一种用于全断面隧道掘进机的粉尘监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于全断面隧道掘进机的粉尘监控系统，监控中心分别与数据处理子系统、控制子系统、报警装置、除尘子系统通信连接；监测中心将粉尘浓度用于对全断面隧道掘进机在掘进过程中产生的粉尘浓度进行监测以及除尘子系统设备工作状态进行监控；数据处理子系统用于对监测中心的监测结果进行显示以及显示报警装置传递的除尘子系统故障设备的位置信号；控制子系统以电信号的形式分别用于控制相应位置的除尘设备的开启以及关闭；报警装置用于接收数据处理器的故障信号进行报警提示；除尘子系统用来对全断面隧道掘进机掘进过程中的不同位置进行除尘作业。形成闭环式监控系统，能更好的适应全断面隧道掘进机掘进速度快的特点。
【专利说明】
一种用于全断面隧道掘进机的粉尘监控系统
技术领域
[0001]本发明涉及粉尘监控领域，尤其涉及一种用于全断面隧道掘进机的粉尘监控系统。
【背景技术】
[0002]进入21世纪以来，随着经济的快速发展，我国增加了大量的城市地铁隧道建设项目。为了满足进尺和施工的要求，部分城市地铁隧道掘进技术采用全断面隧道掘进机，从而使进尺得到显著增加，并且减小对地面建筑物的影响。伴随着全断面隧道掘进机的使用，粉尘浓度大大增加，据现场实测数据显示，在不实行任何控尘措施的情况下，全断面隧道掘进机掌子面的粉尘浓度高达1000mg/m3以上，其中，呼吸性粉尘浓度占40%以上，如此高浓度的粉尘极易诱发现场工人患尘肺病，而尘肺病在我国法定职业病中危害最严重，目前尚无特效药物治疗，因此，要根据现场情况及时清除掘进过程城中产生的粉尘是非常重要的。
[0003]目前，全断面隧道掘进机掘进速度快，除尘系统的开启和关闭完全是人为控制，并没有与其他工作程序形成一个整体的系统，工人根据自己的工作经验来控制除尘系统，当全断面隧道掘进机掘进时，工人就会将所有的除尘设备打开进行除尘，但是现在除尘系统主要通过喷雾进行降尘，当除尘系统开启过早时会造成水资源的浪费，如果开启过晚，会造成粉尘污染工作环境，并对工人身体造成危害，而且，除尘设备在掘进过程中易发生故障，由于工作人员距离这些设备较远，很难发觉发生故障的设备，使故障设备得不到及时维修，从而达不到预计的除尘效果。因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
【发明内容】
[0004]鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于全断面隧道掘进机的粉尘监控系统，形成闭环式监控系统，能更好的适应全断面隧道掘进机掘进速度快的特点。
[0005 ]为解决上述技术问题，本发明方案包括:
[0006]—种用于全断面隧道掘进机的粉尘监控系统，其包括监控中心，其中，该监控中心分别与数据处理子系统、控制子系统、报警装置、除尘子系统通信连接;监测中心由粉尘浓度监测模块以及除尘子系统监控模块构成，监测中心将粉尘浓度的监测数据信号转化成电信号，用于对全断面隧道掘进机在掘进过程中产生的粉尘浓度进行监测以及除尘子系统设备工作状态进行监控;数据处理子系统包括数据处理器与显示器，数据处理器与显示器通信连接，其中，一个数据处理器用于对除尘子系统监控模块传来的电信号进行处理以及传递，另一个数据处理器用于对粉尘浓度检测模块的监测信号进行处理以及传递，显示器用于对监测中心的监测结果进行显示以及显示报警装置传递的除尘子系统故障设备的位置信号;控制子系统以电信号的形式分别用于控制相应位置的除尘设备的开启以及关闭；报警装置用于接收数据处理器的故障信号进行报警提示，并将故障位置信号传递到显示器进行显示;除尘子系统用来对全断面隧道掘进机掘进过程中的不同位置进行除尘作业。
[0007]所述的粉尘监控系统，其中，上述粉尘浓度监测模块包括N个粉尘浓度检测器，除尘子系统监控模块包括一个通风除尘监控器以及N个喷雾降尘监控器，其中，N为正整数;粉尘浓度监测模块与所述另一个数据处理器通信连接，除尘子系统监控模块、报警装置均与所述一个数处理器通信连接。
[0008]所述的粉尘监控系统，其中，上述控制子系统包括通风除尘控制装置以及N个喷雾降尘控制装置，其中，N为正整数;控制子系统与所述另一个数据处理器通信连接。
[0009]所述的粉尘监控系统，其中，上述除尘子系统包括通风除尘装置以及N个喷雾降尘装置，其中，N为正整数，通风除尘装置与通风除尘控制装置通信连接，喷雾降尘装置与对应的喷雾降尘控制装置通信连接。
[0010]所述的粉尘监控系统，其中，上述粉尘浓度检测器布置在渣石运输皮带的转载点、支护区域和工人作业区域的不同位置，以及抽风筒的抽风口附近，工人作业区域是指在主控室附近以及上工作平台、中工作平台、下工作平台之间楼梯的1.4-1.7米的高度。
[0011]所述的粉尘监控系统，其中，当支护区域内渣石运输皮带以及抽风口附近粉尘监测装置监测到粉尘浓度超过50mg/m3时，或工人工作区域粉尘浓度超过20mg/m3时，数据处理子系统将超限信号传送到除尘子系统，从而将除尘子系统统打开进行除尘作业，只有当各自区域的粉尘浓度低于超限值时，除尘子系统才会关闭。
[0012]本发明提供了一种用于全断面隧道掘进机的粉尘监控系统，通过对粉尘浓度的监测、处理以及除尘子系统及时开启进行降尘，并且根据不同区域所要求的粉尘浓度标准的不同，在粉尘监控系统里设置相应的粉尘浓度参数，使控制系统根据设置好的粉尘浓度参数来控制除尘系统的开启和关闭，使整个除尘过程更加科学、合理、有效;通过粉尘浓度检测器在不同位置的布置，能过及时测量出掘进过程中重点区域粉尘的浓度，着重对工人工作区域呼吸带高度的粉尘浓度进行监测，确保工人有一个良好的工作环境;此监控除尘过程实现了全程无人化自动控制，通过对除尘设备的监控，能够实时了解除尘设备的工作状况，使出现故障的设备得到及时维修，能够节约水资源的前提下使除尘效率、效果达到最佳，同时减少劳动力的使用，防止较大湿度锈蚀大型机械设备，促使工人在良好的环境下正常作业。
【附图说明】
[0013]图1为本发明中粉尘监控系统的结构示意图；
[0014]图2为本发明中粉尘浓度检测器的布局结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]本发明提供了一种用于全断面隧道掘进机的粉尘监控系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]本发明提供了一种用于全断面隧道掘进机的粉尘监控系统，如图1所示的，其包括监控中心，其中，该监控中心分别与数据处理子系统、控制子系统、报警装置、除尘子系统通信连接;监测中心由粉尘浓度监测模块以及除尘子系统监控模块构成，监测中心将粉尘浓度的监测数据信号转化成电信号，用于对全断面隧道掘进机在掘进过程中产生的粉尘浓度进行监测以及除尘子系统设备工作状态进行监控;数据处理子系统包括数据处理器与显示器，数据处理器与显示器通信连接，其中，一个数据处理器用于对除尘子系统监控模块传来的电信号进行处理以及传递，另一个数据处理器用于对粉尘浓度检测模块的监测信号进行处理以及传递，显示器用于对监测中心的监测结果进行显示以及显示报警装置传递的除尘子系统故障设备的位置信号;控制子系统以电信号的形式分别用于控制相应位置的除尘设备的开启以及关闭；报警装置用于接收数据处理器的故障信号进行报警提示，并将故障位置信号传递到显示器进行显示，当数据处理器接收到的电信号异常时，将信号传递到报警装置进行报警提示，同时报警装置将信号传递到显示器，从而显示出除尘系统故障设备的位置，提醒维修人员及时修理;除尘子系统用来对全断面隧道掘进机掘进过程中的不同位置进行除尘作业。通风除尘装置与监控中心、除尘子系统监控模块里的通风除尘监控器相连，喷雾降尘装置分别与相应位置的监控中心、除尘子系统监控模块里的喷雾降尘监控器相连，使相应的监控设备来监控除尘设备的工作状况。此系统为闭环系统，实现全程自动化控制，使整个除尘过程更加科学、合理、有效，能更好的适应全断面隧道掘进机掘进速度快的特点。
[0017]更进一步的，上述粉尘浓度监测模块包括N个粉尘浓度检测器9，除尘子系统监控模块包括一个通风除尘监控器以及N个喷雾降尘监控器，其中，N为正整数;粉尘浓度监测模块与所述另一个数据处理器通信连接，除尘子系统监控模块、报警装置均与所述一个数处理器通信连接。而且上述控制子系统包括通风除尘控制装置以及N个喷雾降尘控制装置，其中，N为正整数;控制子系统与所述另一个数据处理器通信连接。而且上述除尘子系统包括通风除尘装置以及N个喷雾降尘装置，其中，N为正整数，通风除尘装置与通风除尘控制装置通信连接，喷雾降尘装置与对应的喷雾降尘控制装置通信连接。
[0018]在本发明的另一较佳实施例中，上述粉尘浓度检测器9布置在渣石运输皮带的转载点、支护区域和工人作业区域的不同位置，以及抽风筒的抽风口附近，工人作业区域是指在主控室附近以及上工作平台、中工作平台、下工作平台之间楼梯的1.4-1.7米的高度。当支护区域内渣石运输皮带以及抽风口附近粉尘监测装置监测到粉尘浓度超过50mg/m3时，或工人工作区域粉尘浓度超过20mg/m3时，数据处理子系统将超限信号传送到除尘子系统，从而将除尘子系统统打开进行除尘作业，只有当各自区域的粉尘浓度低于超限值时，除尘子系统才会关闭。
[0019]为了更进一步的描述本发明，以下列举粉尘浓度检测器9具体的布置方式，如图2所示的，粉尘浓度检测器9分别布置在不同位置，主要布置在渣石运输皮带5的转载点(10)以及支护区域11和工人作业区域12皮带的其他不同位置，抽风筒4的抽风口附近，工人作业区域12主要布置在主控室3附近以及上工作平台2、中工作平台8、下工作平台7之间楼梯(6)的1.4-1.7米的高度，即通常所指的呼吸带。在刀盘I掘进过程中，将粉尘监控器全部开启，全断面隧道掘进机各个位置监控中心设备分别监测粉尘浓度以及除尘设备工作状况，同时将监控信号传递到安装在主控室3里的数据处理系统里的相应的设备，然后再将信号传递到相应位置的控制系统里的各个设备以及主控室3里的报警装置，最后，控制系统根据设定好的粉尘浓度标准控制除尘系统里除尘设备的开启和关闭。
[0020]所述的控制系统粉尘浓度设定标准，当支护区域内渣石运输皮带以及抽风口附近粉尘监测装置监测到粉尘浓度超过50mg/m3时，或工人工作区域粉尘浓度超过20mg/m3时，数据处理装置将超限信号传送到除尘控制器，从而将除尘系统打开进行除尘作业，只有当各自区域的粉尘浓度低于超限值时，除尘控制器才会将除尘系统关闭。
[0021]当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
【主权项】
1.一种用于全断面隧道掘进机的粉尘监控系统，其包括监控中心，其特征在于，该监控中心分别与数据处理子系统、控制子系统、报警装置、除尘子系统通信连接;监测中心由粉尘浓度监测模块以及除尘子系统监控模块构成，监测中心将粉尘浓度的监测数据信号转化成电信号，用于对全断面隧道掘进机在掘进过程中产生的粉尘浓度进行监测以及除尘子系统设备工作状态进行监控;数据处理子系统包括数据处理器与显示器，数据处理器与显示器通信连接，其中，一个数据处理器用于对除尘子系统监控模块传来的电信号进行处理以及传递，另一个数据处理器用于对粉尘浓度检测模块的监测信号进行处理以及传递，显示器用于对监测中心的监测结果进行显示以及显示报警装置传递的除尘子系统故障设备的位置信号；控制子系统以电信号的形式分别用于控制相应位置的除尘设备的开启以及关闭；报警装置用于接收数据处理器的故障信号进行报警提示，并将故障位置信号传递到显示器进行显示；除尘子系统用来对全断面隧道掘进机掘进过程中的不同位置进行除尘作业。2.根据权利要求1所述的粉尘监控系统，其特征在于，上述粉尘浓度监测模块包括N个粉尘浓度检测器，除尘子系统监控模块包括一个通风除尘监控器以及N个喷雾降尘监控器，其中，N为正整数;粉尘浓度监测模块与所述另一个数据处理器通信连接，除尘子系统监控模块、报警装置均与所述一个数处理器通信连接。3.根据权利要求1所述的粉尘监控系统，其特征在于，上述控制子系统包括通风除尘控制装置以及N个喷雾降尘控制装置，其中，N为正整数;控制子系统与所述另一个数据处理器通信连接。4.根据权利要求3所述的粉尘监控系统，其特征在于，上述除尘子系统包括通风除尘装置以及N个喷雾降尘装置，其中，N为正整数，通风除尘装置与通风除尘控制装置通信连接，喷雾降尘装置与对应的喷雾降尘控制装置通信连接。5.根据权利要求2所述的粉尘监控系统，其特征在于，上述粉尘浓度检测器布置在渣石运输皮带的转载点、支护区域和工人作业区域的不同位置，以及抽风筒的抽风口附近，工人作业区域是指在主控室附近以及上工作平台、中工作平台、下工作平台之间楼梯的1.4-1.7米的高度。6.根据权利要求5所述的粉尘监控系统，其特征在于，当支护区域内渣石运输皮带以及抽风口附近粉尘监测装置监测到粉尘浓度超过50mg/m3时，或工人工作区域粉尘浓度超过20mg/m3时，数据处理子系统将超限信号传送到除尘子系统，从而将除尘子系统统打开进行除尘作业，只有当各自区域的粉尘浓度低于超限值时，除尘子系统才会关闭。
【文档编号】E21F5/04GK106089287SQ201610525761
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】聂文, 马骁, 魏文乐, 彭慧天, 刘强, 刘阳昊, 蔡鹏 , 华赟, 晋虎
【申请人】山东科技大学