CN110578548A - 一种隧道除尘系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道除尘系统，包括过滤箱和风机箱，过滤箱入口端连接风机箱，过滤箱的内壁上安装有螺旋排布的喷头，喷头通过增压泵连接降尘剂料仓。本发明采用可移动，主动吸入处理，物理与化学相结合，深度降尘、净化洞内空气的处理系统，在短时间内改善作业环境，为快速施工提供保障，该方法工效快、净化率高、成本低、安全性高、方便易操作，具有广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于隧道施工的空气净化系统及方法。
背景技术
随着我国工程建设的快速发展，隧道工程建设也随之提速，长大隧道不断出现。伴随着人们环保意识的提高，以人为本理念的深入，改善隧道施工作业环境，确保作业安全也就成为了工程施工面临的首要问题。在施工过程中隧道内产生的有害气体和粉尘（ 一般空气灰尘、泥沙粉尘、煤粉尘、焊接烟尘、爆破气体、设备尾气等）不但直接影响劳动效率的提高，因空气混浊阻碍通视，干扰相互作业，严重制约施工进度，同时还会对洞内设施造成损害，而且对施工人员的身心健康构成严重危害，因而解决长大隧道洞内空气质量及环境就成为隧道施工中不容忽视的重要问题。
现有隧道施工通风、排烟主要采用抽风、压风或抽风压风结合通风排烟方式，通过机械通风稀释和挤压排出洞内烟雾及悬浮粉尘及有害气体，补充新鲜空气，来保障洞内作业环境。其通风、排烟功效低，时间长，成本高，同时在将废气、粉尘排出洞外过程中，使废气、粉尘弥漫整个隧道，效果不佳，影响作业环境并危及作业人员职业健康，限制了长大隧道施工水平提升。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对隧道内排风困难，空气粉尘多的问题，在洞内通过非传统抽排、挤压的方式主动将粉尘快速消减；消除有毒有害气体，净化洞内空气；利用洞内空气在净化基础上提高氧气含量，改善作业环境，为隧道安全、高效、节能、绿色施工提供环境保障，不断提升长大隧道施工水平。
本发明的技术方案是：一种隧道除尘系统，包括过滤箱和风机箱，过滤箱入口端连接风机箱，过滤箱的内壁上安装有螺旋排布的喷头，喷头通过增压泵连接降尘剂料仓。
过滤箱出口端安装滤网，过滤箱底部有导流槽。
风机箱的吸尘罩上安装有隔网，吸尘罩前方设置隔尘雾幕。
风机箱的吸尘罩前方设置扑尘雾炮。
隔尘雾幕和扑尘雾炮通过增压泵连接水箱。
过滤箱上安装减压装置。
滤网外安装检测器。
降尘剂料仓中存储脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、樟脑及水的混合物。
本系统安装在运载车上。
一种隧道除尘方法，包括：一、打开隔尘雾幕，隔离开治理区与作业区，同时开启前置扑尘雾炮对治理区的进行机外消减；二、开启作业区的风机至最高功率，将治理区的粉尘吸入过滤箱，过滤箱内置的喷嘴喷出降尘剂雾，进行深度净化；三、深度净化后的气体过滤箱出口的滤网后排出；四、检测粉尘浓度，根据粉尘浓度调节风机功率。
本发明的有益效果：
本发明采用可移动装置，自主消减粉尘及有害气体，物理与化学处理相结合，深度除尘降害、净化洞内空气并提高空气中氧气含量的处理系统，将绝大部分粉尘、有害气体在洞内运用处理系统消减，实现短时间内改善洞内作业环境，为隧道安全、快速施工提供保障。该方法工效快、净化率高、成本低、安全性高、方便易操作，能快速、高效的净化隧道施工作业面空气，极大地改善施工作业环境，有很好的经济效益和社会效益，具有广泛的应用价值。
相比于现有隧道通风降尘方法及体系，本发明提供了主动、高效洞内空气净化系统及方法。为隧道通风降尘提供了新的方法，隧道施工工序及设备配置将得到重大调整，大大提升隧道施工环保、安全、进度水平，降低施工成本，保障长大隧道高水平、高质量发展。本发明相对于现有隧道通风降尘方法及体系其优势体现在以下方面：
1、本发明大大提高了隧道粉尘处理效率，净化洞内空气，满足洞内空气质量要求；
2、本发明实现主动空气进化处理，解决了整个洞内（巷道）空气污染问题，不同于抽排、压排局部处理；
3、本发明可实现可移动、主动空气净化处理系统，不受隧道断面、长度通风制约，为隧道洞外供风变洞内供风提供保障基础。
4、大大缩短通风排烟时间，缩短工序循环时间，减少对其它工序干扰，加快施工进度。
5、极大缩减通风排烟工序的成本，包括通风台班、通风材料等。
6、作业环境改善、通视效果提升，有利于职业健康及施工安全保障。
附图说明：
图1为除尘系统的整体结构示意图。
图2为雾幕的结构示意图。
图3为过滤箱的结构示意图。
具体实施方式
实施例：一种隧道自主空气净化系统由运载车1、车载发动机7（环保型）、增压泵9、前置扑尘雾炮2、隔尘雾幕3、吸尘罩4、隔网11、风机箱5、过滤箱6、减压装置12、滤网13、降尘剂料仓10、检测器14等组成，运用隔尘雾幕3隔离治理区与作业区，在启动隔尘雾幕3的同时启动前置的扑尘雾炮2，对粉尘进行机外消减。利用风机将废气抽入过滤箱6进行深度净化，通过滤网13进入滤筒再次除尘、净化，并经检测后排出。本发明采用物理与化学方式相结合，外围喷雾降尘，过滤箱净化仓内采用降尘剂及水雾静电复合综合除尘技术深度处理来净化空气。
所述运载车1为8T以上普通轮式货车（带挡板），用于装置、运载以上设施及器件，根据需要行驶至作业面。
所述前置扑尘雾炮2为设置在车尾挡板架底部雾炮喷头，依隧道断面大小设置共4-8个，仰角45-60°，角度可调，喷雾距离大于20m， 用于捕集隧道掌子面方向废气中的粉尘。
所述隔尘雾幕3为沿车尾挡板架向外设置的一圈带孔钢管利用高压风、水混合物所喷射的雾幕。具体为Ф40镀锌钢管接入高压风（车载小型空压机提供）及高压水（车载小型增压泵）每20cm钻2mm排雾孔1排（径向向外），以形成帘状。用于阻隔隧道掌子面方向废气未经处理向洞外方向扩散。
所述吸尘罩4为风机进口设置的圆形喇叭口形的导风口，长35Cm，厚2mm铁皮。隔网为高强度细丝网，网孔间距1.5cm，主要为阻挡异物吸入风机。
所述风机箱5为大风量、低风压离心机箱，瓦斯及高风险隧道配置防爆型，根据作业面废气体积大小采用不同型号机型。
所述过滤箱6为净化系统核心部件，主要通过其内壁上螺旋排布的喷头21提供高密度降尘剂雾粒，充分与未完全处理废气接触，反应，通过雾粒物理及化学特性达到降尘及净化目标，水雾在高速喷射及碰撞过程中本身会产生静电，对粉尘具有吸附作用。过滤箱6外壳为2mm铝合金板，内置螺旋式布置喷头21，每组若干个喷头21组成（不同角度）的雾粒处理器，将降尘剂雾化雾化，并利用水雾静电综合处理。底部设导流凹槽22，通过导流孔排出处理泥水，收集于废料仓内。
所述减压装置为粉尘阻尼减压套圈，以减少过滤箱风压，在合适部位设置，套圈宽约2CM，压力大时套圈宽度中间的类似反向阀张开，排气，防止过滤箱6因为压力过大而涨坏。
所述滤网13为采用覆膜滤料制成，覆膜为膨胀微孔聚四氟乙烯（PTFE），滤料采用高强人工纤维，具有高强、防水性能特性。设置间隔2层，每次作业后清洗。
所述降尘剂料仓10为塑料透明标刻度器皿。降尘剂为阴离子脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（0.050%含量）、两性离子椰油酰胺基丙基甜菜碱（0.075%含量）、人工樟脑复配合剂（0.006%含量）及水的混合物。降尘剂雾化后可以充分和粉尘接触，实现水雾静电复合综合除尘技术处理，清晰空气、提神。
所述检测器14为便携式液晶显示粉尘检测仪，可直观显示粉尘含量，并据此结合处理量确定控制标准及处理档位。
所述发动机7主要为风机、增压泵9提供动力，采用环保、轻便型。
所述增压泵9为扑尘雾炮2、隔尘雾幕3、过滤箱6降尘剂雾化提供增压，采用轻型、低压泵。
本发明的隧道自主空气净化方法包括以下步骤：
步骤一：首先，将运载车1开至隧道内，到达指定区域，一般距掌子面20-35m（将区域划分为治理区和作业区），检查作业环境，确保作业区域安全后准备净化作业。
步骤二：其次，打开隔尘雾幕3，隔离开治理区与作业区；同时启动前置扑尘雾炮2，对粉尘进行机外消减，水压控制在0.3MPa-0.63MPa。
步骤三：隔尘雾幕3及雾炮4开启1min后，开启风机开至最高挡位，将废气抽入过滤箱6，利用降尘剂雾粒与废气充分接触，进行深度净化，通过滤网13再次除尘，并经检测后排出。
步骤四：依据检测器14检测结果，当粉尘浓度高于设定值时红色声光警示系统开启，吸入风机挡位自动开至最大；当粉尘浓度小于设定值时但高于规范要求值时黄色声光警示系统开启，吸入风机挡位自动开至中档，当粉尘浓度小于规范要求值时绿色声光警示系统开启，吸入风机挡位自动开至低档，净化作业过程中用户可手动调整挡位及设定作业时间。
最后，作业结束后按相反次序关闭各设备功能，移除作业车。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种隧道除尘系统，包括过滤箱和风机箱，其特征在于：过滤箱入口端连接风机箱，过滤箱的内壁上安装有螺旋排布的喷头，喷头通过增压泵连接降尘剂料仓。
2.根据权利要求1所述的隧道除尘系统，其特征在于：过滤箱出口端安装滤网，过滤箱底部有导流槽。
3.根据权利要求1所述的隧道除尘系统，其特征在于：风机箱的吸尘罩上安装有隔网，吸尘罩前方设置隔尘雾幕。
4.根据权利要求3所述的隧道除尘系统，其特征在于：风机箱的吸尘罩前方设置扑尘雾炮。
5.根据权利要求4所述隧道除尘系统，其特征在于：隔尘雾幕和扑尘雾炮通过增压泵连接水箱。
6.根据权利要求1所述隧道除尘系统，其特征在于：过滤箱上安装减压装置。
7.根据权利要求2所述隧道除尘系统，其特征在于：设有检测器。
8.根据权利要求1所述隧道除尘系统，其特征在于：降尘剂料仓中存储的降尘剂是脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、樟脑及水的混合物。
9.根据权利要求1-8任一项所述隧道除尘系统，其特征在于：本系统安装在运载车上。
10.一种隧道除尘方法，其特征在于包括：
一、打开隔尘雾幕，隔离开治理区与作业区，同时开启前置扑尘雾炮对治理区的进行机外消减；
二、开启作业区的风机至最高功率，将治理区的粉尘吸入过滤箱，过滤箱内置的喷嘴喷出降尘剂雾，进行深度净化；
三、深度净化后的气体过滤箱出口的滤网后排出；
四、检测粉尘浓度，根据粉尘浓度调节风机功率。
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