JP2007063846A - 集塵機の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 粉塵の発生が予測される特定の作業工程を含んだ土木工事に使用される集塵機を効率的かつ経済的に運転することができる集塵機の運転制御装置を提供する。
【解決手段】 トンネル掘削工事において粉塵の発生が予測される「発破作業工程」、「ずり出し作業工程」、「当り取り作業工程」および「吹付け作業工程」に入ると、各作業工程に対応する発破作業工程検出センサ３、ずり出し作業工程検出センサ４、当り取り作業工程検出センサ５および吹付け作業工程検出センサ６がその都度検出信号を出力し、その検出信号に応じて制御装置２が集塵機１を運転させる。そして、粉塵の発生が予測されないその他の作業工程では、これらの特定作業工程検出センサが検出信号の出力を停止するため、制御装置２が集塵機１の運転を休止又は低速運転させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、粉塵の発生が予測される特定の作業工程を含んだ土木工事に使用される集塵機の運転制御装置に関するものである。

粉塵の発生が予測される土木工事、例えばトンネルの掘削工事には、発生した粉塵を回収する集塵機（例えば特許文献１、２参照）が一般に使用されている。
特開２００１−０７９４４５号公報（要約書） 特開２００３−１２０２００号公報（要約書）

ここで、この種の集塵機の運転状態は、通常、手動によるスイッチ操作に応じて制御され、あるいは粉塵を検出するダストセンサの検出信号に応じて制御されている。

ところで、手動によるスイッチ操作に応じて集塵機の運転状態を制御する場合、粉塵の発生が予測される特定の作業工程ごとに粉塵量に応じて集塵機の運転状態をこまめに制御することは甚だ面倒である。このため、手動によるスイッチ操作の場合には、往々にして集塵機を無駄に連続運転させてしまうことがあり、その結果、エネルギコストが上昇してしまうという問題がある。

一方、ダストセンサの検出信号に応じて集塵機の運転状態を制御する場合には、このような問題がない反面、ダストセンサの設置箇所やメンテナンスの影響でダストセンサが正確に作動しないこともあり、粉塵の発生量が少ない工程であるにも拘らず集塵機が運転され、あるいは粉塵の発生量が多い工程であるにも拘らず集塵機の運転が休止又は低速運転されるという問題がある。すなわち、集塵機の運転を必ずしも効率的かつ経済的に行い得ないという問題がある。

そこで、本発明は、粉塵の発生が予測される特定の作業工程を含んだ土木工事に使用される集塵機を効率的かつ経済的に運転することができる集塵機の運転制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係る集塵機の運転制御装置は、粉塵の発生が予測される特定の作業工程を含んだ土木工事に使用される集塵機の運転制御装置であって、特定の作業工程を検出する特定作業工程検出センサと、この特定作業工程検出センサの検出信号に応じて特定の作業工程では集塵機を運転させ、それ以外の作業工程では集塵機の運転を休止又は低速運転させる制御装置とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る集塵機の運転制御装置では、粉塵の発生が予測される特定の作業工程に入ると、特定作業工程検出センサが検出信号を出力し、その検出信号に応じて制御装置が集塵機を運転させる。そして、特定の作業工程以外の作業工程では、特定作業工程検出センサが検出信号の出力を停止するため、制御装置が集塵機の運転を休止又は低速運転させる。

本発明の集塵機の運転制御装置は、特定の作業工程として少なくとも発破作業工程を含んだトンネル掘削工事に使用される集塵機の運転制御装置として構成することができる。このトンネル掘削工事に使用される集塵機の運転制御装置は、発破作業に伴う爆風を検知することで発破作業工程を検出する発破作業工程検出センサを特定作業工程検出センサとして備えることを特徴とする。

特定作業工程検出センサとして発破作業工程検出センサを備える集塵機の運転制御装置では、発破作業工程に入ると、その発破作業に伴う爆風を検知して発破作業工程検出センサが検出信号を出力し、その検出信号に応じて制御装置が集塵機を運転させる。そして、粉塵の発生が予測されないその他の作業工程では、特定作業工程検出センサが検出信号の出力を停止するため、制御装置が集塵機の運転を休止又は低速運転させる。

また、本発明の集塵機の運転制御装置は、特定の作業工程として発破作業工程、ずり出し作業工程、当り取り作業工程および吹付け作業工程を含んだトンネル掘削工事に使用される集塵機の運転制御装置として構成することができる。このトンネル掘削工事に使用される集塵機の運転制御装置は、発破作業に伴う爆風を検知することで発破作業工程を検出する発破作業工程検出センサと、クラッシャーの稼動電流を検知することでずり出し作業工程を検出するずり出し作業工程検出センサと、油圧ブレーカーの運転信号を検知することで当り取り作業工程を検出する当り取り作業工程検出センサと、吹付け機の稼動電流を検知することで吹付け作業工程を検出する吹付け作業工程検出センサとを特定作業工程検出センサとして備えることを特徴とする。

特定作業工程検出センサとして発破作業工程検出センサ、ずり出し作業工程検出センサ、当り取り作業工程検出センサおよび吹付け作業工程検出センサを備える集塵機の運転制御装置では、粉塵の発生が予測される発破作業工程、ずり出し作業工程、当り取り作業工程および吹付け作業工程に入ると、各作業工程に対応する発破作業工程検出センサ、ずり出し作業工程検出センサ、当り取り作業工程検出センサおよび吹付け作業工程検出センサがその都度検出信号を出力し、その検出信号に応じて制御装置が集塵機を運転させる。そして、粉塵の発生が予測されないその他の作業工程では、これらの特定作業工程検出センサが検出信号の出力を停止するため、制御装置が集塵機の運転を休止又は低速運転させる。

本発明に係る集塵機の運転制御装置では、粉塵の発生が予測される特定の作業工程に入ると、特定作業工程検出センサが検出信号を出力し、その検出信号に応じて制御装置が集塵機を運転させる。そして、特定の作業工程以外の作業工程では、特定作業工程検出センサが検出信号の出力を停止するため、制御装置が集塵機の運転を休止又は低速運転させる。従って、本発明によれば、粉塵の発生が予測される特定の作業工程を含んだ土木工事において、集塵機を効率的かつ経済的に運転することができる。

また、特定作業工程検出センサとして発破作業工程検出センサを備える集塵機の運転制御装置では、発破作業工程に入ると、その発破作業に伴う爆風を検知して発破作業工程検出センサが検出信号を出力し、その検出信号に応じて制御装置が集塵機を運転させる。そして、粉塵の発生が予測されないその他の作業工程では、特定作業工程検出センサが検出信号の出力を停止するため、制御装置が集塵機の運転を休止又は低速運転させる。従って、本発明によれば、発破作業工程を含んだトンネル掘削工事において、集塵機を効率的かつ経済的に運転することができる。

さらに、特定作業工程検出センサとして発破作業工程検出センサ、ずり出し作業工程検出センサ、当り取り作業工程検出センサおよび吹付け作業工程検出センサを備える集塵機の運転制御装置では、粉塵の発生が予測される発破作業工程、ずり出し作業工程、当り取り作業工程および吹付け作業工程に入ると、各作業工程に対応する発破作業工程検出センサ、ずり出し作業工程検出センサ、当り取り作業工程検出センサおよび吹付け作業工程検出センサがその都度検出信号を出力し、その検出信号に応じて制御装置が集塵機を運転させる。そして、粉塵の発生が予測されないその他の作業工程では、これらの特定作業工程検出センサが検出信号の出力を停止するため、制御装置が集塵機の運転を休止又は低速運転させる。従って、本発明によれば、粉塵の発生が予測される発破作業工程、ずり出し作業工程、当り取り作業工程および吹付け作業工程を含んだトンネル掘削工事において、集塵機を効率的かつ経済的に運転することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る集塵機の運転制御装置の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係る集塵機の運転制御装置の概略構成を示すブロック図である。

一実施形態に係る集塵機の運転制御装置は、粉塵の発生が予測される特定の作業工程を含んだ土木工事、例えば、「発破作業工程」、「ずり出し作業工程」、「当り取り作業工程」および「吹付け作業工程」を含んだトンネル掘削工事に使用される集塵機を制御対象としている。この集塵機の運転制御装置は、図１に示すように、集塵機１の運転を制御する制御装置２と、この制御装置２に検出信号を出力する発破作業工程検出センサ３、ずり出し作業工程検出センサ４、当り取り作業工程検出センサ５、吹付け作業工程検出センサ６などを備えて構成されている。

集塵機１は、粉塵を含む汚れた空気を吸引ファンの回転により吸引し、粉塵をフィルタにより濾過して回収する形式のものであり、吸引ファンの回転数がインバータ制御されるようになっている。この集塵機１には風管７の基端部が接続されており、風管７の先端部は、順次掘削されてゆくトンネルの切羽側に設置された図示しない風管移動用レール上に支持されている。

制御装置２は、集塵機１の吸引ファンの駆動をオン・オフ制御すると共に、吸引ファンの回転数を出力周波数に応じて適切にインバータ制御するものであり、電流検出器２Ａ１、電流検出器２Ａ２および無線送信機２Ａ３を有する送信部２Ａと、無線受信機２Ｂ１、風量制御盤２Ｂ２および主制御盤２Ｂ３を有する受信部２Ｂとを備えている。

制御装置２の送信部２Ａは、トンネルの切羽側に設置されたテールピース台車８上に設置され、制御装置２の受信部２Ｂは、集塵機１を搭載した集塵機台車９上に設置されている。そして、送信部２Ａの無線送信機２Ａ３が受信部２Ｂの無線受信機２Ｂ１に検出信号を送信すると、無線受信機２Ｂ１から風量制御盤２Ｂ２および主制御盤２Ｂ３に所定の制御信号が出力されることにより、集塵機１の吸引ファンの回転駆動され、その回転数が適切にインバータ制御されるようになっている。

ここで、発破作業工程検出センサ３は、トンネル掘削工事における切羽の「発破作業工程」を検出するためのセンサであり、ロート状の入口部３Ａに導入された気体の微小流量を検知可能な流量センサからなる。この発破作業工程検出センサ３は、切羽の発破作業に伴う爆風の瞬間的な微小流量を検知できるようにテールピース台車８上に設置されており、「発破作業工程」の検出信号を送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に出力するように接続されている。

ずり出し作業工程検出センサ４は、トンネルの切羽で発破された岩石や土砂などをベルトコンベアにより坑外へ排出する「ずり出し作業工程」を検出するためのセンサであり、発破された大きな岩石をベルトコンベアで運べる大きさに破砕するクラッシャー１０の稼動電流を検知する電流センサからなる。このずり出し作業工程検出センサ４は、クラッシャー１０の分電盤１０Ａと共にテールピース台車８上に設置されており、分電盤１０Ａを流れるクラッシャー１０の稼動電流に応じた検知信号を「ずり出し作業工程」の検出信号として送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に電流検出器２Ａ１を介して出力するように接続されている。

当り取り作業工程検出センサ５は、発破されたトンネルの切羽を例えば油圧ブレーカ１１により所定形状に整形する「当り取り作業工程」を検出するためのセンサであり、油圧ブレーカ１１の油圧装置の運転を検出してその検出信号を送受信する一対の専用の無線送信機５Ａおよび無線受信機５Ｂからなる。無線送信機５Ａは油圧ブレーカ１１側に付設され、無線受信機５Ｂはテールピース台車８上に設置されており、無線送信機５Ａから検出信号を受信した無線受信機５Ｂは、その検出信号を「当り取り作業工程」の検出信号として制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に出力するように接続されている。

吹付け作業工程検出センサ６は、掘削されたトンネルの壁面に速乾性のコンクリートを吹き付ける「吹付け作業工程」を検出するためのセンサであり、コンクリートの吹付機１２の稼動電流を検知する電流センサからなる。この吹付け作業工程検出センサ６は、吹付機１２の分電盤１２Ａと共にテールピース台車８上に設置されており、分電盤１２Ａを流れる吹付機１２の稼動電流に応じた検知信号を「吹付け作業工程」の検出信号として送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に電流検出器２Ａ２を介して出力するように構成されている。

以上のように構成された一実施形態の集塵機の運転制御装置は、トンネルの掘削工事において発生する粉塵を回収する集塵機１を効率的かつ経済的に運転させるために使用されるのであり、トンネルの掘削工事は、「削孔作業工程」→「装薬作業工程」→「発破作業工程」→「ずり出し作業工程」→「当り取り作業工程」→「支保工設置作業工程」→「吹付け作業工程」→「ロックボルトの順送り作業工程」という標準的な一連の作業工程を経て進められる。

ここで、本実施形態の集塵機の運転制御装置では、トンネルの掘削工事が「削孔作業工程」および「装薬作業工程」にある間は、集塵機１の運転が休止又は低速運転されている。そして、トンネルの掘削工事が「発破作業工程」に進んでトンネルの切羽が発破されると、その発破作業に伴う爆風の瞬間的な微小流量を発破作業工程検出センサ３が検知し、その検知信号が「発破作業工程」の検出信号として制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に出力される。

すると、制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３から受信部２Ｂの無線受信機２Ｂ１に「発破作業工程」の検出信号が送信され、無線受信機２Ｂ１から風量制御盤２Ｂ２および主制御盤２Ｂ３に所定の制御信号が出力されることにより、集塵機１の吸引ファンが例えば１５分間だけ回転駆動され、その回転数が例えば５０Ｈｚの出力周波数で適切にインバータ制御される。その結果、「発破作業工程」の開始から例えば１５分間、トンネルの切羽付近で発生した粉塵が風管７を介して集塵機１に回収される。

次に、トンネルの掘削工事が「発破作業工程」から「ずり出し作業工程」へ進み、発破された大きな岩石をベルトコンベアで運べる大きさに破砕するクラッシャー１０が稼動すると、その分電盤１０Ａを流れるクラッシャー１０の稼動電流がずり出し作業工程検出センサ４により検知され、その検知信号が「ずり出し作業工程」の検出信号として制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に電流検出器２Ａ１を介して出力される。

すると、制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３から制御装置２の受信部２Ｂの無線受信機２Ｂ１に「ずり出し作業工程」の検出信号が送信され、無線受信機２Ｂ１から風量制御盤２Ｂ２および主制御盤２Ｂ３に所定の制御信号が出力されることにより、集塵機１の吸引ファンが例えばクラッシャー１０の運転開始３０秒後から運転終了後１５分までの間回転駆動され、その回転数が例えば４０Ｈｚの出力周波数で適切にインバータ制御される。その結果、「ずり出し作業工程」におけるクラッシャー１０の運転開始３０秒後から運転終了後１５分までの間、クラッシャー１０付近で発生した粉塵が風管７を介して集塵機１に回収される。

続いて、トンネルの掘削工事が「ずり出し作業工程」から「当り取り作業工程」へ進み、発破されたトンネルの切羽を所定形状に整形するために油圧ブレーカ１１の油圧装置が運転されると、その油圧装置の運転が当り取り作業工程検出センサ５を構成する無線送信機５Ａにより検出され、その検出信号が当り取り作業工程の検出信号として制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に無線受信機５Ｂを介して出力される。

すると、制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３から受信部２Ｂの無線受信機２Ｂ１に「当り取り作業工程」の検出信号が送信され、無線受信機２Ｂ１から風量制御盤２Ｂ２および主制御盤２Ｂ３に所定の制御信号が出力されることにより、集塵機１の吸引ファンが例えば油圧ブレーカ１１の運転開始から運転終了後１５分までの間回転駆動され、その回転数が例えば５５Ｈｚの出力周波数で適切にインバータ制御される。その結果、「当り取り作業工程」における油圧ブレーカ１１の運転開始から運転終了後１５分までの間、油圧ブレーカ１１付近で発生した粉塵が風管７を介して集塵機１に回収される。

ここで、トンネルの掘削工事が「当り取り作業工程」の次の「支保工設置作業工程」にある間は、集塵機１の運転が休止又は低速運転されている。そして、トンネルの掘削工事が「支保工設置作業工程」から「吹付け作業工程」へ進み、掘削されたトンネルの壁面に速乾性のコンクリートを吹き付ける吹付機１２が稼動すると、その分電盤１２Ａを流れる吹付機１２の稼動電流が吹付け作業工程検出センサ６により検知され、その検知信号が「吹付け作業工程」の検出信号として制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に電流検出器２Ａ２を介して出力される。

すると、制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３から制御装置２の受信部２Ｂの無線受信機２Ｂ１に吹付け作業工程の検出信号が送信され、無線受信機２Ｂ１から風量制御盤２Ｂ２および主制御盤２Ｂ３に所定の制御信号が出力されることにより、集塵機１の吸引ファンが例えば吹付機１２の運転開始３０秒後から運転終了後１０分までの間回転駆動され、その回転数が例えば５５Ｈｚの出力周波数で適切にインバータ制御される。その結果、「吹付け作業工程」における吹付機１２の運転開始３０秒後から運転終了後１０分までの間、吹付機１２付近で発生した粉塵が風管７を介して集塵機１に回収される。

すなわち、本実施形態の集塵機の運転制御装置によれば、トンネル掘削工事における一連の作業工程のうち、粉塵が発生する「発破作業工程」、「ずり出し作業工程」、「当り取り作業工程」および「吹付け作業工程」では、集塵機１がそれぞれ所定時間だけ運転され、その他の作業工程では集塵機１の運転が休止又は低速運転されるため、集塵機１を効率的かつ経済的に運転することができる。

本発明に係る集塵機の運転制御装置は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、図示しないベルトコンベアの連続運転時にオンするスイッチを第２のずり出し作業工程検出センサ１３としてテールピース台車８上に設置し、この第２のずり出し作業工程検出センサ１３からの検出信号が制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に出力されるように構成してもよい。

また、図示しないドリルジャンボの稼動電流を検出するセンサを第１の削孔作業工程センサとしてテールピース台車８上に設置し、この第１の削孔作業工程センサからの検出信号が制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に出力されるように構成してもよい。

さらに、図示しないコンプレッサの稼動電流を検出するセンサを第２の削孔作業工程センサとしてテールピース台車８上に設置し、この第２の削孔作業工程センサからの検出信号が制御装置２の送信部２Ａの無線送信機２Ａ３に出力されるように構成してもよい。

なお、ドリルジャンボの稼動電流を検出する第１の削孔作業工程センサと、コンプレッサの稼動電流を検出する第２の削孔作業工程センサとの組み合わせによりエアー削孔作業工程センサを構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る集塵機の運転制御装置の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 集塵機
２ 制御装置
２Ａ 送信部
２Ｂ 受信部
３ 発破作業工程検出センサ
４ ずり出し作業工程検出センサ
５ 当り取り作業工程検出センサ
６ 吹付け作業工程検出センサ
７ 風管
８ テールピース台車
９ 集塵機台車
１０ クラッシャー
１１ 油圧ブレーカ
１２ 吹付機

Claims (3)

1. 粉塵の発生が予測される特定の作業工程を含んだ土木工事に使用される集塵機の運転制御装置であって、前記特定の作業工程を検出する特定作業工程検出センサと、この特定作業工程検出センサの検出信号に応じて特定の作業工程では前記集塵機を運転させ、それ以外の作業工程では集塵機の運転を休止又は低速運転させる制御装置とを備えていることを特徴とする集塵機の運転制御装置。
2. 前記特定の作業工程として少なくとも発破作業工程を含んだトンネル掘削工事に使用される請求項１に記載の集塵機の運転制御装置であって、発破作業に伴う爆風を検知することで前記発破作業工程を検出する発破作業工程検出センサを前記特定作業工程検出センサとして備えていることを特徴とする集塵機の運転制御装置。
3. 前記特定の作業工程として発破作業工程、ずり出し作業工程、当り取り作業工程および吹付け作業工程を含んだトンネル掘削工事に使用される請求項１に記載の集塵機の運転制御装置であって、発破作業に伴う爆風を検知することで前記発破作業工程を検出する発破作業工程検出センサと、クラッシャーの稼動電流を検知することで前記ずり出し作業工程を検出するずり出し作業工程検出センサと、油圧ブレーカーの運転信号を検知することで前記当り取り作業工程を検出する当り取り作業工程検出センサと、吹付け機の稼動電流を検知することで前記吹付け作業工程を検出する吹付け作業工程検出センサとを前記特定作業工程検出センサとして備えていることを特徴とする集塵機の運転制御装置。

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