一种开放性粉尘自适应抑尘技术的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种用于开放性粉尘控制的抑尘技术，可用于矿山运输道路、采场、排土场及其他开放场地的粉尘控制，属环境领域。

背景技术：
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露天矿运输道路及采场等作业场地的粉尘防护是世界性难题，露天矿采剥量大，路面质量差，汽车荷载大，在采、装、运、卸过程中，由于反复碾压、洒落、振动、排气及运动风流等影响，粉尘极其严重，有的高达1000mg/m³以上，超过环境标准100多倍。目前，国内外常见的抑尘技术方法包括洒水及喷洒湿润剂、吸湿剂、粘尘剂以及多功能复合型抑尘剂等方法。在露天矿山，运输道路等作业环境通常为土质或碎石路面，由于路基软而松散，因车轮碾压及车载矿岩洒落等原因，粉尘可堆积数厘米到数十厘米，清扫后很容易再生。在坚固路基的土质道路上洒水一般能维持30分钟左右，但在厚大粉尘的路面，以及大吨位卡车(如贝拉斯重达240吨，卡特彼勒360吨)使用的碎石道路等作业场地，由于粉尘厚、车轮翻卷及散土覆盖，抑尘效果极差，洒水抑尘时效不到20分钟，洒水频次高，水资源消耗大。当水资源缺乏时，洒水防尘受到严重制约。采用湿润剂时，由于粉尘厚大，在车轮运转荷载下，有限的水分子瞬即被干粉尘掩盖。粘尘剂抑尘则主要通过黏结凝并细小粉尘颗粒，并增强地面强度，提高地面抗碾压能力，并通过黏结凝并减少和抑制扬尘。但是，黏结强度不可能抵抗大吨位荷载的碾压。生物酶土壤固化剂类，价格高昂，技术严苛，工程大，受到严重制约。近年来研制的多功能复合型生态抑尘剂，具有黏结、凝并、吸湿与保水等优越性能，可生化降解，无任何毒副作用，喷洒时无二次扬尘，固结路面，但亦难以收到好的抑尘效果。显然，现行抑尘技术不能解决各种复杂条件下的粉尘控制问题。

技术实现要素：
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本发明针对露天矿运输道路等场地的动态性、开放性，车辆矿石洒落及土质、碎石道路碾压等易生尘、生大尘的情况，创建自动感应微喷系统，采用清水喷洒，根据天气状况、空气湿度、温度及路面粉尘等条件自感应喷洒，启尘与抑尘同步，抑尘效率高。可适用于长期干旱气候、高温、重车载、低等级基建道路等各种复杂条件下的粉尘控制。

本发明提供一种针对露天矿运输道路、矿场、排土场等易生尘、复生尘场地的抑尘技术，其特征在于，该技术包括水压控制单元、数控单元及自动感应喷洒单元；

所述水压控制单元是水压的常规直读和手工控制方式，包括压力水源、压力表、流量计、控制总阀及压力均衡器；

其中：

所述压力水源为高位水仓或增压泵所产生的压力水，是抑尘管网喷洒的介质源和动力源。介质为清水，添加一定浓度的抑尘剂效果更佳，抑尘剂在压力水仓中配置，或在抑尘管网中直接注入。

所述压力表为数字式远程读数表，用以实时测量管网水压或水泵的出水压力；

所述流量计为数字式远程读数表，用以实时测量管网或水泵的出水量；

所述控制总阀用以启闭系统水路总管和控制管网流量；

所述压力均衡器是压力管网中调节水压的装置，用以控制和均衡各段管道中的水压力。

所述数控单元是自动感应单元和水压控制单元的数字化控制方式，包括接口、放大器/转换器、数字应变计、数据集成盒(dib)、计算机、打印机及远程终端等分析、打印或显示设备；采用数字式控制单元时，所述压力表/计、流量计及控制阀均为数字式传感器，输出/输入信号均为电信号；

其中，所述电信号经转换盒转化成数字信号后通过所述数字应变仪进入所述数据集成盒(dib)，所述电信号经所述放大器放大后通过所述数字应变仪进入所述数据集成盒(dib)，进行数据集成然后上传到所述计算机等终端；

所述终端包括计算机，打印机和外部显示单元，所述计算机通过程序对所述数据分析、存储和输出，并实时通过控制阀对水压进行管理。

所述转换盒与所述数字应变仪采用cr-655接口电缆传输数据，所述数字应变仪与所述数据集成盒通过rs-232c接口电缆传输数据，所述数据集成盒与数据分析单元采用cr-553b接口电缆传输数据。

所述数字应变仪的直流工作电压为6v，接入光伏电源。

所述数据集成盒(dib)的直流工作电压为12v，接入光伏电源。

所述自动感应微喷单元是粉尘喷洒条件判识的控制方式，包括湿度传感器、温度传感器、风力传感器、振动加速度传感器、路面图像摄取仪、微喷管、控制阀及压力计；

其中：

所述湿度传感器是感知空气湿度的数字式传感单元，用以监测空气中的湿度；

所述温度传感器是感知空气温度的数字传感单元，用以监测空气中的温度；

所述风力传感器是测量风力的数字传感单元，用以监测风力；

所述振动加速度传感器是测量振动位移、速度及加速度的数字传感单元，用以监测来车时的地面振动加速度和位移；

所述路面图像摄取仪是摄取路面状态图像的数字式传感单元，用以获取道路地面积尘及路面状态的分布。

所述微喷管为一定管径并带有微孔的高强水管，每个抑尘单元可根据粉尘发生场所布置1根至数根微喷管，喷管上的微孔为具有一定喷射角度的倾向孔，按一定间距沿微喷管母线分单排及多排交错布置，微孔采用向心孔时，通过卡式接头改变微喷管的布置获得合理的喷射角度和喷射距离。

所述控制阀用以控制自动感应喷洒单元的管网流量及水流压力；

所述压力计安装在微喷管的末端，用以检验管网的最终压力，并为水压控制单元提供信息反馈；

本发明的有益效果是，自动感应天气状况及大气温度、湿度、风力、路面状况与来车振动实施喷洒，抑尘与启尘同步，喷洒自动化、智能化，耗水量少，抑尘效率高。可适用于干旱、土质、碎石道路、矿场及其他易生尘、复生尘的场所，在自然风及外界荷载扰动下的粉尘抑制。实践表明，喷洒一次(0.5-1.0lit/m²)抑尘剂后，抑尘有效时间为1d以上，空气质量全部达到二级标准，并且大大减少喷洒的人力、物力和财力消耗，成本低，效益高。

附图说明：

图1为本发明的抑尘技术系统图。

图2为本发明图1的微喷系统图。

图3为本发明图2的微喷管微孔布置示意图。

图4为本发明图3的微喷管a-a剖面图。

图中所示，i.压力水输入，1.压力表，2.流量表，3.控制总阀，4.微补水控制阀，5.连接管，6.接头，7.压力均衡器，8.微喷管，9.后校验压力计，10.微孔，o.压力水输出。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

在图1的实施例中，系统主要由四部分组成：(1)水压控制单元；(2)数控单元；(3)自动感应喷洒单元。水压控制单元为抑尘系统提供一定压力的水源，并通过压力表、流量计、控制总阀及水压均衡器进行水量和水压控制；数控单元是水压控制的高级形式，可按照设定模式及程序实现对抑尘系统水压及水量的自动控制，水压及水量均由相应数字式传感器感应测量，所测信号为电流或电压等电信号，信号经接口、放大器/转换器、数字式应变仪、数据集成盒(dib)，输送到计算机等终端，由计算机控制，并通过专用软件或常用办公软件如excel等进行数据的分析、显示、储存和打印；喷洒单元通过对天气状态及大气温度、湿度、风力、路面状况与来车振动进行感应测试，按照设定模式及程序通过微喷管对道路实施喷洒，通过控制阀实现对微喷管的启停控制，通过压力计监测和显示微喷管压力。

在图1的实施例中，用于土质道路、碎石道路及工业场地等易生尘场所，所述抑尘技术采用感应微喷技术，根据天气状况及大气中温度、湿度、路面状况及来车进行自动感应喷洒。

在图2的实施例中，两条微喷管对称布置于道路两侧路肩处，并使微孔一侧朝道路中心轴向布置；输入的压力水i经压力表1、流量计2、总控制阀3经管网连通4进入支路控制阀5，再经中间连接管6、压力均衡器7、接口8进入微喷管9，并由压力计10对微喷管9的压力进行测量，该压力值反馈给实施例图1中所述数控单元，实现水压的调节。

在图2的实施例中，可同时实施多个并行路段或工况点的抑尘，也可在同一支路中对不同路段或工况点实施串行式分段/间断式抑尘，只须将图2的实施例进行扩展。

在图3的实施例中，微孔按照一定的间距均匀分布于喷管上，微孔间距根据路面状况等粉尘发生条件设置，在本实施例中为0.25m。

在图4的实施例中，微喷管断面为实施例图3的a-a横剖面，断面为椭圆型，微孔轴线通过椭圆中心轴。

应用实例：

本发明所述抑尘技术，在某碎石道路厚大粉尘得抑尘应用中，道路长度1.0km，采用的抑尘剂配方为1.0％的氯化钙+0.5％的丙三醇，溶剂为清洁淡水，占98.5％。按质量配比在高位水仓中配置，注水使溶液均匀，无需搅拌，微喷管采用高强pvc管，管径40mm，壁厚0.22mm，微孔径0.5mm，在工作压力为0.1～0.18mpa，单孔出水量为4.69～6.64lit/h，每公里道路两边铺设的微喷管总长度为2000m，孔间距为0.25m，微孔数量为4个/m，微喷管每公里小时耗水总量为37.52～53.12m³/h，当天气晴朗，风速3～4级，气温25～34℃，平均湿度50％，土质路面，道路宽25～30m，微喷自动感应系统在来车时由车辆产生的地面振动触发，数控系统通过感应系统探测的天气状况、湿度、温度、风力及路面情况的信息，根据系统设置模式自动喷洒，喷洒频次2次/h，每次喷洒时长为10s，每天微喷设备工作480s，每公里一天的耗水量总为3.75～5.31m³，空气质量全部达到二级标准。

本实施例采用液体喷洒方式施用，无须增加抑尘剂配制设施，直接加入水仓或注入管网，由感应系统感应，数控系统控制，微喷系统喷洒。

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