DB14 T 2310-2021 煤矿采空区输气管道安全管理技术规范.pdf

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1、ICS 75.020CCS E 92 14山 西 省 地 方 标 准DB14/T 2310 2021煤 矿 采 空 区 输 气 管 道 安 全 管 理 技 术 规 范 2021-08-16 发 布 2021-11-16 实 施山 西 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布 DB14/T 2310 2021 I 目 次前 言 .II1 范 围 .12 规 范 性 引 用 文 件 .13 术 语 和 定 义 .14 管 道 风 险 识 别 及 分 析 评 价 .14.1 资 料 收 集 .24.2 风 险 识 别 及 分 析 评 价 .25 管 道 安 全 监 测 及 预 警 .2 5.1 地 表

2、 和 管 道 位 移 监 测 .25.2 管 道 应 变 监 测 及 预 警 .35.3 观 测 周 期 与 频 率 .36 防 控 及 应 对 措 施 .36.1 防 控 要 求 .36.2 挖 沟 露 管 释 放 管 道 应 力 .36.3 抬 升 管 道 释 放 应 力 .36.4 切 割 断 管 释 放 应 力 .46.5 管 道 改 线 .46.6 设 置 支 撑 .4附 录 A（ 资 料 性 ） 采 空 区 现 场 情 况 检 查 记 录 表 .5附 录 B（ 规 范 性 ） 管 道 抬 升 施 工 作 业 要 求 .6 B.1 挖 沟 露 管 作 业 .6B.2 吊 点 作 业

3、坑 开 挖 .6B.3 管 道 焊 口 检 查 .6B.4 管 道 抬 升 .6B.5 管 沟 回 填 前 稳 管 .6B.6 防 腐 层 的 补 口 、 补 伤 .6B.7 管 沟 回 填 .6B.8 其 它 注 意 事 项 .6 DB14/T 2310 2021 II 前 言本 文 件 按 照 GB/T 1.12020 标 准 化 工 作 导 则 第 1部 分 ： 标 准 化 文 件 的 结 构 和 起 草 规 则 的 规 定起 草 。本 文 件 由 山 西 省 能 源 局 提 出 并 监 督 实 施 。本 文 件 由 山 西 省 能 源 标 准 化 技 术 委 员 会 归 口 。本 文

4、件 起 草 单 位 ： 山 西 天 然 气 有 限 公 司 。本 文 件 参 与 起 草 单 位 ： 中 国 石 油 天 然 气 管 道 工 程 有 限 公 司 、 山 西 省 煤 炭 地 质 115勘 察 院 、 太 原 理 工大 学 。本 文 件 主 要 起 草 人 ： 谭 晋 隆 、 郭 文 朋 、 申 倬 伟 、 杨 一 、 贾 晨 菲 、 邸 晖 、 毋 建 冰 、 杜 彩 霞 、 杨 颜 璐 、苗 毅 、 赵 媛 、 靳 涛 、 张 俊 、 魏 凯 、 刘 杰 、 杨 晓 琴 、 张 连 彬 、 赵 朋 飞 、 段 铁 成 、 邱 卫 忠 。 DB14/T 2310 2021 1

5、煤 矿 采 空 区 输 气 管 道 安 全 管 理 技 术 规 范1 范 围本 文 件 规 定 了 煤 矿 采 空 区 输 气 管 道 的 风 险 识 别 及 分 析 评 价 、 管 道 安 全 监 测 及 预 警 、 防 控 及 应 对 措 施 。本 文 件 适 用 于 按 GB50251设 计 的 输 气 管 道 工 程 ， 其 它 管 道 工 程 可 参 照 执 行 。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

6、 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 。GB 50251 输 气 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JGJ 8 建 筑 变 形 测 量 规 范JTG/T D31-03 采 空 区 公 路 设 计 与 施 工 技 术 细 则SY/T 4109 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

7、 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 范 （ 2017版 ） ， 由 国 家 安 全 监 督 总 局 、 国 家煤 矿 安 监 局 、 国 家 能 源 局 、 国 家 铁 路 局 共 同 发 布3 术 语 和 定 义 下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 文 件 。3.1 采 空 区地 下 资 源 采 出 后 ， 留 下 的 空 间 区 域 。3.2 应 变 监 测通 过 在 管 道 上 安 装 应 变 传 感 器 ， 量 测 管 道 在 荷 载 作 用 下 的 应 变 信 息 ， 并 对 信 息 进 行

8、分 析 处 理 和 预 测的 过 程 。3.3 位 移 监 测对 管 道 的 绝 对 位 移 或 相 对 位 移 进 行 测 量 ， 并 对 信 息 进 行 分 析 处 理 和 预 测 的 过 程 。4 管 道 风 险 识 别 及 分 析 评 价 DB14/T 2310 2021 2 4.1 资 料 收 集4.1.1 管 道 附 近 地 下 采 矿 区 资 料管 道 附 近 地 下 采 矿 区 资 料 包 括 ， 但 不 限 于 ：a) 管 道 走 向 与 采 矿 区 关 系 布 置 图 、 管 道 走 向 范 围 井 上 下 对 照 图 等 ；b) 采 矿 区 开 采 参 数 ， 包 括 开

9、 采 计 划 、 开 采 工 艺 、 开 采 厚 度 、 开 采 深 度 、 开 采 范 围 、 煤 层 倾 角 等 ；c) 采 矿 区 工 程 地 质 、 水 文 地 质 、 覆 岩 岩 性 和 顶 板 管 理 方 法 。4.1.2 管 道 基 本 资 料管 道 基 本 资 料 包 括 ， 但 不 限 于 ：a) 管 道 设 计 压 力 、 设 计 温 度 、 安 装 温 度 、 运 行 参 数 ；b) 管 径 、 壁 厚 、 钢 级 ；c) 钢 管 轴 向 力 学 性 能 参 数 ， 包 括 弹 性 模 量 、 泊 松 比 、 线 膨 胀 系 数 、 屈 服 强 度 、 抗 拉 强 度 、

10、 应 力 - 应 变 曲 线 等 ；d) 管 道 外 防 腐 涂 层 及 阴 极 保 护 信 息 ；e) 管 道 焊 接 接 头 参 数 ， 包 括 表 观 韧 性 、 屈 强 比 、 均 匀 延 伸 率 、 缺 陷 类 型 、 缺 陷 长 度 、 缺 陷 高 度等 ；f) 管 道 埋 深 、 敷 设 条 件 、 场 地 工 程 地 质 条 件 、 气 象 资 料 等 ；g) 其 他 资 料 。4.2 风 险 识 别 及 分 析 评 价4.2.1 管 道 管 理 单 位 应 根 据 收 集 的 资 料 ， 掌 握 管 道 沿 线 矿 产 分 布 情 况 及 开 采 计 划 ， 建 立 台 账

11、， 对 采 矿区 管 道 重 点 监 管 。4.2.2 管 道 管 理 单 位 应 加 强 日 常 巡 查 ， 及 时 发 现 并 识 别 采 空 区 沉 降 现 象 ， 做 好 现 场 检 查 记 录 ， 内 容 包括 但 不 限 于 ： 线 路 位 置 桩 号 、 行 政 区 划 、 地 理 位 置 、 矿 区 及 矿 权 类 型 、 开 采 情 况 、 地 表 裂 缝 基 本 情 况 、检 查 人 、 检 查 时 间 等 信 息 ， 参 见 附 录 A。 4.2.3 针 对 出 现 的 采 空 区 ， 管 道 管 理 单 位 应 主 动 与 采 矿 权 属 单 位 、 地 方 职 能 部

12、 门 沟 通 ， 相 关 方 共 同 协商 、 研 究 应 对 措 施 。4.2.4 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 范 推 荐 的 方 法 对 采 空 区 地 表移 动 影 响 范 围 进 行 预 计 。4.2.5 应 委 托 专 业 单 位 对 采 空 区 管 道 进 行 安 全 稳 定 性 校 核 和 风 险 评 价 。5 管 道 安 全 监 测 及 预 警5.1 地 表 和 管 道 位 移 监 测5.1.1 针 对 采 空 区 管 道 ， 应 对 地 表 和 管 道 进 行 位 移 监 测 ， 并 进 行 专

13、项 设 计 。5.1.2 地 表 和 管 道 位 移 监 测 方 法 应 按 照 JGJ 8 中 的 相 关 要 求 执 行 。5.1.3 监 测 基 准 网 和 监 测 点 的 布 设 采 空 区 地 表 或 管 道 位 移 监 测 主 要 通 过 在 管 道 沿 线 设 置 地 表 位 移 监 测 点 或 在 管 道 上 设 置 监 测 标 记 来实 现 ， 监 测 点 /标 记 和 测 量 控 制 点 的 设 置 及 观 测 要 求 如 下 ：a) 地 表 监 测 点 、 测 量 控 制 点 的 布 设 应 按 照 YS 5229 的 相 关 要 求 执 行 ；b) 测 量 控 制 点

14、应 设 置 在 采 空 区 沉 降 影 响 范 围 以 外 的 稳 定 区 域 ， 控 制 点 应 与 国 家 设 立 的 三 角 点 和水 准 点 进 行 连 测 ； DB14/T 2310 2021 3 c) 测 量 控 制 桩 制 作 应 采 用 预 制 桩 或 现 场 混 凝 土 浇 筑 桩 ， 数 量 不 少 于 3 个 ；d) 测 量 工 作 应 在 测 点 和 控 制 桩 稳 固 后 进 行 。5.2 管 道 应 变 监 测 及 预 警5.2.1 针 对 采 空 区 管 道 ， 应 采 取 管 道 应 变 监 测 措 施 ， 并 进 行 专 项 设 计 。5.2.2 应 对 监

15、测 数 据 及 时 进 行 分 析 评 估 ， 超 过 规 范 要 求 时 ， 应 采 取 应 对 处 置 措 施 。5.3 观 测 周 期 与 频 率5.3.1 采 空 区 地 表 位 移 应 按 照 设 计 要 求 进 行 监 测 ， 并 根 据 季 节 或 地 表 变 化 情 况 进 行 适 当 调 整 。 在 采 空区 发 展 活 跃 期 间 ， 应 根 据 实 际 情 况 适 当 加 大 观 测 频 率 。5.3.2 采 空 区 地 表 位 移 、 管 体 位 移 监 测 周 期 宜 与 管 体 应 变 监 测 保 持 一 致 。6 防 控 及 应 对 措 施 6.1 防 控 要 求

16、6.1.1 采 空 区 管 道 的 防 控 处 置 可 参 照 执 行 SY/T 6828的 相 关 要 求 。6.1.2 应 根 据 采 空 区 发 展 变 化 和 地 面 公 用 设 施 、 人 口 分 布 情 况 ， 在 采 空 区 管 道 周 围 设 置 警 示 标 识 。6.1.3 应 及 时 回 填 采 空 区 管 道 附 近 地 表 裂 缝 ， 雨 季 应 采 取 必 要 的 截 排 水 措 施 防 止 地 表 水 渗 入 。6.1.4 应 根 据 每 处 采 空 区 及 下 游 用 户 的 实 际 情 况 ， 制 定 应 急 预 案 ， 必 要 时 在 采 空 区 活 跃 期

17、采 取 降 压 输送 或 停 输 方 式 。6.1.5 采 空 区 地 面 沉 降 及 管 道 应 变 监 测 数 据 稳 定 后 ， 应 对 管 道 进 行 内 检 测 或 采 取 其 他 检 测 措 施 ， 对 检测 发 现 的 问 题 及 时 处 置 。6.1.6 应 对 防 控 及 应 对 措 施 取 得 的 效 果 进 行 评 价 和 验 收 。6.2 挖 沟 露 管 释 放 管 道 应 力6.2.1 采 空 区 地 面 沉 降 时 ， 应 采 用 挖 沟 露 管 的 方 式 释 放 管 道 应 力 。 6.2.2 根 据 采 空 区 地 表 沉 降 裂 缝 和 相 关 监 测 数

18、据 ， 结 合 管 道 敷 设 条 件 及 管 道 属 性 信 息 ， 分 析 确 定 挖 沟露 管 段 位 置 和 长 度 。6.2.3 挖 沟 长 度 应 延 伸 到 沉 降 区 影 响 范 围 外 ， 具 体 长 度 应 根 据 每 处 采 空 区 实 际 情 况 分 析 确 定 。6.2.4 管 沟 应 采 用 人 工 分 段 开 挖 ， 管 沟 开 挖 期 间 应 进 行 可 燃 气 体 泄 漏 检 测 。6.2.5 管 沟 开 挖 期 间 ， 在 施 工 区 域 周 围 应 设 置 警 戒 线 ， 禁 止 闲 杂 人 员 进 入 施 工 区 域 。6.2.6 管 沟 开 挖 前 应

19、 设 置 管 道 应 变 监 测 设 施 ， 测 试 记 录 管 道 开 挖 过 程 中 的 应 力 应 变 变 化 ， 分 析 判 断 应力 释 放 效 果 ， 及 时 调 整 开 挖 方 式 和 方 向 。6.2.7 管 道 开 挖 暴 露 后 ， 应 对 管 道 外 防 腐 层 和 管 道 变 形 情 况 进 行 检 查 。 后 期 持 续 观 察 过 程 中 ， 宜 对 管沟 进 行 适 当 回 填 ， 保 证 管 道 上 方 30cm 50cm覆 土 或 其 他 措 施 。6.2.8 管 道 长 期 暴 露 时 ， 应 加 强 巡 查 ， 在 汛 期 应 增 设 地 表 及 管 沟

20、临 时 排 水 措 施 。6.3 抬 升 管 道 释 放 应 力6.3.1 对 于 地 面 沉 降 幅 度 较 大 的 采 空 区 管 道 ， 采 取 挖 沟 露 管 方 式 释 放 管 道 应 力 后 ， 应 对 现 状 管 道 应 力 进 行 分 析 计 算 。 当 现 状 管 道 应 力 接 近 或 超 出 管 道 容 许 应 力 时 ,可 采 取 抬 管 方 式 进 一 步 释 放 管 道 应 力 ， 具体 施 工 作 业 参 见 附 录 B。 DB14/T 2310 2021 4 6.3.2 根 据 管 体 应 变 监 测 数 据 或 管 体 位 移 分 析 计 算 管 道 应 力

21、时 ， 在 管 沟 开 挖 完 成 后 应 测 量 管 道 断 面 图和 平 面 图 ， 并 与 管 道 竣 工 图 对 比 ， 确 定 管 道 位 移 量 ， 建 立 管 道 抬 升 推 演 力 学 模 型 ， 制 定 抬 管 方 案 。6.3.3 管 道 抬 升 尽 量 恢 复 到 沉 降 前 高 程 ， 并 通 过 应 力 校 核 ， 直 到 满 足 规 范 要 求 。6.4 切 割 断 管 释 放 应 力6.4.1 采 用 切 割 断 管 释 放 应 力 时 ， 应 进 行 专 项 设 计 ， 并 根 据 计 算 分 析 确 定 合 适 的 断 管 位 置 。6.4.2 管 道 切 割

22、 应 符 合 下 列 要 求 ：a) 管 道 切 断 前 ， 应 将 断 管 位 置 前 后 阀 门 间 的 管 道 天 然 气 全 部 放 空 ， 并 进 行 氮 气 置 换 ；b) 管 道 切 断 位 置 应 选 在 直 管 段 ；c) 管 道 切 割 应 采 用 机 械 或 人 工 冷 切 割 方 式 ；d) 管 道 切 断 后 ， 将 切 断 位 置 两 侧 约 束 缓 慢 解 除 ， 使 管 道 自 由 变 形 ， 释 放 管 道 应 力 ；e) 应 力 释 放 完 成 后 ， 应 将 管 道 沿 管 沟 自 然 摆 放 顺 直 。6.4.3 切 断 处 管 道 连 接 应 符 合

23、下 列 要 求 ： a) 切 断 处 管 道 连 接 可 根 据 实 际 情 况 采 用 短 节 或 小 角 度 弯 管 ；b) 连 接 管 段 所 有 环 焊 缝 应 进 行 100%超 声 检 测 和 100%射 线 检 验 ； 射 线 和 超 声 检 验 应 符 合 SY/T4109相 关 要 求 ， 级 及 以 上 为 合 格 ；c) 根 据 应 力 计 算 分 析 ， 当 采 空 区 管 道 采 取 多 处 断 管 时 ， 应 将 新 安 装 的 钢 管 短 节 和 中 间 断 开 的 原管 道 连 成 一 体 进 行 单 独 试 压 ； 当 只 有 一 处 断 管 ， 且 换 管

24、较 长 、 存 在 多 个 环 焊 缝 时 ， 应 对 新 连接 管 段 进 行 单 独 试 压 ， 两 端 焊 口 作 为 金 口 处 理 。6.4.4 切 割 断 管 释 放 应 力 过 程 中 的 所 有 施 工 工 序 ， 包 括 氮 气 置 换 、 测 量 定 位 、 管 沟 开 挖 、 管 道 切 割 、管 段 预 制 、 管 段 试 压 、 焊 接 检 验 、 防 腐 补 口 、 竣 工 测 量 、 管 沟 回 填 、 地 貌 恢 复 等 应 符 合 GB50369的 相 关要 求 。6.5 管 道 改 线6.5.1 经 分 析 论 证 ， 可 对 管 道 进 行 改 线 避 绕

25、 采 空 区 ， 新 改 管 线 建 设 应 符 合 GB50251、 GB50369等 相 关 规范 的 要 求 。 6.5.2 管 道 改 线 路 由 应 避 开 采 空 区 沉 降 影 响 范 围 ， 其 设 计 、 施 工 应 由 具 有 相 应 资 质 的 单 位 承 担 。6.6 设 置 支 撑6.6.1 经 分 析 论 证 ， 可 考 虑 在 管 道 下 方 采 空 部 位 预 留 煤 柱 、 设 置 混 凝 土 桩 （ 墩 ） 、 浆 砌 石 桩 （ 墩 ） 、注 浆 填 充 等 支 撑 措 施 ， 防 止 采 空 区 地 面 沉 降 。6.6.2 采 空 区 支 撑 的 设

26、计 、 施 工 应 符 合 建 筑 物 、 水 体 、 铁 路 及 主 要 井 巷 煤 柱 留 设 与 压 煤 开 采 规 范 和 JTG/T D31-03-2011的 相 关 要 求 ， 并 由 具 有 相 应 资 质 的 单 位 承 担 。 DB14/T 2310 2021 5 附 录 A（ 资 料 性 ）采 空 区 现 场 情 况 检 查 记 录 表表 A.1 采 空 区 现 场 情 况 检 查 记 录 表序 号 采 空 区 及 管 道 位置 行 政 地 理位 置 矿 权单 位 采 区 号 深 /厚 比 地 面 裂 缝 及 塌 陷 情 况 影 响 管 道 长度 (m) 检 查 人 检 查

27、 时 间 现 场 照 片裂 缝 情 况 塌 陷 情 况 说 明 ： 要 求 每 个 采 空 区 填 报 检 查 表 ； 存 在 问 题 的 地 段 每 天 至 少 巡 查 一 次 ， 选 取 的 主 要 裂 缝 不 少 于 两 个 ， 附 图 或 照 片 中 标 明 与 管 道 的 位 置 关 系 ， 选 定 观 测 裂 缝 和 区 域 后 应 固 定下 来 持 续 测 量 ； 稳 定 区 域 每 周 至 少 巡 查 一 次 。 DB14/T 2310 2021 6 A A附 录 B（ 规 范 性 ）管 道 抬 升 施 工 作 业 要 求B.1 挖 沟 露 管 作 业管 道 抬 升 前 按 6

28、.1节 要 求 进 行 挖 沟 露 管 作 业 。B.2 吊 点 作 业 坑 开 挖根 据 管 道 吊 点 分 布 情 况 ， 在 吊 点 位 置 的 管 底 及 两 侧 沟 壁 适 当 超 挖 ， 保 证 管 道 吊 带 安 装 。B.3 管 道 焊 口 检 查管 道 抬 升 前 ， 应 对 抬 升 段 管 道 全 部 焊 口 进 行 射 线 检 验 ， 对 有 缺 陷 的 焊 口 应 采 取 加 强 措 施 。 B.4 管 道 抬 升a) 抬 点 间 距 宜 按 8m 10m设 置 ， 抬 点 位 置 应 设 置 在 计 算 控 制 节 点 处 ， 并 距 离 焊 口 不 小 于 2m；b

29、) 抬 管 工 具 可 采 用 支 架 、 手 拉 葫 芦 等 设 施 ；c) 抬 管 起 吊 施 工 时 ， 应 统 一 指 挥 、 统 一 行 动 、 步 调 一 致 ， 每 次 抬 升 高 度 不 宜 超 过 0.3m。B.5 管 沟 回 填 前 稳 管管 道 抬 升 到 预 期 位 置 后 ， 应 对 悬 吊 的 管 道 进 行 稳 管 作 业 ， 稳 管 作 业 要 求 如 下 ：a) 稳 管 前 应 对 管 道 全 段 采 用 电 火 花 检 漏 仪 检 漏 ， 对 管 体 防 腐 层 损 伤 进 行 修 补 ；b) 管 沟 全 面 回 填 前 的 稳 管 位 置 宜 选 在 吊

30、点 处 ， 吊 点 下 需 用 砂 袋 回 填 密 实 ， 上 部 采 用 支 墩 砂 袋 压覆 ， 压 覆 高 度 1 1.2m， 应 避 开 焊 缝 。B.6 防 腐 层 的 补 口 、 补 伤 稳 管 结 束 后 ， 对 于 因 管 道 沉 陷 、 土 体 滑 动 以 及 贴 装 应 变 片 等 活 动 造 成 的 管 道 防 腐 层 损 伤 进 行 修 补 ，并 再 次 用 电 火 花 检 漏 仪 进 行 检 查 。B.7 管 沟 回 填a) 支 墩 之 间 的 管 沟 ， 应 采 用 开 挖 出 的 细 颗 粒 沙 土 进 行 分 层 回 填 并 压 实 ， 直 至 回 填 至 管

31、底 位 置 ；b) 管 道 上 方 为 非 农 耕 用 地 的 管 段 ， 距 自 然 地 面 30cm以 下 可 采 用 泡 沫 碎 屑 、 无 粘 性 中 粗 砂 或 其 他轻 质 、 无 粘 性 混 合 材 料 回 填 ；c) 管 道 上 方 农 耕 用 地 的 管 段 ， 距 自 然 地 面 60cm 80cm以 下 可 先 采 用 泡 沫 碎 屑 、 中 粗 砂 或 其 他 轻质 、 无 粘 性 混 合 材 料 回 填 ， 之 上 采 用 原 状 土 回 填 ， 回 填 土 应 分 层 压 实 。B.8 其 它 注 意 事 项a) 施 工 前 应 对 施 工 人 员 进 行 技 术 培 训 和 安 全 教 育 ；b) 抬 管 作 业 宜 选 择 在 地 形 平 坦 、 管 道 顺 直 的 地 段 ； c) 在 抬 管 段 管 道 上 下 游 两 端 应 设 置 不 小 于 50m 的 自 由 段 ；d) 抬 管 作 业 过 程 中 ， 应 设 置 警 戒 线 ， 并 进 行 可 燃 气 体 泄 漏 检 测 ；e) 汛 期 抬 管 过 程 中 ， 在 施 工 区 域 应 做 好 截 排 水 措 施 ；f) 抬 管 作 业 应 在 降 压 或 停 输 状 态 下 施 工 。