成果简介
随着隧道掘进长度的不断增加，隧道工作面的工作环境愈发难以保障。该情况下，隧道内污浊空气难以排除，导致隧道内恶劣的工作环境，危害着工作人员的职业健康，同时也阻碍着项目的顺利开展。隧道中的有害气体以及粉尘的产生主要是因为掌子面放炮所造成的，在爆炸之后所造成的有害气体主要包括CO、NO、少量H2S、SO2以及岩尘等。由于粉尘为微粒级甚至纳米级，传统的喷水喷雾方法、水中添加表面活性剂、电离法等除尘效率比较低，或者有污染，据报道引起工人尘肺病的主要诱因是微粒级的浮粒，传统方法无法消除。采用高效的措施来减少空气中粉尘对人员的危害是当务之急，为了有力提高和解决隧道除尘难题，设计部署特长隧道微泡喷雾高效除尘系统，该方法经济简便、除尘效率极大提高（比传统方法提高10倍以上，而且涵盖传统方法难以消除的微粒级到纳米级各种尺度粉尘），绿色无污染（仅对水处理），具有良好的应用推广价值，可推广到采矿、爆破、城市环卫等领域。本方法为广西科技进步二等奖“富水圆砾卵石地层盾构隧道建造灾变防控技术”配套技术。
应用前景
本成果拥有以下优势：
微泡喷雾除尘与常规喷雾除尘系统具有以下优势：
1. 增加接触表面积：将传统水源通过微纳米气泡技术产生微纳米气泡水后通过喷雾降尘系统将水雾化后，由于雾化出的水雾中含有大量微纳米气泡，大大增大了水雾与灰尘接触的表面积（达1000倍以上），单位体积内显著提高了灰尘的数量，据报道引起工人尘肺病的主要诱因是微粒级的浮粒，传统方法无法消除；
2. 提高灰尘颗粒捕捉能力：由于微纳米气泡具有比较高的电位，能够与灰尘颗粒静电结合，提高了捕捉灰尘颗粒的能力；
3. 更有效地减小浮尘的产生：由于气泡的存在，使水雾的密度更小，具有更长的悬停时间，使空气湿度加大，可有效减少浮尘的发生；
4. 进行有效的灭菌，提升空气质量：由于喷雾中含有大量的微纳米气泡，且这些微纳米气泡含有丰富的羟基自由基，具有较强的氧化能力，能力在除尘的同时氧化杀死空气中的细菌，提升空气质量；
5. 节约能源，综合成本低：相同除尘功效的情况下，可以减少水的用量和能耗的降低；
6. 易施工、易安装：喷雾降尘系统采用模块化设计，根据现场需求灵活添加各种模块，降低施工和安装难度；
7. 无二次污染发生：本系统因采用微泡喷雾方式，雾化的水不会产生聚集，因此不会发生二次污染；
微泡喷雾，不仅可以清除粉尘，而且可以溶解部分有害气体，并能降低洞内温度，使空气变得明净清爽。目前隧道施工广泛使用的乳化炸药主要由氧化剂水溶液、燃料油、乳化剂、高热剂等成分组成，爆炸后除产生高热能外还生成大量气体，其中部分对人体危害极大，而利用微泡雾化喷雾对有害气体（如CO2、NO2、SO2、NH3等）不仅能起到净化作用。
成熟度
本成果已经生产相关样品样机，简单工程改装即可使用，根据现有隧道除尘装置，匹配功率一样或稍微大一点的微纳米气泡发生器，产生的微纳米气泡水作为现有喷雾装置的水源替换即可，安装方便，对环境无要求，而且经济可控。
成果展示
图1 工程样机及除尘效果
成果完成人
土木建筑工程学院：巫志文
成果转化，请联系成果与合作处，联系人：刘老师，联系电话：0771-3272162。