CN213510714U - 一种极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，该吸尘除尘装置包括钻杆、喷雾结构、风机、滤尘箱和除尘池，钻杆前段开设有吸尘孔且为中空腔体，喷雾结构套设在钻杆的中段，风机设置在钻杆的末端，滤尘箱具有中空腔体，除尘池设置在风机的下游，产生的粉尘直接被吸入钻杆内，气体依次通过滤尘箱和除尘池，能够降低粉尘污染，得以对隧道中的气体净化除尘，在钻杆中段设置喷雾结构可以有效的隔离钻孔与其他施工空间降低粉尘危害，不会干扰施工人员的视线和健康，提高了施工效率，也不会造成安全生产问题，并且在一定程度上延长施工机械的使用寿命，本实用新型具有使用方便、节能环保、适用范围广等特点。

Description

一种极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置

技术领域

本实用新型属于隧道施工技术领域，具体涉及一种极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置。

背景技术

近年来我国隧道工程的建设明显增多，随之而来的，越来越多的工程当中遇到不良地质、施工条件。同时，钻孔作为隧道施工中十分重要的一环，在隧道工程施工中钻孔施工工程量十分庞大，在其施工过程中会产生大量的岩性粉尘，对多个方面产生严重的危害：污染隧道施工环境，降低施工效率，严重干扰施工工人的视线，甚至对工人的身体健康产生严重的危害，同时也会对施工工期、施工安全、施工机械的使用寿命等产生威胁。

在目前的隧道施工中多采用湿法即高压水冲洗或者增加鼓风量的方法来处理粉尘问题。但是在面对软岩隧道施工工程时这些方法并不适用，一方面由于软岩具有的强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著等特点，使用湿法施工时软弱围岩吸水后会降低围岩强度，极软岩若采用水钻湿法即采用水钻钻孔则会出现塌孔现象，并且可能伴随着卡钻、锚索锚杆固力不足等问题。另一方面，增加鼓风量来处理粉尘的方法也有着随着施工隧道距离的加长变得无法满足要求以及针对性差不能针对某块施工区某个钻孔的问题，从而无法有效的达到降低粉尘的目的。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服在原有极软岩隧道施工中粉尘处理方案存在的不足，提供一种适用于极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，避免同等施工条件下湿法除尘带来的问题，同时有效降低隧道施工过程中产生的粉尘危害。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供一种极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，所述吸尘除尘装置包括：钻杆，所述钻杆具有中空腔体，所述钻杆的前段开设有吸尘孔，吸尘孔与中空腔体连通，所述吸尘孔用于收集钻孔中的粉尘；喷雾结构，所述喷雾结构套设在所述钻杆的中段，并安装在钻孔口处；风机，所述风机设置在所述钻杆的末端；滤尘箱，所述滤尘箱具有中空腔体，所述滤尘箱上设置有进风口和出风口，所述滤尘箱设置在所述风机的前端，所述滤尘箱的进风口与所述钻杆密封连接，所述滤尘箱的出风口与所述风机连接；除尘池，所述除尘池设置在所述风机的下游，导管的前端连接所述风机，末端伸入到所述除尘池的水面下。

依据上述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，作为优选方案，所述钻杆前端环向按设定间距开设多排所述吸尘孔。

依据上述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，作为优选方案，所述喷雾结构包括喷头和环形管；所述喷头贯通设置在所述环形管上；所述环形管套设在所述钻杆的周向，所述喷头设置有多个，多个所述喷头均匀布设在所述环形管的内侧。

依据上述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，作为优选方案，所述环形管上设置有注水口，所述注水口连接水源。

依据上述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，作为优选方案，所述滤尘箱的中空腔体呈楔形，所述滤尘箱还包括滤尘网和设备清洁口；

所述滤尘网设置在所述滤尘箱的内部并靠近所述滤尘箱的出风口，所述滤尘网的直径与所述滤尘箱的内径相同，所述设备清洁口设置在所述滤尘箱的底部。

依据上述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，作为优选方案，所述滤尘箱上还设置有电源接口，所述电源接口电连接所述风机。

依据上述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，作为优选方案，所述除尘池为箱式结构，所述除尘池的上方开设有上开口，所述导管穿过所述上开口进入所述除尘池内。

依据上述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，作为优选方案，所述除尘池的下方开设有下开口，所述下开口用于排出所述除尘池内的水和杂质。

依据上述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，作为优选方案，伸入到水面以下的导管的端部连接有配重，所述配重沉入到所述除尘池的底部，确保所述导管的端部始终处于水面以下。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：

本实用新型提供一种极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，将集尘装置预设在钻杆内部，产生的粉尘直接被吸入钻杆内，然后经过滤尘箱和喷雾结构处理后排出钻杆，能够降低粉尘污染，同时在钻杆中段设置喷雾结构更进一步的处理负压吸尘以及钻孔过程中，可能残存的粉尘问题，并且可以有效的隔离钻孔与其他施工空间降低粉尘危害，如此，不会干扰施工人员的视线和健康，提高了施工效率，不会耽误施工工期，也不会造成安全生产问题，并且可以在一定程度上延长在隧道施工环境下施工机械的使用寿命，本实用新型还具有使用方便、节能环保、适用范围广等特点。

本实用新型的中空钻杆采用可拆卸式设计，与传统套设或外附式隧道干钻除尘设备相比，在实际使用的过程中很有可能在面临各种不同的施工条件或施工要求时不配适无法使用的问题，采用可拆卸式中空负压吸尘设计可以很大程度上避免拆装不便或者不配适无法使用的问题，在面对不同的施工要求施工环境时，只需更换相应型号的中空钻杆便可适应其要求，大大增加了除尘装置对施工的适应性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的吸尘除尘装置示意图；

图2为本实用新型实施例中钻杆结构示意图

图3为本实用新型实施例钻杆与喷雾结构安装示意图；

图4为本实用新型实施例中喷雾结构正视图；

图5为本实用新型实施例中钻杆工作原理示意图。

图中：1、钻杆；2、喷雾结构；3、注水口；4、环形管；5、喷头；6、吸尘孔；7、钻孔；8、滤尘箱；9、电源接口；10、滤尘网；11、风机；12、除尘池；13、设备清洁口；14、上开口；15、下开口；16、配重；17、导管。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“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，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型，需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

极软岩指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层，该类岩石多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质矿岩，是天然形成的复杂的地质介质，而建设隧道又不可避免在其上进行钻孔，使用传统的湿法施工时，软弱围岩吸水后会降低围岩强度，极软岩若采用水钻则会出现塌孔现象，并且可能伴随着卡钻、锚索锚杆固力不足等问题，因此，为解决在极软岩地质情况下的施工问题，本实用新型提供一种极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，该吸尘除尘装置包括钻杆1、喷雾结构2、风机11、滤尘箱8、和除尘池12，钻杆1为中空腔体，钻杆1的前段开设有吸尘孔6，且按照一定间距开设多排吸尘孔6，最大限度的对钻孔7内的粉尘进行吸附，钻杆1工作时位于钻孔7内部的为前段，钻杆1的中段可以为钻孔7开口处的立面范围，也就是钻孔7内部与外部施工区域的连接区域，钻杆1的中段外侧环设喷雾结构2，用于钻杆1中端的喷雾除尘，即喷雾结构2安装在钻孔7口处，套设在钻孔7口的周围，钻杆 1的末端可拆卸的安装在风机11上，用于钻杆1杆内形成负压，利于粉尘顺利进入到钻杆1内部，滤尘箱8为中空腔体，滤尘箱8上设置有进风口和出风口，滤尘箱8设置在风机11的前端，滤尘箱8的进风口与钻杆1外侧密封连接，滤尘箱8的出风口与风机11连接，粉尘经过滤尘箱8时，依靠粉尘自身的重力落入到滤尘箱8中，除尘池12设置在风机11的下游，除尘池12 与风机11之间通过导管17连接，导管17的一端连接风机，另一端伸入到除尘池12的水面下。

钻孔7施工后，钻杆1伸入到钻孔7内部，风机11工作使得钻杆1内部产生负压，使得粉尘直接吸入到钻杆1内，喷雾结构2喷雾除尘，有效隔绝与其他施工空间进一步处理杆端吸尘可能残留的粉尘问题，降低粉尘污染，改善外部施工环境。

本实用新型的中空钻杆1采用可拆卸式设计，可以避免拆装不便或者不配适无法使用的问题，在面对不同的施工要求施工环境时，只需更换相应型号的中空钻杆1便可适应其要求，大大增加了吸尘除尘装置对施工的适应性。

进一步，为对钻杆1中的粉尘进行初步净化，本实用新型实施例中设置的喷雾结构2包括喷头5、环形管4和注水口3，环形管4套设在钻杆1的周向上，喷雾结构2安装在钻孔7的孔口处，套设在钻孔7的周围，用于隔绝钻孔7内部与外部工作区域之间的粉尘，防止粉尘未被吸入时沿钻孔7进入到工作区域，喷雾结构2不与钻杆1连接，工作时单独架设固定架，安装在钻孔7口处，可以减少钻杆1对其产生的振动影响，环形管4上均匀分布有多个喷头5，喷头5贯通安装在环形管4上，以六个喷头5为例，每个喷头5 为环形管4圆心角度60°，将环形管4等距离分割开来，对周围的粉尘进行均匀的喷雾除尘，环形管4上开设有注水口3，注水口3连接水源，喷头5 持续向钻杆1中段喷出水雾，对粉尘进行净化。

进一步，滤尘箱8为楔形腔体，滤尘箱8上设有进风口、出风口，本实用新型实施例中滤尘箱8的大口端为进风口，小口端为出风口，进风口与钻杆1密封连接，可选的，在滤尘箱8出风口内侧安装滤尘网10，大小与滤尘箱8内径相同并加密处理，同时在滤尘网10的周围安装橡胶密封圈进行密封，使其能与滤尘箱8的内壁进行紧密接触，用于过滤负压作用下经过滤尘箱8 的气体中的粉尘，出风口外侧与风机11密封连接，防止泄露，保证钻杆1 内部和滤尘箱8内产生足够的负压，钻孔7中的粉尘能够顺利被吸出，风机11固定安装在滤尘箱8出风口处，用于在中空钻杆1以及滤尘箱8中提供负压进行除尘作业；滤尘箱8的底部还开设有设备清洁口13，在滤尘箱8内的粉尘集满情况下能够在不影响正常施工的同时，短时间内清理出滤尘箱8内部粉尘。滤尘箱8上还设置有电源接口9，电源接口9电连接风机11，总供电电源电性连接于滤尘箱8外侧的电源接口9，确保为风机11和喷雾结构2 水压动力正常运行。

进一步，除尘池12为箱式结构，设有上开口14和下开口15，上开口14 开设于除尘池12的顶部，下开口15又为清理口，当除尘池11经过一段时间的除尘作用后，除尘池内的水和杂质可通过下开口15排出，除尘池11内部注水用于进一步过滤处理粉尘，导管17穿过上开口14并连接风机11，导管 17的下方连接有配重16，保证导管16始终处于水面以下，确保有一定的滤水深度保证除尘效果，气体中残存的小颗粒粉尘通过水过滤后留于除尘池11中，包含粉尘颗粒的气体净化结束后排出，达到净化隧道内作业环境的目的。

具体而言，钻孔过程中产生的大量粉尘残留到钻孔7中，产生的粉尘经过中空钻杆1内的负压被吸入滤尘箱8，在进入滤尘箱8之前，喷雾结构2 喷出水雾对粉尘进行降尘净化，而后经过滤尘箱8第一次过滤，大部分粉尘即颗粒较大的粉尘经过过滤留在滤尘箱8内，滤尘箱8满时即可通过设备清洁口13拆卸清理，经过一次过滤后的气体通过导管17进入除尘池12，除尘池12中注水，经水二次过滤后，气体中残存的小颗粒粉尘留于除尘池12水中，气体净化后结束排出。

综上所述，本实用新型提供一种用于极软岩隧道干钻环境下吸尘除尘装置，将集尘装置预设在钻杆内部，产生的粉尘直接被吸入钻杆内，然后经过滤尘装置经过水过滤处理后排出钻杆，能够降低粉尘污染，同时在钻杆中段设置喷雾结构更进一步的处理负压吸尘以及钻孔过程中，可能残存的粉尘问题，并且可以有效的隔离钻孔与其他施工空间降低粉尘危害，如此，不会干扰施工人员的视线和健康，提高了施工效率，不会耽误施工工期，也不会造成安全生产问题，并且可以在一定程度上延长在隧道施工环境下施工机械的使用寿命，本实用新型还具有使用方便、节能环保、适用范围广等特点；本实用新型的中空钻杆采用可拆卸式设计，与传统套设或外附式隧道干钻除尘设备相比，在实际使用的过程中很有可能在面临各种不同的施工条件或施工要求时不配适无法使用的问题，采用可拆卸式中空负压吸尘设计可以很大程度上避免拆装不便或者不配适无法使用的问题，在面对不同的施工要求施工环境时，只需更换相应型号的中空钻杆便可适应其要求，大大增加了除尘装置对施工的适应性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本实用新型待批权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，其特征在于，所述吸尘除尘装置包括：

钻杆，所述钻杆具有中空腔体，所述钻杆的前段开设有吸尘孔，吸尘孔与中空腔体连通，所述吸尘孔用于收集钻孔中的粉尘；

喷雾结构，所述喷雾结构套设在所述钻杆的中段，并安装在钻孔口处；

风机，所述风机设置在所述钻杆的末端；

滤尘箱，所述滤尘箱具有中空腔体，所述滤尘箱上设置有进风口和出风口，所述滤尘箱设置在所述风机的前端，所述滤尘箱的进风口与所述钻杆密封连接，所述滤尘箱的出风口与所述风机连接；

除尘池，所述除尘池设置在所述风机的下游，导管的前端连接所述风机，末端伸入到所述除尘池的水面下。

2.根据权利要求1所述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，其特征在于，所述钻杆前端环向按设定间距开设多排所述吸尘孔。

3.根据权利要求1所述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，其特征在于，所述喷雾结构包括喷头和环形管；

所述喷头贯通设置在所述环形管上；

所述环形管套设在所述钻杆的周向，所述喷头设置有多个，多个所述喷头均匀布设在所述环形管的内侧。

4.根据权利要求3所述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，其特征在于，所述环形管上设置有注水口，所述注水口连接水源。

5.根据权利要求1所述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，其特征在于，所述滤尘箱的中空腔体呈楔形，所述滤尘箱还包括滤尘网和设备清洁口；

所述滤尘网设置在所述滤尘箱的内部并靠近所述滤尘箱的出风口，所述滤尘网的直径与所述滤尘箱的内径相同，所述设备清洁口设置在所述滤尘箱的底部。

6.根据权利要求5所述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，其特征在于，所述滤尘箱上还设置有电源接口，所述电源接口电连接所述风机。

7.根据权利要求1所述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，其特征在于，所述除尘池为箱式结构，所述除尘池的上方开设有上开口，所述导管穿过所述上开口进入所述除尘池内。

8.根据权利要求7所述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，其特征在于，所述除尘池的下方开设有下开口，所述下开口用于排出所述除尘池内的水和杂质。

9.根据权利要求8所述的极软岩隧道干钻环境下的吸尘除尘装置，其特征在于，伸入到水面以下的导管的端部连接有配重，所述配重沉入到所述除尘池的底部，确保所述导管的端部始终处于水面以下。

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