食盐废料法钻塔避雷装置

2016-07-04余伟贺冰新孟义泉

地质装备 2016年3期

关键词：钻塔食盐钻机

余伟，贺冰新，孟义泉

(1. 重庆市地质矿产勘查开发局607地质队，重庆　400056；2.中国地质大学(武汉)，湖北武汉　430074；3. 中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊　065000)

食盐废料法钻塔避雷装置

余伟1，贺冰新2，孟义泉3

(1. 重庆市地质矿产勘查开发局607地质队，重庆400056；2.中国地质大学(武汉)，湖北武汉430074；3. 中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊065000)

摘要：为了更好地避免雷雨季节野外地质钻探施工时经常遇到雷阵雨造成雷击伤人的安全事故发生，作者通过对多年野外钻探施工防雷经验总结，从废物利用、经济性、简易性出发，摸索出了一种简单易行的地质勘探岩心钻机钻塔避雷接地装置——食盐废料法钻塔避雷装置，通过野外实际应用，取得了较好的效果。

关键词:钻机;钻塔；避雷装置；食盐

1概述

雷雨季节野外地质钻探施工经常遇到雷阵雨，在这种天气情况下若钻塔的避雷效果不好——避雷针接地电阻大于或远远大于15Ω，极易造成雷击伤人，甚至造成死亡事故[1-3]的发生。

1992年6月我单位在云南省鹤庆县锰矿普查项目上钻探施工ZK4008钻孔时就遇到一次比较严重的雷击事故。当时机台位于海拔高度2713m的高山上，上午9时左右正值雷雨天气，由于高度12.5m门字钻塔安装的避雷接地体只是1根由直径为50mm、长度2m的废钻杆做成的接地桩(之前我单位的野外钻塔都是这样安装)，其接地电阻高达715Ω(此事故之后用接地电阻仪检测)。随着一声震耳欲聋的震雷响起，一个直径约200mm的火球从钻塔腿上滚下来，再滚到机台上斜放着的钻具处，最后滚到前厂房堆放着的钻杆处，造成1人重度烧伤，幸运的是经过及时抢救，无生命危险。此后我单位因为钻探施工场地客观条件限制，一直不能很好解决接地电阻达标问题(《地质调查岩心钻探规程》中明确规定了钻塔(井架)安装的避雷针接地电阻不得大于15Ω)，所以野外钻塔一直未安装避雷装置(若避雷装置不达标，则塔顶上安置的避雷针就会成为引雷针，从而极易导致上述雷击事故的发生)，而在距机台30～50m的地方搭设避雷工棚，一旦雷雨来临时就停止钻进，全部人员就躲入其中。这在雷雨季节将大大增加施工的停待时间，加大了钻探施工周期，同进也使得钻探综合成本增加。

在当今“安全第一”、“以人为本”的形势下，做好野外钻探避雷措施是刻不容缓之事。

2食盐废料法钻塔避雷装置

2.1常规避雷装置

目前野外钻探施工常用的避雷装置结构分为三部分：塔顶接闪器(避雷针)、引下线和地面安装的接地体。为保证可靠避雷，三部分的技术要求如下：

(1)三部分相互之间的连接面积≥10mm2；

(2)尖顶型接闪器材料为紫铜棒，直径≥10mm，长度≥1m；

(3)引下线材料为铝绞线，断面积≥35mm2；

(4)接地体接地电阻值≤15Ω。

若接地体用铜皮网、杆体、管体或石墨+铁块材料，成本太高，也不易安装。笔者咨询了重庆市防雷办，据其专业人员介绍，因地区不同，其土壤和地表水的导电率差异极大，最好的解决办法是采用专业厂商生产的降阻材料石墨+铁块，并由防雷办公室专业技术人员到现场将其埋入塔基周围挖出的较大面积的坑槽中。此降阻材料费用为3600～4800元/机台，另加安装费2000～3000元/机台，共5600～7800元，且石墨不能重复使用，材料费用较高，安装极不方便。

3食盐废料法钻塔避雷装置

为了更好地避免雷雨季节野外地质钻探施工时经常遇到雷雨造成雷击伤人的安全事故发生，同时解决常规避雷装置存在的缺点，作者查询了大量相关技术文献，咨询过相关专业技术人员，并通过对多年野外钻探施工防雷经验总结，结合野外钻探施工的实际情况，从利旧利废、经济性、简易性出发，摸索出了地质勘探岩心钻机钻塔避雷接地体装置——食盐废料法钻塔避雷装置，通过野外实际应用，取得了较好的效果。

食盐废料法钻塔避雷装置主要包括引下线、接地桩、裸铝线、钻杆接手共4个部分。其安装示意图见图1所示。

图1　食盐废料法钻塔避雷装置安装示意图

具体安装时，将埋入8～10副的钻杆废接手均匀地与断面积35mm2、长度10m的裸铝线(可将塔上的引下线延长10m)用铁丝紧密捆绑连接(与接地桩之间的连接也需紧密捆绑)，再一起埋入长10m、宽150mm、深200mm的地槽中，浇上8～10包食盐制成的饱和食盐水，回填一半深度的土，浇上饱和食盐水，最后压实即可。由于该避雷装置的关键部分为食盐和废旧钻杆接手，所以取名为食盐废料法钻塔避雷装置。

根据上述要求安装的食盐废料法钻塔避雷装置，在3个机台共7个孔位钻探施工时，用接地电阻仪检测，其接地电阻为4～13.2Ω，完全达到了《地质调查岩心钻探规程》中规定的避雷针接地电阻的要求。此前我队只用旧∅50 mm钻杆制成的1根接地桩作为接地体，而未采用10m的裸铝线和废接手及饱和食盐水的新降阻方法，在这种情况下测得接地电阻为120～800Ω，甚至个别土壤爆表。而我队于2012年采用食盐废料法钻塔避雷装置后，每个机台的避雷接地体的接地电阻值均小于15Ω，从未发生过雷击伤人事故，雷雨天气也不停钻，取得了较好的避雷防雷效果。

食盐废料法钻塔避雷接地装置主要材料是长度

10m、断面积35mm2的裸铝线，其费用不超过300元，并可重复使用，大大低于防雷办提供的避雷装置费用，只需雨后天晴时新购几包食盐用以补充浇灌饱和食盐水的费用，成本低廉，安全可靠，安装方便。表1展示了食盐废料法钻塔避雷装置与常规避雷装置综合对比情况。