裂缝的规模，制定下面裂缝分级标准(见表1)。
在采空塌陷的影响下，场区地裂缝十分发育。历时半年现状调查共发现地裂缝81条，按照表1可分为：5 条一级地裂缝，裂缝编号为L1~L5，裂缝规模大：21 条二级地裂缝，裂缝编号为A1~E6、G1~G5，裂缝规模中等；55条三级地裂缝，裂缝编号为F1~F55，裂缝规模小。地裂缝的平面形态整体呈圆弧形，走向多为110°~280°，剖面形态为上窄下宽，并逐渐消失。地裂缝长在19m~641m之间、缝宽1cm~150cm不等，并向塌陷中心呈多台阶状错落，错台高度1cm-210cm不等。已调查地裂缝中规模最大的为裂缝L2，长564m，平均错台高度0.5m~1.0m，缝宽0.3m~ 0.6m，最大错台高度1.6m，缝宽1.1m，深未见，距管道约28m。详细位置见图2。图2中，N为北方向。 3地裂缝对管道的影响
本次采煤挖掘方向与管道近乎垂直，采空区穿越管