食鹽廢料法鉆塔避雷裝置

余偉，賀冰新，孟義泉

(1. 重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局607地質(zhì)隊(duì)，重慶　400056；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢　430074；3. 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所，河北 廊坊　065000)

食鹽廢料法鉆塔避雷裝置

余偉1，賀冰新2，孟義泉3

(1. 重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局607地質(zhì)隊(duì)，重慶400056；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢430074；3. 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所，河北 廊坊065000)

摘要：為了更好地避免雷雨季節(jié)野外地質(zhì)鉆探施工時(shí)經(jīng)常遇到雷陣雨造成雷擊傷人的安全事故發(fā)生，作者通過(guò)對(duì)多年野外鉆探施工防雷經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，從廢物利用、經(jīng)濟(jì)性、簡(jiǎn)易性出發(fā)，摸索出了一種簡(jiǎn)單易行的地質(zhì)勘探巖心鉆機(jī)鉆塔避雷接地裝置——食鹽廢料法鉆塔避雷裝置，通過(guò)野外實(shí)際應(yīng)用，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞:鉆機(jī);鉆塔；避雷裝置；食鹽

1概述

雷雨季節(jié)野外地質(zhì)鉆探施工經(jīng)常遇到雷陣雨，在這種天氣情況下若鉆塔的避雷效果不好——避雷針接地電阻大于或遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于15Ω，極易造成雷擊傷人，甚至造成死亡事故[1-3]的發(fā)生。

1992年6月我單位在云南省鶴慶縣錳礦普查項(xiàng)目上鉆探施工ZK4008鉆孔時(shí)就遇到一次比較嚴(yán)重的雷擊事故。當(dāng)時(shí)機(jī)臺(tái)位于海拔高度2713m的高山上，上午9時(shí)左右正值雷雨天氣，由于高度12.5m門字鉆塔安裝的避雷接地體只是1根由直徑為50mm、長(zhǎng)度2m的廢鉆桿做成的接地樁(之前我單位的野外鉆塔都是這樣安裝)，其接地電阻高達(dá)715Ω(此事故之后用接地電阻儀檢測(cè))。隨著一聲震耳欲聾的震雷響起，一個(gè)直徑約200mm的火球從鉆塔腿上滾下來(lái)，再滾到機(jī)臺(tái)上斜放著的鉆具處，最后滾到前廠房堆放著的鉆桿處，造成1人重度燒傷，幸運(yùn)的是經(jīng)過(guò)及時(shí)搶救，無(wú)生命危險(xiǎn)。此后我單位因?yàn)殂@探施工場(chǎng)地客觀條件限制，一直不能很好解決接地電阻達(dá)標(biāo)問(wèn)題(《地質(zhì)調(diào)查巖心鉆探規(guī)程》中明確規(guī)定了鉆塔(井架)安裝的避雷針接地電阻不得大于15Ω)，所以野外鉆塔一直未安裝避雷裝置(若避雷裝置不達(dá)標(biāo)，則塔頂上安置的避雷針就會(huì)成為引雷針，從而極易導(dǎo)致上述雷擊事故的發(fā)生)，而在距機(jī)臺(tái)30～50m的地方搭設(shè)避雷工棚，一旦雷雨來(lái)臨時(shí)就停止鉆進(jìn)，全部人員就躲入其中。這在雷雨季節(jié)將大大增加施工的停待時(shí)間，加大了鉆探施工周期，同進(jìn)也使得鉆探綜合成本增加。

在當(dāng)今“安全第一”、“以人為本”的形勢(shì)下，做好野外鉆探避雷措施是刻不容緩之事。

2食鹽廢料法鉆塔避雷裝置

2.1常規(guī)避雷裝置

目前野外鉆探施工常用的避雷裝置結(jié)構(gòu)分為三部分：塔頂接閃器(避雷針)、引下線和地面安裝的接地體。為保證可靠避雷，三部分的技術(shù)要求如下：

(1)三部分相互之間的連接面積≥10mm2；

(2)尖頂型接閃器材料為紫銅棒，直徑≥10mm，長(zhǎng)度≥1m；

(3)引下線材料為鋁絞線，斷面積≥35mm2；

(4)接地體接地電阻值≤15Ω。

若接地體用銅皮網(wǎng)、桿體、管體或石墨+鐵塊材料，成本太高，也不易安裝。筆者咨詢了重慶市防雷辦，據(jù)其專業(yè)人員介紹，因地區(qū)不同，其土壤和地表水的導(dǎo)電率差異極大，最好的解決辦法是采用專業(yè)廠商生產(chǎn)的降阻材料石墨+鐵塊，并由防雷辦公室專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)將其埋入塔基周圍挖出的較大面積的坑槽中。此降阻材料費(fèi)用為3600～4800元/機(jī)臺(tái)，另加安裝費(fèi)2000～3000元/機(jī)臺(tái)，共5600～7800元，且石墨不能重復(fù)使用，材料費(fèi)用較高，安裝極不方便。

3食鹽廢料法鉆塔避雷裝置

為了更好地避免雷雨季節(jié)野外地質(zhì)鉆探施工時(shí)經(jīng)常遇到雷雨造成雷擊傷人的安全事故發(fā)生，同時(shí)解決常規(guī)避雷裝置存在的缺點(diǎn)，作者查詢了大量相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，咨詢過(guò)相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員，并通過(guò)對(duì)多年野外鉆探施工防雷經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，結(jié)合野外鉆探施工的實(shí)際情況，從利舊利廢、經(jīng)濟(jì)性、簡(jiǎn)易性出發(fā)，摸索出了地質(zhì)勘探巖心鉆機(jī)鉆塔避雷接地體裝置——食鹽廢料法鉆塔避雷裝置，通過(guò)野外實(shí)際應(yīng)用，取得了較好的效果。

食鹽廢料法鉆塔避雷裝置主要包括引下線、接地樁、裸鋁線、鉆桿接手共4個(gè)部分。其安裝示意圖見圖1所示。

圖1　食鹽廢料法鉆塔避雷裝置安裝示意圖

具體安裝時(shí)，將埋入8～10副的鉆桿廢接手均勻地與斷面積35mm2、長(zhǎng)度10m的裸鋁線(可將塔上的引下線延長(zhǎng)10m)用鐵絲緊密捆綁連接(與接地樁之間的連接也需緊密捆綁)，再一起埋入長(zhǎng)10m、寬150mm、深200mm的地槽中，澆上8～10包食鹽制成的飽和食鹽水，回填一半深度的土，澆上飽和食鹽水，最后壓實(shí)即可。由于該避雷裝置的關(guān)鍵部分為食鹽和廢舊鉆桿接手，所以取名為食鹽廢料法鉆塔避雷裝置。

根據(jù)上述要求安裝的食鹽廢料法鉆塔避雷裝置，在3個(gè)機(jī)臺(tái)共7個(gè)孔位鉆探施工時(shí)，用接地電阻儀檢測(cè)，其接地電阻為4～13.2Ω，完全達(dá)到了《地質(zhì)調(diào)查巖心鉆探規(guī)程》中規(guī)定的避雷針接地電阻的要求。此前我隊(duì)只用舊?50 mm鉆桿制成的1根接地樁作為接地體，而未采用10m的裸鋁線和廢接手及飽和食鹽水的新降阻方法，在這種情況下測(cè)得接地電阻為120～800Ω，甚至個(gè)別土壤爆表。而我隊(duì)于2012年采用食鹽廢料法鉆塔避雷裝置后，每個(gè)機(jī)臺(tái)的避雷接地體的接地電阻值均小于15Ω，從未發(fā)生過(guò)雷擊傷人事故，雷雨天氣也不停鉆，取得了較好的避雷防雷效果。

食鹽廢料法鉆塔避雷接地裝置主要材料是長(zhǎng)度

10m、斷面積35mm2的裸鋁線，其費(fèi)用不超過(guò)300元，并可重復(fù)使用，大大低于防雷辦提供的避雷裝置費(fèi)用，只需雨后天晴時(shí)新購(gòu)幾包食鹽用以補(bǔ)充澆灌飽和食鹽水的費(fèi)用，成本低廉，安全可靠，安裝方便。表1展示了食鹽廢料法鉆塔避雷裝置與常規(guī)避雷裝置綜合對(duì)比情況。

表1　食鹽廢料法和常規(guī)鉆塔避雷裝置的綜合對(duì)比表

4應(yīng)用效果

2012年5月初，在我隊(duì)的重慶市秀山縣錳礦普查鉆探施工中，在其中3個(gè)機(jī)臺(tái)對(duì)食鹽廢料法鉆塔避雷裝置進(jìn)行了全面試驗(yàn)，取得了較好的防雷效果。

同年在我隊(duì)秀山錳礦區(qū)11個(gè)機(jī)臺(tái)上推廣運(yùn)用，均實(shí)現(xiàn)了良好的避雷防雷效果。

自2013年開始在重慶市地勘局舉辦的“年度安全生產(chǎn)培訓(xùn)班”上進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)交流，此后立即在重慶地勘局下屬各單位的機(jī)臺(tái)上得到了廣泛的推廣應(yīng)用。

5結(jié)論

基于食鹽廢料法鉆塔避雷裝置安全可靠、簡(jiǎn)單易行、成本低廉的特點(diǎn)，非常適合野外鉆探施工對(duì)避雷防雷的要求，值得推廣應(yīng)用。

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收稿日期：2015-12-04

作者簡(jiǎn)介：余偉，男(漢族)，1964年出生，副院長(zhǎng)，學(xué)士，1987年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，一直任職于重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局607地質(zhì)隊(duì)，長(zhǎng)期從事礦山深孔鉆探技術(shù)研究和部門管理工作，兼重慶市地勘局安全專家、重慶市安監(jiān)局鉆探施工安全專家，重慶市巴南區(qū)渝南大道60號(hào)，630378897@qq.com。

中圖分類號(hào):P634.31

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-282X(2016)03-0014-02