[發明專利]用于隧道除塵的方法

在審

• 申請號: 202010975260.6
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112253216A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 張晉;黃橙橙;呂瑞琪
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: E21F5/02
• 分類號: E21F5/02;E21F1/00;F04D27/00;G01D21/02;B01D29/01;B01D29/90;C02F1/00;C02F103/18
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

1.一種用于隧道除塵的方法，其特征在于，其包括以下步驟：

S1、隧道的掌子面實施爆破產生粉塵后，當安裝在隧道內部的濃度傳感器檢測到隧道內粉塵濃度大于5mg/m³后，安裝在除塵臺車上的步進電機工作，帶動除塵臺車在隧道內移動；

S2、當步進電機帶動除塵臺車在隧道內部移動時，安裝在除塵臺車上方的激光測距儀開始工作，當激光測距儀檢測到除塵臺車與爆破掌子面之間距離為40m時，步進電機開始停止工作；在除塵臺車移動的過程中，激光測距儀檢測到除塵臺車前方有障礙物時，步進電機會停止前進，并且后退0.5m，然后位于除塵臺車上方的反射式激光測距儀開始工作，直到除塵臺車與爆破掌子面之間的距離為40m時，步進電機停止工作；

S3、當步進電機停止后，啟動除塵臺車移動輪的鎖緊裝置，將除塵臺車固定在距爆破掌子面距離為40m處；

S4、當除塵臺車的移動輪鎖緊后，位于隧道外部的空氣壓機工作，并向管道內輸送流量為2m³/s的氣體，通風管道的第一端與空氣壓機相連接，通風管道的第二端與安裝在除塵臺車底部的渦輪風扇的進氣道相連接，在通風管道和渦輪風扇連接處安裝有流量傳感器，來測量經過通風管道流入渦輪風扇內部的氣體是否達到2m³/s，若已經達到流量要求，空氣壓機的功率不再增加；若沒達到流量要求，流量傳感器將反饋信號傳輸給空氣壓機，此時空氣壓機將在原來的基礎上增大功率，直到達到流量要求；

S5、當流量為2m³/s的氣體經過通風管道進入渦輪風扇內部后，氣體充滿渦輪風扇的內部，并在渦輪風扇的出風口處，改變渦輪風扇的出風口面積來提高流出氣體的速度；

S6、氣體通過通風管道進入渦輪風扇內部，經過渦輪風扇的增速區后，將空氣壓機輸出氣體的速度提升到高速氣體，高速氣體從渦輪風扇的出風口流出，流出的氣體將流向爆破掌子面，隨后迅速發散；

S7、渦輪風扇輸出的高速氣體流向隧道內部，并在渦輪風扇前方形成一局部低壓區，形成的所述局部低壓區是依據流體力學第二方程，其具體的表達式為：

其中，下標1表示渦輪風扇內部參數，p表示壓強，h表示高度，v表示速度，ρ表示流體密度，C表示一個常數,g表示重力加速度；

S8、當位于除塵臺車底部的渦輪風扇在其前方形成局部低壓區后，則在渦輪風扇前后會形成空氣壓差，渦輪風扇后方的高壓氣體將會大量的流向前方，此時流出的氣體將會攜帶懸浮在空氣中的粉塵吹向掌子面底部；

S9、高速的含粉塵氣體吹向掌子面底部后，高速的含粉塵氣體將會流向掌子面頂部，然后高速的含粉塵氣體在隧道內部上方流向除塵臺車上方；

S10、隧道內部上方的含塵氣體流向除塵臺車上方后，安裝在除塵臺車上方的濃度傳感器開始工作，將信號反饋給位于水簾墻旁的水泵，水泵開始工作，將吸收粉塵的水抽取到安裝在除塵臺車上方的水簾墻的頂部，當水從水簾墻上方流入到下方后，經過水簾墻上的過濾網將帶有粉塵的水進行過濾處理后，再次利用水泵將水抽取到水簾墻上方；以及

S11、隨著含塵氣體逐漸流向除塵臺車上安裝的水簾墻，爆破所形成的懸浮在空氣中的粉塵減少，當安裝在隧道內部的檢測粉塵濃度的濃度傳感器檢測到粉塵濃度低于5mg/m³后，濃度傳感器將發出一反饋信號給隧道外部的空氣壓機，空氣壓機將停止向管道內輸送氣體，渦輪風扇和水泵也隨之停止工作，最后打開除塵臺車上移動輪的鎖緊裝置，除塵臺車自帶的步進電機開始工作，將除塵臺車向后移動10m后，當除塵臺車移動到位置后，移動輪鎖緊裝置再次將除塵臺車鎖緊及固定，此時，除塵過程結束。

2.根據權利要求1所述的用于隧道除塵的方法，其特征在于，所述除塵臺車上自帶的步進電機的功率為24.5KW。