采空区煤层气管道应力监测技术规范

1T/xxxxxxXXXX—2025采空区煤层气管道应力监测技术规范本文件规定了采空区煤层气管道应力监测技术规范的术语和定义、基本要求、设备要求、监测系统要求、安装与调试。本文件适用于采空区煤层气管道应力监测工作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。GBGBGB50251-201550253-201450423-2013输气管道工程设计规范输油管道工程设计规范油气输送管道穿越工程设计规范GB/T50459-2017油气输送管道跨越工程设计标准GB/T50470-2017油气输送管道线路工程抗震技术规范SY/T5918-2024埋地钢质管道外防腐层及保温层修复技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1采空区minedcollapse由采矿或人类地下开挖活动造成地下大面积采空而引起的地面塌陷区域。3.2应力监测stressmonitoring通过在地质灾害体中埋设土压力盒、应力传感器等设备,量测岩土体内部或岩土体与防治工程之间应力变化信息，并对信息进行分析处理的过程。4基本要求4.1应力监测应包括岩土压力、应力、滑坡推力、应变等监测项,各监测项应根据监测主体的特征和目的,同时或分项布设和监测。4.2应力监测点应布设在能反映监测主体应力应变特征显著的位置,如布设在预计监测主体应力最大或应力变化最大的位置,并应与所需安装仪器的环境相适应。4.3所用压力计、应力计、应变计等仪器在埋设前,必须进行检测和标定,其量程、误差、精度等指标要记录在检测报告中。检查电缆或光缆的连通性,做好相应的编号和标志。4.4仪器埋设后,应及时将连接的电缆或光缆引入野外监测站,并妥善保护,确认连接的电缆或光缆与相应测头编号无误,做好各种埋设的初始记录和测读初始值。5设备要求5.1应变传感器应变传感器采用带温度振弦式应变计,应变传感器由应变针和可拆卸线圈构成，并符合以下要求：T/xxxxxxXXXX—20252a)体积小、易于隔绝外部载荷的挤压、易于防腐处理，能避免由于土体位移剪切而造成的传感器失效，长期稳定且耐久性好；b)具有长期的稳定性，在传感器安装后其零点及量程应不受安装位置的影响，不易发生零点漂移且极少需要重新校准；c)传感器自带温度传感器，可以进行温度监测，具备对环境温度影响的补偿功能；d)传感器采用不锈钢材质，结构温度和静压力对传感器的测量准确度无影响；e)传感器支持通过点焊或粘接方式直接连接到管道上。5.2一体化管道变形监测桩5.2.1一体化管道变形监测桩由数据采集仪、防护箱和太阳能供电模块组成。5.2.2数据采集仪包含数据采集模块和数据传输模块。将通讯模块集成在数据采集电路中，通过有线网络、路由器、交换机等将监控端软件与采集仪连通，实现数据的双向传输。5.2.3产品采用本安型防爆设计，防护等级为IP67。5.2.4一体化管道变形监测桩，采用钢管制立杆设计，防护箱及太阳能板固定在杆上方，数据采集仪放置于防护箱内，并且将立杆采用地脚螺栓固定到混凝土基础上。5.2.5太阳能和蓄电池的设计和选型根据一体化监测站的监测设备负荷和当地气象数据提供的最恶劣日照时间进行选型与计算。5.2.6供电系统的设计电量满足设备的用电需求，能为系统连续供电时间不小于30天。6监测系统要求6.1系统架构6.1.1管道应变监测预警系统将结构安全参数在线监测、预警模型的智能化、平台高效运维模式融入到管道结构安全日程管理中。6.1.2系统采用SaaS架构，支持多厂商、多数据源的设备接入或数据接入，统一管理分析。6.1.3基础版本软件主要功能包括监测大屏、监测分析、监测统计、数据查询、设备管理、预警设置、预警发送等综合和详细的展示和分析，软件功能架构符合图1内容。图1软件功能架构图T/xxxxxxXXXX—202536.2系统功能6.2.1大屏监测通过大屏方式，将监测系统全部监测截面数据状态、设备状态、报警情况、监测截面分布、实时数据等进行综合展示和分析，快速反映管道总体情况。6.2.2监测及预警分析能分析监测结果，反馈管道应力应变总体状态及预警情况，并明确管道是否处于安全状态。6.2.3数据查询采用分类方式，对不同监测类型进行存储管理和查询，可以按照行政区域、管线运营单位、监测类型等进行查询，展示历史变化趋势和预警情况；查询结果可以导出。报警信息同步采用分类方式，可以快速查询各类报警的统计数据和详细报警信息，可以统计及导出。6.2.4预警功能支持多种规则的管道应力预警阈值设置，用户可以按照相应的法规、标准和企业准则设置预警参数，达到预警参数的测点执行自动预警操作，向所设置的相关用户发出报警信息；提供多种预警信息实时推送方式，如邮件，短信、电脑端。支持自定义修改预警策略，和预警模型。6.2.5智能计算根据采集到的应变数据，结合管道的基本参数，自动解算管道的应力数据，直观提示管道应力水平的变化趋势；支持将任意安装角度的应变传感器监测结果换算成截面应力，随时可以将备用传感器替代已经损坏的主传感器，确保监测结果的准确性。6.2.6业务管理采用分层方式，逐级递进，从管线、管段、监测区域、监测截面、探头进行配置和管理；对监测截面可以按照行政区域、管线运营单位、监测类型等方式进行查询统计，并导出数据。6.2.7系统管理包含用户管理，权限管理，日志管理，角色管理。支持增加删除用户，修改用户信息，查询用户信息等。通过建立系统使用单位的不同层级，建立用户权限，确保数据安全。用户管理采用功能分层管理和数据权限管理。根据用户的权限等级设定用户不同的浏览查询、操作权限和各项功能；并根据管理组不同设置不同的数据权限。只有鉴权审核通过的用户才可以访问系统。日志管理可记录系统所有的行为，包括日志查看、配置等。6.2.8设备管理对设备的运行状态进行记录、分析、展示、统计，采用可视化方式动态实时展示设备状态，及时发现设备故障。包含运行状态统统计，维护信息记录等功能。6.2.9采集频率调整支持下位机通过采集策略的调整进行自动或者手动采集，并且针对不同的管道情况，可以随时调整单测点采集策略，提高系统效率；系统具备自动调整采集频率的功能，可以根据数据变化自动调整采集频率。建议正常数据采集频率为4-12小时/次。7安装与调试7.1安装流程主要包含作业坑开挖、标记安装位置、防腐层破除、应变计的安装、隔离保护罩的安装、防腐层的恢复、线缆敷设、管沟回填、采集传输设备的安装调试等主要步骤。流程图符合图2内容。T/xxxxxxXXXX—20254图2应力应变监测设备现场安装流程图7.2安装步骤7.2.1应按照审定的项目实施计划书，确定监测系统的型号、数量及监测截面位置。7.2.2采用人工开挖作业坑，作业坑开挖沿管线方向不小于2m，管道两侧各不小于1m，管道底部距坑底深度不小于0.5m。7.2.3将安装区域的管道表面清洗干净。7.2.4每个监测截面设置3支应变计。7.2.5按照应变计布局设置在管道截面上进行划线，标记出应变计安装位置，要求应变计测试方向与管道轴向方向一致，并且3应变计在同一端面上。7.2.6使用专用的工具对管道进行防腐层的破除，破除面积根据应变计尺寸确定，对防腐层的破除不能破坏管道本体。管道金属表面应进行打磨，打磨抛光完成后标定安装辅助线。7.2.7应变计安装前应进行检验，然后使用点焊的方式进行应变计的安装，安装过程中需要进行至少一次检测，并记录数据。振弦式应变计安装之后要进行检测和记录。7.2.8应变计安装之后使用隔离保护罩进行保护，应变计在保护罩正中，并固定保护罩，以隔离土体压力的干扰，防止土体位移剪切而破坏。7.2.9安装应变计部位采用粘弹体防腐膏抹覆，加盖粘弹体防腐胶带整圈覆盖，再用冷缠带缠绕。安装截面防腐应满足SY/T5918要求，并做好检