一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，包括在所施工隧道的隧道洞内前后移动的可移动式安装架、安装在可移动式安装架上的检测装置和与检测装置相接的无线通信模块一，无线通信模块一安装在可移动式安装架上；无线通信模块一与检测装置相接，检测装置通过无线通信模块一与上位监测装置进行双向通信，检测装置通过通讯电缆与上位监测装置连接；可移动式安装架位于当前所施工掌子面后侧，可移动式安装架包括支撑架体和多个行走轮；支撑架体为由型钢焊接而成的支撑架且其高度为1.5m～2m。本实用新型结构简单、设计合理且使用简便、使用效果好，能随隧道掘进进度简便向前移动，以满足长距离隧道通风状况监测的需求。
【专利说明】—种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于隧道开挖施工【技术领域】，具体涉及一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置。
【背景技术】
[0002]溆怀高速关虎冲隧道位于湖南省怀化市辰溪县境内，为双洞单向四车道交通隧道，设计速度为100Km/h，左线全长4918m，右线全长4970m，隧道纵坡为单坡，溆浦端洞口设计高程为287m?289m,怀化端洞口设计高程为196m,洞内设5个车行横洞且间距约800m,整个隧道中间未设措施斜井或竖井。关虎冲隧道采用分别从两端上下行线独头掘进到分界里程的施工方案，溆浦端最远独头掘进2560m，怀化端最远独头掘进2410m。根据洞身围岩性质及其成分推测，隧道围岩内可能产生有害气体(如瓦斯)。长距离隧道施工通风相对于运营期间通风而言，面临着掘进施工面不断推进、隧道洞内通风状况监测困难、需风量动态变化等问题，特别是特长距离隧道独头掘进施工期间问题尤为突出。因而，现如今缺少一种结构简单、设计合理且使用简便、使用效果好的长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，能随隧道掘进进度简便向前移动，以满足长距离隧道通风状况监测的需求。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其结构简单、设计合理且使用简便、使用效果好，能随隧道掘进进度简便向前移动，以满足长距离隧道通风状况监测的需求。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征在于:包括在所施工隧道的隧道洞内前后移动的可移动式安装架、安装在所述可移动式安装架上且对有害气体浓度、粉尘浓度与风速分别进行实时检测的检测装置和与检测装置相接的无线通信模块一，所述无线通信模块一安装在所述可移动式安装架上；所述无线通信模块一与检测装置相接，所述检测装置通过无线通信模块一与上位监测装置进行双向通信，且检测装置通过通讯电缆与所述上位监测装置连接；所述可移动式安装架位于当前所施工掌子面后侧，所述可移动式安装架包括支撑架体和多个安装在所述支撑架体底部的行走轮，所述检测装置和无线通信模块一均安装在所述支撑架体上；所述支撑架体为由型钢焊接而成的支撑架且其高度为1.5m?2m。
[0005]上述一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征是:所述支撑架与当前所施工掌子面紧靠。
[0006]上述一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征是:所述无线通信模块一为Zigbee无线通信模块。
[0007]上述一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征是:所述检测装置包括风速检测仪、对有害气体浓度进行实时检测的气体浓度传感器和对粉尘浓度进行实时检测的粉尘浓度传感器，所述风速检测仪、所述气体浓度传感器和所述粉尘浓度传感器均与数据收发器相接，所述数据收发器与无线通信模块一相接。
[0008]上述一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征是:所述风速检测仪、所述气体浓度传感器和所述粉尘浓度传感器的数量均为多个，多个所述风速检测仪、多个所述气体浓度传感器和多个所述粉尘浓度传感器均沿隧道洞的宽度方向由左至右进行布设。
[0009]上述一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征是:多个所述风速检测仪、多个所述气体浓度传感器和多个所述粉尘浓度传感器均布设在同一水平面上且其与隧道洞底部的距离均为1.5m?1.Sm。
[0010]上述一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征是:所述上位监测装置包括对检测装置所检测信息进行采集的前端采集装置和与所述前端采集装置相接的上位机，所述前端采集装置与数据收发器之间通过所述通讯电缆进行连接，所述前端采集装置与上位机之间通过串行通信接口连接；所述数据收发器通过所述通讯电缆与所述前端采集装置相接。
[0011]上述一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征是:所述前端采集装置与无线通信模块二相接，所述数据收发器通过无线通信模块一与无线通信模块二与所述前端采集装置进行双向通信。
[0012]上述一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征是:所述前端采集装置为PLC控制器。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0014]1、结构简单且设计合理，投入成本较低。
[0015]2、安装布设方便、使用操作简便且移动方便、使用效果好，能随隧道掘进进度简便向前移动，以对掌子面的通风状态进行及时、准确监测。
[0016]3、与上位监测装置之间采用无线通信与通信电缆两种通讯方式，既满足了布设位置的灵活性需求，并且也保障了长距离通讯数据传输的可靠性。
[0017]4、推广应用前景广泛，能推广适用至长距离隧道的通风施工过程。
[0018]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用简便、使用效果好，能随隧道掘进进度简便向前移动，以满足长距离隧道通风状况监测的需求。
[0019]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的使用状态参考图。
[0021]图2为本实用新型的电路原理框图。
[0022]附图标记说明:
[0023]I一隧道洞；2—轴流式通风机； 3—当前所施工掌子面；
[0024]4一射流风机；5—风管；6—检测装置；
[0025]7—上位机；8 — PLC控制器；9一无线通信模块一；
[0026]10—无线通信模块二。
【具体实施方式】
[0027]如图1、图2所示，本实用新型包括在所施工隧道的隧道洞I内前后移动的可移动式安装架、安装在所述可移动式安装架上且对有害气体浓度、粉尘浓度与风速分别进行实时检测的检测装置6和与检测装置6相接的无线通信模块一 9，所述无线通信模块一 9安装在所述可移动式安装架上。所述无线通信模块一 9与检测装置6相接，所述检测装置6通过无线通信模块一 9与上位监测装置进行双向通信，且检测装置6通过通讯电缆与所述上位监测装置连接。所述可移动式安装架位于当前所施工掌子面3后侧，所述可移动式安装架包括支撑架体和多个安装在所述支撑架体底部的行走轮，所述检测装置6和无线通信模块一 9均安装在所述支撑架体上；所述支撑架体为由型钢焊接而成的支撑架且其高度为
1.5m ?2mο
[0028]本实施例中，所述支撑架与当前所施工掌子面3紧靠。也就是说，本实用新型对当前所施工掌子面3的通风状况进行检测。
[0029]本实施例中，所述检测装置6包括风速检测仪、对有害气体浓度进行实时检测的气体浓度传感器和对粉尘浓度进行实时检测的粉尘浓度传感器，所述风速检测仪、所述气体浓度传感器和所述粉尘浓度传感器均与数据收发器相接，所述数据收发器与无线通信模块一 9相接。
[0030]实际布设安装时，所述风速检测仪、所述气体浓度传感器和所述粉尘浓度传感器的数量均为多个，多个所述风速检测仪、多个所述气体浓度传感器和多个所述粉尘浓度传感器均沿隧道洞I的宽度方向由左至右进行布设。
[0031]本实施例中，多个所述风速检测仪、多个所述气体浓度传感器和多个所述粉尘浓度传感器均布设在同一水平面上且其与隧道洞I底部的距离均为1.5m?1.Sm。
[0032]本实施例中，所述上位监测装置包括对检测装置6所检测信息进行采集的前端采集装置和与所述前端采集装置相接的上位机7，所述前端采集装置与所述数据收发器之间通过所述通讯电缆进行连接，所述前端采集装置与上位机7之间通过串行通信接口连接。所述数据收发器通过所述通讯电缆与所述前端采集装置相接。
[0033]实际接线时，所述前端采集装置与无线通信模块二 10相接，所述数据收发器通过无线通信模块一 9与无线通信模块二 10与所述前端采集装置进行双向通信。本实施例中，所述无线通信模块一 9和无线通信模块二 10均为Zigbee无线通信模块。
[0034]本实施例中，所述前端采集装置为PLC控制器8。实际使用时，所述前端采集装置也可以采用其它类型的控制器芯片。
[0035]实际施工时，所施工隧道的隧道洞口外侧布设有一个轴流式通风机2且当前所施工掌子面3后侧布设有一个射流风机4，所施工隧道的长度大于500m。所述射流风机4位于隧道洞I内且射流风机4安装在移动式风机安装架上。所述隧道洞I内布设有与轴流式通风机2的送风口相接的风管5，所述风管5沿所施工隧道的延伸方向由后至前布设，所述风管5前端与当前所施工掌子面3之间的距离为d3，其中d3 = 30m?100m。所述射流风机4位于风管5的前端后侧，所述射流风机4与风管5前端之间的间距dl = 60m?90m。所述轴流式通风机2与所述隧道洞口之间的间距d2 = 20m?50m。
[0036]实际安装时，所述轴流式通风机2安装在水平安装架上，所述水平安装架固定在所述隧道洞口外侧。本实施例中，所述水平安装架为由型钢焊接而成的支架且其高度为3m ?4m。
[0037]所述风管5布设在隧道洞I内部一侧，所述射流风机4布设在隧道洞I内部另一侦U。所述通讯电缆与风管5呈平行布设。
[0038]实际使用过程中，本实用新型所检测信息同步上传至所述上位监测装置，这样通风监控人员可通过所述上位监测装置对当前状态下监测区域内的通风状况进行及时、准确了解。并且，本实用新型与所述上位监测装置通过无线传输与通讯电缆相结合的数据传输模式，这样既满足了可移动式监测装置布设位置的灵活性需求，并且也保障了长距离通讯数据传输的可靠性。
[0039]实际使用时，所述轴流式通风机2和射流风机4均由所述上位监测装置进行控制且二者均与所述上位监测装置相接。
[0040]本实施例中，所述轴流式通风机2为变频风机，轴流式通风机2的变频器与所述上位监测装置相接。实际接线时，所述轴流式通风机2的变频器与PLC控制器8相接。
[0041]实际使用过程中，所述检测装置6所检测信息上传至所述前端采集装置后，由所述前端采集装置完成信息采集，并上传至上位机7。通风监控技术人员通过上位机7和PLC控制器8对轴流式通风机2和射流风机4进行控制，以对所施工隧道内的通风状况进行调難
iF.0
[0042]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征在于:包括在所施工隧道的隧道洞(I)内前后移动的可移动式安装架、安装在所述可移动式安装架上且对有害气体浓度、粉尘浓度与风速分别进行实时检测的检测装置(6)和与检测装置(6)相接的无线通信模块一(9)，所述无线通信模块一(9)安装在所述可移动式安装架上；所述无线通信模块一(9)与检测装置(6)相接，所述检测装置(6)通过无线通信模块一(9)与上位监测装置进行双向通信，且检测装置(6)通过通讯电缆与所述上位监测装置连接；所述可移动式安装架位于当前所施工掌子面(3)后侧，所述可移动式安装架包括支撑架体和多个安装在所述支撑架体底部的行走轮，所述检测装置(6)和无线通信模块一(9)均安装在所述支撑架体上；所述支撑架体为由型钢焊接而成的支撑架且其高度为1.5m?2m。
2.按照权利要求1所述的一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征在于:所述支撑架与当前所施工掌子面(3)紧靠。
3.按照权利要求1或2所述的一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征在于:所述无线通信模块一(9)为Zigbee无线通信模块。
4.按照权利要求1或2所述的一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征在于:所述检测装置(6)包括风速检测仪、对有害气体浓度进行实时检测的气体浓度传感器和对粉尘浓度进行实时检测的粉尘浓度传感器，所述风速检测仪、所述气体浓度传感器和所述粉尘浓度传感器均与数据收发器相接，所述数据收发器与无线通信模块一(9)相接。
5.按照权利要求4所述的一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征在于:所述风速检测仪、所述气体浓度传感器和所述粉尘浓度传感器的数量均为多个，多个所述风速检测仪、多个所述气体浓度传感器和多个所述粉尘浓度传感器均沿隧道洞(I)的宽度方向由左至右进行布设。
6.按照权利要求5所述的一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征在于:多个所述风速检测仪、多个所述气体浓度传感器和多个所述粉尘浓度传感器均布设在同一水平面上且其与隧道洞(I)底部的距离均为1.5m?1.Sm。
7.按照权利要求4所述的一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征在于:所述上位监测装置包括对检测装置(6)所检测信息进行采集的前端采集装置和与所述前端采集装置相接的上位机(7)，所述前端采集装置与所述数据收发器之间通过所述通讯电缆进行连接，所述前端采集装置与上位机(7)之间通过串行通信接口连接；所述数据收发器通过所述通讯电缆与所述前端采集装置相接。
8.按照权利要求7所述的一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征在于:所述前端采集装置与无线通信模块二(10)相接，所述数据收发器通过无线通信模块一(9)与无线通信模块二(10)与所述前端采集装置进行双向通信。
9.按照权利要求7所述的一种长距离隧道施工用可移动式通风监测装置，其特征在于:所述前端采集装置为PLC控制器(8)。
【文档编号】E21F1/00GK204060792SQ201420380417
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】刘文武, 雷耀军, 张王杰, 张晓刚, 赵朝阳, 王群英, 党莹 申请人:中铁二十局集团第二工程有限公司