專利名稱：一種隧道掘進工作面清除有害氣體、粉塵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及爆破開挖施工的獨頭長隧道掘進工作面的有害氣體降解與吸附，屬于交通工程領(lǐng)域。特別適用于交通隧道施工領(lǐng)域，也適用于無瓦斯涌出的礦山井巷施工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隧道、水工隧洞、礦山巷道爆破開挖時炸藥產(chǎn)生的炮煙中有毒氣體的含量是評價它安全等級的一項重要指標(biāo)，有毒氣體的爆炸產(chǎn)物主要特別是CO、CO2, NOx、硫化物、粉塵。 一氧化碳與紅血球中血紅素的親和力比氧氣的親和力大250 300倍，它被吸入人體后， 阻礙了氧和血紅素的正常結(jié)合，使人體各部組織和細(xì)胞產(chǎn)生缺氧現(xiàn)象，引起中毒以至死亡。 NOx易溶于水，當(dāng)吸入人體肺部時，就在肺的表面黏膜上產(chǎn)生腐蝕，并有強烈刺激性。濃度較高時可引起肺部浮腫而致命。硫化氫( 是一種無色有臭雞蛋味的氣體，易溶于水，具有很強的毒性，能使血液中毒，對眼睛黏膜及呼吸道有強烈刺激作用。對眼睛有強烈刺激作用。SO2與水汽接觸生成硫酸，對呼吸器官作用，刺激喉嚨、支氣管發(fā)炎，呼吸困難，嚴(yán)重時引起肺水腫。由于炸藥爆炸的有毒氣體、粉塵，挖掘鏟裝機、大型運踏車的內(nèi)燃機排放的有毒氣體嚴(yán)重影響施工人員的身體健康，現(xiàn)行的獨頭長隧道通風(fēng)采用機械式通風(fēng)機將新鮮空氣通過通風(fēng)管送入掘進工作面。稀釋掘進工作面風(fēng)有毒氣體、粉塵，然后通過風(fēng)機提供的風(fēng)壓將有害氣體帶出隧道，壓損失大、通風(fēng)時間長、效率低。由于長隧道通風(fēng)阻力的增大現(xiàn)有的通風(fēng)方法無法及時排出小于300m短距離和大3000m長距離隧道有害氣體而滿足施工的要求。 隨著長距離隧道的增多，對施工環(huán)境、通風(fēng)效率、空氣質(zhì)量提出越來越高的要求，而現(xiàn)行的通風(fēng)方法已不能滿足隧道施工的要求。

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的技術(shù)問題本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種從爆破開挖施工的獨頭長隧道掘進工作面直接降解與吸附有害氣體、粉塵的方法，以克服現(xiàn)有通風(fēng)方法壓損失大、通風(fēng)時間長、效率低，設(shè)備損壞率高，使用成本高的缺點。技術(shù)方案本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種從爆破開挖施工的獨頭長隧道直接降解與吸附有害氣體、粉塵的方法，依次包含如下步驟第一步驟隧道爆破后5 15min，所說的有害氣體C0、C02、N0、N02、硫化物、粉塵， 經(jīng)羅茨通風(fēng)機在距工作面20 50m吸入，送入降解池；第二步驟所說的有害氣體CO、C02、NO、NO2、硫化物、粉塵，通過降解池的堿性化合物反應(yīng)，降解有害氣體中的C02、NO、NO2、硫化物、粉塵，并經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽；第三步驟所說的低溫變壓吸附CO、N0，將降解、膜過濾后的CO、少量NO通過低溫變壓吸附塔吸附；
第四步驟所說的中溫加熱脫吸附CO、N0，將變壓吸附塔吸附運出隧道，通過吸附塔中的電熱加熱帶加熱至80 135°C而脫附CO、NO。上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優(yōu)選方案之一為，所說的風(fēng)機采用羅茨風(fēng)機。上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優(yōu)選方案之二為，降解池的堿性化合物碳酸鈉。上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優(yōu)選方案之三為，所說的低溫變壓吸附的溫度O 30°C，壓力10 30kPa。上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優(yōu)選方案之四為，所說的中溫加熱脫吸附⑶、NO溫度0 150°C，優(yōu)選80 100°C。上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優(yōu)選方案之五為，所說的過濾水汽的多孔纖維分離膜采用串聯(lián)形式。有益效果將現(xiàn)有的獨頭長隧道通風(fēng)所采用機械式通風(fēng)方式是從洞外壓入新鮮空氣稀釋掘進工作面有害氣體、粉塵濃度，改為在工作面近區(qū)20 50m吸入有害氣體、粉塵濃度直接降解有害氣體中的C02、NO、NO2、硫化物、粉塵，低溫變壓吸附CO、N0，有害氣體搬運距離短、通風(fēng)效率高；避免現(xiàn)有的獨頭長隧道通風(fēng)所采用機械式通風(fēng)方式是從洞外壓入新鮮空氣稀釋掘進工作面有害氣體、粉塵濃度污染整個隧道的弊病，縮短了通風(fēng)時間，使用成本低，有利于加快施工進度，改善隧道空氣質(zhì)量。


圖1為工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于顯著本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域工程技術(shù)人員作一定的改動或修改，這些等價形式落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1隧道爆破后5 15min，優(yōu)選5min，在距工作面20 50m，優(yōu)選30m，采用羅茨風(fēng)機， 壓力20kPa，吸入炸藥爆炸產(chǎn)生的有害氣體C0、C02、N0、N02、硫化物、粉塵，送入降解池，通過與降解池的堿性化合物反應(yīng)或清洗，優(yōu)選堿性化合物碳酸鈉，難以與堿性化合物反應(yīng)的C0、 少量NO、水汽，經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽后。從多孔纖維分離膜過濾后的C0、少量N0，壓力20kPa，進入溫度10 30°C的低溫變壓吸附塔吸附，C0、少量NO吸附在吸附塔之中，然后將變壓吸附塔吸附運出隧道，通過電熱加熱帶將吸附塔加熱至80 135°C，優(yōu)選100°C而脫附 CO、N0。實施例2隧道爆破后5 15min，優(yōu)選lOmin，在距工作面20 50m，優(yōu)選20m，采用羅茨風(fēng)機，壓力30kPa，吸入炸藥爆炸產(chǎn)生的有害氣體CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉塵，送入降解池，通過與降解池的堿性化合物反應(yīng)或清洗，優(yōu)選堿性化合物碳酸鈉，難以與堿性化合物反應(yīng)的CO、少量NO、水汽，經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽后。從多孔纖維分離膜過濾后的CO、少量N0，壓力30kPa，進入溫度10 30°C的低溫變壓吸附塔吸附，CO、少量NO吸附在吸附塔之中，然后將變壓吸附塔吸附運出隧道，通過電熱加熱帶將吸附塔加熱至80 135°C，優(yōu)選 1201而脫附0)、吣。實施例3隧道爆破后5 15min，在優(yōu)選15min，距工作面20 50m，優(yōu)選30m，采用羅茨風(fēng)機，壓力40kPa，吸入炸藥爆炸產(chǎn)生的有害氣體CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉塵，送入降解池， 通過與降解池的堿性化合物反應(yīng)或清洗，優(yōu)選堿性化合物碳酸鈉，難以與堿性化合物反應(yīng)的C0、少量N0、水汽，經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽后。從多孔纖維分離膜過濾后的C0、少量N0，壓力40kPa，進入溫度10 30°C的低溫變壓吸附塔吸附，C0、少量NO吸附在吸附塔之中，然后將變壓吸附塔吸附運出隧道，通過電熱加熱帶將吸附塔加熱至80 135°C，優(yōu)選 1201而脫附0)、吣。
權(quán)利要求
1.一種從爆破開挖施工的獨頭長隧道工作面直接降解與吸附有害氣體、粉塵的方法， 依次包含如下步驟(1)隧道爆破后5 15min，所說的有害氣體C0、C02、N0、N02、硫化物、粉塵，經(jīng)羅茨通風(fēng)機在距工作面20 50m吸入，送入降解池；(2)所說的有害氣體CO、CO2,NO、NO2、硫化物、粉塵，通過降解池的堿性化合物反應(yīng)，降解有害氣體中的C02、NO、NO2、硫化物、粉塵，并經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽；(3)所說的低溫變壓吸附C0、N0，將降解、膜過濾后的CO、少量NO通過低溫變壓吸附塔吸附；(4)所說的中溫加熱脫吸附CO、N0，將變壓吸附塔吸附運出隧道，通過吸附塔中的電熱加熱帶加熱至80 135°C而脫附CO、N0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的風(fēng)機采用羅茨風(fēng)機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的降解池的堿性化合物碳酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的低溫變壓吸附的溫度0 30°C，壓力10 30kPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的中溫加熱脫吸附⑶、NO溫度0 150°C，優(yōu)選80 100°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的過濾水汽的多孔纖維分離膜采用串聯(lián)形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的變壓吸附塔吸附劑過采用載Cu(I) 13X分子篩。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隧道掘進工作面清除有害氣體、粉塵的方法，旨在解決長隧道施工的掘進工作面通風(fēng)困難的問題。依次包括如下步驟隧道爆破后經(jīng)羅茨通風(fēng)機將有害氣體CO、CO2、NO、NO2、硫化物、粉塵，送入降解池；通過降解池的堿性化合物反應(yīng)，降解有害氣體中的CO2、NO、NO2、硫化物、粉塵，并經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽；將降解、膜過濾后的CO、少量NO通過低溫變壓吸附塔吸附；吸附CO、NO的變壓吸附塔運出隧道，通過吸附塔中的電熱加熱帶加熱至80～135℃而脫附CO、NO。該方法可以有效避免整個隧道受掘進工作面有害氣體的污染，適用于長隧道掘進工作面有害氣體、粉塵的清除。
文檔編號B01D53/047GK102500214SQ20111036204
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者謝飛鴻 申請人:謝飛鴻