岩心钻探工程电力驱动安全技术应用与实践

摘要： 本文简述了岩心钻探工程电力驱动安全技术的一般要求，分析了黄金部队岩心钻探工程电力驱动存在的安全问题，并结合阳山矿区岩心钻探工程实践着重研讨了确保岩心钻探工程电力驱动安全的技术措施和方法，对岩心钻探工程具有普遍借鉴意义。

Abstract： This paper outlines the general requirements of the electric drive security technology of core drilling engineering， analyzes security problems in electric drive of Gold Force core drilling project， and discusses the technical measures and methods for ensuring the electric drive security in core drilling engineering by combining with Yangshan mine core drilling engineering practice， which has a general reference for core drilling project.

关键词： 岩心钻探；电力驱动；安全技术

Key words： core drilling；electric drive；safety technology

中图分类号：P634 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）12-0291-02

0 引言

黄金部队岩心钻探工程以电力作为钻机设备驱动力，由于野外钻探作业集中在4至10月份，钻探泥浆、雨水潮湿等环境因素，因此，机场存在触电、雷击、电器火灾等多种危险因素，不采取相应的安全技术和安全管理防范措施，一旦发生事故，不仅使部队在经济上蒙受重大损失，还会直接危及一线官兵的生命安全，影响部队安全稳定和战斗力提高。

1 岩心钻探工程电力驱动安全技术要求

1.1 机场照明 根据《地质岩心钻探规程》，机场移动式配电箱、开关箱应安装在固定支架上，并有防潮、防雨、防晒措施。机场照明应使用防水灯具；照明灯泡应距离塔布表面300mm以上。

1.2 钻探动力用电 每台钻机应独立设置开关箱，实行“一机一闸一漏电保护器”。机场电气设备应根据供电系统要求进行保护接零或保护接地。接地电阻应小于4Ω。修理电气设备时，应切断电源，并挂警示牌或设专人监护。

1.3 钻塔防雷 钻塔要安装与钻塔绝缘的避雷针，下引线用绝缘导体。避雷针、下引线和接地体之间的连接严密可靠。避雷针接地电阻不得大于15Ω，接地极埋在实土地层中。避雷针与塔顶高度应不小于1.5m，引下线与塔及绷绳各部空间距离不应小于1m，接地极与电机的接地、孔口管及绷绳接地处的距离应大于3m。

此外，岩心钻探机场动力配电箱与照明配电箱应分别设置，钻探施工用电应严格遵守GB50194的规定，使用手持式电动工具应遵守 GB/T3787的规定。

2 岩心钻探工程电力驱动安全分析

2.1 机场环境 黄金部队钻探工程机场都处在山区，地形复杂，环境恶劣，气候多变，特别是部队出队作业集中在4至10月份，处在夏季雨水集中和雷电频发时段，日晒雨淋和机场泥水飞溅等对岩心钻探工程电力驱动安全造成十分不利影响。此外，岩心钻探工程电力驱动安全还受温度、湿度、风雨雪、照明、视野、噪声、振动、通风换气等环境因素影响，客观上要求岩心钻探工程电力驱动安全技术必须经得起环境考验，更加可靠。

2.2 作业人员 黄金部队钻探工由士官和义务兵构成，虽具有初中及以上文化，对岩心钻探施工知识、技能掌握比较全面，但对电力驱动专业知识和技能不够熟悉，对电气性能不够了解。岩心钻探工程机电设备的操作主要依靠机长、班长以及有经验的作业人员传、帮、带。特别是有的机场电工没有取得国家安全生产监督管理局颁发的“电工操作证”，就从事岩心钻探工程机场电工操作，属不合法作业。这些作业人员的能力素质与岩心钻探工程电力驱动安全密切相关。

2.3 安全技术 岩心钻探工程电力驱动安全技术包括绝缘、间距、屏护、漏电保护、安全电压、断电、接地、接零和警示标牌等，这些均受到诸多因素的影响，如绝缘可能因风吹日晒而老化皲裂或因钻杆无意刮破漏电；电动机因受潮或长期停用而使其绝缘电阻值不达标；电动机接地电阻值因接地体锈蚀而不符合安全要求；再如避雷针接地体因土壤干燥而导致接地电阻值超过标准等。这些安全技术在某些看不见的因素的影响下而导致对人和设备的安全保护实效，对岩心钻探工程电力驱动安全构成了严重隐患和危险。

2.4 管理教育 黄金部队岩心钻探工程形成了一整套安全管理教育制度机制，对确保规程落实和动态操作安全，使官兵树立安全意识、落实安全制度、实施安全作业起到了重要作用。但岩心钻探工程实践中存在电力驱动安全技术防范“一劳永逸”思想、例行安全检测制度不落实、安全隐患排查走过场等问题。这些也制约了岩心钻探工程电力驱动安全技术效能的发挥。

3 岩心钻探工程电力驱动安全技术应用与实践

阳山矿区1202机台，采用国家电网供电，钻探机场主要的用电负荷为：XY-4岩心钻机用的37KW三相异步电动机、水泵用的15KW三相异步电动机、泥浆泵用的15KW三相异步电动机、绞车用的4.5KW三相异步电动机、搅拌机用的7.5KW三相异步电动机以及机台总计不超过1KW的照明灯泡，采用三相四线制供电。

3.1 矿区变压器 该矿区变压器的安装、维护由当地供电部门负责，供电变压器的中性点接地、外壳接地和高压侧避雷器接地必须良好，防止因接地问题或故障对矿区岩心钻探工程作业造成重大影响。日常检查由机场电工配合进行，发现异常情况及时报告当地供电部门。

3.2 供电线路 1202机场采用绝缘电缆供电，电缆的选用从电路条件、环境条件和机械强度等多方面综合考虑允许电流、电线电阻的压降、电路的最高电压、环境温度和抗拉力等。进入机场的动力线使用橡胶电缆，进出口处设有护缆装置。该机场三相异步电动机配线截面规格大小采用口诀估算和查表相结合的方法，考虑了温度和作业环境的影响，同时针对该矿区地质岩层岩性钻进对电动机的影响，选择的导线截面适当留有余地。例如，该机台钻机用的37KW三相异步电动机选用的是35mm2的橡胶铜芯电缆而不能选用25mm2铜芯电缆。此外，电缆和导线的连接操作、绝缘恢复等均按照国家标准操作进行，防止了在受力、潮湿等情况下发生漏电伤人事故。

3.3 机场配电柜 机场配电柜是岩心钻探工程电力驱动的控制装置，用铁皮制作而成，通过按钮开关对机场的钻机、水泵、泥浆泵、绞车和搅拌机等动力负载进行控制。配电盘、柜、箱应均设在干燥的位置，有防雨、防潮、防晒“三防”设施。对简易配电盘，设在离地面1.50m的高处，杜绝了简易配电盘和刀闸放在地上或装在塔脚上等现象。配电柜对每一台三相异步电动机分别进行了停止、运行的控制和短路、过载、失压等情形下的保护。配电柜内的控制电气元件，如塑料壳断路器、熔断器、交流接触器、热继电器等的选用，均与电动机名牌上的额定电流和额定电压值相一致。对钻机和水泵上功率较大的三相异步电动机装配了电流表、电压表、电流互感器等检测动力设备运行状态的仪表。单台三相异步电动机线路上的熔丝按照该电动机额定电流的1.5～2.5倍选择；机场总线上的熔丝按照线路上功率最大一台电动机额定电流的1.5～2.5倍，再加上其他电动机额定电流的总和进行选择。雨天操作配电柜时，要求作业人员必须穿好绝缘鞋、戴上绝缘手套进行作业。作业完毕后及时拉下电闸，锁好配电箱（柜），同时要求配电箱（柜）内不得放置任何物件、工具。机场搬运较长的金属物体如钢筋、钢管、钻杆等材料时，特别注意不要碰到电线。机场电气设备和装置的安装、检修严格执行了断电规定，并挂“禁止合闸”警示牌，设专人监护。经常教育作业人员加强电器设备维护保养，使机器设备经常保持良好状态，并做好设备运行及维护记录。此外，该机场配电柜的金属外壳进行了可靠的接地，配电柜按钮根据控制对象不同，贴上了清晰的标签，防止新手出现误操作，配电柜仪表指示准确，有效监视动力设备的运转状态。

3.4 三相异步电动机 三相异步电动机是岩心钻探的主要动力设备，1202机台采取遮盖措施保持电动机的干燥与清洁，防止水份、泥浆、油污侵入。为保证电动机的接地电阻值小于4欧姆，形成制度定期用接地电阻测试仪进行电机接地电阻值的测量。对长期停用的电动机在启动前，均使用500V摇表检测绝缘电阻，防止绝缘电阻值小于0.5MΩ，不符合标准要求。每次开机前均检查电动机的接线是否正确牢固以及轴承部位的润滑情况。合上启动开关后，如果电动机不转动，则立即切断电源。当电动机运转正常后，随时注意观察仪表指示，掌握机械运转状态，经常检查三相电流是否平衡，避免超负荷运行。杜绝将启动手柄用绳子拴绑在“运行”位置的现象，严禁三相电机缺相运转。当保险丝熔断后，首先查明原因消除故障后，再进行搭接。保险丝或熔断器的规格型号保持与电机工作要求相匹配，杜绝使用铜、铝、铁丝代替保险丝。当电动机启动、运转正常后，如发生火花、冒烟、过度发热或转速急剧下降等情况，则立即断开电源，检查修理。要求作业人员操作过程中注意观察仪表指示及机械运转情况，用手触摸电动机温度及振动情况，用耳朵听电动机工作的声响异常，用鼻子闻绝缘层发热、烧毁的臭味，及时发现和处理三相异步电动机运转中的问题苗头，不断学习实践，积累经验，争当机电设备操作维护的实干家、明白人。

3.5 机场照明 该机场采用型号为JMB-1000的照明变压器提供的36V安全电压用于照明。值得注意的是，这种变压器容量是1000VA，输入绕组承受的最大电流限值是2.63A，可以采用220V和380V两种电压输入方式，但其输出的容量是不一样的。当采用380V电压输入时，变压器的输出容量是1000VA，输出电流限值是27.7A；当采用220V电压输入时，变压器的输出容量是578VA，输出电流限值是16A。因此，该机场考虑安全和实用因素，采用的是380V电压输入和仅用36V电压输出的供用电方式，接的是36V灯泡，既充分利用变压器的最大效能，又考虑了输入输出绕组的最大额定电流限值的安全问题。此外，照明灯用的导线，均使用橡胶电缆；灯具均使用防水灯头，灯泡与塔布保持了300mm的距离，有效防止了触电和火灾事故的发生。

3.6 钻塔防雷 根据地质勘探安全规程，该机场钻塔安装了避雷针，其高度高出塔顶1.50m以上，接闪器采用高压瓷瓶固定，并与钻塔绝缘，接地线的材质、规格、形式根据阳山矿区地基岩性确定，接地极距钻塔、绷绳大于3m。接地体采用紫铜板，埋入2m深的实土层，紫铜板周围撒有食盐，定期用接地电阻测试仪进行测量，保持接地电阻值小于15Ω。遇干旱季节接地电阻值达不到要求时，则在接地体周围撒水。作业中遇雷雨天气，要求作业人员不要走近高压杆、铁塔、避雷针，应至少远离20m，该机场未出现雷击安全问题。

4 结束语

阳山矿区1202机台在采取上述安全技术措施和方法的同时，还建立了安全生产责任制，明确机场各级各类人员岗位职责，定期对机场作业人员进行电力驱动安全技术培训，严格落实工前布置、工中检查、工后讲评“三工”制度以及安全交接班制度，经常对机场电力驱动安全隐患进行排查和治理。多年的实践表明，岩心钻探工程电力驱动安全问题是可以预防和根治的。近年来，黄金部队岩心钻探工程电力驱动普遍采用上述安全技术措施和方法，取得了显著成效。

参考文献：

[1]中华人民共和国国土资源部.地质岩心钻探规程[DZ].中国标准出版社，2010.

[2]国家安全生产生产监督管理局.地质勘探安全规程[S].煤炭工业出版社，2006.

[3]陆总兵，陆建飞，曹德新.浅谈施工现场临时用电存在的问题及安全做法[J].建筑安全.

[4]孙鹏飞.施工现场临时用电隐患及措施[J].中国高新技术企业.

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