【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道施工，具体涉及一种隧道爆破粉尘雾化降尘系统及方法。
技术介绍
1、我国铁路建设得到了迅速发展，一条新建铁路往往隧道占比60％以上，其中山岭隧道占比超过隧道总额的95％，而钻爆法作为山岭隧道开完的主要施工工法。
2、钻爆开挖过程中产生的钻爆粉尘严重污染施工环境，进洞施工作业的人员长期吸入细微粉尘会导致肺组织纤维化，进而引发呼吸困难和缺氧，尘肺病在全国职业病中所占比例居高不下，占比均在八成以上。
3、现有技术中存在一些喷雾降尘方法，如下：
4、cn108678800b，公开一种隧道养生除尘装置及除尘方法，它包括内外布设的门形机架和拱形供雾管，拱形供雾管通过支撑杆连接门形机架，所述拱形供雾管上安装若干个均匀间隔的喷雾头，所述拱形供雾管在正对隧道拱腰处的风筒段内凹，内凹段的喷雾头间距小于拱形供雾管其他段的喷雾头间距，拱形供雾管具有两个端部，一端封闭，另一端通过引雾管连接细水雾泵，细水雾泵通过引水管与供水管连通，供水管沿隧道长度方向铺设在隧道内；门形机架是由一根水平杆和两根支腿连接组成的门字形结构，每一根支腿的底端均安装着行走机构和升降机构。
5、cn112983483a，该养护装置其布设路径贴近隧道开挖轮廓线，可根据隧道断面大小而进行改变，适用各种断面的隧道；在二衬范围内由两侧的万向轮支撑装置实现纵向移动；在初衬范围内，由固定于拱架上的齿状轨道及动力齿配合实现纵向移动；装置上侧喷头对衬砌进行养护，前后喷头实现降尘的目的。
6、现有技术中的喷雾降尘装置，采用门形
7、综上，急需一种结构精简、可操作性强且能实现短时间内将隧道内的粉尘浓度降低至规范要求值以下的雾化降尘系统及方法以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种结构精简、可操作性强且能实现短时间内将隧道内的粉尘浓度降低至规范要求值以下的雾化降尘系统，其包括滑轨、雾化降尘设备、压力感应设备、相位多普勒粒子分析仪以及控制设备；滑轨与隧道中心轴线同长度方向设置在隧道内壁上；雾化降尘设备包括行走机构以及雾化降尘组件，雾化降尘组件通过行走机构可滑动式设置在所述滑轨上；压力感应设备包括两组压力感应单件，两组压力感应单件设置在行走机构沿滑轨长度方向的两端；相位多普勒粒子分析仪设置在雾化降尘设备上，用于检测爆破粉尘的传播速度；行走机构、喷头、压力感应单件以及相位多普勒粒子分析仪均与控制设备连接，控制设备根据压力感应设备中两组压力感应单件检测到的压力数据控制行走机构在滑轨上的移动方向，实现雾化降尘设备随着冲击波传播的扫掠式移动；控制设备根据所述相位多普勒粒子分析仪所检测到的爆破粉尘的传播速度调节雾化降尘组件中喷头所喷出介质的速度实现短时间内快速降尘。具体技术方案如下：
2、一种隧道爆破粉尘雾化降尘系统，包括滑轨、雾化降尘设备、压力感应设备、相位多普勒粒子分析仪以及控制设备；
3、所述滑轨与隧道中心轴线同长度方向设置在隧道内壁上；
4、所述雾化降尘设备包括行走机构以及雾化降尘组件，所述雾化降尘组件通过行走机构可滑动式设置在所述滑轨上；所述雾化降尘组件包括介质输送管以及喷头；介质输送管用于输送雾化降尘用的介质；喷头设置在所述介质输送管上，用于喷出雾化介质实现降尘；
5、所述压力感应设备包括两组压力感应单件，两组压力感应单件设置在行走机构沿滑轨长度方向的两端；
6、所述相位多普勒粒子分析仪设置在所述雾化降尘设备上，用于检测爆破粉尘的传播速度；
7、所述行走机构、喷头、压力感应单件以及相位多普勒粒子分析仪均与所述控制设备连接。
8、优选的，所述介质输送管为由三段式管道形成的刚性骨架，其包括两段与隧道侧壁对应设置的斜管臂和一段与隧道顶部对应设置的平管臂，所述斜管臂和所述平管臂上均设有喷头。
9、优选的，所述介质输送管通过安装支架与所述行走机构连接。
10、优选的，所述滑轨上设置内置的滑槽；所述行走机构包括悬挂件以及滑轮，所述悬挂件与所述滑槽匹配，所述行走机构与所述滑轨之间设有滑轮。
11、优选的，所述滑轮位于所述滑槽内；所述悬挂件为t形构件。
12、优选的，所述喷头包括连接管以及压力可调的喷嘴，所述连接管的一端与介质输送管连通，另一端设有弧形或球形的端面，所述端面上设有至少一个喷嘴安装孔，所述喷嘴设置在所述喷嘴安装孔处。
13、优选的，所述端面上均布有三个及以上的喷嘴安装孔，每个喷嘴安装孔上均设有一个喷嘴。
14、一种隧道爆破粉尘雾化降尘方法，采用上述的隧道爆破粉尘雾化降尘系统进行雾化降尘，包括以下步骤：
15、步骤一、将隧道爆破粉尘雾化降尘系统安装至隧道内壁上；
16、步骤二、控制设备根据压力感应设备中两组压力感应单件检测到的压力数据控制行走机构在滑轨上的移动方向；
17、控制设备根据所述相位多普勒粒子分析仪所检测到的爆破粉尘的传播速度调节雾化降尘组件中喷头所喷出介质的速度实现雾化降尘。
18、优选的，所述相位多普勒粒子分析仪检测爆破粉尘的传播速度通过下式获得：
19、
20、其中：fd为相位多普勒粒子分析仪所得偏移频率，其单位为hz；vq为爆破粉尘的传播速度，其单位为m/s；λ为相位多普勒粒子分析仪所发射激光的波长，其单位为m；
21、优选的，所述控制设备中设有雾滴在单位距离单位时间内的降尘量的如下表达式：
22、δm＝f(v,ηg,c,a,q,s,v)/v；
23、其中：δm为单位距离单位时间内的降尘量，其单位为g·m/t；f为函数关系；v为液滴与粉尘的相对速度，其单位为m/s；ηg为单一雾滴的捕集效率；c为粉尘浓度，其单位为g/m3；a为捕集区截面积，其单位为m2；q为空间体积介质含量，其单位m3/m3；s为液滴截面积，其单位为m2；v为液滴体积，其单位为m3；
24、单一雾滴的捕集效率ηg采用如下表达式进行计算：
25、其中：斯托克斯数st的计算表达式为st＝dp2ρpv/18μgdc；dp为爆破粉尘的粒径，其单位为m；ρp为爆破粉尘的密度，其单位为kg/m3；μg为气体密度，其单位为pa·s；dc为液滴粒径，其单位为m。
26、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
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1.一种隧道爆破粉尘雾化降尘系统，其特征在于，包括滑轨(1)、雾化降尘设备(2)、压力感应设备(3)、相位多普勒粒子分析仪(4)以及控制设备；
2.根据权利要求1所述的隧道爆破粉尘化降尘系统，其特征在于，所述介质输送管(2.21)为由三段式管道形成的刚性骨架，其包括两段与隧道侧壁对应设置的斜管臂和一段与隧道顶部对应设置的平管臂，所述斜管臂和所述平管臂上均设有喷头(2.22)。
3.根据权利要求2所述的隧道爆破粉尘雾化降尘系统，其特征在于，所述介质输送管(2.21)通过安装支架(2.23)与所述行走机构(2.1)连接。
4.根据权利要求3所述的隧道爆破粉尘雾化降尘系统，其特征在于，所述滑轨(1)上设置内置的滑槽；所述行走机构(2.1)包括悬挂件以及滑轮，所述悬挂件与所述滑槽匹配，所述行走机构与所述滑轨之间设有滑轮。
5.根据权利要求4所述的隧道爆破粉尘雾化降尘系统，其特征在于，所述滑轮位于所述滑槽内；所述悬挂件为T形构件。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的隧道爆破粉尘雾化降尘系统，其特征在于，所述喷头(2.22)包括连
7.根据权利要求6所述的隧道爆破粉尘雾化降尘系统，其特征在于，所述端面上均布有三个及以上的喷嘴安装孔，每个喷嘴安装孔上均设有一个喷嘴。
8.一种隧道爆破粉尘雾化降尘方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任意一项所述的隧道爆破粉尘雾化降尘系统进行雾化降尘，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的隧道爆破粉尘雾化降尘方法，其特征在于，所述相位多普勒粒子分析仪(4)检测爆破粉尘的传播速度通过下式获得：
10.根据权利要求8所述的隧道爆破粉尘雾化降尘方法，其特征在于，所述控制设备中设有雾滴在单位距离单位时间内的降尘量的如下表达式：
...【技术特征摘要】
1.一种隧道爆破粉尘雾化降尘系统，其特征在于，包括滑轨(1)、雾化降尘设备(2)、压力感应设备(3)、相位多普勒粒子分析仪(4)以及控制设备；
2.根据权利要求1所述的隧道爆破粉尘化降尘系统，其特征在于，所述介质输送管(2.21)为由三段式管道形成的刚性骨架，其包括两段与隧道侧壁对应设置的斜管臂和一段与隧道顶部对应设置的平管臂，所述斜管臂和所述平管臂上均设有喷头(2.22)。
3.根据权利要求2所述的隧道爆破粉尘雾化降尘系统，其特征在于，所述介质输送管(2.21)通过安装支架(2.23)与所述行走机构(2.1)连接。
4.根据权利要求3所述的隧道爆破粉尘雾化降尘系统，其特征在于，所述滑轨(1)上设置内置的滑槽；所述行走机构(2.1)包括悬挂件以及滑轮，所述悬挂件与所述滑槽匹配，所述行走机构与所述滑轨之间设有滑轮。
5.根据权利要求4所述的隧道爆破粉尘雾化降尘系统，其特征在于，所述滑轮位于所述滑槽内；所述悬挂件为t形构件。
【专利技术属性】
技术研发人员：宋金深，蔡永昌，覃景贵，陈志新，杨伟超，李国志，雷明锋，邓锷，
申请(专利权)人：中铁一局集团广州建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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