高边坡台阶爆破开挖的自动化降尘系统技术方案

公开了一种高边坡台阶爆破开挖的自动化降尘系统，包括爆破振动传感器、电路控制系统、水流喷射系统、蓄水池和供电系统，在实施爆破时所述爆破振动传感器对振动速度进行实时监测，当振动速度达到预先设定好的阈值时，所述电路控制系统控制所述供电系统给所述水流喷射系统供电，所述水流喷射系统从蓄水系统抽水并喷射高速水流进行自动化喷水降尘。本发明专利技术结构简单，能在爆破后实现自动喷水降尘，也能最大限度利用水资源，经济实用，环保高效。环保高效。环保高效。

【技术实现步骤摘要】
高边坡台阶爆破开挖的自动化降尘系统


[0001]本专利技术属于工程爆破
，具体涉及一种高边坡台阶爆破开挖的自动化降尘系统。

技术介绍

[0002]在大型、巨型水电工程、矿山工程的开发建设中，往往需要开挖百米级以上的高边坡。高陡边坡开挖施工中，一般采用台阶爆破技术，台阶爆破是工作面自上而下或自下而上，以台阶形式推进的爆破方法，台阶爆破中的钻孔、爆破、出渣等工艺容易产生粉尘，特别是在爆破过程中，产生的浮游粉尘颗粒非常细微，即呼吸性粉尘量很高，且爆破产生的呼吸性粉尘随爆破气浪的膨胀运动迅速向周围扩散弥漫，污染影响范围可达几十米甚至上百米，粉尘不仅污染大气环境，而且危害作业场所工人的健康，是诱发多种疾病的主要原因，尤其对于人的肺部造成的损害最大。因此对爆破粉尘加以控制非常必要。
[0003]目前，控制爆破粉尘的技术水平在实践中得到了不断地完善和提高，根据降尘工艺及原理的不同可分为：水雾降尘、爆破工艺降尘、预湿降尘、机械喷水降尘四种方法。
[0004]水雾降尘根据降尘装置的不同又细分为机械喷雾降尘和爆炸水雾降尘，机械喷雾降尘是利用喷雾器，将微细水滴喷向爆破产尘空间，使雾化水滴与随风扩散的粉尘碰撞，这时较粗颗粒的粉尘由于惯性大，与水滴碰撞后粘着在水滴表面或被水滴包围、湿润、凝聚成重量较大的颗粒，从而借助重力加速沉降，如中国专利CN 208320296 U公开的“一种爆破实时水炮抑尘设备”、CN 109839045 A公开的“一种用于爆破施工的降尘装置”等都是采用这种方式降尘。爆炸水雾降尘是利用悬挂或铺放装有炸药的水袋，爆炸产生超细水雾来捕捉爆破时产生的粉尘，也有直接在爆区布置大量水袋来降尘，如中国专利CN 109373838 A公开了“一种矿山爆破中抑制扬尘的方法”。工艺降尘是采用先进的爆破工艺减少粉尘的产量。除了从改良炸药本身入手外，还从装填工艺上进行了防尘处理，如水封爆破(水炮泥爆破)、富水胶冻炮泥代替固体炮泥、利用不同的表面活性剂溶液作为炮孔填充材料等。预湿降尘是利用爆破尘粒及烟粒在空气中的运动特性，充分利用颗粒间的液体桥联力对爆破粉尘及烟粒沉降作用。具体来说，就是爆破前对爆破对象用水淋湿，以借助粉尘颗粒间液桥力的作用来达到降低爆破破碎时产生粉尘的目的。机械喷水降尘是利用水泵等机械设备，在爆破时将水喷射到爆破粉尘扩散区域，如中国专利CN 209005461 U公开了“一种露天爆破降尘装置”。
[0005]化学降尘是近年来发展起来的一项控制爆破粉尘的新技术，实践证明其防尘效果很好，特别是降低对人体有害的呼吸性粉尘效果更加明显。根据降尘剂种类不同，主要分为泡沫降尘和添加润湿剂降尘。泡沫降尘是利用封闭空隙的泡沫覆盖尘源，使刚产生的粉尘迅速得到湿润和沉积。泡沫降尘过程是表面活性物质发泡剂与水混合后，喷洒到发泡网上，再经风流的吹激产生泡沫，用发泡装置射向尘源，如中国专利CN 110115890 A公开了“一种露天爆破用泡沫降尘装置”；添加润湿剂降尘是在水中添加润湿剂，使得水溶液物化性质发生变化，提高了润湿能力，使粉尘能附着在水雾上被捕捉，尤其是对抑制和降低呼吸性粉尘
的作用更加明显。
[0006]尽管控制爆破粉尘的工艺得到了很大的提高，但从经济性、可操作性、实用性、高效性这些方面综合考虑，现有技术还存在着很多不足之处，有待进一步提高和优化。主要体现在：现有的机械喷雾降尘一般采用喷雾车进行现场施工，其构造复杂，造价昂贵，且单台喷雾车显然很难覆盖爆破粉尘扩散区域，降尘效果不理想，而采用多台喷雾车降尘，无论是从经济的角度，还是实际工程操作使用的角度来说，都是不合理的，更重要的是高边坡爆破开挖，喷雾车行进十分困难，难以适应复杂地形；爆炸水雾降尘一般需预先在爆破区域布置大量的水袋，这会显著增加工作量，所布置水袋难以回收再利用，且水袋制作材料不会自行降解，这也会对环境造成一定的污染；爆破工艺降尘一般是在炮孔封堵结构做改进，但从现场实际高速摄影拍摄的视频资料来看，爆破后产生的粉尘绝大部分是在石方抛掷、落地等爆破过程中产生的，只在炮孔内有限的空间进行降尘处理，效果是不显著的，而且在一定程度上也会影响炮孔堵塞效果，进一步会影响爆破效果；化学降尘虽然在降尘效果上具有明显的优势，但其成本往往是很高的，靠近受保护的重要部位时才会考虑使用；工程实践中最简单有效的降尘方法就是机械喷水降尘，但目前实际应用中基本都是在爆破前就开始启动喷水装置，直到爆破一段时间后再关闭，这对于水资源来说是一种极大的浪费，这会显著增加现场用水量，也会在一定程度上增加运输成本，喷水时机和持续时间是由人工控制，降尘效果会由于人工控制的差异产生很大的浮动。因此，常用的控制爆破粉尘的方法难以应用于高边坡爆破开挖，近年来，针对高边坡爆破开挖，也出现了许多控制爆破粉尘的新方法，如中国专利CN206830222U公开了“一种高边坡开挖下渣的瀑布式洒水降尘装置”、CN 208563225 U公开了“一种高边坡开挖的降尘布置结构”、CN 107254878 A公开了“一种水电工程坝肩高陡边坡控制粉尘的开挖方法”等，这些方法虽然在一定程度上能控制爆破粉尘，但并不具有普适性，需要与特定的施工工序结合，也需要与一些辅助构筑物或结构配套使用，施工操作复杂，造价昂贵。
[0007]鉴于上述提到的现有的控制爆破粉尘技术存在的一些不足，因此，寻找一种操作方便、经济实用、高效环保的自动化降尘方式是十分必要的。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术中高陡边坡台阶爆破控制粉尘存在的不足，提供一种结构简单、经济实用、安全高效的高边坡台阶爆破开挖的自动化降尘系统。该系统基于爆破诱发振动的特征，利用爆破振动传感器对振动速度进行实时监测，当振动速度达到预先设定好的阈值时，电路控制系统控制供电系统给水流喷射系统供电，水流喷射系统喷射高速水流，可实现自动喷水降尘。
[0009]根据本专利技术实施例的一方面，提供一种高边坡台阶爆破开挖的自动化降尘系统，包括爆破振动传感器、电路控制系统、水流喷射系统、蓄水池和供电系统，在实施爆破时所述爆破振动传感器对振动速度进行实时监测，当振动速度达到预先设定好的阈值时，所述电路控制系统控制所述供电系统给所述水流喷射系统供电，所述水流喷射系统从蓄水系统抽水并喷射高速水流进行自动化喷水降尘。
[0010]在一些示例中，所述爆破振动传感器通过无线或有线的方式将振动速度传输给所述电路控制系统。
[0011]在一些示例中，所述电路控制系统能够控制所述水流喷射系统喷射高速水流的持续时间。
[0012]在一些示例中，所述水流喷射系统包括电控水泵、管道及高压水枪。
[0013]在一些示例中，所述高压水枪喷嘴横截面顺着水流喷射方向不断扩大。
[0014]在一些示例中，所述喷嘴矩形断面长5～20cm，宽1～3cm，喷嘴纵向长10～20cm。
[0015]在一些示例中，所述高压水枪成排布置在高边坡的锚杆上，使得喷射水流在台阶爆破粉尘扩散区域上方形成顶部水罩，在其前方形成水幕。
[0016]在一些示例中，所述高压水枪包括水流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高边坡台阶爆破开挖的自动化降尘系统，其特征在于，包括爆破振动传感器、电路控制系统、水流喷射系统、蓄水池和供电系统，在实施爆破时所述爆破振动传感器对振动速度进行实时监测，当振动速度达到预先设定好的阈值时，所述电路控制系统控制所述供电系统给所述水流喷射系统供电，所述水流喷射系统从蓄水系统抽水并喷射高速水流进行自动化喷水降尘。2.根据权利要求1所述的高边坡台阶爆破开挖的自动化降尘系统，其特征在于，所述爆破振动传感器通过无线或有线的方式将振动速度传输给所述电路控制系统。3.根据权利要求1所述的高边坡台阶爆破开挖的自动化降尘系统，其特征在于，所述电路控制系统能够控制所述水流喷射系统喷射高速水流的持续时间。4.根据权利要求1或3所述的高边坡台阶爆破开挖的自动化降尘系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昕鑫，陈明，郑祥，卢文波，叶志伟，刘斌，丁钇，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：