CN1888396A - 移动风幕式隧道驱烟除尘方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为移动风幕式隧道驱烟除尘方法及其装置，涉及隧道的驱烟除尘。本发明解决现有的隧道驱烟除尘方法存在的驱烟除尘效率低、速度慢、处理不彻底、设备投入大、耗能多、费用高等问题。所述方法是在隧道内构建以压力气流形成的、隧道断面方向的可移动风幕，将爆破后产生的烟尘局限在风幕一侧的较小范围内并用吸尘器进行吸尘；移动风幕向隧道口移动，将隧道内的烟尘推出隧道外。装置包含机动车、固定于机动车前部的风幕发生环管、与风幕发生环管连通的送风机构、吸尘机构等。该方法和装置适用于公路隧道、铁路隧道、水利工程引(泄)水隧洞、地下矿产掘进等施工过程的消烟除尘，还适用于驱除已运营长大公路隧道的洞内汽车尾气污染。
Description
技术领域
本发明涉及隧道的驱烟除尘，具体为移动风幕式隧道驱烟除尘方法及其装置。
背景技术
在隧道施工过程中，凿岩、爆破、出碴、喷锚等工序均会产生大量的烟尘，施工机械排放大量的尾气，装碴作业和运输机械扰动也会产生大量粉尘，当粉尘浓度过高和烟尘中的CO、NO、NO2、SO2、H2S、SiO2等的浓度超标时会对人体产生严重危害。因此隧道尤其是超长隧道(几公里甚至十几公里长)内的驱烟除尘非常重要。现有技术采用通风的方法来有效降低有害气体和粉尘的浓度(通风除了驱烟除尘的目的外还有补充氧气、降低洞内温度的目的)。
目前，隧道施工中采用的通风方式有压入式通风，吸出式通风，竖井通风等方法。
1、压入式通风
利用洞外的大功率压风机，将洞外的新鲜空气通过管道强制性送入隧道掌子面(掘进工作面)，使隧道内空气压力增高，自动向隧道外流动，从而降低有害气体和粉尘浓度，并逐步将有害烟尘带出洞外，达到改善工作环境的目的。
优点：噪音小、工作面干净、便于设备安装，不需移动主机，只需加长管道。
缺点：驱烟除尘的效率低、速度慢，除掌子面以外的其它工作面污染严重，不能根治，通风时间长、费用较高。
2、吸出式通风
利用洞内大功率风机，通过风管将掌子面附近的烟尘吸出洞外，使洞内空气压力降低，洞外新鲜空气自动补充，达到排除污染，改善工作环境的目的。
优点：能将有害烟尘直接排出洞外，掌子面以外的其它工作面污染较轻，效果优于压入式通风。
缺点：仍然存在驱烟除尘效率低、速度慢的问题，洞内噪音大，需随掘进移动主机、接长风管，工作面气压低，通风时间长、费用较高。
3、竖井通风
在隧道拱顶适当位置至地表挖一竖直通道，利用洞内外气压差和温度差形成烟囱效应，将有害烟尘排除洞外，施工结束后竖井可作为永久通风孔，或作回填处理。
竖井通风效果较好，但由于竖井位置固定、费用高，不宜多设，还需采用其它通风方法配合使用。
人们在施工实践中，也采用爆破后高压水喷淋等降尘方法，虽然起到一定效果，但受一些条件限制。如：1.地质不良不宜使用，2.装碴作业和运输机械扰动产生的粉尘不便采用此法。3.高压水喷淋对有害气体几乎无效。4.增大了洞内湿度和施工排水负担等。
发明内容
本发明为了解决现有的隧道驱烟除尘方法存在的驱烟除尘效率低、速度慢、处理不彻底、设备投入大、通风时间长、耗能多、费用高等问题，提供一种移动风幕式隧道驱烟除尘方法，并提供实现该方法的装置。
本发明是采用如下技术方案实现的：移动风幕式隧道驱烟除尘方法，在隧道内构建以压力气流形成的、隧道断面方向的可移动风幕，首先将风幕移动至掘进工作面前端(大约离掘进工作面50-60米)，风幕阻断风幕前后空气流动，将爆破后产生的烟尘局限在风幕一侧的较小范围内，风幕向掘进工作面移动，使烟尘逐渐被浓缩，同时启动与风幕一起移动的吸尘器进行吸尘，在风幕和吸尘器的共同作用下，集中处理爆破后的粉尘。当有害粉尘浓度已较低时，使风幕停止，开启隧道压入式通风设备，向掘进工作面送风，将剩余烟尘吹离掌子面，使空气质量达到标准；重新构建风幕，移动风幕向隧道口移动，将隧道内的烟尘推出隧道外。促使有害烟尘快速出洞，提高隧道驱烟除尘的效率和速度。
有害气体和粉尘质量较轻，无法穿越高速气流。本发明正是根据这一原理，创造性地将可移动风幕用于隧道驱烟除尘，用风幕将隧道内的空气分隔成污染区和非污染区，并对污染区进行集中吸尘处理；并利用移动风幕高效、快速地对隧道进行驱烟除尘。
本发明所述移动风幕式隧道驱烟除尘方法(与压入式通风方法配合)能浓缩、吸除爆破产生的大部分粉尘，并能高效、快速地驱逐剩余粉尘、隧道内装碴、运输、砼喷射等施工产生的粉尘和有害气体，达到置换隧道内外空气，彻底改善隧道内空气质量，解决长大隧道驱烟除尘困难的问题。可在短时间内清除隧道内有害气体和粉尘，隧道内空气被置换，压入式通风的时间可大幅缩短，从而降低了通风费用，提高隧道施工工效。向隧道外驱赶烟雾时，风幕后方形成负压，降低了压入式通风阻力，因此，选用功率较小的通风机即可，降低了风机、风管等设备一次性投入和平时电能消耗，从而降低通风成本。代替以往的喷水降尘，即可节约用水，又可降低洞内湿度，改善洞内泥泞状况。该方法适用于公路隧道、铁路隧道、水利工程引(泄)水隧洞、地下矿产掘进等施工过程的消烟除尘，还适用于驱除已运营长大公路隧道的洞内汽车尾气污染。
本发明的另一个目的是提供一种实现移动风幕式隧道驱烟除尘方法的装置——移动风幕式隧道驱烟除尘装置。该装置包含一台机动车，在机动车前部固定有环内侧、环外侧分别开有出风孔的风幕发生环管，在机动车上固定有其内固定有轴流风机的送风筒，送风筒的出风端与风幕发生环管连通；在机动车上还固定有水箱和其内固定有轴流风机的吸尘筒，吸尘筒的一端从风幕发生环管的环内伸出，另一端伸入水箱，水箱上还固定有排烟筒。工作时，送风筒内的轴流风机运转，向送风筒送入高压气流，高压气流经风幕发生环管喷射出去而形成风幕，风幕随着机动车的移动而移动；掘进工作面爆破后，机动车向掘进工作面开进，风幕使烟尘逐渐被浓缩，此时，开启吸尘筒内的轴流风机，烟尘从吸尘筒吸入进入水箱，其中的粉尘被水箱内的水过滤和吸附(水箱内的水实际上是一种液态过滤层，为实现除尘也可选用其它过滤层，如各种固态过滤层，这是最容易联想到的等同结构变型)，不溶于水的烟气经排烟筒从水箱内排出。可定期清除水箱内的沉淀。当需要对隧道快速驱烟除尘时，机动车调头向隧道口开动，风幕将烟尘推出隧道。
风幕发生环管上通过三通管连接有四个前伸的送风支管，各送风支管上分别开有出风方向各异的出风口，使四个送风支管的出风协同形成旋风。这样通过旋风效应，可将烟尘集中在核心部位，提高吸尘效率。
该装置结构设计合理、巧妙，能可靠地建立风幕且移动性好，其既方便转场，又节约费用。是实现本发明所述驱烟除尘方法的一种理想的可选装置。
附图说明
图1为本发明所述移动风幕式隧道驱烟除尘装置的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的左视图；
图4为风幕发生环管上的出风孔的结构示意图；
图中：1-机动车，2-风幕发生环管，3-送风筒，4-水箱，5-吸尘筒，6-排烟筒，7-发电装置，8-送风支管，
具体实施方式
移动风幕式隧道驱烟除尘方法，在隧道内构建以压力气流形成的、隧道断面方向的可移动风幕，首先将风幕移动至掘进工作面前端，风幕阻断风幕前后空气流动，将爆破后产生的烟尘局限在风幕一侧的较小范围内，风幕向掘进工作面移动，使烟尘逐渐被浓缩，同时启动与风幕一起移动的吸尘器进行吸尘，在风幕和吸尘器的共同作用下，集中处理爆破后的粉尘。当有害粉尘浓度已较低时，使风幕停止，开启隧道压入式通风设备，向掘进工作面送风，将剩余烟尘吹离掌子面，使空气质量达到标准；重新构建风幕，移动风幕向隧道口移动，将隧道内的烟尘推出隧道外。
实现本发明所述方法的装置——移动风幕式隧道驱烟除尘装置，包含一台机动车1，在机动车前部固定有环内侧、环外侧分别开有出风孔的风幕发生环管2，在机动车上固定有其内固定有轴流风机的送风筒3，送风筒3的出风端与风幕发生环管2连通；在机动车上还固定有水箱4和其内固定有轴流风机的吸尘筒5，吸尘筒5的一端从风幕发生环管2的环内伸出，另一端伸入水箱4，水箱上还固定有排烟筒6。为实现轴流风机的供电，机动车上设置发电装置7，发电装置可由燃油发动机和发电机构成。为实现平衡送风，送风筒3为两个，分别支撑固定于机动车的上部两侧，吸尘筒5位于两送风筒之间，这样使装置整体结构紧凑、合理。风幕发生环管2上通过三通管连接有四个前伸的送风支管8，各送风支管上分别开有出风方向各异的出风口，使四个送风支管的出风协同形成旋风。风幕发生环管2上的出风孔为条状孔且有多排，各排相互交错。这样，更有利于增加出风量、出风压力并保证出风的连续性，从而提高风幕的可靠性。风幕发生环管2与隧道截面形状相同且拐角处圆滑过度，以进一步增加风幕的可靠性。具体制造时，风幕发生环管的尺寸(高度、宽度或直径等)可根据隧道的高度、宽度来确定。为防止污染物对操作人员的侵害和便于操作，将设备的控制系统均集中置于驾驶室内，并将驾驶室密封。
Claims (9)
1、一种移动风幕式隧道驱烟除尘方法，其特征为：在隧道内构建以压力气流形成的、隧道断面方向的可移动风幕，首先将风幕移动至掘进工作面前端，将爆破后产生的烟尘局限在风幕一侧的较小范围内，风幕向掘进工作面移动，使烟尘逐渐被浓缩，同时启动与风幕一起移动的吸尘器进行吸尘，在风幕和吸尘器的共同作用下，集中处理爆破后的粉尘；移动风幕向隧道口移动，将隧道内的烟尘推出隧道外。
2、实现如权利要求1所述方法的移动风幕式隧道驱烟除尘装置，包含一台机动车(1)，其特征为：在机动车前部固定有环内侧、环外侧分别开有出风孔的风幕发生环管(2)，在机动车上固定有其内固定有轴流风机的送风筒(3)，送风筒(3)的出风端与风幕发生环管(2)连通；在机动车上还固定有水箱(4)和其内固定有轴流风机的吸尘筒(5)，吸尘筒(5)的一端从风幕发生环管(2)的环内伸出，另一端伸入水箱(4)，水箱上还固定有排烟筒(6)。
3、如权利要求2所述的移动风幕式隧道驱烟除尘装置，其特征为：风幕发生环管(2)上通过三通管连接有四个前伸的送风支管(8)，各送风支管上分别开有出风方向各异的出风口，使四个送风支管的出风协同形成旋风。
4、如权利要求2或3所述的移动风幕式隧道驱烟除尘装置，其特征为：送风筒(3)为两个，分别支撑固定于机动车的上部两侧，吸尘筒(5)位于两送风筒之间。
5、如权利要求2或3所述的移动风幕式隧道驱烟除尘装置，其特征为：风幕发生环管(2)上的出风孔为条状孔且有多排，各排相互交错。
6、如权利要求4所述的移动风幕式隧道驱烟除尘装置，其特征为：风幕发生环管(2)上的出风孔为条状孔且有多排，各排相互交错。
7、如权利要求2或3或6所述的移动风幕式隧道驱烟除尘装置，其特征为：风幕发生环管(2)与隧道截面形状相同且拐角处圆滑过度。
8、如权利要求4所述的移动风幕式隧道驱烟除尘装置，其特征为：风幕发生环管(2)与隧道截面形状相同且拐角处圆滑过度。
9、如权利要求5所述的移动风幕式隧道驱烟除尘装置，其特征为：风幕发生环管(2)与隧道截面形状相同且拐角处圆滑过度。
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