CN110821548A - 一种隧道综合除尘系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种隧道综合除尘系统及方法，包括送风装置、掌子面喷淋装置、综合除尘装置和烟尘浓度检测装置，送风装置包括风压机和通风管，所述的通风管固定在地面上，一端连接在风压机上，另一端设置在掌子面附近；掌子面喷淋装置，包括至少一组喷淋组件，综合除尘装置包括喷雾除尘装置和静电除尘装置，所述喷雾除尘装置包括若干组喷淋头和连接管路，所述的静电除尘装置带有移动机构，工作区域为隧道内任意位置；烟尘浓度检测装置，包括多个烟尘浓度检测传感器和控制器，烟尘浓度检测传感器间隔设置于隧道内，并连接控制器，当有烟尘浓度检测传感器的检测值超过预定值时，控制器控制送风装置、掌子面喷淋装置或/和综合除尘装置投入运行。

Description

一种隧道综合除尘系统及方法

技术领域

本公开属于隧道施工领域，具体涉及一种隧道综合除尘系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

隧道施工大多使用矿山法施工，施工过程中会产生大量的粉尘。在隧道施工中，由于炸药爆炸、内燃机机械的使用、开挖时底层中放出有害气体、以及钻眼、装渣喷射混凝土等原因，在洞室内漂浮着大量的粉尘和有害气体，对施工人员的身体危害极大，特别是粒径微小的粉尘，极易被人吸入，或者沉附于支气管，或者吸入肺泡，隧道施工人员常见的尘肺病就是因此而形成的。因而，防尘除尘工作显得十分重要。

据发明人了解，现在工程中一般采用机械通风除尘或者自然通风，虽然技术简单，但是造价太高，除尘效果并不能达到令人满意的效果，采用的除尘措施不够全面，只是采用单一或者其中的若干种，没有充分发挥各个除尘措施的优点。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种隧道综合除尘系统及方法，本公开使用综合除尘措施，相对单独采用通风除尘，具有高效性经济性的优点，同时，可自行根据烟尘浓度调整功率，减少了能源的消耗。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种隧道综合除尘系统，包括送风装置、掌子面喷淋装置、综合除尘装置和烟尘浓度检测装置，其中：

所述送风装置包括风压机和通风管，所述的通风管固定在地面上，一端连接在风压机上，另一端设置在掌子面附近；

所述掌子面喷淋装置，包括至少一组喷淋组件，具体包括用于承载喷淋液体的水箱，所述水箱上设置有可转动的喷头，所述水箱通过加压机构与喷头连接，能够将喷淋液体供给至喷头进而喷射；

所述综合除尘装置包括喷雾除尘装置和静电除尘装置，所述喷雾除尘装置包括若干组喷淋头和连接管路，所述的静电除尘装置带有移动机构，工作区域为隧道内任意位置；

所述烟尘浓度检测装置，包括多个烟尘浓度检测传感器和控制器，烟尘浓度检测传感器间隔设置于隧道内，并连接控制器，当有烟尘浓度检测传感器的检测值超过预定值时，所述控制器控制送风装置、掌子面喷淋装置或/和综合除尘装置投入运行。

作为进一步的限定，所述除尘系统，还包括为其他装置供电的供电装置，所述供电装置包括若干太阳能蓄热板、蓄电池及控制单元，所述太阳能蓄热板布置在隧道外面，所述蓄电池通过安装架固定在隧道边墙上并与太阳能蓄热板相连，所述太阳能集热板吸收太阳能，将吸收到的太阳能转化为电能储存在蓄电池中，所述控制单元固定在安装架上。

作为进一步的限定，所述通风管由波纹软管制成，可伸缩。

作为可选择的实施方式，所述通风管入口处设置有进气栅。

作为可选择的实施方式，所述通风管外设置有可伸缩支架，所述可伸缩支架的伸缩动作由控制器控制，通风管前端设置有距离探测传感器，所述控制根据距离探测传感器探测的通风管前端距离掌子面的距离，控制通风管的伸缩长度。

作为可选择的实施方式，所述加压机构包括供水管和水泵，所述水泵由自带电机驱动。

作为可选择的实施方式，所述掌子面喷淋装置包括多个烟雾浓度检测传感器，所述烟雾浓度检测传感器沿掌子面圆周布设，通过全方位监测各处灰尘浓度，控制喷头的旋转方向和喷射流量。

作为可选择的实施方式，所述喷头通过云台设置于水箱上，旋转角度为0-360°。

作为可选择的实施方式，所述喷雾除尘装置包括多组喷淋头，每一组沿隧道长度等间距布置，每组包括多个喷淋头，同一组喷淋头在隧道顶端沿同一轴线圆周布设。

作为可选择的实施方式，所述喷雾除尘装置的连接管路与水箱连接，连接管路上设置有水泵。

作为可选择的实施方式，所述烟尘浓度检测装置还包括若干气体浓度检测传感器，检测有害气体的含量。

基于上述系统的工作方法，包括以下步骤：

打开隧道外面的风压机，根据通风管的前端距离掌子面的距离，控制通风管的伸缩量，使其前端到达指定位置；

将掌子面喷淋装置移动至开挖掌子面附近，使其运转；

打开静电除尘装置，根据周围烟尘浓度控制其工作功率；

打开喷雾除尘装置，喷雾量大小烟尘浓度灵活调整。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开使用综合除尘措施，相对单独采用通风除尘，具有高效性经济性的优点。在隧道的运营中，车辆在隧道中也会产生大量的尾气，借用静电除尘装置和通风装置相结合，能够达到除尘净化空气的效果。

本公开使用太阳能电池板提供能源，可以节约能源的使用，减少能源的消耗，降低成本。

本公开可自行根据烟尘浓度调整功率，减少了能源的消耗。

本公开可自动监测有害气体的含量并预警，有利于施工安全。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1是本发明俯视图；

图2是本发明侧视图；

图3是本发明A处详图；

图4是本发明B处详图；

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

其中：1太阳能蓄热板，2支撑架，3灯泡，4风压机，5通风管，6蓄电池，7喷雾器，8静电除尘装置，9粉尘浓度探测装置，10掌子面，11掌子面喷淋装置，12距离探测装置，13掘进机，14绿色指示灯，15红色指示灯，16烟雾浓度显示器，17烟雾浓度探测器。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

实施例1：

如图1-4所示，一种隧道综合除尘系统，包括送风装置，掌子面喷淋装置，综合除尘装置，烟尘浓度检测装置和太阳能发电装置。

送风装置包括风压机4，通风管5和距离探测装置12，所述风压机4设置于隧道外面。所述的通风管5固定在地面上，一端固定在风压机4上，另一端设置在掌子面10附近。所述的距离探测装置安装在通风管5前端。

在本实施例中，风压机4由太阳能发电装置1驱动。优选的，所述通风管5由波纹软管制成，可伸缩。在本实施例中，通风管5入口处设置有进气栅。

在本实施例中，通风管5外设置有电动可伸缩支架，可伸缩支架可由太阳能发电装置1驱动伸缩。距离探测装置12可探测通风管5前端距离掌子面10的距离，并控制通风管5的伸缩长度。

所述的掌子面喷淋装置11包括水箱、喷头和烟雾浓度检测装置17，便携可移动，设置在开挖掌子面10附近，减少开挖过程中的烟尘浓度。在本实施例中，所述烟雾浓度检测器17可以进行三维立体扫描，全方位监测各处灰尘浓度，控制喷头旋转，确保各个角度喷淋无遗漏。在本实施例中，掌子面喷淋装置11由自带电机驱动。优选的，所述喷头可360度旋转，确保各个角度喷淋无遗漏。

在本实施例中，烟雾浓度检测装置17可以检测烟尘及各种有害气体浓度，并可根据烟尘浓度控制喷水量的大小。

综合除尘装置包括喷雾除尘装置7和静电除尘装置8。喷雾除尘装置7固定在隧道顶部，对隧道内的粉尘进行过滤，防止粉尘污染环境。包括多组在隧道顶端成弧形布设的喷淋头和与各喷淋头以及水箱连接的连接管路。

静电除尘装置8可移动，由太阳能发电装置1驱动，布置在隧道靠近掌子面10附近，安装有烟尘浓度检测装置17。在本实施例中，喷雾除尘装置7各组喷淋头沿隧道长度等间距合理布置。在本实施例中，静电除尘装置8可自动调节功率，当烟尘浓度检测装置绿灯14亮起时，使用小功率除尘，当烟尘浓度检测装置红灯15亮起时，触发警报并使用大功率除尘。

烟尘浓度检测装置包括检测装置17，信号灯14、15，布置在静电除尘装置8及掌子面喷淋装置11上。在本实施例中，所述烟尘浓度检测装置17可检测尘土，有害气体的含量，并将含量显示在显示屏16上。在本实施例中，信号灯14、15当有害气体浓度或尘土浓度超过限值时，红灯15亮起并触发警报；当有害气体浓度或尘土浓度安全时，绿灯14亮起。

在本实施例中，太阳能发电装置包括太阳能蓄热板1、蓄电池6及控制器，所述太阳能蓄热板1布置在隧道外面，所述蓄电池6通过安装架固定在隧道边墙上并与太阳能蓄热板1相连，所述太阳能集热板1吸收太阳能，将吸收到的太阳能转化为电能储存在蓄电池6中，所述控制器固定在安装架上。

在本实施例中，该蓄电池6可拆卸。

控制器与光强检测模块和灰尘浓度检测模块连接，所述光强检测模块检测隧道中的黑暗程度，灰尘浓度检测模块检测隧道内的灰尘的含量，当控制器检测到隧道中较黑时，控制器控制蓄电池6与灯泡3接通，使灯泡3发光，当控制器检测到隧道中灰尘的含量较多时，控制器控制蓄电池6与水泵连通，水泵工作抽取水，水从喷头7中雾化喷出，雾化的水与灰尘混合，使灰尘的重量增大，掉落到地上，从而降低隧道中的灰尘含量，使空气清新，能见度高。

本发明的应用方法如下：

A.打开隧道外面的风压机4，通风波纹管5在电机1驱动下由距离探测装置12控制伸缩量，到达指定位置后自动停止；

B.将掌子面喷淋装置11移动至开挖掌子面10附近，打开电机使机器运转；

C.打开静电除尘装置8，功率由烟尘浓度检测装置17控制，时刻注意烟尘浓度检测装置控制信号灯14、15情况，如遇红灯15亮起立即停止施工并加大功率除尘通风；

D.打开喷雾除尘装置7，喷雾量大小由烟尘浓度检测装置17控制；

E.施工结束，关闭各通风装置，以待下次使用。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

(1)使用综合除尘措施，相对单独采用通风除尘，具有高效性经济性的优点。在隧道的运营中，车辆在隧道中也会产生大量的尾气，借用静电除尘装置和通风装置相结合，能够达到除尘净化空气的效果。

(2)使用太阳能电池板提供能源，可以节约能源的使用，减少能源的消耗，降低成本。

(3)可自行根据烟尘浓度调整功率，减少了能源的消耗。

(4)可自动监测有害气体的含量并预警，有利于施工安全。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种隧道综合除尘系统，其特征是：包括送风装置、掌子面喷淋装置、综合除尘装置和烟尘浓度检测装置，其中：

所述送风装置包括风压机和通风管，所述的通风管固定在地面上，一端连接在风压机上，另一端设置在掌子面附近；

所述掌子面喷淋装置，包括至少一组喷淋组件，具体包括用于承载喷淋液体的水箱，所述水箱上设置有可转动的喷头，所述水箱通过加压机构与喷头连接，能够将喷淋液体供给至喷头进而喷射；

所述综合除尘装置包括喷雾除尘装置和静电除尘装置，所述喷雾除尘装置包括若干组喷淋头和连接管路，所述的静电除尘装置带有移动机构，工作区域为隧道内任意位置；

所述烟尘浓度检测装置，包括多个烟尘浓度检测传感器和控制器，烟尘浓度检测传感器间隔设置于隧道内，并连接控制器，当有烟尘浓度检测传感器的检测值超过预定值时，所述控制器控制送风装置、掌子面喷淋装置或/和综合除尘装置投入运行。

2.如权利要求1所述的一种隧道综合除尘系统，其特征是：所述除尘系统，还包括为其他装置供电的供电装置，所述供电装置包括若干太阳能蓄热板、蓄电池及控制单元，所述太阳能蓄热板布置在隧道外面，所述蓄电池通过安装架固定在隧道边墙上并与太阳能蓄热板相连，所述太阳能集热板吸收太阳能，将吸收到的太阳能转化为电能储存在蓄电池中，所述控制单元固定在安装架上。

3.如权利要求1所述的一种隧道综合除尘系统，其特征是：所述通风管由波纹软管制成，可伸缩。

4.如权利要求1所述的一种隧道综合除尘系统，其特征是：所述通风管入口处设置有进气栅。

5.如权利要求1所述的一种隧道综合除尘系统，其特征是：所述通风管外设置有可伸缩支架，所述可伸缩支架的伸缩动作由控制器控制，通风管前端设置有距离探测传感器，所述控制根据距离探测传感器探测的通风管前端距离掌子面的距离，控制通风管的伸缩长度。

6.如权利要求1所述的一种隧道综合除尘系统，其特征是：所述加压机构包括供水管和水泵，所述水泵由自带电机驱动。

7.如权利要求1所述的一种隧道综合除尘系统，其特征是：所述掌子面喷淋装置包括多个烟雾浓度检测传感器，所述烟雾浓度检测传感器沿掌子面圆周布设，通过全方位监测各处灰尘浓度，控制喷头的旋转方向和喷射流量。

8.如权利要求1所述的一种隧道综合除尘系统，其特征是：所述喷雾除尘装置包括多组喷淋头，每一组沿隧道长度等间距布置，每组包括多个喷淋头，同一组喷淋头在隧道顶端沿同一轴线圆周布设。

9.如权利要求1所述的一种隧道综合除尘系统，其特征是：所述烟尘浓度检测装置还包括若干气体浓度检测传感器，检测有害气体的含量。

10.基于权利要求1-9中任一项所述的系统的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

打开隧道外面的风压机，根据通风管的前端距离掌子面的距离，控制通风管的伸缩量，使其前端到达指定位置；

将掌子面喷淋装置移动至开挖掌子面附近，使其运转；

打开静电除尘装置，根据周围烟尘浓度控制其工作功率；

打开喷雾除尘装置，喷雾量大小烟尘浓度灵活调整。

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