一种隧洞快速除尘系统和隧洞快速除尘方法技术方案

本发明专利技术公开了一种隧洞快速除尘系统，包括增压泵、喷雾除尘装置、管道，管道与增压泵和喷雾除尘装置相连，喷雾除尘装置包括朝向隧洞轴线的多组雾化除尘喷头和作用于掌子面的大功率雾化除尘器，雾化除尘喷头通过三通或弯头与管道相连，雾化除尘喷头能够将压缩空气和水流雾化后向隧洞轴线喷出，形成立体的雾化水幕墙；大功率雾化除尘器通过三通与管道相连，大功率雾化除尘器能够沿水平方向左右摆动，并将压缩空气和水流雾化后喷出后形成笼罩雾化水幕墙与掌子面间空间的雾化水幕。水幕能够快速捕获钻爆法产生的大量微尘，水珠颗粒捕获微尘后，自重增加沉降，从而达到将隧道中难以快速排除的微尘除去。本发明专利技术还公开了一种隧洞快速除尘方法。

【技术实现步骤摘要】
一种隧洞快速除尘系统和隧洞快速除尘方法
技术介绍
钻爆法，即是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，是一种隧道掘进的常用方法。钻爆法爆破后，会产生大量炮烟，含有细微颗粒和有害气体，只有将颗粒和有害气体降到合理水平，施工人员才可以进入施工，随着隧洞的加深，通风排烟将十分困难，因此通风排烟尘的效率也影响隧洞掘进的速度。常用的除抑尘方法有：1.用大功率通风机及大直径通风管采用压入式通风，通风管通常悬挂于拱顶，利用通风将隧洞内炮尘和有害气体降低到允许员工进入的浓度，随着隧洞加深，通风除尘将越来越困难；2.在炮眼内用水袋进行填充，起爆时水袋中的水雾化抑制烟尘的产生，因水袋的水量限制和分布的不均匀，只能在一定程度上减少烟尘的产生；3.采用雾炮机进行除尘，需要通风安全后才可进入作业，此时烟尘已经扩散，其效用受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种装置，该装置能够迅速将起爆时产生的烟尘限制在一定的范围内，并快速将其除去，从而取得极高的除尘效率，并解决起爆时飞石可能损坏设备的问题，本专利技术的目的还包括提供一种快速除去隧洞钻爆法产生大量微尘的方法。为此，本专利技术提供的一种隧洞快速除尘系统，包括增压泵、喷雾除尘装置和管道，所述管道与增压泵和喷雾除尘装置相连，所述喷雾除尘装置包括：朝向隧洞轴线的多组雾化除尘喷头和作用于掌子面的大功率雾化除尘器，雾化除尘喷头通过三通或弯头与管道相连，所述雾化除尘喷头能够将压缩空气和水流雾化后向隧洞轴线喷出，形成立体的雾化水幕墙，大功率雾化除尘器能够沿水平方向左右摆动，并将压缩空气和水流雾化后喷出形成大范围、密集的雾化水幕，所述大功率雾化除尘器喷出的雾化水幕能够笼罩多组雾化除尘喷头喷雾形成的雾化水幕墙与掌子面间的空间，雾化水幕的作用是捕获漂浮在空中的微小颗粒，使其自重增加，并使部分有害气体溶于水中，并沉降下来，从而达到除尘的目的。进一步的，所述雾化除尘喷头为旋转喷头，其效果是使形成的雾化水幕墙的水珠颗粒分布更均匀，提高捕获烟尘的效率。上述的管道采用快速连接系统，管道和雾化除尘喷头可以根据需要快速进行拆装。为解决起爆时飞石可能损坏设备的问题，上述一种隧洞快速除尘系统还包括控制器和可移动的防护装置，防护装置设置在喷雾除尘装置前方并遮蔽喷雾除尘装置，所述控制器与防护装置和喷雾除尘装置电连接，所述防护装置具备将喷雾除尘装置面朝掌子面一侧完全遮蔽的第一状态和将大功率雾化除尘器面朝掌子面一侧完全暴露的第二状态，所述的第一状态和第二状态均不遮蔽所述雾化除尘喷头面朝隧洞轴线一侧，所述的第一状态为起爆前防护装置的状态，防护装置的第二状态为起爆后可通过所述控制器延时或人工远程控制防护装置移动解除对所述的大功率雾化除尘器的遮挡，所述控制器在防护装置移开后可智能开启或人工远程控制开启大功率雾化除尘器。进一步的，上述防护装置包括插槽和具有与插槽匹配的插块的防护板，所述插块插入插槽，防护板优选为楔形金属防护板，防护板遮蔽插槽，防止插槽被飞石击中损伤。为了便于移动，上述的喷雾装置、增压泵和部分管道安装在有轨移动装置上。进一步，上述的防护装置通过轮轨系统进行移动，轮轨系统的轮轨固定在所述移动装置上，轮轨一端设在移动装置的一侧，另一端设在移动装置前方或另一侧，轮轨两端具有限位装置，所述的防护装置可动连接在移动装置上，防护装置通过固定在防护装置底部的轮子在轮轨内移动。进一步的，所述移动装置的前轮廓为弧形，所述轮轨具有与所述移动装置的前轮廓类似的形状，该构造可以使防护装置在各角度均能较好的遮蔽喷雾除尘装置面朝掌子面一侧。显然上述的一种隧洞快速除尘系统，还包括电源或其他提供动力的装置，所述的电源或其他动力装置与移动装置、增压泵、喷雾除尘装置、控制器、防护装置等需要动力的装置电连接。本专利技术还公开了一种隧洞快速除尘方法，其特征是：包括以下步骤：（1）在隧洞两侧边墙铺设轨道，通过轨道将隧洞快速除尘装置设置在隧洞两侧边墙距离起爆掌子面（20-30）m的距离，所述雾化除尘喷头朝向隧洞轴线，调整雾化除尘喷头的雾化程度，所述大功率雾化除尘器朝向掌子面，所述的防护装置挡在大功率雾化除尘器前方；（2）起爆前（5-20）分钟，打开所述的雾化除尘喷头形成水幕墙；（3）起爆后，控制防护装置向侧面移开，防护装置移开后，大功率雾化除尘器向掌子面喷洒并左右摆动形成笼罩水幕墙至掌子面的雾化水幕；（4）起爆（15-20）分钟后关闭雾化除尘喷头和大功率雾化除尘器。本专利技术的技术效果是：（1）在距离掌子面（20-30）m的隧洞两侧边墙设置两组上述隧洞快速除尘装置，雾化除尘喷头方向朝向隧洞轴线设置，雾化除尘喷头打开后可以形成宽达数米的雾化水幕墙，起爆后产生的烟尘向外扩，经过雾化水幕墙时会被充斥在雾化水幕墙中的水珠颗粒大量捕获并沉降下来，从而避免烟尘在隧洞内大范围扩散。（2）起爆完成后，迅速打开大功率雾化除尘器，大功率雾化除尘器还可以左右摆动，使雾化的水珠颗粒充斥整个雾化水幕墙和掌子面之间的空间，大量的水珠颗粒迅速将空气中的微尘捕获并迅速沉降下来，从而达到迅速去除烟尘的目的。（3）上述的装置距离起爆点距离仅（20-30）m，极易被飞石砸中损坏，防护装置在起爆时将后方的管道、雾化除尘喷头和大功率雾化除尘器保护住，起爆后很短时间内飞石落地后，控制防护装置移开，使大功率雾化除尘器迅速进入工作状态，楔形防护板可将飞石滑开或弹开，减少防护板的损坏，防护装置插槽和可更护防护板，在防护板损坏后可以迅速进行更换，而不需更换整个装置。（4）上述的雾化除尘喷头还配置了旋转喷头和控制阀，旋转喷头可以使雾化水幕墙中的水珠颗粒均匀分布，控制阀能够控制空气和水流的压力和雾化程度，从而控制水幕的形成范围和水珠颗粒的雾化程度。附图说明图1为本专利技术一种隧洞快速除尘系统示意图。图2为快速拼接管道和雾化除尘喷头示意图。图3为雾化除尘喷头喷雾形成的雾化水幕墙横截面示意图。图4为隧洞纵截面示意图。图5为防护装置的插槽示意图。图6为防护装置的防护板示意图。图7为移动装置和轮轨系统示意图。图8为优选的移动装置和轮轨系统示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。参照图1、图7所示，实施例1的一种隧洞快速除尘系统，包括增压泵1、喷雾除尘装置2和管道3，所述管道3与增压泵1和喷雾除尘装置2相连，所述喷雾除尘装置2包括：朝向隧洞轴线的多组雾化除尘喷头201，雾化除尘喷头201通过三通202或弯头与管道3相连，所述雾化除尘喷头201能够将压缩空气和水流雾化后向隧洞轴线喷出，形成立体的雾化水幕墙（参照图3和图4所示）。作用于掌子面4的大功率雾化除尘器203，大功率雾化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧洞快速除尘系统，包括增压泵、喷雾除尘装置、管道，所述管道与增压泵和喷雾除尘装置相连，其特征是：所述喷雾除尘装置包括：/n朝向隧洞轴线的多组雾化除尘喷头，雾化除尘喷头通过三通或弯头与管道相连，所述雾化除尘喷头能够将压缩空气和水流雾化后向隧洞轴线喷出，形成立体的雾化水幕墙；/n作用于掌子面的大功率雾化除尘器，大功率雾化除尘器通过三通与管道相连，大功率雾化除尘器能够沿水平方向左右摆动，并将压缩空气和水流雾化后喷出形成大范围、密集的雾化水幕，所述大功率雾化除尘器喷出的雾化水幕能够笼罩多组雾化除尘喷头喷雾形成的雾化水幕墙与掌子面间的空间。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧洞快速除尘系统，包括增压泵、喷雾除尘装置、管道，所述管道与增压泵和喷雾除尘装置相连，其特征是：所述喷雾除尘装置包括：
朝向隧洞轴线的多组雾化除尘喷头，雾化除尘喷头通过三通或弯头与管道相连，所述雾化除尘喷头能够将压缩空气和水流雾化后向隧洞轴线喷出，形成立体的雾化水幕墙；
作用于掌子面的大功率雾化除尘器，大功率雾化除尘器通过三通与管道相连，大功率雾化除尘器能够沿水平方向左右摆动，并将压缩空气和水流雾化后喷出形成大范围、密集的雾化水幕，所述大功率雾化除尘器喷出的雾化水幕能够笼罩多组雾化除尘喷头喷雾形成的雾化水幕墙与掌子面间的空间。


2.根据权利要求1所述的一种隧洞快速除尘系统，其特征是：所述雾化除尘喷头为旋转喷头。


3.根据权利要求1所述的一种隧洞快速除尘系统，其特征是：所述管道采用快速连接系统，所述管道和雾化除尘喷头可以根据需要快速进行拆装。


4.根据权利要求1或2或3所述的一种隧洞快速除尘系统，其特征是：还包括控制器和可移动的防护装置，所述防护装置设置在喷雾除尘装置前方并遮蔽喷雾除尘装置，所述控制器与防护装置和喷雾除尘装置电连接，所述防护装置具备将喷雾除尘装置面朝掌子面一侧完全遮蔽的第一状态和将大功率雾化除尘器面朝掌子面一侧完全暴露的第二状态，所述的第一状态和第二状态均不遮蔽所述雾化除尘喷头面朝隧洞轴线一侧，起爆后防护装置可通过所述控制器延时或人工远程控制防护装置移动解除对所述的大功率雾化除尘器的遮挡，所述控制器在防护装置移开后可智能开启或人工远程控制开启大功率雾化除尘器。


5.根据权利要求4所述的一种隧洞快速除尘系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：董合费，余闯，温正军，叶昌鹏，吴则祥，王生，邱浩，王洲，徐温仁，林克慧，汪志江，胡滔，
申请(专利权)人：温州市瓯江引水发展有限公司，温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33