CN113738429A - 一种隧道长距离接力的通风降尘系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于隧道施工辅助系统领域，并具体公开了一种隧道长距离接力的通风降尘系统及方法。该种通风降尘系统包括供风装置、接力风装置、排风装置、移动除尘车以及从隧道中部到隧道开挖的施工作业面依次设置的三个风幕装置；设置于隧道中部的两个风幕装置与隧道合围形成接力风室，靠近施工作业面的风幕装置与施工作业面之间形成除尘风室；本发明通过接力风室的空气内循环为接力风装置提供足够的新鲜空气，以为施工作业面接力送风；并通过除尘风室的风幕装置使施工作业面处的粉尘和有害气体存留在除尘风室中，以进行除尘降污处理。该系统同时实现了通风和除尘的目的，并能够随隧道掘进而调整，尤其适用于长大隧道独头掘进时的通风和降尘处理。

Description

一种隧道长距离接力的通风降尘系统及方法

技术领域

本发明属于隧道施工辅助系统领域，更具体地，涉及一种隧道长距离接力的通风降尘系统及方法。

背景技术

在进行隧道施工时，对隧道开挖的施工作业面进行通风是其重要工序之一。合理的通风系统、理想的通风效果是给隧道作业人员提供足够的新鲜空气、稀释并排出各种有害气体和粉尘、创造良好的作业环境、进行安全施工的重要保障。

在进行隧道开挖时，通常采用钻爆法来破碎岩体，在此过程中，会产生大量粉尘和有害气体，因此必须通过通风和降尘处理，以为隧道作业人员提供安全、良好的作业环境；同时，还需要对粉尘和有害气体进行阻隔，以防止其溢出隧道，对隧道外的空气造成污染。

对于长大隧道的独头掘进，现有技术中的通风方式一般采取机械通风，通过使用送风机向隧道内施工作业面输送新鲜空气，隧道掌子面粉尘和有害气体自然向外溢出；然而对于单个风机，其送风距离一般为1.5km-2km；当隧道长度大于3km时，由于输送损失，单个风机已无法满足对隧道通风的需求；现有技术中针对隧道施工作业面爆破后的除尘处理一般通过除尘设备实现；然而，现有技术在进行除尘处理时，并未对隧道内外的气流进行阻隔，导致隧道内有害气体和粉尘溢出隧道，造成了环境污染，也降低了除尘效率。

现有技术中为了解决长大隧道的通风问题，提出了一些解决方案，例如202010916325.X公开了一种长距离隧道用分段式通风系统，其通过风筒连接成送风通道和排风通道，并通过分别设置于送风通道和排风通道中的多个送风支路风机和排风支路风机进行接力通风，同时通过多个风墙将隧道阻隔成多个分段，在送风通道和排风通道中设置三通为各个分段通风；该分段式通风系统对于隧道沿程通风能够取得较好的效果；然而该系统在应用于隧道开挖的施工作业面的通风时，存在下述缺点：1.该系统的风机、三通以及风墙的数量多，且将各个支路风机设置于三通中，其系统复杂；2.由于所有送风支路风机和排风支路风机分别依次连接于送风通道和排风通道中，在对隧道施工作业面进行通风时，需要开启所有的送风支路风机和排风支路风机，其能耗高；3.该系统将隧道内的粉尘和气体直接排出隧道而未进行除尘处理；4.该系统为使粉尘沿隧道向洞外排出，关闭风墙上的射流风机，使风墙失去了隔绝风流的作用；5.该系统的风机、三通以及风墙均为固定安装，在隧道掘进的过程中需要通过增加设备的方式给不断掘进的隧道施工作业面通风，隧道越长，其设备越多，系统越复杂。

基于上述缺陷和不足，本领域亟需对现有的隧道长距离通风降尘系统做出进一步的改进设计，解决现有技术中对长大隧道独头掘进的施工作业面进行通风时系统复杂、能耗高的问题，同时解决对隧道爆破后产生的粉尘和有害气体未进行除尘处理、且未进行阻隔以防止溢出隧道的问题，将现有的系统进行简化，为隧道作业人员创造良好的作业环境，并提供环境友好的作业方式。

发明内容

针对现有技术的上述缺点和/或改进需求，本发明提供了一种隧道长距离通风降尘的系统，其中通过两个风幕装置隔断隧道风流形成接力风室，并在接力风室中形成封闭的气流，以提供足够的新鲜空气用于对隧道的施工作业面进行接力供风，相应以解决对长大隧道通风时使用单个风机输送距离不够，而使用多个支路风机系统复杂、能耗高的问题；此外，本发明还通过风幕装置隔断隧道施工作业面附近的风流，相应以解决长大隧道爆破后产生的粉尘和有害气体溢出隧道的问题，使隧道内的空气经过充分降尘处理后再排出隧道。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，本发明提出了一种隧道长距离接力的通风降尘系统，其包括供风装置、接力风装置、排风装置、移动除尘车以及三个风幕装置；

风幕装置垂直于隧道轴线方向，且两个风幕装置设置于隧道中部，以使与隧道内壁合围形成接力风室，另一个风幕装置设置于靠近施工作业面，以使与隧道内壁合围形成除尘风室；供风装置设置于隧道洞口处，用于向接力风室送风；接力风装置设置于接力风室，且远离供风装置的送风处，以用于从接力风室向除尘风室送风；排风装置设置于除尘风室，且远离接力风装置的送风处，以用于从除尘风室向隧道外排风；移动除尘车用于进入除尘风室进行除尘降污处理；

风幕装置包括风幕机、顶部隔板以及侧方隔板；风幕机呈门字形且其中部留有通道；风幕机通过其出风口喷射风流以在其通道内形成风幕；顶部隔板可转动连接于风幕机上方，且顶部隔板转动撑起后能够封闭风幕机与隧道顶部之间的间隙；侧方隔板在风幕机两侧各设置一个，其分别与风幕机可转动连接，且两个侧方隔板转动撑起后能够分别封闭风幕机与隧道两侧壁之间的间隙。

通过以上构思，一方面，接力风室被两个风幕装置阻隔，使供风装置提供的新鲜空气留存在接力风室中并形成内循环，为接力风装置提供足够的新鲜空气以输送至施工作业面；另一方面，除尘风室被风幕装置阻隔，使施工作业面处爆炸产生的粉尘和有害气体存留在除尘风室中，并为移动除尘车的充分除尘创造条件；通过各个装置的配合，能够实现对隧道的施工作业面进行接力供风，以及对施工作业面爆破后产生的粉尘和有害气体进行除尘降污处理并防止其溢出；该系统设计简单、能耗低，且同时实现了对施工作业面进行通风和除尘降污处理，并阻止了粉尘和有害气体溢出隧道。

作为优选的，三个风幕装置均与隧道可移动连接，以使在隧道掘进的过程中，调整三个风幕装置的位置与不断掘进的施工作业面相适应，该系统通过三个风幕装置以及三个风机即可实现为不断掘进的施工作业面进行通风和除尘，系统简单。

作为进一步优选的，风幕装置通过其底部安装的滚轮实现与隧道的可移动连接。

作为进一步优选的，风幕机还设置有进风口，且风幕机的进风口和出风口均设置于该风幕机的顶部和两侧；风幕机两侧的出风口分别与其对向侧的进风口相对设置，以使两侧出风口能够分别向其相对的进风口喷射风流，有利于增强风幕机对其内外两侧风流的阻断效果；风幕机两侧和顶部出风口的风流喷射能够分别开启和关闭；对于小断面的隧道，可以只开启风幕机顶部出风口的风流喷射；对于断面较宽的隧道，可以只开启风幕机两侧出风口的风流喷射；对于断面宽且高的隧道，可以将风幕机的顶部和两侧出风口的风流喷射同时开启。

作为进一步优选的，顶部隔板和侧方隔板通过转轴实现与风幕机的可转动连接，并通过液压装置实现顶部隔板和侧方隔板的转动撑起。

作为优选的，供风装置包括供风风机和供风风管；供风风机设置于隧道洞口处；供风风管的一端与供风风机相连，其另一端穿过接力风室的一个风幕装置并延伸至接力风室中，以实现向接力风室送风。

作为优选的，接力风装置包括接力风机和接力风管；接力风机设置于接力风室中，且远离供风风管位于接力风室中的一端；接力风管的一端与接力风机相连，其另一端依次穿过接力风室的一个风幕装置和除尘风室的风幕装置，并延伸至除尘风室中，以实现从接力风室向除尘风室送风。

作为优选的，排风装置包括排风风机和排风风管；排风风机设置于除尘风室中，且远离接力风管位于除尘风室中的一端；排风风管的一端与排风风机连接，其另一端依次穿过三个风幕装置，以实现从除尘风室向隧道外排风。

作为优选的，该通风降尘系统还包括设置于接力风室和除尘风室中的空气压力传感器，对接力风室和除尘风室中的空气压力进行实时反馈，以便调整各个风机的风量。

作为优选的，该通风降尘系统还包括设置于除尘风室内外两侧的环境监测传感器，以对粉尘和各种气体进行监测，为隧道的通风和除尘降污处理提供依据并对通风和除尘的效果进行检测。

按照本发明的另一方面，提供了一种利用本发明的通风降尘系统进行隧道通风的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：将两个风幕装置设置于隧道中部，并将另一个风幕装置设置于靠近施工作业面；撑起三个风幕装置的顶部隔板和侧方隔板，以使风幕装置与隧道内壁合围形成接力风室和除尘风室；

步骤二：将供风装置设置于隧道洞口处，并将接力风装置和排风装置分别设置于接力风室和除尘风室；

步骤三：开启接力风室的两个风幕装置；开启除尘风室的风幕装置以使在后续步骤中对施工作业面进行通风，或使除尘风室的风幕装置保持关闭以使在后续步骤中对接力风室与施工作业面之间的隧道段进行通风；

步骤四：开启供风装置、接力风装置以及排风装置以使对隧道进行通风，并使接力风装置的功率大于供风装置的功率，以使在接力风室中形成微负压。

按照本发明的再一方面，提供了一种利用本发明的通风降尘系统进行隧道施工作业面处除尘的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：将两个风幕装置设置于隧道中部，并将另一个风幕装置设置于靠近施工作业面；撑起三个风幕装置的顶部隔板和侧方隔板，以使风幕装置与隧道内壁合围形成接力风室和除尘风室；

步骤二：将供风装置设置于隧道洞口处，并将接力风装置和排风装置分别设置于接力风室和除尘风室；

步骤三：开启三个风幕装置；

步骤四：开启供风装置、接力风装置以及排风装置，使三个装置均降低功率运行，以降低换气速度，有利于充分除尘；并使接力风装置的功率大于供风装置的功率，以使在接力风室中形成微负压；同时使排风装置的功率大于接力风装置的功率，以使在除尘风室中形成微负压；

步骤五：移动除尘车进入除尘风室并对污浊空气进行处理；

步骤六：移动除尘车处理完毕后，实施上述进行隧道通风的方法，或关闭该通风降尘系统。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.通过风幕装置形成接力风室，为接力风装置提供足够的新鲜空气，实现为施工作业面接力送风；通过风幕装置形成除尘风室，使施工作业面处爆炸产生的粉尘和有害气体存留在除尘风室中；通过各个装置的配合，实现了对隧道的施工作业面进行接力供风，以及对施工作业面爆破后的粉尘和有害气体进行除尘降污处理，并防止其溢出；该系统与现有技术相比，其同时实现了通风和除尘的目的且无需使用多个支路风机，系统大为简化、能耗降低、环境友好。

2.作为上述方案的一个改进，通过风幕装置与隧道的可移动连接以对三个风幕装置的位置进行调整，使该种通风降尘系统能够适应不断掘进的施工作业面，与现有技术相比系统简单且可调节性强，无需额外增加设备。

3.作为上述方案的另一个改进，风幕机的顶部和两侧均设置有进风口和出风口，且风幕机两侧的出风口分别与其对向侧的进风口相对设置，有利于增强风幕机对其内外两侧风流的阻断效果；风幕机两侧出风口的风流和其顶部出风口的风流能够分别开启和关闭，能够适用于不同断面大小的隧道。

4.作为上述方案的再一个改进，通过设置空气压力传感器，以实时反馈空气压力，进而调整风机风量；通过设置环境监测传感器，对隧道中的粉尘和各种气体进行监测，为隧道的通风和除尘降污处理提供依据并对通风和除尘的效果进行观察和检测。

附图说明

图1是本发明的隧道长距离接力的通风降尘系统布置图；

图2是本发明的隧道长距离接力的通风降尘系统侧视图；

图3是本发明的隧道长距离接力的通风降尘系统俯视图；

图4是本发明风幕装置的正视图；

图5是本发明风幕装置的侧视图；

图6是图5中a部分的放大图；

图7是本发明风幕机的布置图；

图8是图7的A-A剖视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其分别为：

风幕装置1，供风风机2，接力风机3，排风风机4，移动除尘车5，隧道洞口6，接力风室7，除尘风室8，施工作业面9，风幕机11，顶部隔板12，侧方隔板13，转轴14，液压装置15，供风风管21，接力风管31，排风风管41，进风口111，出风口112。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在进行隧道施工时，需要对隧道进行通风，以为隧道作业人员创造良好的作业环境；在进行隧道开挖的过程中，会产生大量粉尘和有害气体，因此必须通过通风和降尘处理；同时，还需要对粉尘和有害气体进行阻隔，以防止其溢出隧道，对隧道外的空气造成污染。对于长大隧道的独头掘进，为解决隧道通风的问题，同时解决对其爆破后产生的粉尘和有害气体进行降尘处理并防止其溢出隧道的问题，本发明提供了一种隧道长距离接力的通风降尘系统及方法。

风幕是通过风幕机以较高的风速按一定方向喷射出来的一股平射流，能够隔断其两侧的空气流通；本发明利用风幕隔断隧道中的风流，在不妨碍运输的情况下用于隧道的接力通风并防止隧道内的粉尘和有害气体溢出。

如图1-图3中所示，本发明实施例提供的隧道长距离接力的通风降尘系统包括供风装置、接力风装置、排风装置、移动除尘车5以及三个风幕装置1；其中，

三个风幕装置1均垂直于隧道轴线方向，且两个风幕装置1设置于隧道中部，以使与隧道内壁合围形成接力风室7，由于两个风幕装置1的阻隔，接力风室7内的空气形成内部循环；另一个风幕装置1设置于靠近施工作业面9，以使与隧道内壁合围形成除尘风室8，由于风幕装置1的阻隔，施工作业面9处爆炸产生的粉尘和有害气体存留在除尘风室8中而不会溢出隧道，同时为移动除尘车5的除尘降污创造条件；在一些实施例中，接力风室7的两个风幕装置1之间的距离为30m-50m，本实施例中选取为30m；在一些实施例中，除尘风室8的风幕装置1紧跟隧道衬砌台车设置，与施工作业面9之间的距离为60m-100m，本实施例中选取为60m；

供风装置设置于隧道洞口6处，用于向接力风室7送风，使接力风室7中有足够的新鲜空气，为接力风装置向除尘风室8送风创造条件；

接力风装置设置于接力风室7，且远离供风装置的送风处，以用于从接力风室7向除尘风室8送风；接力风装置远离供风装置的送风处，有利于空气在接力风室7中形成内循环；接力风装置将接力风室7中的新鲜空气持续输送至除尘风室8，并且由于除尘风室8处风幕装置1的阻隔，接力风装置输送至除尘风室8中的新鲜空气留存在除尘风室8中，并不断稀释除尘风室8中原有的污浊空气、粉尘及有害气体；

排风装置设置于除尘风室8，且远离接力风装置的送风处，以用于将除尘风室8中稀释的污浊空气、粉尘及有害气体向隧道外排出；排风装置远离接力风装置的送风处，有利于气体在除尘风室8中形成内循环，以使接力风装置送入的新鲜空气将原有的污浊空气、粉尘及有害气体充分稀释；

移动除尘车5能够穿过风幕机11中部的通道，进入除尘风室8并对隧道施工作业面9处进行除尘降污处理；

每个风幕装置1均包括风幕机11、顶部隔板12以及侧方隔板13；风幕机11呈门字形且其中部留有通道；风幕机11通过其出风口喷射风流以在其通道内形成垂直于隧道的风幕，将其内外两侧的风流阻断；顶部隔板12可转动连接于风幕机11上方，且顶部隔板12转动撑起后能够封闭风幕机11与隧道顶部之间的间隙；侧方隔板13在风幕机11两侧各设置一个，其分别与该风幕机11可转动连接，且两个侧方隔板13转动撑起后能够分别封闭风幕机11与隧道两侧壁之间的间隙；通过设置顶部隔板12和侧方隔板13，封闭风幕机11与隧道顶部和隧道两个侧壁之间的间隙，进一步实现对风幕装置1所在处内外两侧风流的阻断。

本发明提供的隧道长距离接力的通风降尘系统，其供风装置为接力风室7送风，接力风室7被两个风幕装置1阻隔，为接力风装置提供足够的新鲜空气，接力风装置为施工作业面9接力送风；其除尘风室8被风幕装置1阻隔，使施工作业面9处爆炸产生的粉尘和有害气体存留在除尘风室8中，移动除尘车5进入除尘风室8进行除尘降污处理，排风装置从除尘风室8向隧道外排风；通过上述各个部件的相互配合，可实现对长大隧道的施工作业面9处进行通风和除尘降污处理，具有实用性和先进性。

下面将对各个部件逐一进行更为具体的说明。

三个风幕装置1均与隧道可移动连接；以用于在隧道掘进的过程中，依据隧道长度和施工作业面9的位置相应对三个风幕装置1的位置进行调整，以达到最好的通风和降尘效果；在本实施例中，三个风幕装置1底部均安装有滚轮，并通过电机驱动进行行走、定位；在一些实施例中，还可以通过为风幕装置1设置滑轨的方式以实现风幕装置1的移动。

如图5及图6中所示，风幕机11的顶部隔板12和侧方隔板13通过转轴14实现与风幕机11的可转动连接，并通过液压装置15实现顶部隔板12和侧方隔板13的转动撑起；在风幕机11移动时，可以通过液压装置15将顶部隔板12和侧方隔板13转动收起，以方便风幕机11移动；在风幕机11开启前，通过液压装置15将顶部隔板12和侧方隔板13转动撑起。

如图7及图8中所示，风幕机11还设置有进风口111，且风幕机11的进风口111和出风口112均设置于该风幕机11的顶部和两侧；风幕机11两侧的出风口112分别与其对向侧的进风口111相对设置，以使两侧出风口112能够分别向其相对的进风口111喷射风流，有利于增强风幕机11的效果；风幕机11两侧和顶部出风口112的风流喷射能够分别开启和关闭，并且出风口112的角度能够调节；在本实施例中，隧道断面宽且高，风幕机11顶部和两侧出风口112的风流喷射同时开启，以加强风幕机11对其内外两侧风流的阻断效果；在一些实施例中，对于小断面的隧道，可以只开启设置于风幕机11顶部出风口112的风流喷射；在另一些实施例中，对于断面较宽的隧道，可以开启风幕机11两侧出风口112的风流喷射；在一些实施例中，还可以仅在风幕机11的顶部设置进风口111和出风口112，或者仅在风幕机11的两侧设置进风口111和出风口112；

在一些实施例中，可以将风幕机11的顶部和/或两侧分为多节，每节独立设置进风口111和出风口112，且每节至少设置一个风机；在本实施例中，风幕机11顶部分为4节，每节设置三个风机，风幕机11两侧各分为3节，每节设置两个风机；在本实施例中，风幕机11的进风口111处设置有过滤材料，且风幕机11内部设置有降噪材料。

如图1-图3中所示，供风装置包括供风风机2和供风风管21；供风风机2设置于隧道洞口6处；供风风管21的一端与供风风机2相连，其另一端穿过接力风室7位于隧道洞口6侧的一个风幕装置1并延伸至接力风室7中，以实现向接力风室7送风；在本实施例中，供风风机2设置于隧道洞口6侧方，供风风管21所穿过的风幕装置1在隧道该侧的侧方隔板13上开有孔，以使供风风管21穿过；在一些实施例中，风幕装置1通过在其顶部隔板12上开孔以使供风风管21穿过。

如图1-图3中所示，接力风装置包括接力风机3和接力风管31；接力风机3设置于接力风室7中，且远离供风风管21位于接力风室7中的一端；接力风管31的一端与接力风机3相连，其另一端穿过接力风室7位于施工作业面9侧的一个风幕装置1，并穿过除尘风室8的风幕装置1，延伸至除尘风室8中，以实现从接力风室7向除尘风室8送风；在本实施例中，接力风装置和供风装置设置于隧道的同一侧，接力风管31所穿过的两个风幕装置1在隧道该侧的侧方隔板13上开有孔，以使接力风管31穿过；在一些实施例中，风幕装置1通过在其顶部隔板12上开孔以使接力风管31穿过。

如图1-图3中所示，排风装置包括排风风机4和排风风管41；排风风机4设置于除尘风室8中，且远离接力风管31位于除尘风室8中的一端；排风风管41的一端与排风风机4连接，其另一端依次穿过三个风幕装置1，以实现从除尘风室8向隧道外排风；在本实施例中，排风装置设置于隧道中与供风装置相对的一侧，三个风幕装置1在隧道该侧的侧方隔板13上开有孔，以使排风风管41穿过；在一些实施例中，风幕装置1通过在其顶部隔板12上开孔以使排风风管41穿过。

本发明所提供的通风降尘系统还包括设置于接力风室7和除尘风室8中的空气压力传感器，对接力风室7和除尘风室8中的空气压力进行实时反馈，以便调整各个风机的风量。

本发明所提供的通风降尘系统还包括设置于除尘风室8内外两侧的环境监测传感器，以对隧道中的粉尘和各种气体进行监测，为隧道的通风和除尘降污处理提供依据并对通风和除尘的效果进行检测。

本发明所提供的通风降尘系统能够对长大隧道进行通风，并且在长大隧道独头掘进时对其爆破后的施工作业面进行除尘降污处理，下面将对利用本发明的通风降尘系统进行隧道通风和隧道作业面除尘的方法进行更为具体的说明。

利用本发明所提供的通风降尘系统进行隧道通风的方法包括以下步骤：

步骤一：将两个风幕装置1设置于隧道中部，并将另一个风幕装置1设置于靠近施工作业面9；本发明实施例中的风幕装置1可沿隧道移动，能够依据隧道的掘进深度，调整三个风幕装置1的位置，以适应隧道的长度以及施工作业面的9的位置；撑起顶部隔板12和侧方隔板13，以使风幕装置1与隧道内壁合围形成接力风室7和除尘风室8；

步骤二：将供风装置设置于隧道洞口6处，并将接力风装置和排风装置分别设置于接力风室7和除尘风室8；本发明实施例中供风风机2设置于隧道洞口6处，供风风管21与供风风机2连接，其穿过接力风室7的一个风幕装置1并延伸至接力风室7中；接力风机3设置于接力风室7中，接力风管31与接力风机3连接，其依次穿过接力风室7和除尘风室8的各一个风幕装置1并延伸至除尘风室8中；排风风机4设置于除尘风室8中，排风风管41与排风风机4连接，其依次穿过三个风幕装置1；

步骤三：开启接力风室7的两个风幕装置1，本发明实施例中具体为，开启两个风幕机11两侧和顶部出风口112的风流喷射；开启除尘风室8的风幕装置1，本发明实施例中具体为，开启风幕机11两侧和顶部出风口112的风流喷射，以使在后续步骤中对施工作业面9进行通风；或使除尘风室8的风幕装置1保持关闭以使在后续步骤中对接力风室7与施工作业面9之间的隧道段进行通风；

步骤四：开启供风装置、接力风装置及排风装置以使对隧道进行通风，并使接力风装置的功率大于供风装置的功率，以在所述接力风室7中形成微负压；本发明实施例中具体为开启供风风机2、接力风机3以及排风风机4，并使接力风机3的功率略大于供风风机2的功率。

利用本发明所提供的通风降尘系统进行隧道施工作业面处除尘的方法包括以下步骤：

步骤一：将两个风幕装置1设置于隧道中部，并将另一个风幕装置1设置于靠近施工作业面9；本发明实施例中的风幕装置1可沿隧道移动，能够依据隧道的掘进深度，调整三个风幕装置1的位置，以适应隧道的长度和施工作业面的9的位置；撑起顶部隔板12和侧方隔板13，以使风幕装置1与隧道内壁合围形成接力风室7和除尘风室8；

步骤二：将供风装置设置于隧道洞口6处，并将接力风装置和排风装置分别设置于接力风室7和除尘风室8；本发明实施例中供风风机2设置于隧道洞口6处，供风风管21与供风风机2连接，其穿过接力风室7的一个风幕装置1并延伸至接力风室7中；接力风机3设置于接力风室7中，接力风管31与接力风机3连接，其依次穿过接力风室7和除尘风室8的各一个风幕装置1并延伸至除尘风室8中；排风风机4设置于除尘风室8中，排风风管41与排风风机4连接，其依次穿过三个风幕装置1；

步骤三：开启三个风幕装置1；本发明实施例中具体为，开启三个风幕机11两侧和顶部出风口112的风流喷射；

步骤四：开启供风装置、接力风装置及排风装置，使三个装置均降低功率运行，以降低换气速度，有利于充分除尘；并使接力风装置的功率大于供风装置的功率，以在接力风室7中形成微负压；同时使排风装置的功率大于接力风装置的功率，以使在除尘风室8中形成微负压；本发明实施例中具体为开启供风风机2、接力风机3以及排风风机4并适当降低功率运行，同时使接力风机3的功率略大于供风风机2的功率，排风风机4的功率略大于接力风机3的功率；

步骤四：移动除尘车5进入除尘风室8并对污浊空气进行处理；

步骤五：移动除尘车5处理完毕后，实施上述进行隧道通风的方法，或关闭该通风降尘系统。

在实施上述隧道通风及隧道施工作业面处除尘方法的过程中，均可以通过环境监测传感器，对隧道中的粉尘和各种气体进行监测，及时开启或关闭系统，或在系统通风方法和除尘方法之间切换。

综上，按照本发明的通风降尘系统及方法，通过利用风幕的特性，使用简单的系统实现了对长大隧道的施工作业面进行通风和除尘的目的；且其能够为不断掘进的施工作业面进行通风和除尘，可调节性强；其风幕机出风口的设置与隧道断面的大小相匹配，且风幕机两侧的出风口分别与其对向侧的进风口相对设置，阻断风幕机内外风流的效果好；且其设置有空气压力传感器和环境监测传感器，为风机风量的调节、隧道的通风和除尘降污处理提供依据，并对通风和除尘的效果进行观察和检测；总体而言，按照本发明的通风降尘系统设计简单、能耗降低、可调节性强、环境友好且效果可检测，因而尤其适用于长大隧道独头掘进时的通风和降尘处理。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道长距离接力的通风降尘系统，包括供风装置、接力风装置、排风装置以及移动除尘车(5)，其特征在于，还包括三个风幕装置(1)；

所述风幕装置(1)垂直于隧道轴线方向，且两个所述风幕装置(1)设置于隧道中部，以使与隧道内壁合围形成接力风室(7)，另一个所述风幕装置(1)设置于靠近施工作业面(9)，以使与隧道内壁合围形成除尘风室(8)；所述供风装置设置于隧道洞口(6)处，用于向所述接力风室(7)送风；所述接力风装置设置于所述接力风室(7)，且远离所述供风装置的送风处，以用于从所述接力风室(7)向所述除尘风室(8)送风；所述排风装置设置于所述除尘风室(8)，且远离所述接力风装置的送风处，以用于从所述除尘风室(8)向隧道外排风；所述移动除尘车(5)用于进入除尘风室(8)进行除尘降污处理；

所述风幕装置(1)包括风幕机(11)、顶部隔板(12)以及侧方隔板(13)；所述风幕机(11)呈门字形且其中部留有通道，风幕机(11)通过其出风口(112)喷射风流以在其通道内形成风幕；所述顶部隔板(12)可转动连接于所述风幕机(11)上方，且顶部隔板(12)转动撑起后能够封闭风幕机(11)与隧道顶部之间的间隙；所述侧方隔板(13)在所述风幕机(11)两侧各设置一个，其分别与所述风幕机(11)可转动连接，且两个侧方隔板(13)转动撑起后能够分别封闭风幕机(11)与隧道两侧壁之间的间隙。

2.如权利要求1所述的通风降尘系统，其特征在于，所述风幕装置(1)可移动连接于隧道。

3.如权利要求1或2所述的通风降尘系统，其特征在于，所述风幕机(11)还设置有进风口(111)，且所述进风口(111)和所述出风口(112)均设置于所述风幕机(11)的顶部和两侧；所述风幕机(11)两侧的出风口(112)分别与其对向侧的进风口(111)相对设置，以使两侧出风口(112)能够分别向其相对的进风口(111)喷射风流；风幕机(11)两侧和顶部出风口(112)的风流喷射能够分别开启和关闭。

4.如权利要求1或2所述的通风降尘系统，其特征在于，所述顶部隔板(12)和所述侧方隔板(13)通过转轴(14)实现与所述风幕机(11)的可转动连接，并通过液压装置(15)实现转动撑起。

5.如权利要求1所述的通风降尘系统，其特征在于，所述供风装置包括供风风机(2)和供风风管(21)；所述供风风机(2)设置于隧道洞口(6)处；所述供风风管(21)的一端与所述供风风机(2)相连，其另一端穿过接力风室(7)的一个风幕装置(1)并延伸至所述接力风室(7)中，以实现向接力风室(7)送风。

6.如权利要求1所述的通风降尘系统，其特征在于，所述接力风装置包括接力风机(3)和接力风管(31)；所述接力风机(3)设置于所述接力风室(7)中，且远离所述供风风管(21)位于接力风室(7)中的一端；所述接力风管(31)的一端与所述接力风机(3)相连，其另一端依次穿过接力风室(7)的一个风幕装置(1)和除尘风室(8)的风幕装置(1)，并延伸至所述除尘风室(8)中，以实现从所述接力风室(7)向所述除尘风室(8)送风。

7.如权利要求1所述的通风降尘系统，其特征在于，所述排风装置包括排风风机(4)和排风风管(41)；所述排风风机(4)设置于所述除尘风室(8)中，且远离所述接力风管(31)位于除尘风室(8)中的一端；所述排风风管(41)的一端与所述排风风机(4)连接，其另一端依次穿过三个所述风幕装置(1)，以实现从所述除尘风室(8)向隧道外排风。

8.如权利要求1所述的通风降尘系统，其特征在于，其还包括设置于所述接力风室(7)和所述除尘风室(8)中的空气压力传感器，以及设置于所述除尘风室(8)内外两侧的环境监测传感器。

9.利用如权利要求1-8所述的通风降尘系统进行隧道通风的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将两个所述风幕装置(1)设置于隧道中部，并将另一个所述风幕装置(1)设置于靠近施工作业面(9)；撑起三个所述风幕装置(1)的顶部隔板(12)和侧方隔板(13)，以使风幕装置(1)与隧道内壁合围形成接力风室(7)和除尘风室(8)；

步骤二：将供风装置设置于隧道洞口(6)处，并将所述接力风装置和所述排风装置分别设置于所述接力风室(7)和所述除尘风室(8)；

步骤三：开启所述接力风室(7)的两个风幕装置(1)；开启所述除尘风室(8)的风幕装置(1)以使在后续步骤中对所述施工作业面(9)进行通风，或使所述除尘风室(8)的风幕装置(1)保持关闭以使在后续步骤中对所述接力风室(7)与所述施工作业面(9)之间的隧道段进行通风；

步骤四：开启所述供风装置、接力风装置以及排风装置以使对隧道进行通风，并使所述接力风装置的功率大于所述供风装置的功率，以使在所述接力风室(7)中形成微负压。

10.利用如权利要求1-8所述的通风降尘系统进行隧道施工作业面处除尘的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将两个所述风幕装置(1)设置于隧道中部，并将另一个所述风幕装置(1)设置于靠近施工作业面(9)；撑起三个所述风幕装置(1)的顶部隔板(12)和侧方隔板(13)，以使风幕装置(1)与隧道内壁合围形成接力风室(7)和除尘风室(8)；

步骤二：将所述供风装置设置于隧道洞口(6)处，并将所述接力风装置和所述排风装置分别设置于所述接力风室(7)和所述除尘风室(8)；

步骤三：开启三个所述风幕装置(1)；

步骤四：开启所述供风装置、接力风装置以及排风装置，使三个装置均降低功率运行，以降低换气速度；并使所述接力风装置的功率大于所述供风装置的功率，以在所述接力风室(7)中形成微负压；同时使所述排风装置的功率大于所述接力风装置的功率，以使在所述除尘风室(8)中形成微负压；

步骤五：所述移动除尘车(5)进入所述除尘风室(8)并进行除尘降污处理；

步骤六：所述移动除尘车(5)处理完毕后，实施如权利要求9所述的隧道通风的方法，或关闭该通风降尘系统。

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