一种基于施工台车的隧道全自动帷幕除尘装置及方法与流程

本发明涉及土木工程隧道施工的除尘技术领域，尤其是应用于隧道钻爆法施工的除尘技术，具体的是一种基于施工台车的隧道全自动帷幕除尘装置及方法。

背景技术：

我国已经成为隧道座数和总里程最多的国家，在建和未建的隧道仍有很多，高铁、高速、普通公路等建设更离不开隧道施工。而钻爆法是修建隧道主要的应用技术，是通过钻孔、装药、爆破的方法开挖岩石的一种施工方式。在钻爆法施工过程中，由于对岩石的持续爆破，会产生大量游离的二氧化硅粉尘，长期吸入这种粉尘会对施工人员的身体健康产生极大的损害，甚至会导致尘肺病。所以，为保证隧道内工人的身体健康以及能见度的要求，中长隧道在施工过程中都需要进行隧道内的通风排尘。

目前而言，对于空气粉尘的处理，按防治机理的不同，大致可将防治措施分为减、降、排、除和阻5类。(1)减尘：即在掌子面喷洒水、湿钻、湿喷及水封爆破；(2)降尘：即在运输设备装载点和转载点喷雾或洒水、喷雾水幕净化空气、喷雾泡沫降尘及在水中配加湿润剂；(3)排尘：采用风机通风、选取最佳风速和设置隔尘帘幕、机械密封罩、回风巷风门等；(4)除尘：包括过滤式除尘器、干式捕尘器和湿式除尘器等；(5)阻尘：即佩戴防尘帽、防尘口罩等。在实际工作中，隧道施工粉尘的防治手段以隧道通风排尘为主，偶尔会见到雾炮车除尘，但成本较高。

传统的施工技术主要利用风机向隧道内输送洞外空气提供氧气及吹散有害气体，一定程度上保障了施工人员的供养需求，但没有更有效地处理粉尘，使隧道环境粉尘污染大；偶有隧道施工采用雾炮车进入洒水降尘，但时间、人力和资源成本高，效率低下应用不广泛。所以，寻求一种更加有效的隧道降尘方式以改善施工环境、提高施工安全尤为重要。

技术实现要素：

本发明从粉尘的源头出发，采用设置隔尘帘幕组合喷雾水幕综合除尘的思想，提供一种基于施工台车的隧道全自动帷幕除尘装置及方法，对比于传统的降尘技术，旨在为隧道施工降尘应用提供设备和技术帮助。本发明的目的在于克服现有技术条件的缺点和不足，提供一种基于施工台车的隧道全自动帷幕除尘装置及方法。

本发明采用下述技术方案：

一种基于施工台车的隧道全自动帷幕除尘装置，包括一个施工台车、雾炮除尘机构和控制装置，

所述的施工台车上设有多个液压感应杆，多个所述的液压感应杆连接隔尘帷幕，用于驱动隔尘帷幕被撑起至岩壁上形成除尘隔离区或者在除尘完成后收回隔尘帷幕；

所述的雾炮除尘机构设置在所述的施工台车上，用于对隔离区域进行除尘；

所述的控制装置控制所述的雾炮除尘机构和液压感应杆。

进一步的，所述的液压感应撑杆顶部设置有压敏传感器，所述的压敏传感器能够检测到液压感应杆与岩壁之间的压力且将检测的压力传给控制装置，所述的控制装置控制液压感应撑杆将帷幕都牢固地抵在岩壁上，牢固地固定帷幕。

进一步的，所述的雾炮除尘机构包括两个雾炮机，两个雾炮机的喷头对称地固定于施工台车上，在所述的雾炮机喷头合适位置加装烟尘检测器，在炸药爆炸后烟尘检测器检测到烟尘，通过控制装置控制雾炮机自动除尘。

进一步的，所述的雾炮机喷头前部设置有防护网，可以防止爆炸产生的碎石损伤喷头，后部设置有进水管，通过万向转轴与雾炮机支架相连接，可以在控制装置的控制下左右、上下转动。

进一步的，所述液压感应撑杆固定于施工台车上远离掌子面一侧，所述固定式雾炮机固定于施工台车上靠近掌子面一侧，这样在控制装置作用下撑杆将帷幕撑起与掌子面之间形成封闭区域后，雾炮机可以在此封闭区域内自动进行除尘工作。

进一步的，所述的活性炭隔尘帷幕边缘由弹性材料构成，上面设置有连接套孔，用于与撑杆套接；所述的活性炭隔尘帷幕中间部分由活性炭拼装块拼接组装而成，面向掌子面的一面覆盖防护网层，防止炸药爆炸后产生的碎石损伤帷幕。

进一步的，所述活性炭隔尘帷幕尺寸大于隧道截面尺寸，下部设置有重物，可以将帷幕垂挂于隧道中，防止烟尘从帷幕下部逃逸。

进一步的，活性炭拼装块采用统一制式，当某块儿坏掉以后便于拆卸更换，从而不用整体更换，便于降低成本。

进一步的，所述的活性炭隔尘帷幕的上部、两侧和底部设置成不同的颜色，便于人工将帷幕安装到撑杆上。

进一步的，所述的雾炮除尘机构在控制装置的控制作用下可以按照设定频率左右转动，当烟尘检测器检测到从左到右或者从右到左一个周期内烟尘含量均在安全范围以下后，能通过控制装置控制雾炮喷头向下转动一个固定角度，如此直到喷头到最低角度后，烟尘检测器检测从左到右或者从右到左一个周期内烟尘含量都在安全范围以下，便停止工作，完成除尘工作。

本发明的应用方法如下：

a、根据台车形状在台车的每层两侧、台车顶部布设液压感应撑杆，在合适位置安装雾炮机；

b、把活性炭隔尘帷幕通过连接套孔与液压感应撑杆连接；

c、启动控制装置控制撑杆运动将帷幕抵在岩壁上形成与掌子面之间的封闭区域；

d、人员撤离到安全区域后进行掌子面的爆破，此时烟尘检测器检测到烟尘，控制雾炮机自动工作，直到烟尘在安全范围以下后，停止工作；

e、启动控制装置，收回撑杆，并将帷幕取下；

f、后续掌子面爆破除尘时只需机械重复b—e工序即可。

本发明的有益效果是：

(1)本发明为地下洞室掌子面爆破后即时除尘的全自动化装置，通过活性炭隔尘帷幕形成与掌子面之间的密闭区域，有效避免了爆破掌子面后粉尘的扩散，且考虑了帷幕的通风性，使得帷幕受到较小的空气波冲击，增加使用寿命。

(2)除尘装置借助于常见的雾炮设备和洁净度检测设备，经过合理组合后综合使用，安装完成后除尘过程全自动进行，省却大量人力的消耗，并且由于除尘与检测过程自动进行，无需施工人员参与，更加安全。

(3)隔尘、除尘、检测一体化进行，爆破后几秒内就开始自动除尘，大大地提高了工作效率并且节约成本，方便普及和操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明装置所利用的施工台车在隧道截面中的示意图。

图2是本发明装置在施工台车上加装液压感应撑杆和固定式雾炮机后的示意图。

图3是本发明装置的活性炭隔尘帷幕示意图。

图4是本发明活性炭隔尘帷幕封堵隧道截面的示意图。

图5是本发明活性炭隔尘帷幕与掌子面之间形成的封闭区域示意图。

图6是本发明固定式雾炮机示意图。

其中：1隧道岩壁，2施工台车，3液压感应撑杆，4固定式雾炮机，5弹性封边，6活性炭拼装块，7连接套孔，8活性炭隔尘帷幕，9隧道掌子面，10烟尘检测器，11防护网罩，12雾炮喷头，13万向转轴，14进水管，15固定支架。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的掌子面爆破后粉尘大量扩散、清除粉尘缓慢、清除粉尘方式落后的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种地下洞室掌子面爆破后即时除尘的全自动化装置,具体是一种基于施工台车的隧道全自动帷幕降尘装置及方法，该装置加装于施工台车之上，适用于地下洞室掌子面爆破时，对产生的粉尘进行快速清理，以便于后续施工。

如图1和图2所示，一种基于施工台车2的全自动隧道帷幕除尘装置，包括液压感应撑杆3、固定式雾炮机4、活性炭隔尘帷幕8等。

液压感应撑杆3共八个，对称地固定在施工台车2上，由控制装置控制其伸缩或者收回；液压感应撑杆3与活性炭隔尘帷幕8连接，活性炭隔尘帷幕8在液压感应撑杆3的作用下被撑起直至抵在隧道岩壁1上，形成与掌子面9之间的封闭隔离区域；在除尘完成后，液压感应撑杆3缩回，活性炭隔尘帷幕8回降；整个过程中固定式雾炮机4在隔离环境中进行除尘。

液压感应撑杆3顶部设置有压敏传感器，能够检测到液压感应撑杆3与隧道岩壁1之间的压力，然后压敏传感器反馈给控制装置，进而控制装置控制液压感应撑杆的压力，从而将活性炭隔尘帷幕8的每个连接套孔7都牢固地抵在隧道岩壁1上，牢固地固定帷幕。

活性炭隔尘帷幕8边缘由弹性封边5构成，上面设置有连接套孔7，可以与液压感应撑杆3套接。活性炭隔尘帷幕8中间部分由活性炭拼装块6拼接组装而成，面向掌子面一面加装防护网层，防止炸药爆炸后产生的碎石损伤帷幕。

活性炭隔尘帷幕尺寸大于隧道截面尺寸，下部设置有重物，可以将帷幕垂挂于隧道中，防止烟尘从帷幕下部逃逸。活性炭拼装块采用统一制式，当某块儿坏掉以后便于拆卸更换，从而不用整体更换，便于降低成本。

活性炭隔尘帷幕设置成多种颜色，例如：上部设置成红色，两侧设置成蓝色，底部设置成黑色，便于人工将帷幕安装到液压感应撑杆3上。

固定式雾炮机4共两个，对称地固定于施工台车2上，固定式雾炮机4包括雾炮机喷头12，雾炮机喷头12的合适位置加装烟尘检测器10，在炸药爆炸后烟尘检测器检测到烟尘，通过控制器控制雾炮机自动除尘。

所述的雾炮机喷头12前部设置有防护网11，可以防止爆炸产生的碎石损伤喷头，后部设置有进水管14，通过万向转轴13与雾炮机支架15相连接，可以在控制装置的控制下左右、上下转动。

固定式雾炮机在电路控制作用下可以按照设定频率左右转动，当烟尘检测器检测到从左到右或者从右到左一个周期内烟尘含量均在安全范围以下后，能通过控制电路控制雾炮喷头向下转动一个固定角度，如此直到喷头到最低角度后，烟尘检测器检测从左到右或者从右到左一个周期内烟尘含量都在安全范围以下，便停止工作，完成除尘工作。

本发明的应用方法如下：

a、根据施工台车2的形状在施工台车2的每层两侧、顶部布设液压感应撑杆3，在合适位置安装固定式雾炮机4；

b、把活性炭隔尘帷幕8通过连接套孔7与液压感应撑杆3连接；

c、启动控制装置控制液压感应撑杆3运动将活性炭隔尘帷幕8抵在隧道岩壁1上形成与掌子面9之间的封闭区域；

d、人员撤离到安全区域后进行掌子面9的爆破，此时烟尘检测器10检测到烟尘，控制固定式雾炮机4自动工作，直到烟尘在安全范围以下后，停止工作；

e、启动控制装置，收回液压感应撑杆3，并将活性炭隔尘帷幕8取下；

f、后续掌子面9爆破除尘时只需机械重复b—e工序即可

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

(1)本发明为地下洞室掌子面爆破后即时除尘的全自动化装置，通过活性炭隔尘帷幕形成与掌子面之间的封闭区域，有效避免了爆破掌子面后粉尘的扩散，且考虑了帷幕的通风性，使得帷幕受到较小的空气波冲击，增加使用寿命。

(2)除尘装置借助于常见的施工台车、雾炮设备、烟尘检测设备和液压设备，经过合理组合后综合使用，安装完成后除尘过程全自动进行，省却大量人力的消耗，并且由于除尘与烟尘检测过程自动进行，无需施工人员参与，更加安全。

(3)隔尘、除尘、检测一体化进行，爆破后即可开始自动除尘，大大地提高了工作效率并且节约成本，方便普及和现场操作。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。