CN110966031A - 一种地下工程用智能空气管理系统及智能空气治理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种地下工程用智能空气治理系统，地下工程用智能空气管理系统与除尘器、传感器、风机、制氧设备和施工现场监控中心均通讯连接；除尘器和传感器均设于隧道内；风机和制氧设备均设于隧道外，且风机和制氧设备均与风管连接，风机和制氧设备产生的气流通过风管输送至隧道内；地下工程用智能空气管理系统接收除尘器、传感器、风机和制氧设备发送的信息，地下工程用智能空气管理系统根据接收的传感器发送的隧道内环境信息，控制除尘器、风机和/或制氧设备的运行；地下工程用智能空气管理系统发送信息至施工现场监控中心，且地下工程用智能空气管理系统接收施工现场监控中心的信息。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工中空气管理和治理领域，具体而言，涉及一种地下工程用智能空气管理系统及智能空气治理系统。
背景技术
在高海拔隧道的建设中，施工人员除了需要面对同平原隧道建设中相同的施工环境问题，如爆破产生的粉尘及有害气体、机械噪音等常规问题外，高寒缺氧也将严重影响施工人员工作效率。特别是严重缺氧，将会导致施工人员产生严重高海拔反应，诱发工程安全事故，严重的影响施工作业的顺利进行。这种高海拔、高粉尘及有害气体的工作环境严重影响施工人员安全、工期和设备运行。
发明内容
为解决上述至少一个问题，本发明提供一种地下工程用智能空气治理系统，其包括地下工程用智能空气管理系统、除尘器、传感器、风机、制氧设备、风管和施工现场监控中心；所述地下工程用智能空气管理系统与所述除尘器、所述传感器、所述风机、所述制氧设备和所述施工现场监控中心均通讯连接；所述除尘器和所述传感器均设于隧道内；所述风机和所述制氧设备均设于所述隧道外，且所述风机和所述制氧设备均与风管连接，所述风机和所述制氧设备产生的气流通过所述风管输送至所述隧道内；所述地下工程用智能空气管理系统接收所述除尘器、所述传感器、所述风机和所述制氧设备发送的信息，所述地下工程用智能空气管理系统根据接收的所述传感器发送的隧道内环境信息，控制所述除尘器、所述风机和/或所述制氧设备的运行；所述地下工程用智能空气管理系统发送信息至所述施工现场监控中心，且所述地下工程用智能空气管理系统接收所述施工现场监控中心的信息。
采用上述技术方案，本发明将除尘器、传感器、风机和制氧设备进行有机的组合，实现对地下工程中的隧道内的环境进行有效的监测，对在施工过程中产生的粉尘等进行有效的处理，对施工过程中高海拔缺氧环境进行改善。特别是将制氧设备置于隧道外，将制氧设备所产氧气在风机出口与通风设备相混合，然后达到合适浓度后输送到隧道内工作面，即可以保证氧气质量，又可以避免高纯度氧气引发的安全事故。风管能够保证风机和制氧设备产生的气流顺利输送至隧道内。
地下工程用智能空气管理系统接收除尘器、传感器、风机和制氧设备发送的信息，地下工程用智能空气管理系统根据接收的传感器发送的隧道内环境信息，控制除尘器、风机和/或制氧设备的运行，对地下工程施工过程中隧道内环境的综合治理。
地下工程用智能空气管理系统发送信息至施工现场监控中心，施工现场监控中心接收地下工程用智能空气管理系统发送的信息，施工现场监控中心能够对地下工程用智能空气管理系统以及地下工程用智能空气管理系统接收到的除尘器、传感器、风机和制氧设备的反馈信息，地下工程用智能空气管理系统接收施工现场监控中心的的信息后，对除尘器、传感器、风机和制氧设备，作出实时或及时反馈。
可选的，所述风管为低泄漏率风管，所述风管的百米漏风率小于1％。该种方式，低泄漏率风管能够提高风机和制氧设备产生的气流的输送率。
可选的，所述除尘器为干式除尘器，所述除尘器设于距离爆破面20-100米处。该种方式，能够迅速抑制隧道内作业面的粉尘，减少排烟时间，有效加快施工进度；能够降低对通风设备要求，可从系统角度优化通风设备、供氧设备设计，节省初期设备投资；能够减少对除尘器的磨损，提高除尘器使用寿命；除尘器收集粉尘等后，运送至隧道洞口排放，实现环保达标。
可选的，所述传感器设于二次衬砌台车处。该种方式，将传感器设置在该位置，使传感器能够远离爆炸区，能够有效的避免传感器受到破坏。
可选的，所述传感器选自瓦斯传感器、硫化氢传感器、粉尘传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、氮氧化合物传感器中至少一种，或者其中至少两者而组成的组合式传感器。该种方式，传感器可以是单一式传感器也可以是组合式传感器。
可选的，所述风机为轴流风机，所述风机设于隧道外20-50米处。该种方式，轴流风机能够实现压入式通风，将风机设于隧道外20-50米处，通过风管实现正常供风，能够有效的减少风机设备的投入和运维成本。
可选地，所述地下工程用智能空气治理系统还包括制冷设备，制冷设备与地下工程用智能空气管理系统通讯连接。该种结构，当隧道内温度较高，造成热害时，可以通过制冷设备进行降温，保证隧道内的作业和环境温度，所述制冷设备与所述地下工程用智能空气管理系统通讯连接。制冷设备可与地下工程用智能空气管理系统通讯连接，地下工程用智能空气管理系统接收制冷设备发送的数据，对制冷设备的参数进行监测，控制制冷设备的运行。
可选的，所述地下工程用智能空气治理系统还包括智能运维云，所述智能运维云与所述地下工程用智能空气管理系统通讯连接；所述地下工程用智能空气管理系统发送信息至所述智能运维云，且所述地下工程用智能空气管理系统接收所述智能运维云的信息。该种方式，通过地下工程用智能空气管理系统发送信息至智能运维云，智能运维云能够远程对地下工程用智能空气管理系统以及地下工程用智能空气管理系统接收到的除尘器、传感器、风机和制氧设备的信息进行反馈，地下工程用智能空气管理系统接收智能运维云的信息，地下工程用智能空气管理系统接收智能运维云的的信息后，对除尘器、传感器、风机和制氧设备，作出实时或及时反馈。
附图说明
图1为本发明一种地下工程用智能空气治理系统的结构示意图一；
图2为本发明一种地下工程用智能空气治理系统的结构示意图二。
附图标记说明：
100-地下工程用智能空气治理系统；110-地下工程用智能空气管理系统；120-除尘器；130-传感器；140-风机；150-制氧设备；160-风管；170-施工现场监控中心；180-智能运维云；200-隧道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
根据如图1-2之一所示，本发明提供一种地下工程用智能空气治理系统100，其包括地下工程用智能空气管理系统110、除尘器120、传感器130、风机140、制氧设备150、风管160和施工现场监控中心170；地下工程用智能空气管理系统110与除尘器120、传感器130风机140和制氧设备150和和施工现场监控中心170均通讯连接；除尘器120和传感器130均设于隧道200内；风机140和制氧设备150均设于隧道200外，且风机140和制氧设备150均与风管160连接，风机140和制氧设备150产生的气流通过风管160输送至隧道200内；地下工程用智能空气管理系统110接收除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150发送的信息，地下工程用智能空气管理系统110根据接收的传感器130发送的隧道200内环境信息，控制除尘器120、风机140和/或制氧设备150的运行；地下工程用智能空气管理系统110发送信息至施工现场监控中心170，且地下工程用智能空气管理系统110接收施工现场监控中心170的信息。
本发明将除尘器120、传感器130、风机140、制氧设备150和风管160进行有机的组合，实现对地下工程中的隧道200内的环境进行有效的监测，对在施工过程中产生的粉尘等进行有效的处理，对施工过程中高海拔缺氧环境进行改善。特别是将制氧设备150置于隧道200外，将制氧设备150所产氧气在风机140出口与通风设备相混合，然后达到合适浓度后输送到隧道200内工作面，即可以保证氧气质量，又可以避免高纯度氧气引发的安全事故。风管160能够保证风机140和制氧设备150产生的气流顺利输送至隧道200内。
地下工程用智能空气管理系统110接收除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150发送的信息，地下工程用智能空气管理系统110根据接收的传感器130发送的隧道200内环境信息，控制除尘器120、风机140和/或制氧设备150的运行，对地下工程施工过程中隧道200内环境的综合治理。能够实现在地下工程施工过程中，尤其是在高海拔地下工程的隧道200内施工过程中，除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150，通过地下工程用智能空气管理系统110实现实时联动，对地下工程中的隧道200内外的除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150设备状态以及隧道200内的环境状态进行实时掌握，根据地下工程用智能空气管理系统110接收的信息，当除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150出现状况时，能够对除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150通过控制信号做出及时控制。
具体为通过传感器130可以隧道200内施工环境进行监测，传感器130收集隧道200内施工环境的数据，地下工程用智能空气管理系统110接收传感器130收集的数据，可以对隧道200内施工环境进行监测，通过传感器130的反馈信息除尘器120、风机140和制氧设备150对隧道200内施工环境中的空气包括粉尘等进行治理，保证隧道200内施工环境；
此外地下工程用智能空气管理系统110接收除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150发送的信息后，能够对除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150进行控制，包括通过对除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150的运行参数监测，以便于控制除尘器120、传感器130、风机140、制氧设备150的开启、关闭或者运行时间等参数，当除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150出现故障时，能够及时进行维修或者更换等。
地下工程用智能空气管理系统110发送信息至施工现场监控中心170，施工现场监控中心170接收地下工程用智能空气管理系统110发送的信息，施工现场监控中心170能够对地下工程用智能空气管理系统110以及地下工程用智能空气管理系统110接收到的除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150的反馈信息，地下工程用智能空气管理系统110接收施工现场监控中心170的的信息后，对除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150，作出实时或及时反馈。
在本实施例中，风管160为低泄漏率风管，风管160的百米漏风率小于1％。低泄漏率风管能够提高风机140和制氧设备150产生的气流的输送率。
在本实施例中，除尘器120为干式除尘器120，除尘器120设于距离爆破面20-100米处。该种方式，能够迅速抑制隧道200内作业面的粉尘，减少排烟时间，有效加快施工进度；能够降低对通风设备要求，可从系统角度优化通风设备、供氧设备设计，节省初期设备投资；能够减少对除尘器120的磨损，提高除尘器120使用寿命；除尘器120收集粉尘等后，运送至隧道200洞口排放，实现环保达标。其中除尘器120设于距离爆破面20-100米处，具体为设于距离爆破面水平距离的20-100米处，可以为20米、30米、40米、50米、60米、70米、80米、90米或100米等。
在本实施例中，传感器130设于二次衬砌台车处。二次衬砌台车处也即是隧道200内作业人员的作业区，将传感器130设置在该位置，使传感器130能够远离爆炸区，能够有效的避免传感器130受到破坏。此外传感器在同一个隧道内还可以设置多个，以便于更精确掌握隧道内的环境信息。
在本实施例中，传感器130可以是单一式传感器也可以是组合式传感器。当传感器130为单一式传感器时，传感器130选自瓦斯传感器、硫化氢传感器、粉尘传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、氮氧化合物传感器中至少一种；当传感器130为组合式传感器时，组合式传感器为上述其中至少两者而组成的组合式传感器，此时将多个单一功能的传感器集成到一个检测盒中，便于传感器130的布置、移动以及维护。
在本实施例中，风机140为轴流风机，风机140设于隧道200外20-50米处。轴流风机能够实现压入式通风，将风机140设于隧道200外20-50米处，通过风管160实现正常供风，能够有效的减少风机140设备的投入和运维成本。其中风机140设于隧道200外20-50米处，具体为设于距离隧道200外，也就是从隧道200的洞口起算的水平距离的20-50米处，可以为20米、30米、40米或50米等。
在本实施例中，地下工程用智能空气治理系统100还包括制冷设备，制冷设备与地下工程用智能空气管理系统110通讯连接。该种结构，当隧道内温度较高，造成热害时，可以通过制冷设备进行降温，保证隧道内的作业和环境温度。制冷设备可与地下工程用智能空气管理系统110通讯连接，地下工程用智能空气管理系统110接收制冷设备发送的数据，对制冷设备的参数进行监测，控制制冷设备的运行。
在本实施例中，地下工程用智能空气治理系统100还包括智能运维云180，智能运维云180与地下工程用智能空气管理系统110通讯连接；地下工程用智能空气管理系统110发送信息至智能运维云180，且地下工程用智能空气管理系统110接收智能运维云180的信息。此时通过地下工程用智能空气管理系统110发送信息至智能运维云180，智能运维云180能够远程对地下工程用智能空气管理系统110以及地下工程用智能空气管理系统110接收到的除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150的信息进行反馈，地下工程用智能空气管理系统100接收智能运维云180的信息，地下工程用智能空气管理系统110接收智能运维云180的的信息后，对除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150，作出实时或及时反馈；包括对地下工程用智能空气管理系统110、除尘器120、传感器130、风机140和制氧设备150的风险作出评估，对设备故障进行诊断，提供预防性维修建议，进行信息推送等。此外通过智能运维云180还可以与电脑、手机等客户端上的微信、网页和/或APP等连接，能够进一步方便远程操控。
本发明中的地下工程用智能空气治理系统100具有如下有益效果：
1)地下工程用智能空气治理系统100实现对地下工程中的隧道200内环境进行监测，对除尘、通风、供氧实现综合治理；
2)将地下工程用智能空气管理系统110、除尘器120、传感器130、风机140、制氧设备150和风管160，以及施工现场监控中心170和智能运维云180进行联动后，通风能耗较系统联动前降低70％；
具体为：系统未联动前，风机140需一直满功率运行，智能运行后，根据隧道200空气质量智能调节风机140运行频率，预计一天中1/6时间需满功率运行，5/6时间在25Hz运行，风机140运行在25Hz时的功率为满功率运行时的1/8，即系统联动后风机140功率为系统联动间风机140功率的
3)单次爆破排烟时间较未除尘前减少20分钟；
4)供氧设备成本较系统未联动前减少1/3，制氧成本较系统未联动前降低2/3；
具体为：系统未联动前需每个隧道200布置一套供氧设备，系统联动后只需布置一套供氧设备，根据隧道200内环境进行供氧调节；
5)通过施工现场控制中心和智能运维云180，对地下工程中隧道200内的施工环境和设备运行状态能够实时掌控；
6)本发明可适用于一个作业面施工或多个作业面同时施工。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (8)
1.一种地下工程用智能空气治理系统，其特征在于：其包括地下工程用智能空气管理系统(110)、除尘器(120)、传感器(130)、风机(140)、制氧设备(150)、风管(160)和施工现场监控中心(170)；所述地下工程用智能空气管理系统(110)与所述除尘器(120)、所述传感器(130)、所述风机(140)、所述制氧设备(150)和施工现场监控中心(170)均通讯连接；所述除尘器(120)和所述传感器(130)均设于隧道(200)内；所述风机(140)和所述制氧设备(150)均设于所述隧道(200)外，且所述风机(140)和所述制氧设备(150)均与所述风管(160)连接，所述风机(140)和所述制氧设备(150)产生的气流通过所述风管(160)输送至所述隧道(200)内；所述地下工程用智能空气管理系统(110)接收所述除尘器(120)、所述传感器(130)、所述风机(140)和所述制氧设备(150)发送的信息，所述地下工程用智能空气管理系统(110)根据接收的所述传感器(130)发送的隧道(200)内环境信息，控制所述除尘器(120)、所述风机(140)和/或所述制氧设备(150)的运行；所述地下工程用智能空气管理系统(110)发送信息至所述施工现场监控中心(170)，且所述地下工程用智能空气管理系统(110)接收所述施工现场监控中心(170)的信息。
2.根据权利要求1所述的地下工程用智能空气治理系统，其特征在于：所述风管(160)为低泄漏率风管，所述风管(160)的百米漏风率小于1％。
3.根据权利要求1所述的地下工程用智能空气治理系统，其特征在于：所述除尘器(120)为干式除尘器，所述除尘器(120)设于距离爆破面20-100米处。
4.根据权利要求1所述的地下工程用智能空气治理系统，其特征在于：所述传感器(130)设于二次衬砌台车处。
5.根据权利要求1所述的地下工程用智能空气治理系统，其特征在于：所述传感器(130)选自瓦斯传感器、硫化氢传感器、粉尘传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、氮氧化合物传感器中至少一种，或者其中至少两者而组成的组合式传感器。
6.根据权利要求1所述的地下工程用智能空气治理系统，其特征在于：所述风机(140)为轴流风机，所述风机(140)设于隧道(200)外20-50米处。
7.根据权利要求1所述的地下工程用智能空气治理系统，其特征在于：所述地下工程用智能空气治理系统(100)还包括制冷设备，所述制冷设备与所述地下工程用智能空气管理系统(110)通讯连接。
8.根据权利要求1所述的地下工程用智能空气治理系统，其特征在于：所述地下工程用智能空气治理系统(100)还包括智能运维云(180)，所述智能运维云(180)与所述地下工程用智能空气管理系统(110)通讯连接；所述地下工程用智能空气管理系统(110)发送信息至所述智能运维云(180)，且所述地下工程用智能空气管理系统(110)接收所述智能运维云(180)的信息。
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2019
- 2019-10-21 CN CN201911001857.4A patent/CN110966031A/zh active Pending
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