專利名稱：移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道的驅(qū)煙除塵，具體為移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在隧道施工過程中，鑿巖、爆破、出碴、噴錨等工序均會產(chǎn)生大量的煙塵，施工機(jī)械排放大量的尾氣，裝碴作業(yè)和運(yùn)輸機(jī)械擾動也會產(chǎn)生大量粉塵，當(dāng)粉塵濃度過高和煙塵中的CO、NO、NO2、SO2、H2S、SiO2等的濃度超標(biāo)時會對人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害。因此隧道尤其是超長隧道(幾公里甚至十幾公里長)內(nèi)的驅(qū)煙除塵非常重要。現(xiàn)有技術(shù)采用通風(fēng)的方法來有效降低有害氣體和粉塵的濃度(通風(fēng)除了驅(qū)煙除塵的目的外還有補(bǔ)充氧氣、降低洞內(nèi)溫度的目的)。
目前，隧道施工中采用的通風(fēng)方式有壓入式通風(fēng)，吸出式通風(fēng)，豎井通風(fēng)等方法。
1、壓入式通風(fēng)利用洞外的大功率壓風(fēng)機(jī)，將洞外的新鮮空氣通過管道強(qiáng)制性送入隧道掌子面(掘進(jìn)工作面)，使隧道內(nèi)空氣壓力增高，自動向隧道外流動，從而降低有害氣體和粉塵濃度，并逐步將有害煙塵帶出洞外，達(dá)到改善工作環(huán)境的目的。
優(yōu)點噪音小、工作面干凈、便于設(shè)備安裝，不需移動主機(jī)，只需加長管道。
缺點驅(qū)煙除塵的效率低、速度慢，除掌子面以外的其它工作面污染嚴(yán)重，不能根治，通風(fēng)時間長、費(fèi)用較高。
2、吸出式通風(fēng)利用洞內(nèi)大功率風(fēng)機(jī)，通過風(fēng)管將掌子面附近的煙塵吸出洞外，使洞內(nèi)空氣壓力降低，洞外新鮮空氣自動補(bǔ)充，達(dá)到排除污染，改善工作環(huán)境的目的。
優(yōu)點能將有害煙塵直接排出洞外，掌子面以外的其它工作面污染較輕，效果優(yōu)于壓入式通風(fēng)。
缺點仍然存在驅(qū)煙除塵效率低、速度慢的問題，洞內(nèi)噪音大，需隨掘進(jìn)移動主機(jī)、接長風(fēng)管，工作面氣壓低，通風(fēng)時間長、費(fèi)用較高。
3、豎井通風(fēng)在隧道拱頂適當(dāng)位置至地表挖一豎直通道，利用洞內(nèi)外氣壓差和溫度差形成煙囪效應(yīng)，將有害煙塵排除洞外，施工結(jié)束后豎井可作為永久通風(fēng)孔，或作回填處理。
豎井通風(fēng)效果較好，但由于豎井位置固定、費(fèi)用高，不宜多設(shè)，還需采用其它通風(fēng)方法配合使用。
人們在施工實踐中，也采用爆破后高壓水噴淋等降塵方法，雖然起到一定效果，但受一些條件限制。如1.地質(zhì)不良不宜使用，2.裝碴作業(yè)和運(yùn)輸機(jī)械擾動產(chǎn)生的粉塵不便采用此法。3.高壓水噴淋對有害氣體幾乎無效。4.增大了洞內(nèi)濕度和施工排水負(fù)擔(dān)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的隧道驅(qū)煙除塵方法存在的驅(qū)煙除塵效率低、速度慢、處理不徹底、設(shè)備投入大、通風(fēng)時間長、耗能多、費(fèi)用高等問題，提供一種移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵方法，并提供實現(xiàn)該方法的裝置。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵方法，在隧道內(nèi)構(gòu)建以壓力氣流形成的、隧道斷面方向的可移動風(fēng)幕，首先將風(fēng)幕移動至掘進(jìn)工作面前端(大約離掘進(jìn)工作面50-60米)，風(fēng)幕阻斷風(fēng)幕前后空氣流動，將爆破后產(chǎn)生的煙塵局限在風(fēng)幕一側(cè)的較小范圍內(nèi)，風(fēng)幕向掘進(jìn)工作面移動，使煙塵逐漸被濃縮，同時啟動與風(fēng)幕一起移動的吸塵器進(jìn)行吸塵，在風(fēng)幕和吸塵器的共同作用下，集中處理爆破后的粉塵。當(dāng)有害粉塵濃度已較低時，使風(fēng)幕停止，開啟隧道壓入式通風(fēng)設(shè)備，向掘進(jìn)工作面送風(fēng)，將剩余煙塵吹離掌子面，使空氣質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；重新構(gòu)建風(fēng)幕，移動風(fēng)幕向隧道口移動，將隧道內(nèi)的煙塵推出隧道外。促使有害煙塵快速出洞，提高隧道驅(qū)煙除塵的效率和速度。
有害氣體和粉塵質(zhì)量較輕，無法穿越高速氣流。本發(fā)明正是根據(jù)這一原理，創(chuàng)造性地將可移動風(fēng)幕用于隧道驅(qū)煙除塵，用風(fēng)幕將隧道內(nèi)的空氣分隔成污染區(qū)和非污染區(qū)，并對污染區(qū)進(jìn)行集中吸塵處理；并利用移動風(fēng)幕高效、快速地對隧道進(jìn)行驅(qū)煙除塵。
本發(fā)明所述移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵方法(與壓入式通風(fēng)方法配合)能濃縮、吸除爆破產(chǎn)生的大部分粉塵，并能高效、快速地驅(qū)逐剩余粉塵、隧道內(nèi)裝碴、運(yùn)輸、砼噴射等施工產(chǎn)生的粉塵和有害氣體，達(dá)到置換隧道內(nèi)外空氣，徹底改善隧道內(nèi)空氣質(zhì)量，解決長大隧道驅(qū)煙除塵困難的問題。可在短時間內(nèi)清除隧道內(nèi)有害氣體和粉塵，隧道內(nèi)空氣被置換，壓入式通風(fēng)的時間可大幅縮短，從而降低了通風(fēng)費(fèi)用，提高隧道施工工效。向隧道外驅(qū)趕煙霧時，風(fēng)幕后方形成負(fù)壓，降低了壓入式通風(fēng)阻力，因此，選用功率較小的通風(fēng)機(jī)即可，降低了風(fēng)機(jī)、風(fēng)管等設(shè)備一次性投入和平時電能消耗，從而降低通風(fēng)成本。代替以往的噴水降塵，即可節(jié)約用水，又可降低洞內(nèi)濕度，改善洞內(nèi)泥濘狀況。該方法適用于公路隧道、鐵路隧道、水利工程引(泄)水隧洞、地下礦產(chǎn)掘進(jìn)等施工過程的消煙除塵，還適用于驅(qū)除已運(yùn)營長大公路隧道的洞內(nèi)汽車尾氣污染。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種實現(xiàn)移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵方法的裝置——移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置。該裝置包含一臺機(jī)動車，在機(jī)動車前部固定有環(huán)內(nèi)側(cè)、環(huán)外側(cè)分別開有出風(fēng)孔的風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管，在機(jī)動車上固定有其內(nèi)固定有軸流風(fēng)機(jī)的送風(fēng)筒，送風(fēng)筒的出風(fēng)端與風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管連通；在機(jī)動車上還固定有水箱和其內(nèi)固定有軸流風(fēng)機(jī)的吸塵筒，吸塵筒的一端從風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管的環(huán)內(nèi)伸出，另一端伸入水箱，水箱上還固定有排煙筒。工作時，送風(fēng)筒內(nèi)的軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，向送風(fēng)筒送入高壓氣流，高壓氣流經(jīng)風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管噴射出去而形成風(fēng)幕，風(fēng)幕隨著機(jī)動車的移動而移動；掘進(jìn)工作面爆破后，機(jī)動車向掘進(jìn)工作面開進(jìn)，風(fēng)幕使煙塵逐漸被濃縮，此時，開啟吸塵筒內(nèi)的軸流風(fēng)機(jī)，煙塵從吸塵筒吸入進(jìn)入水箱，其中的粉塵被水箱內(nèi)的水過濾和吸附(水箱內(nèi)的水實際上是一種液態(tài)過濾層，為實現(xiàn)除塵也可選用其它過濾層，如各種固態(tài)過濾層，這是最容易聯(lián)想到的等同結(jié)構(gòu)變型)，不溶于水的煙氣經(jīng)排煙筒從水箱內(nèi)排出?？啥ㄆ谇宄鋬?nèi)的沉淀。當(dāng)需要對隧道快速驅(qū)煙除塵時，機(jī)動車調(diào)頭向隧道口開動，風(fēng)幕將煙塵推出隧道。
風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管上通過三通管連接有四個前伸的送風(fēng)支管，各送風(fēng)支管上分別開有出風(fēng)方向各異的出風(fēng)口，使四個送風(fēng)支管的出風(fēng)協(xié)同形成旋風(fēng)。這樣通過旋風(fēng)效應(yīng)，可將煙塵集中在核心部位，提高吸塵效率。
該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、巧妙，能可靠地建立風(fēng)幕且移動性好，其既方便轉(zhuǎn)場，又節(jié)約費(fèi)用。是實現(xiàn)本發(fā)明所述驅(qū)煙除塵方法的一種理想的可選裝置。


圖1為本發(fā)明所述移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1的左視圖；圖4為風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管上的出風(fēng)孔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-機(jī)動車，2-風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管，3-送風(fēng)筒，4-水箱，5-吸塵筒，6-排煙筒，7-發(fā)電裝置，8-送風(fēng)支管，具體實施方式
移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵方法，在隧道內(nèi)構(gòu)建以壓力氣流形成的、隧道斷面方向的可移動風(fēng)幕，首先將風(fēng)幕移動至掘進(jìn)工作面前端，風(fēng)幕阻斷風(fēng)幕前后空氣流動，將爆破后產(chǎn)生的煙塵局限在風(fēng)幕一側(cè)的較小范圍內(nèi)，風(fēng)幕向掘進(jìn)工作面移動，使煙塵逐漸被濃縮，同時啟動與風(fēng)幕一起移動的吸塵器進(jìn)行吸塵，在風(fēng)幕和吸塵器的共同作用下，集中處理爆破后的粉塵。當(dāng)有害粉塵濃度已較低時，使風(fēng)幕停止，開啟隧道壓入式通風(fēng)設(shè)備，向掘進(jìn)工作面送風(fēng)，將剩余煙塵吹離掌子面，使空氣質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；重新構(gòu)建風(fēng)幕，移動風(fēng)幕向隧道口移動，將隧道內(nèi)的煙塵推出隧道外。
實現(xiàn)本發(fā)明所述方法的裝置——移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置，包含一臺機(jī)動車1，在機(jī)動車前部固定有環(huán)內(nèi)側(cè)、環(huán)外側(cè)分別開有出風(fēng)孔的風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管2，在機(jī)動車上固定有其內(nèi)固定有軸流風(fēng)機(jī)的送風(fēng)筒3，送風(fēng)筒3的出風(fēng)端與風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管2連通；在機(jī)動車上還固定有水箱4和其內(nèi)固定有軸流風(fēng)機(jī)的吸塵筒5，吸塵筒5的一端從風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管2的環(huán)內(nèi)伸出，另一端伸入水箱4，水箱上還固定有排煙筒6。為實現(xiàn)軸流風(fēng)機(jī)的供電，機(jī)動車上設(shè)置發(fā)電裝置7，發(fā)電裝置可由燃油發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)構(gòu)成。為實現(xiàn)平衡送風(fēng)，送風(fēng)筒3為兩個，分別支撐固定于機(jī)動車的上部兩側(cè)，吸塵筒5位于兩送風(fēng)筒之間，這樣使裝置整體結(jié)構(gòu)緊湊、合理。風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管2上通過三通管連接有四個前伸的送風(fēng)支管8，各送風(fēng)支管上分別開有出風(fēng)方向各異的出風(fēng)口，使四個送風(fēng)支管的出風(fēng)協(xié)同形成旋風(fēng)。風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管2上的出風(fēng)孔為條狀孔且有多排，各排相互交錯。這樣，更有利于增加出風(fēng)量、出風(fēng)壓力并保證出風(fēng)的連續(xù)性，從而提高風(fēng)幕的可靠性。風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管2與隧道截面形狀相同且拐角處圓滑過度，以進(jìn)一步增加風(fēng)幕的可靠性。具體制造時，風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管的尺寸(高度、寬度或直徑等)可根據(jù)隧道的高度、寬度來確定。為防止污染物對操作人員的侵害和便于操作，將設(shè)備的控制系統(tǒng)均集中置于駕駛室內(nèi)，并將駕駛室密封。
權(quán)利要求
1.一種移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵方法，其特征為在隧道內(nèi)構(gòu)建以壓力氣流形成的、隧道斷面方向的可移動風(fēng)幕，首先將風(fēng)幕移動至掘進(jìn)工作面前端，將爆破后產(chǎn)生的煙塵局限在風(fēng)幕一側(cè)的較小范圍內(nèi)，風(fēng)幕向掘進(jìn)工作面移動，使煙塵逐漸被濃縮，同時啟動與風(fēng)幕一起移動的吸塵器進(jìn)行吸塵，在風(fēng)幕和吸塵器的共同作用下，集中處理爆破后的粉塵；移動風(fēng)幕向隧道口移動，將隧道內(nèi)的煙塵推出隧道外。
2.實現(xiàn)如權(quán)利要求1所述方法的移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置，包含一臺機(jī)動車(1)，其特征為在機(jī)動車前部固定有環(huán)內(nèi)側(cè)、環(huán)外側(cè)分別開有出風(fēng)孔的風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管(2)，在機(jī)動車上固定有其內(nèi)固定有軸流風(fēng)機(jī)的送風(fēng)筒(3)，送風(fēng)筒(3)的出風(fēng)端與風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管(2)連通；在機(jī)動車上還固定有水箱(4)和其內(nèi)固定有軸流風(fēng)機(jī)的吸塵筒(5)，吸塵筒(5)的一端從風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管(2)的環(huán)內(nèi)伸出，另一端伸入水箱(4)，水箱上還固定有排煙筒(6)。
3.如權(quán)利要求2所述的移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置，其特征為風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管(2)上通過三通管連接有四個前伸的送風(fēng)支管(8)，各送風(fēng)支管上分別開有出風(fēng)方向各異的出風(fēng)口，使四個送風(fēng)支管的出風(fēng)協(xié)同形成旋風(fēng)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置，其特征為送風(fēng)筒(3)為兩個，分別支撐固定于機(jī)動車的上部兩側(cè)，吸塵筒(5)位于兩送風(fēng)筒之間。
5.如權(quán)利要求2或3所述的移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置，其特征為風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管(2)上的出風(fēng)孔為條狀孔且有多排，各排相互交錯。
6.如權(quán)利要求4所述的移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置，其特征為風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管(2)上的出風(fēng)孔為條狀孔且有多排，各排相互交錯。
7.如權(quán)利要求2或3或6所述的移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置，其特征為風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管(2)與隧道截面形狀相同且拐角處圓滑過度。
8.如權(quán)利要求4所述的移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置，其特征為風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管(2)與隧道截面形狀相同且拐角處圓滑過度。
9.如權(quán)利要求5所述的移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵裝置，其特征為風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管(2)與隧道截面形狀相同且拐角處圓滑過度。
全文摘要
本發(fā)明為移動風(fēng)幕式隧道驅(qū)煙除塵方法及其裝置，涉及隧道的驅(qū)煙除塵。本發(fā)明解決現(xiàn)有的隧道驅(qū)煙除塵方法存在的驅(qū)煙除塵效率低、速度慢、處理不徹底、設(shè)備投入大、耗能多、費(fèi)用高等問題。所述方法是在隧道內(nèi)構(gòu)建以壓力氣流形成的、隧道斷面方向的可移動風(fēng)幕，將爆破后產(chǎn)生的煙塵局限在風(fēng)幕一側(cè)的較小范圍內(nèi)并用吸塵器進(jìn)行吸塵；移動風(fēng)幕向隧道口移動，將隧道內(nèi)的煙塵推出隧道外。裝置包含機(jī)動車、固定于機(jī)動車前部的風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管、與風(fēng)幕發(fā)生環(huán)管連通的送風(fēng)機(jī)構(gòu)、吸塵機(jī)構(gòu)等。該方法和裝置適用于公路隧道、鐵路隧道、水利工程引(泄)水隧洞、地下礦產(chǎn)掘進(jìn)等施工過程的消煙除塵，還適用于驅(qū)除已運(yùn)營長大公路隧道的洞內(nèi)汽車尾氣污染。
文檔編號E21F5/00GK1888396SQ200610012979
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者王新民 申請人:王新民