Q∕SY 1487-2012 采空区油气管道安全设计与防护技术规范

1、Q/SY中国石油天鈣顧飼企业标准Q/SY 14872012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 ofoil and gas pipeline in mining subsidence areas2012-07-03 发布2012-09-01 实施中国石油天然气集团公司发布Q/SY 14872012 IQ/SY 14872012 #目 次 TOC o 1-5 h z iu w n范围1规范性引用文件1术语和定义1采空区勘察2采空区管道线路选择46采空区管道安全性设计57采空区管道敷设

2、78 采空区管道安全监测 89管道压煤开采与煤柱留设9K） 采空区灾害防治与应急处置K）附录A （资料性附录）钢管及组焊管段极限应变值12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14附录C （资料性附录）采空区油气管道安全校核计算方法16附录D （资料性附录）采空区油气管道防治与应急处置措施19附录E （资料性附录）管道内最大轴向应变的大小和方位2（）参考t献21Q/SY 14872012Q/SY 14872012本标准按照GB/T 1. 1-2()()9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

3、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、刘锴、韩冰、荆宏远、刘海青、郝建斌、黄建忠、冯伟、刘建平、 马云宾。Q/SY 14872012 Q/SY 14872012 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

4、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/T 15663.7煤矿科技术语 第7部分：开采沉陷与特殊采煤GB 5()251输气管道工程设计规范GB 5()253输油管道工程设计规范GB 5()369油气长输管道工程施工及验收规范GB 5047()油气输送管道线路工程抗震技术规范GB 5()5

5、68油气田及管道岩土工程勘察规范JGJ 8建筑变形测量规范SY/T ()33()现役管道的不停输移动推荐作法SY/T 41()9石油天然气钢质管道无损检测SY/T 6828油气管道地质灾害风险管理技术规范YS 5229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20()()第81号3术语和定义GB/T 15663. 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、破碎垮落，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

6、建设的时间关系，可把采空区分为三类：老采空区、现采空区和未來采空区。3. 2老采空区 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。3.3现采空区 coal-mining area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未来 采空区 planning coal-mining area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井上下对照图site map反映地物、地貌与井下采掘工程空间关系的综合性图纸。3.6采深 mining depth地表至开采煤层顶板的垂直距离。3.7采厚 mining thickness煤

7、层的开采厚度。3.8采深采厚比 ratio of mining depth and thickness采深（见3. 6）与采厚（见3. 7）的比值。3.9保拍煤柱 safety pillar为保护管道及其附属设施而保留不采或暂时不采的煤体。10管道压煤开采 coal mining under pipeline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。11采空区场地稳定性评价 stability assessment of mining subsidence area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。12反 向干预

8、reverse intervention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。13闪点 flash point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 采空区勘察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GB 50568的规定执行，管道路线纵向上有煤层分布的地段均应勘 察；运营期调查与防治工程勘察按GB 50568及SY/T 6828的规定执行。4.1.3对于老采空区，宜采取适当的物探或钻探手段

9、，以查明采空区特征。 4.1.4管道通过采空区场地地段划分应符合表1的规定。表1管道通过采空区场地地段的划分地段划分地质、地形、地貌、开采方法一般地段采深采厚比大于或等于200的深层采空区；煤层倾角平缓（15），地层稳定条件较 好，无大的断层、陷落柱、水砂层和软土层；地面坡度不大于10且地形起伏变化很小的 平原或地下水位较低的斜坡；开采方法为条带或充填法等特殊开采方法不利地段采深采厚比大于40,但小于200的中深层采空区；煤层倾角倾斜（1645），有全新 世以来活动断裂，河岸和边坡边缘、软硬不均的场地（如古河道、断层破碎带、暗埋的塘 浜沟谷及半挖半填地基等）；地面平均坡度大于10且地形起伏变化

10、很大的山区，具有山 顶、山坡、山梁、沟谷等山区地形地貌特征；长、短壁陷落法开采地段及采深采厚比较小 的小煤窑地区危险地段采深采厚比小于或等于40的浅层采空区；地质构造复杂，煤层倾角急倾斜（46）， 上覆岩层和松散层内含有厚度大于lm的水砂层或软土层；采空区内具有落差大于10m, 直立地表的高角度断层带；直径大于40m.面积大于1200m2的陷落柱和冲刷带；采空区的 水位较高，地表塌陷盆地内积水；采空塌陷时可能发生断裂、滑坡、崩塌等次生灾害地段， 巷柱式、房柱式、高落式开采地段4. 1.5采空区稳定性分级应符合表2的规定。表2采空区稳定性分级稳定性级别地表变形指标危险程度水平变形e mm/m倾斜

11、imm/m曲率半径尺km下沉速度Vmm/月I9. 06. 01. 02. 550较高UJ2. 06. 03. 06. 02. 5 4. 0550一般IV0. 52. 00. 63. 04. 02005较低V0. 520无注：判定采空区所属级别时，只需满足该级别中各地表变形指标中的一项指标。4.2可行性研究阶段4.2.1应通过收集工作区内的地质资料、矿产资料和采矿资料，并进行必要的地质勘察，根据矿产 压覆评估报告提出的压矿区域进行重点考虑，了解管道建设范围内的矿产分布及采掘情况，宜通过现 场踏勘来分析管道可能遇到的大范围采空区的位置、范围、类型等，对采空区的稳定性及管道建设的 适宜性作出评价，从

12、技术、经济上论证修建管道的可行性。4. 2.2应调查、估算拟建管道影响范围内的压煤数量。4.2.3调查管道线路影响范围内煤矿的分布、采深、采厚及正在采煤的煤矿确切位置、产量、采煤 方法。4.2.4采空区对拟建管道的危害性宜按表2进行定性或按SY/T 6828的规定进行半定量分析，评价 其风险，提出管道通过或绕避的建议。4. 3初步设计阶段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、埋藏特征和上覆岩层的岩性、构造等。b）矿层开

13、采的范围、深度、厚度、时间、方法和顶板管理，采空区的塌落、密实程度、空隙 和积水等。O 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。d）地表移动盆地的塌陷范围与特征，划分中间区、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。e）采空区附近的矿井或供水井的抽排水情况及其对采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.

14、4管道通过采空区的风险宜按SY/T 6828的规定进行半定量或按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：a）阀室的设置应符合GB 5（）251和GB 5（）253的规定，在采空塌陷区两端间距可稍做调整。b）阀室设置应同时考虑线路阴极保护站、泄漏监测、通信系统、河流穿越岸边阀室等要求， 合理确定。4.4施工图设计阶段4.1根据初步设计勘察结果，优化施工图设计。4.2应查明初勘阶段尚未查明或有疑点的问题。4.3应根据勘察情况，提出合理的采空区防治设计、监测与施

15、工方案。4.5施工阶段4.5.1应对管道通过采空区地段的矿产开采、塌陷变形、诱发其他灾害发展情况进行实时编录。 4.5.2在施工过程中出现新的问题，应补充勘察，根据勘察结果变更设计。5采空区管道线路选择1 一般要求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 体、铁路、井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线路避绕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Q/

16、SY 14872012Q/SY 14872012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级汉级采空区，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：老采空区分布地带和难以治理的采空区及其影响范围。开采过程中可能出现非连续变形地段。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。易引发次生地质灾害地段。特厚煤层和倾角大于55厚煤层的露头地段。6采空区管道安全性设计6. 1 一般要求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

17、。1.2位于I级汉级采空区的管道，均应进行管道抗拉伸和抗压缩校核。1.3采空区内不应设计带有阀门、法兰的管道。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：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、铁路及主要井巷煤柱留设 与压煤开采规程(煤行管字2()0()第81号)推荐的方法进行计算。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1采空区管道材

18、料应符合GB 5()251或GB 5()253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/T 41()9 中规定的n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 R或 R应按SY/T 6828的规定确定：L45() (X65)及以下钢级。管道受力采用简支梁力学模型分析。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：et

19、 = pEter式中：et埋地管道轴向容许拉伸应变；Q/SY 14872012 Q/SY 14872012 et拉伸应变承载系数，取0.7;er-钢管及组焊管段的极限拉伸应变，按实测值或宜按照附录A中的公式确定，公式应用的 基本条件应符合GB 50470中的相关要求。2埋地管道轴向容许压缩应变应按公式（2）和公式（3）计算，并应取较小值：ec = 0. 3 吾(2)ec = 0. 8ef (3)式中：ej埋地管道轴向容许压缩应变；8管道壁厚，单位为米（m）;D管道外径，单位为米（m）;er1钢管及组焊管段的极限压缩应变，按实测值或宜按照附录A中的公式确定，公式应用的 基本条件应符合GB 504

20、70中的相关要求。6. 3.4当符合下列情况之一时，可采用有限元方法进行安全校核。a）位于斜坡、崩塌地段及复杂地质条件地区的管道。b）位于煤层倾角大于45的采空区管道。6.3.5当采用有限元法进行采空区油气管道安全校核时，应合理确定有限单元的类型和数量，并应 符合以下规定：a）应采用能分析几何大变形和材料非线性的有限元计算方法。b）可能发生大变形的管道部分，管道单元的长度不应大于管道的直径。c）管土相互作用可按GB 50470中的规定，采用土弹簧进行模拟。6.3.6不符合6.3.4规定的情况时，可按6.3.7和6. 3. 8对采空区管道进行安全校核。6.3.7当符合下列情况之一时，可参考附录B

21、中的方法进行计算。a）采用应力设计的管道。b）通过未来采空区的管道。6.3.8当不符合6.3.7规定的情况时，通过采空塌陷区的管道校核计算，宜按下列规定。6.3.8. 1沿管道轴向方向土壤与管道外表面之间单位长度上的摩擦力按GB 50470中的相关规定 计算。6. 3. 8. 2由采空塌陷引起的管道几何伸长，可按公式（4）计算：LG =/1 + Ay/dju）2 djr - L （4）J 0式中：Le采空塌陷引起的管道几何伸长，单位为米（m）;r管道轴向位置；管道的挠曲方程，参考附录C中的方法计算；L采空塌陷时管道受塌陷影响长度，单位为米（m）。8.3采空塌陷引起的管道物理伸长可按公式（5）计

22、算：ALP = AL! + AI,2 （5）式中：LP采空塌陷引起的管道物理伸长，单位为米（m）;L,塌陷区管段的物理伸长，单位为米（m），宜按照附录C中的方法计算；（6）计算:AL2非塌陷区埋设管段的物理伸长，单位为米（m），宜按照按附录C中的方法计算。 6. 3.8.4管道伸长量可采用迭代法按公式(6)Lg - ALP6. 3. 8. 5管道最大应变按公式（7）计算:max L L式中：emax采空塌陷引起的管道最大应变。6. 3. 9进行管道安全校核时应计人实际可能存在的偏差，计算荷载应乘以附加荷载加大系数，荷载 加大系数按表3选取。表3计算荷载加大系数荷载名称荷载加大系数a气管线内压1

23、. 19 (1. 06)原油管线和闪点低于4 5 C的油品管线内压1. 15 (1. 05)闪点高于45C的油品管线内压1. 1 (1. 04)管体自重1. 1管线上的构筑物重1. 2土壤重量1. 4地震作用力1. 0注：荷载加大系数代表了标准荷载偶然性的加大。a如果土壤重量和构筑物重量有加大的偶然性，内压荷载系数取圆括号中的值。10管道安全校核应符合下列规定：a）采用应力校核时：1）a或时，应采取应急防治措施，按10.4执行；2）7a a或7、；|时，参考附录D采取相应的防护措施。b）采用应变校核时：1）吋，应采取应急防治措施，按10. 4执行；2）emaxet或吋，参考附录D采取相应的防护

24、措施。7采空区管道敷设7.1般要求1. 1采空区管道敷设应符合GB 50369的有关规定。1.2采空区管道宜宽沟浅埋、弹性敷设，不宜敷设弯管，有条件时可采用地面或地上（跨越） 敷设。1. 3采空区内应减少连头焊口的数量，对焊口应逐一进行外观检查。1.4采空区管道敷设施工前，准备工作应包括下列内容：a）在管道线路工程设计交底及图纸会审工作中，设计部门应对设计图纸中有关采空区管道敷设 规定部分进行专项交底，并应做好会审记录。b）承担采空区管道敷设施工的单位应对参加施工的各级人员进行专项作业培训。7.2敷设措施7.2.1弹性敷设应结合管道敷设区域预测可能发生的局部环境地质变化，在设计阶段应充分考虑未

25、 来管道可能面临的环境变形风险，具体包括以下措施：a）宜加宽加深管沟，在管沟中大面积长距离回填细砂或发泡颗粒轻量土等松散物质。b）可适当增大管道焊接强度、提高管道壁厚和防腐等级等措施，增强管道自身安全性。 7.2.2管道弹性弯曲曲率半径按GB 5（）251中的方法设计，沿管道方向地表曲率半径不应小于管道 弹性弯曲的曲率半径。7.2.3埋地敷设时，管底应与沟底贴合，沟底宜铺设0. 3m（）. 5m厚的细颗粒土。7.2.4管沟宜采用保温疏松材料回填，宜按照GB 5047（）中的回填要求执行。2. 5管线上所有特殊安装位置应进行检查并宜按照GB 5047（）中的检查要求执行。8采空区管道安全监测1

26、一般要求1. 1采空区油气管道巡检及专业监测应符合SY/T 6828中的要求。8.1.2应建立巡检机制，对采空区地质灾害易发段定期巡检，每次巡检均应有记录，地质灾害的巡 检可与日常巡检相结合。8.1.3 I级m级采空区及管道宜进行专业监测，监测内容宜符合以下规定：a）I级、n级采空区宜进行地表变形、管体应变及管体位移监测。b）m级采空区宜进行地表变形及管体应变监测。8.1.4进行管体应力应变监测并将管体轴向应力应变作为管道失效预报、预警依据的，可根据以下 要求确定预报预警阈值：a）以应力准则设计的管段，用管材容许应力作为管道失效预报阈值，最小屈服极限作为管道失 效预警阈值。b）以应变准则设计的

27、管段，用管材容许应变作为管道失效预报阈值，极限应变作为管道失效 预警阈值。8.2 采空区地表变形监测8.2.1采空区地表变形监测包括地表位移监测和与变形有关的物理量监测，地表位移监测分为绝对 位移监测和相对位移监测：a）绝对位移监测：监测采空区三维（X，y. Z）位移量与位移速率，采空区内外边缘区应监 测水平位移和垂直沉降，中间区重点监测垂直沉降量和沉降速率。b）相对位移监测：监测采空区地表移动盆地内外边缘区地表的压缩、拉伸变形（外边缘区地 表或建筑物裂缝两侧点与点之间的相对位移量，如张开、闭合、错动、抬升、下沉等）。c）与采空区变形有关的物理量监测：可采用地应力、地声监测等。d）采空区形成和

28、变形相关因素监测：宜对地下水活动进行监测，包括采空区及采空区钻孔、 井、洞、坑、盲沟等地下水的水位、水压、水量、水温、水质等动态变化，抽水井和泉水 的流量、水温、水质等动态变化，土体含水量等的动态变化。8.2.2采空区塌陷灾害监测点网布设宜参照以下原则：a）根据地表移动盆地和管道的敷设位置布设监测网，并能完全覆盖受塌陷影响的管段。b）测线根据地表移动盆地形状和管道敷设情况布置，并有与管道走向平行或重合的测线。c）地表测点布设尽可能兼顾各个变形区域和管道，在局部变形活动严重区域可增布测点；管道 应力应变监测截面布置在地表移动盆地的各个区域的典型位置，在变形严重区域重点布设。2. 3地表位移监测点

29、的布设宜按照YS 5229中的相关要求执行。2.4地表位移监测应等间距布设，间距不宜大于表4中的数值，重点及特殊区域可适当加密。表4地表位移监测点间距平均开采深度H, mH05050H0100100Ho200200H()300监测点间距m5101520258.2.5地表位移监测点应埋设标石，宜采用有强制归心装置的观测墩，埋设时宜采用经纬仪标定方 向，埋深宜为0. 4m0. 5m，在冻土区宜埋设在冻深线下0. 5m。8.3管体应变监测8.3.1对于能预计塌陷范围的采空区，应在最大压缩土体应变、最大拉伸土体应变和最大凸形弯曲 出现的地方布设监测截面，并尽可能覆盖这些危险区域；对于难以预计塌陷范围的

30、采空区，宜均匀布 设监测截面，监测截面之间的距离不应大于管道最大允许的悬空长度。8.3.2应变监测截面上应至少布置3个轴向监测点，监测点可参考附录E设置并计算管体最大和最 小应变值。8.3.3管道实际应变应为8.3.2中的监测计算数值、操作条件下荷载（内压、温差）引起的轴向应 变与监测措施布置前采空塌陷作用下管道产生轴向应变值的组合，当管道弹性敷设时还应计人弹性弯 曲应变。8.3.4 操作条件下荷载（内压、温差）引起的轴向应变按GB 50251和GB 50253中的公式换算，监 测措施布置前采空塌陷作用下的应变值及管道最大允许的悬空长度可参照6.3中的相关要求分析计 算，弹性弯曲应变按GB 5

31、0470中的公式计算。8.4管体位移监测8.4.1管体位移监测可根据需要，分别或组合测定采空区管体倾斜、水平位移和垂直位移。4. 2管体位移监测方法宜按照JGJ 8中的相关要求执行。4. 3管体位移测量的每一观测轴线上不应少于3个观测点。8.4.4观测点应固定于管顶，可采用抱箍式或套筒式装置，宜在管体顶部均匀布设并能永久留存； 当不能在管线上直接设点时，可在管线周围土体中埋设位移传感器间接监测管线位移。9管道压煤开采与煤柱留设9.1管道压煤开采9.1.1开采管道下压煤，应根据地质及开采技术条件，选用合理成熟的开采技术，宜对受采动影响 的管道进行及时监测与防护。9.1.2管道压煤试采结束后，应系

32、统分析和总结采动对管道造成的影响。9.1.3符合下列条件之一者，管道压煤可采用全部垮落法进行试采：符合6. 3的安全规定。对管道采取可靠的监控措施，能使管道在地表沉陷期间符合6. 3的安全规定。O薄及中厚煤层的采深与单层采厚比大于或等于4()().并对管道采取可靠的监控措施。厚煤层及煤层群的采深与分层采厚比大于或等于5()().并对管道采取可靠的监控措施。根据该矿井在管道下采煤的经验和数据，表明能保证管道安全的。9.1.4在管道下采煤时，最小深度中的基岩厚度应大于垮落带高度。9.1.5对采深采厚比小于9. 1.3的煤层，在技术上可能和经济上合理的条件下，可采用充填法或条 带法试采。9.1.6管

33、道压煤开采设计可分为方案设计和初步设计两个步骤。对于生产矿井，方案设计应在提出 开采计划后完成，初步设计则应在方案批准后编制。9. 1.6.1方案设计应包括以下内容：管道特征及其压煤开采的必要性、可能性和安全可靠性。实现管道下采煤的各种技术方案，包括采煤方法和顶板管理方法的选择与论证，开采技术 措施、管道运营安全措施及应急方法。开采技术方案及管道安全措施的技术、经济评价和费用概算。1.6. 2初步设计应包括以下内容：开采方法，应包括采煤方法和顶板管理方法、工作面布置、推进速度和开采顺序，以及有关 的巷道布置及生产系统。地表移动与变形预计，应阐明选用的计算公式、软件和参数，管道所在处地表的下沉、

34、水 平移动、水平变形、曲率等计算结果及有关图表。O管道监测和调控方法及安排。设计概算及经济效益分析与评价。9.2管道保护煤柱的留设9.2.1符合以下条件之一时，应为管道及其附属设施或配套建筑留设保护煤柱。管道安全校核情况同6. 3. 1() a)。薄及中厚煤层的采深与单层采厚比小于12()。厚煤层及煤层群的采深与分层采厚比小于16()。管道隧道。站场。地下储库等。9.2.2留设保护煤柱时，管道受护面积不应小于管沟沟底宽度。9.2.3受护对象边界按2()m向外留设围护带。9.2.4保护煤柱应在管道线路的横剖面上按垂直剖面法设计，管道与煤层走向斜交时，应采用斜交 剖面移动角进行留设，留设方法按建筑

35、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2()0()第81号)的要求执行。10采空区灾害防治与应急处置1般要求10.1.1采空区地质灾害治理和管道防护应符合SY/T 6828的要求，并应采取适宜的措施防止或减 少采空区地质灾害对管道的危害。10.1.2短期不易查明采空区性质时，可结合监测措施，分期治理，并制定应急抢险预案。10. 1.3采空区地质灾害治理应确定管道中心线的准确位置，并在工程地质测绘和地形测绘时将管道 及附属设施位置标出.管道中心线位置误差不应大于0. 5m。10.2采空区塌陷灾害治理10.2.1采空区治理应在按6. 2.2计算采空塌陷范围及现场评估的基础上，综

36、合确定治理的长度(沿 管道轴线方向)、宽度(垂直管道轴线方向)和深度。10. 2.2采空区治理可选用充填法及地基加筋抗变形方法综合开展。10. 2.2.1充填法宜采取地面注浆充填、开挖回填及井下矸石充填等，并应符合以下规定：注浆充填适用于不具备井下人工施工条件的采空区，施工前应选择一试验段，按设计注浆钻 孔总数5%1()%的孔进行现场注浆试验。开挖回填可用于管道下浅层及高边坡地段的采空区，可开挖至采空区部位，用灰土或素土 分层回填夯实。井下矸石充填适用于井下巷道完整的采空区。10. 2.2.2地基加筋抗变形方法可在管沟及地基结构中采用土工格栅、土工格室等加筋措施来减少和 延缓地层的变形。10.

37、3管道防护措施10.3.1管道防护可分为释放应力法、管道反向干预法等措施。10.3.2释放应力方法应充分评估开挖和管道悬空的安全性，具体包括以下措施：在采空塌陷地表移动盆地全长开挖沟槽并沿管道轴向向两侧适当延伸。宜夯实密实管道下方土壤，避免管体悬空。管沟周边宜填置耐腐蚀且保温的稻草或泡沫等材料，并留有变形区间，管体上覆回填细砂或 发泡颗粒轻量土等松散物质。10.3.3塌陷裂缝应回填夯实，防止地表水下渗。10.3.4管道反向干预法适用于采空区顶板在较长时间段内缓慢变形的情况，实施时应充分评估开挖 和管道悬空的安全性；当采取牵引、举升等手段时应设置管体应力应变实时监测措施。10.3.5不同级别下的

38、采空区治理及管道防护建议措施参见附录D。10. 4管道应急处置10. 4. 1当管道通过I级汉级采空区时，应编制采空区油气管道应急抢险预案。10. 4. 2管道应急处置措施可参考1(). 3选择快速有效的方法，也可在评价管体安全性的基础上参考 SY/T ()33()执行，对于因采空塌陷造成管道连续悬空超过2()m时，可采用悬索跨越方式。10. 4.3当采取吊、抬管等手段时，宜设置管体应力应变实时监测措施。10. 4. 4当监测或其他迹象表明管道应力应变超过容许值，且无充足时间组织工程治理时，应及时处 理，采取有效措施。Q/SY 14872012Q/SY 14872012附录A（资料性附录）钢管

39、及组焊管段极限应变值1在资料缺乏时，可采取公式（A. 1）和公式（A. 2）估算钢管及组焊管段的极限拉伸应变值：a）表面型缺欠时：er*（1 + 16. 1A4-45 ） （ - 0. 157 + 0. 239f*0 241 -0 315） （A. 1）b）深埋型缺欠时：er* = 108061200735 0-364（12. 3-4. 65 + 0. 495） （11. 8 - 10. 6A） （_ 5. 14 + 20.（-3. 63 + llTv - 8. 44V） - 0. 836 + 0. 733+0. 0483?+ :J（A. 2）式中：er 钢管及组焊管段的极限拉伸应变；8C表观

40、CTOD韧性，单位为毫米（mm）, 0. lc0. 3；A屈强比，0. 7A0. 95;e缺欠长度c与壁厚比率穿，7缺欠深度a与壁厚比率（表面缺欠时）或（深埋缺欠时），7 0.5；缺欠深度d与壁厚比率5管道壁厚，单位为毫米（mm），8。2表面型缺欠和深埋型缺欠的典型示意图见图A. 1和图A. 2。3在资料缺乏时，可采取公式（A.3）和公式（A.4）估算钢管及组焊管段的极限压缩应变值:e:nt = 0. 5 昔-0.0025 + 30002Ej 穿 D式中：Es管体下方土的弹性模量，单位为帕（Pa）;Zo管道的单位长度，单位为米（m），可取s 土的泊松比。C.3管道内轴向应变引起的物理伸长按公式

41、（C. 11）和公式（C. 12）计算:L2/X 22EAAz+,E(/ + 2)C7/(C. 12)式中：7y管材有效屈服应力，单位为帕（Pa）,当温度小于12（）C时，取最小屈服强度； A管体横截面面积，单位为平方米（m2）;a, yRamberg - Osgood系数，应根据管材的应力一应变关系曲线选取，若无曲线值可参考表C. 1中的经验值选取；表C. 1 常用管道钢的Ramberg - Osgood系数钢级Grade 一 BX42X52X60X70X80HD1X80HD2屈服强度，MPa227310358413517530530a1()159105. 522. 5415. 94/100

42、32101216. 622. 9815. 95Ls埋设管段的变形长度，单位为米（m）;fs沿管道轴向方向土壤与管道外表面之间单位长度上的摩擦力，单位为牛每米（N/m），按 GB 50470中的相关要求计算。附录D（资料性附录）采空区油气管道防治与应急处置措施不同稳定性级别的采空区治理及管道防护建议措施见表D. 1。表D. 1管道通过采空区防治措施分类列表稳定性级别防治措施采空区治理建议措施管道防护建议措施I回填防渗：采空区下部回填大块石，上部夯填黏性 土a，管沟底部用水泥抹面。在输油气站场及阀室 等地区，可用灌注桩或旋喷灌注桩进行地基加固， 也可用钢筋混凝土回填封闭或在回填夯土的上部铺 钢筋混凝