采煤沉陷区光伏电站设计三方面需要注意

我国正处于工业化快速发展阶段，大规模煤矿的开采促进了国家经济快速发展，但同时破坏了大量的土地生态环境,此部分土地大量被闲置。与此同时，随着光伏电站建设的发展，占用了大量土地资源，可利用光伏电站建设的土地起来越紧缺。因而利用采空沉陷区进行光伏电站建设，既能解决土地资源有效利用问题，又对生态环境治理具有积极意义。现就采空沉陷区设计应注意的问题讲解一下，个人经验，仅供参考。　 采空沉陷区光伏电站设计前期除了需收集常规支持性文件外，还应注意收集到以下报告：《地质灾害危险性评估报告》、《安全预评价报告》、《矿产压覆报告》、《地基稳定性评估报告》。施工图设计阶段，首先应认真研读《地质灾害危险性评估报告》和《地基稳定性评估报告》，根据报告中的地质灾害危险性综合分区和建筑建设适宜性分区进行区别对待设计。找出建设适宜性好区域、建设适宜性中等区域和建设适宜性差区域(不适宜建设，尽量避开此区域)。再根据不同建设区域布置建构筑物方案，并采取一定的技术措施，以确保新建建构筑物的安全。主要技术措施有：

一地表裂缝处理措施　

      沉陷裂缝发生在不同沉陷阶段的各种土地利用类型中，它是导致水土资源损失、土地利用率降低最主要原因，应及早发现、及时处理。对于一般较浅裂缝，可以人工治理，采用人工就近挖取土石直接充填塌陷裂缝，进行平整。对于一般较深、密度高的裂缝，需要机械治理，一般使用推土机和铲运机械运土回填。

        二采取抗采动变形设计措施 　

       结构计算主要体现在基础所受的轴向力、地基曲率产生的附加力计算、附加力在建筑物基础及上部结构中的分配、侧土压力计算等。主要措施有：

1在许可条件下，建筑物长轴应平行于地表下沉等值线，应尽量避免房屋的轴向与煤层走向成斜交布置;

2尽量使建构筑物处于预测残余沉降较均匀和数值较小区域，建构筑物长轴方向应尽可能与地表下沉等值线平行;

3建筑物承重墙体纵、横方向宜对称布置，内墙穿通，尽量减小横墙间距;

4建筑物体型应力求简单，平面形状以矩形为宜，单体建筑物的长度不宜过长，必要时用变形缝分开。或将建筑物分成若干个彼此互不关联、长度较小、自成变形体系的独立单元，以增强建筑物抵抗地表变形的能力;

5设置钢筋混凝土基础、圈梁和构造柱，其位置、数量、尺寸和配筋量根据地表变形值的大小计算确定。墙体转角、丁字和十字连接处应沿高度增设拉结钢筋，门窗洞口上、下应增设拉结钢筋;

6在技术和施工条件许可时，建筑物应尽量选用静定结构体系;

7逆变器及箱变基础采用钢筋混凝土筏板基础或箱形基础，整体性好、刚度大，对建筑物抵抗地表变形比较有利;

8光伏支架尽量减小阵列支架长度，增强抵抗不均匀变形能力;光伏支架在地表倾斜较大的区域，应尽量采用可调节支架以适应地表不均匀变形;

9光伏组件、汇流箱、以及变压器等之间的线缆要考虑留有一定的富裕长度，以防地表(残余)水平拉伸变形的影响;线路铁塔基础采用大板基础，此基础抗变形与抗不均匀沉降性能较好，可防止小范围因沉降引起的裂纹。

三监测措施 　

       建构筑物设置沉降观测点，定期进行观测，直接监测采空区地表及建筑物的下沉情况，获取地表沉陷变化特征，变化规律和发展趋势，发现地面变形及破坏应及时进行处理，并对治理结果进行监测。

另外还有对采空区采用注浆法进行处理措施、未来煤层井下开采的技术措施等方法，这些方法主要是煤矿开采、治理措施，这里就不一一讲述。

采空沉陷区光伏电站在采用优化建筑布置、抗采动变形建筑设计、地表裂缝处理、采空区注浆治理、井下开采技术措施、地表与建筑物沉陷变形监测等措施后，在部分采空沉陷区进行光伏电站建设还是可行的。

文章作者：陈石亮