本發(fā)明涉及隧道除塵及空氣凈化，尤其涉及基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、目前傳統(tǒng)的隧道除塵主要有三種方法，包括通風(fēng)除塵、濕式除塵和干式除塵，可見圖1。其主要缺點(diǎn)如下：

2、通風(fēng)除塵法：一是除塵效果有限，通風(fēng)除塵主要通過增強(qiáng)空氣流通來降低空氣中的粉塵濃度，但對(duì)粉塵顆粒的捕集效果有限；二是受隧道長度和隧道內(nèi)風(fēng)速影響，不適用于長度較大及通風(fēng)條件差的隧道，除塵效果差、除塵時(shí)間長；三是污染環(huán)境，如果粉塵排放量過大或排放口處理不當(dāng)，通風(fēng)除塵可能會(huì)將粉塵排放到環(huán)境中，造成污染。

3、濕式除塵法：一是無法除去導(dǎo)致塵肺病的小粒徑粉塵顆粒；二是無法除去炮煙中的有害氣體。

4、干式除塵法：一是對(duì)細(xì)小顆粒物的捕集效率較低；二是除塵過程中無法濕潤粉塵，可能導(dǎo)致粉塵的二次擴(kuò)散；三是干式除塵在濕度較高的環(huán)境下，容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

5、隨著隧道掘進(jìn)長度的不斷增加，隧道工作面工作環(huán)境愈發(fā)難以保障。該情況下，隧道內(nèi)狹窄而通風(fēng)條件差的特點(diǎn)導(dǎo)致隧道內(nèi)形成惡劣的工作環(huán)境，進(jìn)而危害工作人員的身體健康，同時(shí)也阻礙著項(xiàng)目的順利進(jìn)行。隧道掌子面爆破會(huì)產(chǎn)生有害氣體以及大量粉塵，主要包括co、no、少量h2s、so2以及巖塵等。由于粉塵為微米級(jí)甚至納米級(jí)，傳統(tǒng)的除塵方法的除塵效率較低，且可能會(huì)產(chǎn)生污染，據(jù)報(bào)道引起工人塵肺病的主要誘因是微米級(jí)的浮粒，傳統(tǒng)方法無法將其消除。

6、傳統(tǒng)的除塵方式無法將掌子面爆破產(chǎn)生的有害氣體和導(dǎo)致工人塵肺病的微米級(jí)(甚至粒徑更小)的顆粒去除、除塵效率低且無法維持長時(shí)間的空氣濕度等問題。納米氣泡能通過增大單位體積內(nèi)的氣泡數(shù)量來提升捕捉粉塵的能力、在減少除塵工作時(shí)長的同時(shí)能將各粒徑的粉塵濕潤后沉降、能利用其強(qiáng)氧化性能除去空氣中的有害細(xì)菌和有害氣體、可長時(shí)間懸浮在空氣中從而提升隧道內(nèi)空氣濕度、可有效去除導(dǎo)致塵肺病的小粒徑粉塵顆粒、其高電位可有加強(qiáng)對(duì)粉塵顆粒的吸附以及噴霧時(shí)可更穩(wěn)定地?cái)y帶大量氧氣。

7、傳統(tǒng)的除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)在工作時(shí)不能保障隧道內(nèi)人員和車輛的正常通行。本發(fā)明在進(jìn)行除塵工作時(shí)貼近隧道開挖輪廓線，可保障隧道內(nèi)其他工作的同時(shí)進(jìn)行。

8、傳統(tǒng)的除塵設(shè)備除塵噴霧面積不足，設(shè)備占用空間大，且隨著隧道的掘進(jìn)安裝愈發(fā)困難。本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上能盡可能減少占用空間而增大噴霧的面積，也能減少設(shè)備造價(jià)、簡化設(shè)備安裝拆卸難度。

9、現(xiàn)有除塵方案施工過程復(fù)雜、除塵效率低。本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了除塵自動(dòng)化，而且可實(shí)現(xiàn)高效除塵。

10、傳統(tǒng)的水簾除塵僅能作用與隧道的某一確定截面。本發(fā)明設(shè)有履帶可實(shí)現(xiàn)在隧道內(nèi)的縱向移動(dòng)且不受爆破碎渣阻攔，可針對(duì)隧道不同節(jié)段進(jìn)行反復(fù)除塵。

11、常規(guī)的監(jiān)測方法大多是單一點(diǎn)位的粉塵濃度測量，其測量結(jié)果僅反映被測點(diǎn)的粉塵濃度，有較大局限性，未能考慮其周圍點(diǎn)位的粉塵濃度，可能會(huì)引起測量誤差從而影響除塵效果。該發(fā)明可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)位綜合粉塵及有害氣體濃度檢測，保障除塵后相應(yīng)隧道節(jié)段空氣質(zhì)量。

12、如專利(cn202211454954.0)公開了一種隧道除塵綜合系統(tǒng)及施工方法，包括水泵、輸水主管道組件和多個(gè)沿輸水主管道組件延伸方向間隔設(shè)置的輸水支管道組件，任一輸水支管道組件與輸水主管道組件連通，水泵與輸水主管道組件連通；輸水支管道組件沿其延伸方向間隔設(shè)有多個(gè)噴水組件，噴水組件與輸水支管道組件連通；還包括時(shí)間繼電器，時(shí)間繼電器與水泵電連接。此外本發(fā)明還提出一種施工方法，包括上述的一種隧道除塵綜合系統(tǒng)。采用本發(fā)明，其能夠安裝在隧道的內(nèi)側(cè)壁通過噴灑水進(jìn)行除塵，結(jié)構(gòu)簡單，不影響隧道內(nèi)部車輛或施工人員的通行，而且可以持續(xù)對(duì)隧道多個(gè)地方進(jìn)行除塵，除塵效果好。

13、但是該發(fā)明的噴霧僅能對(duì)固定截面進(jìn)行除塵，無法保證噴霧截面以外隧道節(jié)段的粉塵濃度；安裝及拆卸不便不可重復(fù)利用，在隧道掘進(jìn)的同時(shí)難以推進(jìn)增設(shè)系統(tǒng)；使用的是普通水霧，不能除去微小粒徑的粉塵和有害氣體，無法保證工人免受塵肺病的影響；未設(shè)置多點(diǎn)位復(fù)合智慧監(jiān)測系統(tǒng)，無法實(shí)時(shí)反饋隧道內(nèi)的粉塵濃度；

14、如專利(cn202310687579.2)公開了吊軌移動(dòng)式泡沫除塵裝置及鉆爆煙塵快速除塵方法，包括：壁掛導(dǎo)軌、單軌吊車、泡沫發(fā)生系統(tǒng)和控制系統(tǒng)模塊；其中，壁掛導(dǎo)軌作為單軌吊車行走通道，單軌吊車作為泡沫發(fā)生系統(tǒng)的搭載平臺(tái)；單軌吊車上設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)自身行走的行走電機(jī)；泡沫發(fā)生系統(tǒng)包括泡沫發(fā)生噴頭，泡沫發(fā)生系統(tǒng)通過泡沫發(fā)生噴頭將泡沫體系噴灑到隧道；控制系統(tǒng)模塊用于無線遠(yuǎn)程控制單軌吊車前進(jìn)或后退，并能夠啟動(dòng)或關(guān)停泡沫發(fā)生系統(tǒng)。本發(fā)明采用壁掛式單軌吊車，可以不受爆渣阻攔影響，在隧道爆破后第一時(shí)間就可以深入隧道內(nèi)部，對(duì)爆破煙塵實(shí)現(xiàn)全方位降塵處理；采用無線控制設(shè)計(jì)，對(duì)人員安全提供了可靠保障。

15、但是該發(fā)明占用隧道空間過大；使用的是普通水霧，不能除去微小粒徑的粉塵和有害氣體，無法保證工人免受塵肺病的影響；未設(shè)置多點(diǎn)位復(fù)合智慧監(jiān)測系統(tǒng)，無法實(shí)時(shí)反饋隧道內(nèi)的粉塵及有害氣體濃度是否達(dá)標(biāo)；只設(shè)置了一側(cè)吊車，未考慮隧道寬度，無法保證吊車對(duì)側(cè)隧道面的除塵效率；噴霧未能完全覆蓋隧道橫截面，存在除塵死角；

16、如專利(cn202120609147.6)公開了一種水簾式隧道除塵及襯砌養(yǎng)護(hù)裝置，包括上部的噴霧支架和下部的支撐架，噴霧支架是由對(duì)稱設(shè)置的旋轉(zhuǎn)大臂、第一節(jié)小臂和第二節(jié)小臂順序拼接形成的拱門結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)大臂、第一節(jié)小臂和第二節(jié)小臂的外側(cè)壁設(shè)置有養(yǎng)護(hù)噴頭，其前后側(cè)壁上設(shè)置有除塵噴頭，旋轉(zhuǎn)大臂、第一節(jié)小臂和第二節(jié)小臂內(nèi)部均設(shè)置有與其形狀相匹配的空腔，空腔與養(yǎng)護(hù)噴頭和除塵噴頭連通；支撐架安裝在底座上，底座上還安裝有控制箱及儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱通過輸水管道與旋轉(zhuǎn)大臂、第一節(jié)小臂和第二節(jié)小臂內(nèi)部的空腔連接，底座的下方安裝有動(dòng)力機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)支腿，調(diào)節(jié)支腿位于動(dòng)力機(jī)構(gòu)的前端且其端部設(shè)置有萬向輪，由萬向輪支撐裝置在二襯范圍內(nèi)縱向移動(dòng)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)與固定于拱架上的齒狀軌道配合實(shí)現(xiàn)裝置在初襯范圍內(nèi)縱向移動(dòng)。

17、但是該發(fā)明的儲(chǔ)水箱內(nèi)未設(shè)置攪拌扇葉，無法將活性劑攪拌均勻；未采用微氣泡溶液作為水源，無法除去小粒徑粉塵和有害氣體，也無法長時(shí)間維持隧道內(nèi)空氣濕度；未設(shè)置多點(diǎn)位復(fù)合智慧監(jiān)測系統(tǒng)，無法實(shí)時(shí)反饋隧道內(nèi)的粉塵濃度是否達(dá)標(biāo)；遇到隧道二襯時(shí)需要人工重復(fù)布置安裝，施工步驟繁瑣；除塵工作開始前需要在隧道壁面內(nèi)鋪設(shè)軌道，且隨著掘進(jìn)面增長要不斷新增軌道，安裝過程繁瑣，用材量大，造價(jià)過高；該發(fā)明小臂內(nèi)存在用于輸水的空腔，不能同時(shí)兼顧輸水量和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)功能，且小臂的長短不可在施工時(shí)靈活調(diào)節(jié)；

18、如專利(cn202410140829.5)公開了一種礦山爆破用抑塵車及其抑塵方法，通過可監(jiān)測抑塵車異常的智能控制系統(tǒng)以及配套的雙噴頭的雙噴頭組的設(shè)置，在爆破噴水或水霧時(shí)，可對(duì)水霧情況進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)覺噴頭的異常，同時(shí)控制備用噴頭替補(bǔ)異常噴頭，可在不停止降塵噴霧的情況下，及時(shí)修正異常，以保證爆破后穩(wěn)定且高效的降塵；另外上述智能控制系統(tǒng)以及配套的備用噴頭的設(shè)置，當(dāng)爆破后灰塵量超出預(yù)期后，還可直接控制備用噴頭直接與原噴頭一起同步噴水，提高噴水量，加快降塵，起到可根據(jù)灰塵量調(diào)整噴霧量的效果，實(shí)現(xiàn)本抑塵車的智能化使用。

19、但是該發(fā)明的儲(chǔ)水箱內(nèi)未設(shè)置攪拌扇葉，無法將活性劑攪拌均勻；未采用微氣泡溶液作為水源，無法除去小粒徑粉塵和有害氣體，也無法長時(shí)間維持隧道內(nèi)空氣濕度；未設(shè)置多點(diǎn)位復(fù)合智慧監(jiān)測系統(tǒng)，無法實(shí)時(shí)反饋隧道內(nèi)的粉塵濃度是否達(dá)標(biāo)；噴霧覆蓋面積小，存在除塵死角，除塵效率不足；未能考慮隧道地面爆破碎渣，可能會(huì)因粉塵在路面上堆積影響車輛行駛；

20、為此，設(shè)計(jì)基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置及方法，用于對(duì)上述技術(shù)問題提供另一種技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問題，提供基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置及方法，用于對(duì)上述背景技術(shù)提出的技術(shù)問題進(jìn)行解決。

2、為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置，包括兩個(gè)儲(chǔ)水箱，兩個(gè)所述儲(chǔ)水箱頂部之間均布設(shè)置有角度調(diào)節(jié)組件，所述角度調(diào)節(jié)組件的兩側(cè)均設(shè)置有噴霧組件，所述角度調(diào)節(jié)組件包括第一調(diào)節(jié)板和第二調(diào)節(jié)板，所述第一調(diào)節(jié)板的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第二調(diào)節(jié)板，所述第一調(diào)節(jié)板的另一端固定有伸縮桿，所述噴霧組件包括支撐架、支撐筒、噴頭和第一檢測器，所述第二調(diào)節(jié)板靠近第一調(diào)節(jié)板一端的內(nèi)部固定有支撐架，所述支撐架兩側(cè)的底部均固定有支撐筒，多個(gè)所述支撐筒之間通過輸水軟管連接，所述支撐筒底部的中心固定有第一檢測器，所述支撐筒的底部且位于第一檢測器的外側(cè)均布固定有噴頭。

4、作為本發(fā)明提供的所述的基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述儲(chǔ)水箱的內(nèi)部固定有預(yù)留水管、水泵、攪拌扇葉和納米氣泡發(fā)生器，所述儲(chǔ)水箱內(nèi)部的一端纏繞有預(yù)留水管，所述預(yù)留水管的頂部與輸水軟管連接，所述儲(chǔ)水箱內(nèi)部一端的底部固定有水泵，所述水泵的輸出端與預(yù)留水管連接，所述儲(chǔ)水箱內(nèi)部的底端且位于水泵的一端固定有攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端連接有攪拌扇葉，所述儲(chǔ)水箱內(nèi)部的另一端固定有納米氣泡發(fā)生器。

5、作為本發(fā)明提供的所述的基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述儲(chǔ)水箱頂部的一端開設(shè)有加料口。

6、作為本發(fā)明提供的所述的基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述儲(chǔ)水箱的一端固定有第二檢測器。

7、作為本發(fā)明提供的所述的基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述儲(chǔ)水箱另一端的頂部固定有控制面板。

8、作為本發(fā)明提供的所述的基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述儲(chǔ)水箱一側(cè)的底部固定有線激光傳感器。

9、作為本發(fā)明提供的所述的基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述儲(chǔ)水箱底部的兩端均設(shè)置有履帶。

10、作為本發(fā)明提供的所述的基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述儲(chǔ)水箱底部的兩端且位于履帶的頂部固定有擋塵板。

11、基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置的使用方法，用于如上任意一項(xiàng)，步驟如下：

12、s：在掌子面爆破后，為除塵裝置添加燃油，并在儲(chǔ)水箱的內(nèi)部通過輸水軟管添加自來水及表面活性劑；

13、s：將除塵裝置放置在隧道一側(cè)拱腳，通過控制面板調(diào)整伸縮桿的工作讓裝置沿隧道開挖輪廓線展開；

14、s：啟動(dòng)第一檢測器和第二檢測器檢測隧道內(nèi)部斷面粉塵及有害氣體濃度，通過檢測結(jié)果判定是否需要進(jìn)行除塵；

15、s：裝置移動(dòng)至二襯或人為設(shè)置的用于轉(zhuǎn)向的路障時(shí)，通過線激光傳感器的感應(yīng)進(jìn)行發(fā)送掉頭信號(hào)至履帶實(shí)現(xiàn)掉頭，對(duì)相應(yīng)的隧道節(jié)段進(jìn)行反復(fù)除塵。

16、作為本發(fā)明提供的所述的基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述s步驟中，若第一檢測器和第二檢測器檢測隧道內(nèi)部斷面粉塵及有害氣體濃度不達(dá)標(biāo)，則制動(dòng)裝置，關(guān)閉第一檢測器和第二檢測器的檢測；

17、啟動(dòng)攪拌扇葉和納米氣泡發(fā)生器，然后啟動(dòng)水泵，將納米氣泡液通過預(yù)留水管和輸水軟管輸送進(jìn)入支撐筒的內(nèi)部，通過噴頭進(jìn)行噴灑，并在3分鐘后停止噴霧；

18、再次開啟檢測系統(tǒng)，若檢測結(jié)果不達(dá)標(biāo)重復(fù)上述步驟；

19、若檢測結(jié)果達(dá)標(biāo)，則釋放制動(dòng)，啟動(dòng)履帶推動(dòng)裝置沿隧道縱向移動(dòng)。

20、可以毫無疑義的看出，通過本技術(shù)的上述的技術(shù)方案，必然可以解決本技術(shù)要解決的技術(shù)問題。

21、同時(shí)，通過以上技術(shù)方案，本發(fā)明至少具備以下有益效果：

22、本發(fā)明提供的基于納米氣泡液霧和多點(diǎn)位監(jiān)測的隧道除塵裝置及方法，通過角度調(diào)節(jié)組件、噴霧組件、儲(chǔ)水箱和履帶的配合，從而能夠讓裝置在進(jìn)行使用時(shí)通過履帶的工作進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)可通過伸縮桿的工作帶動(dòng)裝置進(jìn)行整體打開或者進(jìn)行折疊，同時(shí)還可通過第一檢測器和第二檢測器的檢測讓噴頭進(jìn)行噴灑納米氣泡霧液進(jìn)行除塵。