维拉斯托铜锌矿地面炸药库的防雷设计

yunnan2009

摘要：本文以内蒙古维拉斯托铜锌矿地面炸药库为例，介绍了地面炸药库防雷的基本措施及计算方法、注意事项等。 关键词：炸药库 防雷 措施 矿山的建设及生产需要大量的炸药，炸药的妥善存储是安全生产的头等大事，，雷电防护是炸药库设计中必须考虑的重要环节。随着国家经济的快速发展，能源及资源的需求量不断增长，金属及非金属矿山数量也随之迅速增加，防雷设计在这一领域的重视程度也达到了一个新的高度。 1998年8月，湖北南漳县化建公司炸药库发生特大爆炸事故，造成人员伤亡197人，直接经济损失近千万元。事故发生后，经公安部爆破专家现场分析，认定爆炸是该炸药库防雷装置不符合国家规范所致。几年来，通过对多起爆炸事故分析，我们对爆炸和火灾危险环境下的防雷设计有了更深入的理解，在工程实践中取得了良好的效果。 日前，笔者参加了内蒙古维拉斯托铜锌矿地面炸药库的防雷设计。该矿山为新建矿山，地处内蒙古克什克腾旗，设计年产铜锌矿33万吨。为了矿山的建设和生产，在矿区附近建一座存储炸药20万吨、爆破器材5万吨的炸药库。根据《GB50057建筑物防雷设计规范》规定，维拉斯托铜锌矿地面炸药库为第一类防雷建筑物，防雷措施主要包括：防直击雷措施、防雷电感应措施、防雷电波侵入措施。 一、防直击雷措施 采用三座独立避雷针（金属塔式）作为接闪器来防直击雷。炸药库为第一类防雷建筑物，用滚球法设计接闪器时滚球半径hr=30m。直击雷防护范围是炸药库和起爆材料库。 1、 保护范围验算 初步选定三支等高避雷针h=20m，避雷针A1、A2 之间距离为18.5m， A2、A3 之间距离为18m。现按避雷针间最大距离D=18.5m，建筑物高度hx=4.1m来验算避雷针的保护范围：D=18.5 ,=56.5 ，D＜所以按双支等高避雷针计算方法验算（D≥时按各单支避雷针计算）： （1）避雷针外侧的保护范围 在hx高度的保护半径rx：rx=-=13.15m 在地面上的保护半径r0: r0==28.28m （2）两避雷针之间保护范围内被保护空间的最低高度h0 h0 ==16.38m＞hx=4.1m 所以建筑物均在避雷针的保护空间之内。 用rx=13.15m，r0=28.28m作出保护范围如图1所示，炸药库和起爆材料库均在保护范围之内。 2、接地装置及接地电阻 每座避雷针应有独立的接地装置，利用其塔身作为引下线，接地装置冲击接地电阻Ri≤10Ω。 3、避雷针塔身及其接地装置至被保护建筑物及其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离 空气中距离Sal: 当hx＜5Ri时，Sal≥0.4（Ri+0.1hx）=4.16m 地中距离Sel: Sel≥0.4Ri=4m 二、防雷电感应措施 炸药库和爆破器材库各做一套防雷电感应接地装置，其工频接地电阻不大于10Ω。建筑物内的设备、管道、构架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物均应接到防雷电感应接地装置上。要求钢筋混凝土屋面内钢筋绑扎成闭合回路，并每隔18～24m采用引下线与防雷电感应接地装置连接一次。建筑物内平行敷设的管道、构架等长金属物，其净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时，连接处应采用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀环境下可不跨接。 分别在炸药库、爆破器材库进门处安装防静电门帘以消除人员进出带来的静电，防静电门帘必须与防雷电感应接地装置可靠连接。 三、防雷电波侵入措施 炸药库和爆破器材库内不设电气设施和电气照明，亦没有架空金属管道、埋地或地沟内的金属管道进出，故本设计不需考虑防雷电波侵入措施。如果建筑物有电缆和架空金属管道、埋地或地沟内的金属管道进出，就需要采取如下防雷电波侵入的措施： 1、低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应接地装置上。当全线采用电缆有困难时，可采用钢筋混凝土电杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，埋地长度应不小于2 （ρ为埋电缆处的土壤电阻率），但不应小于15m。在电缆与架空线连接处，应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连接在一起接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。 2、架空金属管道，在进出建筑物处应与防雷电感应接地装置相连。距离建筑物100m内的管道，应每隔25m左右接地一次，其冲击接地电阻不应大于20Ω，并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。 3、埋地或地沟内金属管道，在进出建筑物处与防雷电感应接地装置相连即可。 四、结语 通过验证，上述设计达到了炸药库的防雷要求。施工过程中要和相关专业密切配合，严格按照国家标准、规范施工。在日后的维护中要定期检测接地电阻、检查接地连接情况，发现问题及时校正。只有这样才能保证炸药库的防雷安全。 参考文献： [1] 徐永根等 《工业与民用配电设计手册》[M] 水利电力出版社 [2]《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）[Z]