[发明专利]隧道瓦斯处理系统及方法

说明书

本发明涉及隧道工程技术领域，提供了一种隧道瓦斯处理系统，包括瓦斯监测传感器和排气装置；所述排气装置包括排气管、引流管、控制阀、分叉管、单向阀、第一密封容器和第二密封容器；所述第一密封容器内装有碳酸盐溶液，所述第二密封容器内装有酸溶液。提供了一种隧道瓦斯处理方法，采用隧道瓦斯处理系统对隧道内的瓦斯进行处理。通过瓦斯监测传感器对隧道内的瓦斯浓度进行监测，当隧道内的瓦斯浓度超过设定的安全值时，通过排气装置持续向隧道内排放二氧化碳气体，以降低隧道内瓦斯气体的浓度，杜绝瓦斯爆炸的风险，避免引发事故，提高隧道的安全性。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，尤其是一种隧道瓦斯处理系统及方法。

背景技术

当隧道穿过煤层、油页岩或含沥青等的岩体，或从其附近通过围岩破碎或节理发育的岩层时，隧道周围的岩层中会向隧道内渗透瓦斯气体。隧道内的瓦斯气体若不能及时排出隧道外，达到一定浓度后则会发生燃烧或爆炸。在隧道修建阶段，瓦斯爆炸有可能会造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡；在隧道运营阶段，瓦斯爆炸有可能会造成轨道的破坏，严重时造成人员伤亡。

在自然条件恶劣，多地区终年积雪的隧道区域，无法进行传统的地表调绘，高海拔地区缺氧、气候多变、交通困难，勘探设备和人员难以抵达现场，给现场地质钻探、瓦斯测试及检测工作都带来严峻的挑战。这些原因使得瓦斯气体勘察设计难度大，隧道修建以及运营过程中无法准确预测瓦斯何时逸出，因此，在这种隧道的修建及运营过程中，极易由于瓦斯浓度超标而发生燃烧或爆炸。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可降低隧道内瓦斯浓度的隧道瓦斯处理系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：隧道瓦斯处理系统，包括用于监测隧道内瓦斯浓度的瓦斯监测传感器和用于向隧道内排放二氧化碳气体的排气装置；

所述排气装置包括排气管、引流管、控制阀、分叉管、单向阀、第一密封容器和第二密封容器；所述第一密封容器内装有碳酸盐溶液，所述第二密封容器内装有酸溶液；

所述引流管的第一端从第一密封容器顶部的第一通孔向下插入第一密封容器内的碳酸盐溶液中；所述引流管的第二端从第二密封容器顶部的第二通孔向下插入第二密封容器内的酸溶液中；所述引流管与第一通孔和第二通孔之间均密封连接；

所述排气管的进口端与第一密封容器内碳酸盐溶液上方的气体腔连通；所述控制阀设置在排气管上；所述分叉管的第一端与位于排气管的进口端至控制阀之间的排气管的内部连通，所述分叉管的第二端与第二密封容器的内部连通；所述单向阀设置在分叉管上，以使分叉管内的介质从分叉管的第一端向第二端流动。

进一步的，所述控制阀为自动控制阀门，所述瓦斯监测传感器与控制阀连接；当瓦斯监测传感器监测到隧道内瓦斯的浓度超过设定的安全值时，瓦斯监测传感器发出信号至控制阀，以使控制阀自动打开；当瓦斯监测传感器监测到隧道内瓦斯的浓度低于设定的安全值时，瓦斯监测传感器发出信号至控制阀，以使控制阀自动关闭。

进一步的，所述引流管的第一端在第一密封容器内向下延伸至第一密封容器底壁的位置；所述引流管的第二端在第二密封容器内向下延伸至第二密封容器底壁的位置。

进一步的，所述排气管的进口端与第一密封容器的顶部密封连接；第一密封容器的顶部、且与排气管的进口端相对应的位置设置有连通排气管内部与第一密封容器内部的第一连通孔。

进一步的，所述分叉管的第二端与第二密封容器的顶部密封连接；第二密封容器的顶部、且与分叉管的第二端相对应的位置设置有连通分叉管内部与第二密封容器内部的第二连通孔。

进一步的，所述第二密封容器设置在第一密封容器的一侧。

进一步的，所述第二密封容器与第一密封容器之间通过固定件固定连接。

进一步的，所述第二密封容器与第一密封容器具有共用的容器壁。