d. Đất yếu, xen kẹp khe nứt, tồn tại nước ngầm:
1.3. Cỏc biện phỏp sử lý bụi trong đường hầm.
1.3.1.Sơ lược về bụi
Bụi là những phần tử vật chất cú kớch thước nhỏ bộ khuếch tỏn trong mụi trường khụng khớ.
Bụi là một trong cỏc chất độc hại. Tỏc hại của bụi phụ thuộc vào cỏc yếu tố: Kớch cỡ bụi, nồng độ bụi và nguồn gốc bụi.
* Phõn loại bụi
-Theo nguồn gốc của bụi:
+ Hữu cơ: Do cỏc sản phẩm nụng nghiệp và thực phẩm như thuốc lỏ, bụng vải, bụi gụ̃, cỏc sản phẩm nụng sản, da, lụng sỳc vật.
+ Bụi vụ cơ: Cú nguồn gốc từ kim loại, khoỏng chất, bụi vụ cơ, đất, đỏ, ximăng, amiăng.
-Theo kớch cỡ hạt bụi:
Bụi cú kớch cỡ càng bộ tỏc hại càng lớn do khả năng xõm nhập sõu, tồn tại trong khụng khớ lõu và khú xử lý. Theo kớch cỡ bụi được phõn thành cỏc dạng chủ yếu sau:
+ Siờu mịn: Là những hạt bụi cú kớch thước nhỏ hơn 0,001àm. Loại bụi này là tỏc nhõn gõy mựi trong cỏc khụng gian thụng giú và điều hoà khụng khớ.
+ Rất mịn : 0,1 ữ 1 àm
+ Mịn : 1 ữ 10 àm
-Theo hỡnh dỏng hạt bụi
Theo hỡnh dạng cú thể phõn thành cỏc dạng bụi sau: + Dạng mảnh (dạng tấm mỏng)
+ Dạng sợi + Dạng khối
* Tỏc hại của bụi
- Bụi cú nhiều tỏc hại đến sức khoẻ và chất lượng cỏc sản phẩm.
- Đối với sức khoẻ của con người bụi ảnh hưởng đến đường hụ hấp, thị giỏc và ảnh hưởng đến cuộc sống sinh hoạt khỏc của con người. Đặc biệt đối với đường hụ hấp, hạt bụi càng nhỏ ảnh hưởng của chỳng càng lớn, với cỡ hạt 0,5 ữ10àm chỳng cú thể thõm nhập sõu vào đường hụ hấp nờn cũn gọi là bụi hụ hấp. Mức độ ảnh hưởng của bụi phụ thuộc nhiều vào nồng độ bụi trong khụng khớ (mg/m3). Nồng độ bụi cho phộp trong khụng khớ phụ thuộc vào bản chất của bụi và thường được đỏnh giỏ theo hàm lượng ụxit silic (SiO2).
- Nhiều sản phẩm đũi hỏi phải được sản xuất trong những mụi trường hết sức trong sạch. Vớ dụ như cụng nghiệp thực phẩm, cụng nghiệp chế tạo thiết bị quang học, điện tử ..
Bảng1-1: Nồng độ cho phộp của bụi trong khụng khớ
Cấp Những loại bụi Nồng độ bụi cho phộp (mg/mP
3P P )
Bụi được hỳt Tổng lượng bụi
I Tale, đỏ sỏp, Kieselguhr,
nhụm, sột, v.v 0,5 2
II
Bụi khoỏng, oxide sắt, than, xi măng, Portland,
đỏ vụi, v.v 1 4
III Bụi hữu cơ vụ cơ khỏc 2 8
Ămiăng 0,12
1.3.2.Cỏc phương phỏp xử lý
1.3.2.1. Phương phỏp lọc bụi khụ
Buồng lắng bụi:
Cấu tạo: khụng gian hỡnh hộp cú tiết diện ngang lớn hơn nhiều so với tiết diện đường ống dẫn khớ vào để vận tốc dũng khớ đột ngột giảm xuống rất nhỏ
hạt bụi cú thời gian rơi xuống chạm đỏy.
Hỡnh 1-16: Cấu tạo buồng lắng bụi đơn và kộp
Ưu điểm: chi phớ thiết bị và vận hành thấp, khụng cú bộ phận chuyển động, khụng phải bảo trỡ thường xuyờn, khụng cú vật liệu dễ ăn mũn, cú thể thờm thiết bị làm lạnh dũng khớ.
Nhược điểm: hiệu quả thu hồi kộm, khụng xử lý được những hạt dớnh bỏm, chỉ thu hồi được bụi cú kớch thước lớn.
Cyclon:
Hoạt động của xyclon dựa trờn tỏc dụng của lực li tõm khi dũng khớ chuyển động xoỏy trong thiết bị. Do tỏc dụng của lực này, cỏc hạt bụi cú trong khớ bị văng về phớa thành cyclon và tỏch ra khỏi dũng khớ lắng xuống. Khớ sạch đi ra phớa trờn của thiết bị.
Hỡnh 1-17: Sơ đồ nguyờn lý của thiết bị cyclon
Trong vũng chuyển động xoỏy ốc, cỏc hạt bụi chịu tỏc động của lực li tõm sẽ va vào thành ống do đú mất động năng nờn bị rơi xuống đỏy phễu.
Ưu điểm: khụng cú phần chuyển động, cú thể làm việc ở nhiệt độ cao và ỏp suất cao, trở lực hầu như cố định và khụng lớn, chế tạo đơn giản, rẻ, năng suất cao.
Nhược điểm: hiệu quả vận hành kộm khi bụi cú kớch thước nhỏ hơn 5àm, khụng thể thu hồi bụi kết dớnh.
Hệ thống lọc tỳi vải:
Hệ thống này bao gồm những tỳi vải hoặc tỳi sợi đan lại, dũng khớ cú thể lẫn bụi được hỳt vào trong ống nhờ một lực hỳt của quạt ly tõm. Những tỳi này được đan lại hoặc chế tạo cho kớn một đầu. Hụ̃n hợp khớ bụi đi vào trong tỳi, kết quả là bụi được giữ lại trong tỳi.
Hỡnh 1-18: Hệ thống lọc bụi tỳi vải
Bụi càng bỏm nhiều vào cỏc sợi vải thỡ trở lực do tỳi lọc càng tăng. Tỳi lọc phải được làm sạch theo định kỳ, trỏnh quỏ tải cho cỏc quạt hỳt làm cho dũng khớ cú lẫn bụi khụng thể hỳt vào cỏc tỳi lọc. Để làm sạch tỳi cú thể dựng biện phỏp rũ tỳi để làm sạch bụi ra khỏi tỳi hoặc cú thể dựng cỏc súng õm thanh truyền trong khụng khớ hoặc rũ tỳi bằng phương phỏp đổi ngược chiều dũng khớ, dựng ỏp lực hoặc ộp từ từ.
Một vài căn cứ để chọn tỳi lọc là nhiệt độ nung chảy, tớnh khỏng axit hoặc khỏng kiềm, tớnh chống mài mũn, chống co và năng suất lọc của từng loại vải. Một vài loại sợi thường được dựng bao gồm sợi bụng, sợi len, nylon, sợi amiăng, sợi silicon, sợi thuỷ tinh.
Thiết bị lọc bụi tỳi vải thường đặt phớa sau thiết bị lọc bụi cơ học để giữ lại những hạt bụi nhỏ mà quỏ trỡnh lọc cơ học khụng giữ lại được. Khi cỏc hạt bụi thụ hoàn toàn đó được tỏch ra thỡ lượng bụi giữ trong tỳi sẽ giảm đi. Một vài ứng dụng của tỳi lọc là trong cỏc nhà mỏy xi măng, lũ đốt, lũ luyện thộp và mỏy nghiền ngũ cốc.
1.3.2.2. Phương phỏp lọc tĩnh điện:
Thiết bị lắng tĩnh điện là sử dụng một hiệu điện thế cực cao để tỏch bụi, hơi, sương, khúi khỏi dũng khớ. Cú 4 bước cơ bản được thực hiện là:
- Chuyển cỏc ion bụi từ cỏc bề mặt thu bụi bằng lực điện trường. - Trung hoà điện tớch của cỏc ion bụi lắng trờn bề mặt thu.
- Tỏch bụi lắng ra khỏi bề mặt thu. Cỏc hạt bụi cú thể được tỏch ra bởi một ỏp lực hay nhờ rửa sạch.
Ưu điểm: hiệu quả thu hồi cao với những hạt cú kớch thước cực nhỏ (0,01àm) và nếu vận hành tốt cú thể > 99,5%, tổn thất ỏp suất tương đối thấp, cú thể xử lý lưu lượng lớn, lưu lượng dũng chảy vào thay đổi được, nồng độ bụi dao động 2,0- 250.000 mg/m3 , nhiệt độ khớ thải cao 6500C
Nhược điểm: chất ụ nhiễm thể khớ và hơi khụng thể thu hồi và xử lý, chi phớ bảo dưỡng cao, dễ chỏy nổ, vận hành phức tạp, khớ Ozon và Nox tạo ra ở điện cực õm.
1.3.2.3. Phương phỏp lọc bụi ướt:
Nguyờn tắc của phương phỏp lọc bụi ướt là người ta cho dũng khụng khớ cú chứa bụi tiếp xỳc trực tiếp với dung mụi (thường là nước). Quỏ trỡnh tiếp xỳc cú thể ở dạng hạt (khi nước được phun thành cỏc hạt nước cú kớch thước nhỏ và mật độ cao), dạng bề mặt khi thiết bị cú sử dụng lớp đệm (nước chảy trờn cỏc bề mặt vật liệu đệm), dạng bọt khớ khi sử dụng thỏp sủi bọt hay thỏp mõm. Cỏc hạt bụi cú thể kết dớnh lại với nhau và bị giữ lại trong dung mụi nhờ cơ chế va đập, tiếp xỳc và khuếch tỏn cũn dũng khụng khớ sạch sẽ đi ra khỏi thiết bị.
Ưu điểm: dễ chế tạo, giỏ thành thấp, hiệu quả cao, cú thể làm việc với khớ nhiệt độ và độ ẩm cao, lọc được khớ độc.
Nhược điểm: phải xử lý cặn bựn, khớ thoỏt mang theo hơi nước gõy hen rỉ đường ống, khớ thải cú chứa chất ăn mũn…
Phương phỏp thụng giú để hỳt bụi:
Phun nước để bụi lơ lửng trong khụng khớ rơi xuống sau đú dựng thụng giú để hỳt bụi.
Xỏc định cỏc thụng số của thụng giú để hỳt bụi:
- Tớnh toỏn lựa chọn đường kớnh ống thụng giú để hỳt bụi: + Vận tốc giú trong ống 2 15 D Q V π = m/s V: Vận tốc giú trong ống, (m/s) D: đường kớnh ống thụng giú, (m)
Q: Lưu lượng thụng khớ cần hỳt ra trong ống, (mP 3
P
/phỳt) + Vận tốc lay động của hạt bụi
− − = 2 1 3 ) ( . 4 D d c d g V b b b laydong ρ ρ ρ m/s Trong đú:
dRbR: đường kớnh hạt bụi (sau khi phun nước), (m);dRbR = 0,001m g: gia tốc trọng trường, (m/sP 2 P ); g = 9,81 m/sP 2
ρRbR: Trọng lượng đơn vị bụi, (kg/mP 3 P ); ρRbR = 2600 kg/mP 3 ρ: Trọng lượng đơn vị khụng khớ, (kg/mP 3 P );ρ = 1,2 kg/mP 3 c: Hệ số sức khỏng; c = 0,422 D: Đường kớnh ống hỳt, (m). 1.4.Kết luận chương 1.
- Phương phỏp nổ mỡn đào hầm là phương phỏp thi cụng tiờn tiến, cú thể tăng nhanh được tốc độ thi cụng, giảm nhẹ, tiết kiệm sức lao động, giảm bớt việc sử dụng mỏy múc, thiết bị, cụng cụ để thi cụng. Khi đào đường hầm trong đỏ
cứng phải tiến hành cụng tỏc khoan nổ. Phương phỏp này cú thể sử dụng để đào toàn mặt cắt gương hầm cũng như đào chia nhỏ mặt cắt gương hầm; và sử dụng cho thi cụng đường hầm nằm trong nỳi hay vựng dõn cư thưa thớt.
- Khi đào đường hầm mà nhất là bằng phưong phỏp khoan nổ mỡn thường xuất hiện rất nhiều bụi và khớ độc hại thải ra. Như cụng tỏc nổ mỡn thải ra CO2. CO, H2S, NO và cỏc khớ độc khỏc; Khoan nổ tạo ra nhiều bụi silic, SiO2 rất nguy hiểm cho đường hụ hấp; cụng tỏc xỳc chuyển thỡ bụi và khớ độc hại được thải ra từ cỏc xe vận chuyển, mỏy xõy dựng, cỏc động cơ đốt trong v.v...
- Để cú thể hỳt bụi trong hầm bằng phương phỏp thụng giú ta cần xỏc định đường kớnh hạt bụi cần hỳt để từ đú lựa chọn đường kớnh ống và tớnh toỏn lượng khớ cần thiết để hỳt bụi trong hầm.