一種極端條件下的運輸道路厚大粉塵抑塵技術的制作方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
本發明涉及一種用于極端條件下運輸道路厚大粉塵控制的抑塵技術，可用于礦山低等級道路、生產場地等土質運輸道路的粉塵控制，屬環境領域。
[0002]【背景技術】:
目前，國內外常見的抑塵技術方法包括灑水及噴灑濕潤劑、吸濕劑、粘塵劑以及多功能復合型抑塵劑等幾種方法。這些抑塵方法在極端條件下很難達到理想的抑塵效果。這里，極端條件是指粉塵特別厚大、軟土路基且粉塵很容易再生、氣候非常干燥、大噸位車輛荷載等條件。在露天礦山，運輸道路通常為土質路面，特別是缺少石材的礦山，由于路基土軟而松散，因車輪碾壓及車載散土等原因，粉塵可堆積數厘米到數十厘米，清掃后很容易再生。在堅固路基的土質道路上灑水一般能維持20分鐘左右，但在特厚大粉塵的路面上，由于粉塵厚、車輪翻卷及散土覆蓋，抑塵效果非常差，灑水抑塵時效約為10分鐘左右，灑水頻次高，水資源消耗大。當水資源缺乏時，灑水防塵受到嚴重的限制。采用濕潤劑時，由于粉塵厚大，無法將水分子帶入粉塵表面，同時在車輪運轉荷載下，有限的水分子瞬即被干粉塵掩蓋。吸濕劑抑塵的首要條件是空氣中水分較充足，能在晝夜輪換之間將白天蒸發的水分及時得到補充，達到和延長抑塵時效。但在極端條件下，連續數月干旱，很難從空氣中得到水分的補充。而粘塵劑抑塵則主要通過黏結凝并細小粉塵顆粒，并增強地面強度，提高地面抗碾壓能力，并通過黏結凝并減少和抑制揚塵。但是，黏結強度不可能抵御極端條件下上百噸汽車荷載的碾壓。近年來研制的多功能復合型生態抑塵劑，具有黏結、凝并、吸濕與保水等優越性能，可生化降解，無任何毒副作用，噴灑時無二次揚塵，固結路面，但在極端條件下亦難以收到好的抑塵效果。顯然，現行抑塵技術不能解決極端條件下的粉塵控制問題。
[0003]
【發明內容】
:
為了克服現有抑塵方法在極端條件下抑塵效果差、性價比低、費用高昂等問題，本發明提供一種針對極端條件下露天礦運輸道路的抑塵技術，
本發明的技術方案是:一種極端條件下的運輸道路厚大粉塵抑塵技術，該技術采用噴灑抑塵劑和微補水一體化技術，先噴灑抑塵劑，后間歇性補充微量水分，抑塵劑具有黏結、吸濕和保水性能，通過微補水系統，在干旱氣候條件下，人為補充抑塵路面微量水分，充分發揮抑塵劑性能，延長抑塵劑的抑塵時效。
[0004]一種實現上述技術的系統，該系統包括水壓控制單元、數控單元、抑塵劑噴灑單元及微補水單元；
所述水壓控制單元是包括壓力水源、壓力表、流量計及控制總閥；
其中，所述壓力水源可以是高位水倉或高壓水泵，以產生足夠的出水壓力，采用水倉時，其位置取決于抑塵段最高位置與水倉出水點的壓力水頭；
所述壓力表為普通壓力讀數表或數字式遠程讀數表，用以實時測量高位水網或水泵的出水壓力；
所述流量計為普通流量讀數表或數字式遠程讀數表，用以實時測量高位水網或水泵的出水量； 所述控制總閥用以起閉系統水路總管和控制流量。
[0005]所述數控單元是包括接口設備、放大器/轉換器、數字應變計、數據集成盒和終端；采用數字式控制單元時，所述壓力表、流量計及控制閥均輸出/輸入信號均為電信號；
其中，所述電信號經轉換盒轉化成數字信號后通過所述數字應變儀進入所述數據集成盒(DIB)，所述電信號經所述放大器放大后通過所述數字應變儀進入所述數據集成盒，進行數據集成然后上傳到所述終端；
所述終端包括計算機，打印機和外部顯示單元，所述計算機通過程序對進行數據分析、存儲和輸出，并實時通過控制閥對水壓進行管理。
[0006]所述數據集成盒與所述數字應變儀采用CR-655接口電纜傳輸數據，所述數字應變儀與所述數據集成盒通過RS-232C接口電纜傳輸數據，所述數據集成盒與終端采用CR-553B接口電纜傳輸數據。
[0007]所述數字應變儀的直流工作電壓為6V。
[0008]所述數據集成盒(DIB)的直流工作電壓為12V。
[0009]所述抑塵劑噴灑單元包括第一控制閥、第一連接管、高壓水槍、配制容器、抑塵劑及灑水車；通過抑塵劑噴灑單元形成抑塵劑制備及其噴灑技術工藝；
其中，所述第一控制閥用以控制抑塵劑噴灑單元壓力水流量及水流壓力；
所述第一連接管用以連接高壓水槍或水管，為抑塵劑配制及灑水車注水提供管網；
所述高壓水槍用以提供高壓水射流，為抑塵劑的配制提供沖溶和勻化手段；
所述配制容器用于抑塵劑的配制，當即配即用時，可直接在灑水車內沖溶；
所述微補水單元是一種水霧或水滴的發生器，分別位于抑塵路段的兩側，所述微補水單元由第二控制閥、第二連接管、接頭、微噴管、后校驗壓力計及封堵組成。
[0010]所述第二控制閥用以控制微補水單元的管網流量及水流壓力；
所述第二連接管是壓力水源出水的引長管，位于控制閥與微噴管之間，其長度取決于控制閥到微噴管抑塵段起點的管網路徑；
所述微噴管的管壁上沿微噴管母線分單排或多排交錯等距布置若干微孔，通過微孔從道路兩側向道路中心軸噴射微型水流。
[0011]所述后校驗壓力計安裝在微噴管的末端，用以檢驗管網的最終壓力，后校驗壓力計并為水壓控制單元提供信息反饋；
所述封堵用以封閉微噴管末端，當微噴管需要延長管網時，改用接頭替換或通過噴管之間的接頭接入噴管。
[0012]進一步，所述抑塵劑由黏結、吸濕和保水三個主要部分組成的水溶液膠體。其一，黏結因子。該因子具有很強的黏結性，能將細小的粉塵顆粒凝并成較大的顆粒并具有良好的黏結強度。其二，吸濕因子。該因子具有很強的吸濕性，能吸收空氣中的水份，維持抑塵路面的濕潤。從而，增加粉塵顆粒的單重，減少揚塵。其三，是保水因子。該因子的作用是在被水包圍的粉塵顆粒表面形成一層分子膜，以降低水份的蒸發速度，減少粉塵顆粒表面的水份蒸發流失。
[0013]所述抑塵劑中黏結因子為聚丙烯酸鈉(Sodium Polyacrylate),白色絮狀粉末,易溶于水為粘狀透明液，可電離，無腐蝕、無毒，具有極強的黏結性。同時，所述黏結因子也是吸濕因子，具有極強的吸水性與吸濕性，在抑塵劑中該組分的含量為0.10-1.50% ； 所述保水因子為丙三醇(Glycerine，亦稱甘油)，為無色液體，其液含量為0.10-0.50%。
[0014]所述抑塵劑制備及其噴灑技術工藝，采用即用即配的壓力水沖溶或攪拌方法。以清潔淡水為溶劑，按溶液總重量和配比計算兩組分的重量，先在配置容器中加入部分水溶液，并將各因子一次性加入水溶液中，然后采用高壓水槍進行壓力水沖溶，工作水壓為0.10-0.40MPa，沖溶或攪拌完成后再將加足水量稀釋至100%，采用普通灑水車進行噴灑。
[0015]制備后抑塵劑的性能指標為:(I) pH值:7.2-8.5 ；(2)黏度:彡9000mpas ; (3)耐高溫:彡45°C ;25°C恒溫下72小時的含水率14.00%，60°C恒高溫下達到含水率4%時的抗蒸發時間為265min ； (4)提高飽和吸水率:粉塵的飽和吸水率45.00% ；(5)降低滲透率:粉塵在自然條件下的入滲速率平均為12.66mm/min，在抑塵劑下為7.92mm/min，提高了粉塵的表面吸附作用，吸濕保水時間長；(6)提高抗研磨性:采用RK/XPM - Φ 120X3型三頭研磨機，轉速220 r/min，將噴灑塵樣經101FA-1型電熱鼓風干燥箱高溫烘干，連續研磨10秒鐘，經150目標準分析篩連續振蕩篩分I min，然后用電子天平(JA21002)稱量篩余量，獲得篩余量所占百分比即抗研磨度為68.82%； (7)對細小粉塵具有強黏結作用，可防止灑水對土質路面造成的沖洗破壞；(8)采用BZY-101自動表面張力儀，表面張力為68.9mN/m，黏結和吸附，消除噴灑時的二次揚塵。
[0016]本發明的有益效果是，具有高黏結凝并特性，可實時補充路面附近大氣水分，高強吸濕和保水，濕潤路面，簡單高效的制備及噴灑工藝，耗水量少，抑塵時效長，性價比高，無任何毒副和腐蝕作用，在自然界可生化降解，無任何二次污染。此抑塵技術適用于連續干旱、松軟土質道路特厚大粉塵的抑制，同時，可用于硬石基礎的礦山土質運輸道路、裝卸載廣場等場地的厚大粉塵抑制，具有廣泛的應用性。實踐表明，噴灑一次(1.0-2.0 lit/m2)抑塵劑后，微補水30min/d，抑塵有效時間為5d以上，空氣質量全部達到二級標準，并且大大減少噴灑的人力、物力和財力消耗，降低成本，提高效益。
[0017]【附圖說明】:
圖1為本發明的抑塵技術系統邏輯結構框圖。
[0018]圖2為本發明圖1的抑塵劑制備工藝圖。
[0019]圖3為本發明圖1的微補水系統圖。
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