WO2017064343A1 - Medios y procedimiento de control de la atmosfera de trabajo en tuneles - Google Patents

Medios y procedimiento de control de la atmosfera de trabajo en tuneles Download PDF

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WO2017064343A1
WO2017064343A1 PCT/ES2016/070705 ES2016070705W WO2017064343A1 WO 2017064343 A1 WO2017064343 A1 WO 2017064343A1 ES 2016070705 W ES2016070705 W ES 2016070705W WO 2017064343 A1 WO2017064343 A1 WO 2017064343A1
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barrier
ventilation
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fan
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Inventor
Jaime Simon Asenjo
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Obras Subterraneas, S.A.
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F1/00—Ventilation of mines or tunnels; Distribution of ventilating currents
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E21F17/103—Dams, e.g. for ventilation
    • E21F17/12—Dam doors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F5/00—Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
    • E21F5/20—Drawing-off or depositing dust
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose

Definitions

  • the invention described herein refers to means and method of controlling the working atmosphere in tunnels so that it can work properly in the work area and that the regulatory requirements regarding work environment are met.
  • the system refers mainly to the working conditions in tunnels after a controlled blasting of material, when the mixture of gases and dust not only makes the work atmosphere irrespirable but even dangerous.
  • the means and procedure are framed within the auxiliary construction industry in both its mechanical and electronic aspects.
  • the means and procedure for controlling the working atmosphere in tunnels that the invention advocates consists of three interconnected sub-systems.
  • an action station consisting of a CPU with an automated action computer program that will control the entire system based on the reading of the sensors and anemometers sending the output orders through the different actuating relays.
  • Sub VENTILATION system A
  • the ventilation sub-system is a mixed sub-system, that is to say, it has blowing and suction means.
  • the blowing means are constituted by at least one blowing fan located on the outside of the tunnel, which drives a stream of clean air through a duct to an exclusive intermediate ventilation that divides the final air outlet by two tubes and two different places of the final zone to be ventilated so that no depressions are generated in said zone and where the amount of flow of each tube is activated by a relay whose order is sent by the two stations of environmental control measures.
  • the blower fan is activated by a relay controlled by the stations that acts on a frequency inverter in order to control the speed of the same and with it the air flows introduced.
  • the suction means are constituted by at least one suction fan preferably located in the part closest to the outside of the tunnel that aspirates a stream of contaminated air through a conduit to the outside of the tunnel.
  • the aspirating fan is also controlled by a relay activated by the stations and by a frequency inverter in order to control its speed and thereby the aspirated air flow rates.
  • GAS CONFINING Sub-system (B).
  • This sub-system will be constituted by a mobile barrier that can be placed along the tunnel where it is needed and that can isolate the front area, where the blasting takes place, from the rest of the tunnel. In this way you can have different ventilation of the front at the time after the blasting, being able to continue the work in the part of the tunnel farthest from the front and minimizing the waiting times and the energy costs of the aspiration of the gases generated in the blasting
  • the mobile barrier that the invention advocates would be constituted by a peripherally inflatable barrier so that it adapts to the floor and contour of walls and ceiling, for its inflatable character with a vertical closing curtain, of strong and unbreakable fabric in solidarity with the inner perimeter of the barrier.
  • This set would go inside a container (of fast opening that would involve two handles of manipulation and at least four pasamuros, to couple paths sucking and / or blowing ducts depending on the moment.
  • the container would have a control center for the necessary parameters, that is, to control at least 0 2 , CO, C0 2 , NO, N0 2 , S0 2 and SH 2 .
  • a suction-blower fan could be installed in the container that would help with the tasks of removing gases and evacuating them more easily
  • the gas confinement sub-system would be constituted by a metal frame which, on its lower part, would carry a container that would support a vertical closing curtain.
  • the metal frame would consist of two vertical stringers and one horizontal that would form a porch
  • pneumatic cylinders located in the upper area of the vertical profiles would be used.
  • One of the gates of the porch thus formed would have a container attached to it that would house the grommets to connect both suction and / or blowing ducts depending on the moment and the relay that would activate the closing of the open space by means of the inflatable mechanisms and the vertical closing curtain.
  • the three stringers would have attached drawers that would carry two inflatable mechanisms, so that after the blasting they could close the space between the porch and the gables.
  • the horizontal upper beam that the portico entails would have a container with a vertical enclosure curtain attached at its bottom, which would automatically fall after the blasting, closing the interior space.
  • the environmental monitoring sub-system will consist of at least two stations of environmental control measures: One station before the barrier, to know the composition of the working atmosphere in the tunnel, and another station after the barrier, with the in order to know that composition in the front area during the work in it.
  • the work procedure is as follows. During normal work in the front, the ventilation used will be of the blowing type.
  • the speed of the blowing ventilation will increase.
  • the blasting is triggered, and the pressure wave generated by it is released, the gas containment barrier will be closed and this closure will be governed by the station that will control the increase in the harmful gas content of the bag bottom.
  • the ventilation employed will be mixed aspirant-blower so that all blasting gases return through the aspirating duct and with the barrier closed the aspirating fan will be activated at maximum power, in order to minimize energy consumption and optimize the time of return to the front.
  • blowing ventilation this will have a double mission, on the one hand to counteract the flow drawn in the bottom of the bag, and on the other hand, keep the area before the barrier in optimal working conditions.
  • the exclusive ventilation will be in position where part of the flow will go to the front, while another part returns through the area before the barrier, through the gallery.
  • the flow rate will be equal to the sum of the aspirant flow rate plus the flow rate that returns through the gallery.
  • the system will act both on the frequency of the blower fan and on the position of the blower control airlock.
  • FIGURE 1 Sectional and schematic side view of a tunnel with the most representative elements of the invention.
  • FIGURE 2. Schematic front view of a pneumatic gas confinement device.
  • FIGURE 3 Schematic front view of a mixed gas confinement device. And in these figures, with the same reference they are called identical elements, among which we distinguish:
  • the means and procedure for controlling the working atmosphere in tunnels that the invention advocates consist of three interconnected sub-systems.
  • an action station consisting of a CPU with an automated action computer program that will control the entire system based on the reading of the sensors and anemometers by sending the output orders through the different actuation relays.
  • each of the sub-systems is constituted by the following elements:
  • the ventilation sub-system is a mixed sub-system, that is to say, it has blowing and suction means.
  • the blowing means are constituted by at least one blower fan (1) located on the outside of the tunnel (T), which drives a stream of clean air through a duct (2) to an exclusive ventilation vent (3) intermediate which divides the final air outlet by two tubes (4) and (5) to two different places in the final zone to be ventilated (ZS) so that no depressions are generated in said area and where the amount of flow of each tube It is activated by a relay (R3) whose order is sent by the two stations of environmental control measures (50) and (51).
  • a relay whose order is sent by the two stations of environmental control measures (50) and (51).
  • the blower fan (1) is activated by a relay (R1), controlled by the stations (50), (51), which acts on a frequency inverter (6) in order to control the speed of the same and thus the air flows introduced.
  • the suction means are constituted by at least one suction fan (7) preferably located in the part closest to the outside of the tunnel (T), which sucks a stream of contaminated air through a duct (8) to the outside of the tunnel .
  • the aspirating fan is also controlled by a relay (R2), activated by the stations (50), (51), by a frequency inverter (9) in order to control its speed and thereby the air flow rates aspirated
  • This sub-system will be constituted by a mobile barrier that can be placed along the tunnel where it is needed and that can isolate the front area, where the blasting takes place, from the rest of the tunnel.
  • the mobile barrier that the invention advocates would be constituted by a peripherally inflatable barrier (20) so that it adapts to the floor and contour of walls and ceiling, due to its inflatable character with a curtain (21) of vertical enclosure, of strong and unbreakable fabric in solidarity with the inner perimeter of the barrier (20).
  • This set would go inside a quick-opening container (22) that would involve two handles (23) for handling and at least four pass-throughs (24), for coupling suction and / or blowing ducts depending on the moment.
  • the container (22) would have a gas control center (25) with meters of all the necessary parameters, that is, to control at least 0 2 , CO, C0 2 , NO, N0 2 , S0 2 and SH 2 .
  • the readings of this gas control plant (25) would be directly controlled by the environmental monitoring sub-system.
  • a suction-blower fan (26) could be installed in the container (22) to help the tasks of removing gases and evacuating them more easily
  • the gas confinement sub-system would be constituted by a metal frame (30) that would carry a container (39) on its lower part to support a vertical closing curtain (31).
  • the metal frame (30) would consist of two vertical stringers (32) and one horizontal (33) that would form a porch
  • pneumatic cylinders (34) located in the upper area of the vertical profiles would be used.
  • One of the gables of the portico thus formed would have a container (35) attached to it that would house the grommets (36) to couple two suction and / or blowing ducts depending on the moment and the relay (R4) that would activate the closing of the open space by means of the inflatable mechanisms (38) and the vertical closing curtain (40).
  • the three stringers would have attached drawers (37) that would carry two inflatable mechanisms (38), so that after the blasting they could close the space between the porch and the gables.
  • the horizontal upper beam (33) that the portico entails would have a container (39) attached with a vertical enclosure curtain (40), which after the blasting would automatically fall, closing the interior space.
  • the environmental monitoring sub-system will consist of at least two stations of environmental control measures:
  • a station (50) before the barrier to know the composition of the working atmosphere in the tunnel
  • Another station (51) after the barrier in order to know that composition in the front area during the work on it.
  • the harmful gas contents contained in the applicable legislation will be measured: 0 2 , CO, C0 2 , NO, N0 2 , S0 2 and SH 2 .
  • the selective placement of a series of anemometers (52) has been planned in order to know at all times the flow rates, both suction and discharge, as well as the air velocity at throughout the gallery.
  • .- At least one inside the duct (2) of the blower fan duct (1) about 10 meters in a straight section with respect to the fan. .- At least two located in the gallery, in the area before the barrier, in an area away from the discharge of the blowing ventilation jet produced at the fork inlet to the barrier.
  • the ventilation used will be of the blowing type. In this phase, we seek to maintain the ideal working conditions minimizing energy consumption and for this the conditions will be as follows:
  • the exclusive ventilation (3) will be in a position to send all the flow to the front, .- the containment barrier will be open,
  • the blasting is triggered, and the pressure wave generated by it is released, the gas containment barrier will be closed.
  • This closure will be governed by the station (51) that will control the increase in the harmful gas content of the bag bottom.
  • the ventilation employed will be mixed aspirant-blower so that all blasting gases return through the aspirating duct.
  • the aspirating fan (7) will be activated at maximum power, in order to minimize energy consumption and optimize the return time to the front.
  • this will have a double mission, on the one hand to counteract the flow drawn in the bottom of the bag, and on the other hand, keep the area before the barrier in optimal working conditions.
  • the exclusive ventilation will be in position where part of the flow will go to the front, while another part returns through the area before the barrier, through the gallery.
  • the flow rate will be equal to the sum of the aspirant flow rate plus the flow rate that returns through the gallery.

Abstract

Medios de control de la atmosfera de trabajo en túneles caracterizado por estar constituido por tres sub-sistemas interconectados, de VENTILACION (A), sub-sistema de CONFINAMIENTO DE GASES (B) y Sub-sistema de MONITORIZACION AMBIENTAL (C) donde una vez disparada la voladura, y liberada la onda de presión generada por la misma se cerrará la barrera de contención de gases, la ventilación empleada será mixta aspirante- soplante de modo que todos los gases de voladura retornen por el conducto aspirante activándose el ventilador aspirante (7) a la máxima potencia de forma que la ventilación soplante, deberá contrarrestar el caudal aspirado en el fondo de saco por lo que la exclusa de ventilación (3) estará en posición en la que parte del caudal irá hacia el frente, mientras que otra parte retorna por la zona anterior a la barrera, por la galería y el caudal soplante será igual a la suma de caudal aspirante más el caudal que retorna por la galería.

Description

MEDIOS Y PROCEDI IENTO DE CONTROL DE LA ATMOSFERA DE TRABAJO EN
TUNELES.
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCION
La invención descripta en la presente memoria se refiere a medios y procedimiento de control de la atmosfera de trabajo en túneles para que se pueda trabajar de forma adecuada en la zona de trabajo y que se cumplan las prescripciones reglamentarias en materia de ambiente de trabajo.
El sistema se refiere principalmente a las condiciones de trabajo en túneles después de una voladura controlada de material, cuando la mezcla de gases y polvo no solo hace irrespirable la atmosfera de trabajo sino incluso peligrosa.
Con el sistema descrito en esta memoria se restituyen unas condiciones óptimas de trabajo después de una voladura en un tiempo muy corto, lo que permite una continuidad en el trabajo y unas condiciones de la atmósfera de trabajo siempre controladas dentro de los parámetros exigidos por las diferentes normativas.
CAMPO DE LA INVENCION
Los medios y procedimiento se enmarcan dentro de la industria auxiliar de la construcción tanto en su vertiente mecánica como electrónica.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
DESCRIPCION DE LA INVENCION
Los medios y procedimiento de control de la atmosfera de trabajo en túneles que la invención preconiza consta de tres sub-sistemas interconectados. Sub-sistema de VENTILACION (A)
Sub-sistema de CONFINAMIENTO DE GASES (B)
Sub-sistema de MONITORIZACION AMBIENTAL (C).
Y una estación de actuación constituida por una CPU con un programa informático de actuación automatizada que controlará todo el sistema en función de la lectura de los sensores y anemómetros enviando las órdenes de salida a través de los diferentes relés de actuación.
Y cada uno de los sub-sistemas se encuentra constituido por los siguientes elementos: Sub sistema de VENTILACION (A).
El sub-sistema de ventilación es un sub-sistema mixto, es decir cuenta con medios soplantes y medios aspirantes.
Los medios soplantes se encuentran constituidos por al menos un ventilador soplante situado en la parte exterior del túnel, que impulsa una corriente de aire limpio a través de un conducto hasta una exclusa de ventilación intermedia que divide la salida final del aire por dos tubos y a dos lugares diferentes de la zona final a ventilar con el fin de que no se generen depresiones en dicha zona y donde la cantidad de flujo de cada tubo se activa por un relé cuya orden es enviada por las dos estaciones de medidas de control ambiental . El ventilador soplante se activa por un relé controlado por las estaciones que actúa sobre un variador de frecuencia con el fin de controlar la velocidad del mismo y con ello los caudales de aire introducidos.
Los medios aspirantes se encuentran constituidos por al menos un ventilador aspirante situado preferentemente en la parte más cercana al exterior del túnel que aspira una corriente de aire contaminado a través de un conducto hasta el exterior del túnel.
El ventilador aspirante también se encuentra controlado por un relé activado por las estaciones y por un variador de frecuencia con el fin de controlar la velocidad del mismo y con ello los caudales de aire aspirados.
Sub-sistema de CONFINAMIENTO DE GASES (B). Este sub-sistema estará constituido por una barrera móvil que se pueda ir situando a lo largo del túnel donde se necesite y que pueda aislar la zona del frente, donde se producen las voladuras, del resto del túnel. De esta forma se puede tener distinta ventilación del frente en el momento posterior a la voladura, pudiendo continuar los trabajos en la parte del túnel más alejada del frente y minimizando los tiempos de espera y los costes energéticos de la aspiración de los gases generados en las voladuras. La barrera móvil que la invención preconiza estaría constituida por una barrera periféricamente hinchable de forma que se adaptase al suelo y contorno de paredes y techo, por su carácter hinchable con una cortina de cerramiento vertical, de tejido fuerte e indesgarrable solidario con el perímetro interior da la barrera.
Este conjunto iría dentro de un contenedor (de apertura rápida que comportaría dos asas de manipulación y al menos cuatro pasamuros, para acoplar sendas conductos aspirantes y/o soplantes dependiendo del momento.
Además el contenedor contaría con una central de control de los parámetros necesarios, es decir para controlar al menos 02, CO, C02, NO, N02, S02 y SH2.
Las lecturas de esta central de control de gases serían directamente controladas por el sub-sistema de monitorización ambiental.
En algún caso, en el contenedor podría ir instalado un ventilador del tipo aspirante- soplante que ayudase a las tareas de remover los gases y evacuarlos con mayor facilidad
En otra realización preferente, el sub-sistema de confinamiento de gases estaría constituido por un bastidor metálico que por su parte inferior llevaría un contenedor serviría de soporte a una cortina de cerramiento vertical.
El bastidor metálico estaría conformado por dos largueros verticales y uno horizontal que formarían un pórtico
Para dejar el pórtico fijo en posición vertical se usarían unos cilindros neumáticos situados en la zona superior de los perfiles verticales. Uno de los hastiales del pórtico así conformado llevaría adosado un contenedor que albergaría los pasamuros para acoplar sendos conductos aspirantes y/o soplantes dependiendo del momento y el relé que activaría el cierre del espacio abierto por medio de los mecanismos hinchables y la cortina de cerramiento vertical . Los tres largueros llevarían adosados unos cajones que portarían sendos mecanismo hinchables, de manera que tras la voladura podrían cerrar el espacio entre el pórtico y los hastiales.
El larguero superior horizontal que comporta el pórtico llevaría adosado por su parte inferior un contenedor con una cortina de cerramiento vertical, que tras la voladura caería de forma automática, cerrando el espacio interior.
Sub-sistema de WfONÍTORIZACíÓN A BIENTAL (B).
El sub-sistema de monitorización ambiental estará constituido por al menos dos estaciones de medidas de control ambiental: Una estación antes de la barrera, para conocer la composición de la atmosfera de trabajo en el túnel, y otra estación después de la barrera, con el fin de conocer esa composición en la zona del frente durante los trabajos en el mismo.
Con la lectura de las medidas de ambas estaciones junto con la información proporcionada por la central de control de gases de la barrera se puede conocer perfectamente la evolución de los gases de voladura, una vez realizada esta, para poder evaluar la limpieza de los mismos mediante ventilación aspirante, y saber de este modo cuando es posible retirar la barrera y restablecer los trabajos con normalidad.
En estas estaciones de muestreo se medirán los contenidos en gases nocivos recogidos en la legislación de aplicación: 02, CO, C02, NO, N02, S02 y SH2. Además para ayuda de la evaluación de la situación ambiental se ha previsto la colocación selectiva de una serie de anemómetros con la finalidad de conocer en todo momento los caudales, tanto de aspiración como de impulsión, así como la velocidad de aire a lo largo de la galería.
El procedimiento de trabajo es el siguiente. Durante el trabajo normal en el frente, la ventilación empleada será de tipo soplante.
En esa fase se busca mantener las condiciones de trabajo idóneas minimizando el consumo energético y para ello el ventilador aspirante estará parado, la exclusa de ventilación estará en posición de enviar todo el caudal hacia el frente, la barrera de contención se encontrará abierta y el ventilador soplante a la mínima velocidad posible, de manera que se los parámetros ambientales estén dentro de los valores permitidos.
En caso de que estos sobrepasen los límites legales de gases, o la velocidad de aire en la galería descienda de los 0,2 m/s, aumentará la velocidad de la ventilación soplante. Una vez disparada la voladura, y liberada la onda de presión generada por la misma, se cerrará la barrera de contención de gases y este cierre será gobernado por la estación que controlará el aumento del contenido en gases nocivos del fondo de saco.
En esta etapa, la ventilación empleada será mixta aspirante-soplante de modo que todos los gases de voladura retornen por el conducto aspirante y con la barrera cerrada se activará el ventilador aspirante a la máxima potencia, a fin de minimizar el consumo energético y optimizar el tiempo de retorno al frente.
Respecto a la ventilación soplante, ésta tendrá una doble misión, por un lado contrarrestar el caudal aspirado en el fondo de saco, y por otra parte, mantener la zona anterior a la barrera en unas condiciones de trabajo óptimas. Para ello, la exclusa de ventilación estará en posición en la que parte del caudal irá hacia el frente, mientras que otra parte retorna por la zona anterior a la barrera, por la galería.
Así, en este modo el caudal soplante será igual a la suma de caudal aspirante más el caudal que retorna por la galería. En este caso, el sistema actuará tanto sobre la frecuencia del ventilador soplante como sobre la posición de la esclusa de control de ventilación soplante.
Una vez que los sensores de la zona del fondo de saco indiquen valores normales de concentración de gases, la barrera será retirada, y se pasara de nuevo al "modo trabajo normal en frente" DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma tres hojas de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente: FIGURA 1 .- Vista lateral en sección y de forma esquemática de un túnel con los elementos más representativos de la invención.
FIGURA 2.- Vista frontal de forma esquemática de un dispositivo neumático de confinamiento de gases.
FIGURA 3.- Vista frontal de forma esquemática de un dispositivo mixto de confinamiento de gases. Y en dichas figuras, con la misma referencia se denominan idénticos elementos, entre los que distinguimos:
(1 )-- Ventilador soplante,
(2).- conducto soplante,
(3).- exclusa de ventilación
(4) y (5).- tubos
(6).- variador de frecuencia
(7).- ventilador aspirante
(8).- conducto
(9).- variador de frecuencia
(T).- exterior del túnel
(ZS) .- zona final a ventilar
(R1 ) .- relé
(R2) .- relé
(R3) .- relé
(R4) .- relé
(20) .- barrera periféricamente hinchable
(21 ) .- cortina de cerramiento vertical
(22) .- contenedor de apertura
(23) .- asas de manipulación
(24) .- pasamuros
(25) .- central de control de gases
(26) .- ventilador aspirante-soplante
(30) .- bastidor metálico
(31 ) .- cortina de cerramiento vertical
(32) .- larguero vertical (33; .- larguero horizontal
(35; .- contenedor adosado
(36; .- pasamuros
(37; .- cajón adosado
(38; .- mecanismos hinchables
(39; .- contenedor
(so; estaciones de medidas de control ambiental
(52 .- anemómetros
(60 .- estación de actuación
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
Los medios y procedimiento de control de la atmosfera de trabajo en túneles que la invención preconiza constan de tres sub-sistemas interconectados.
Sub-sistema de VENTILACION (A)
Sub-sistema de CONFINAMIENTO DE GASES (B)
Sub-sistema de MONITORIZACION AMBIENTAL (C)
Y una estación de actuación (60) constituida por una CPU con un programa informático de actuación automatizada que controlará todo el sistema en función de la lectura de los sensores y anemómetros enviando las órdenes de salida a través de los diferentes relés de actuación.
Y cada uno de los sub-sistemas se encuentra constituido por los siguientes elementos:
Sub-sistema de VENTILACION (A).
El sub-sistema de ventilación es un sub-sistema mixto, es decir cuenta con medios soplantes y medios aspirantes.
Los medios soplantes se encuentran constituidos por al menos un ventilador soplante (1 ) situado en la parte exterior del túnel (T), que impulsa una corriente de aire limpio a través de un conducto (2) hasta una exclusa de ventilación (3) intermedia que divide la salida final del aire por dos tubos (4) y (5) a dos lugares diferentes de la zona final a ventilar (ZS) con el fin de que no se generen depresiones en dicha zona y donde la cantidad de flujo de cada tubo se activa por un relé (R3) cuya orden es enviada por las dos estaciones de medidas de control ambiental (50) y (51 ).
El ventilador soplante (1 ) se activa por un relé (R1 ), controlado por las estaciones (50), (51 ), que actúa sobre un variador de frecuencia (6) con el fin de controlar la velocidad del mismo y con ello los caudales de aire introducidos.
Los medios aspirantes se encuentran constituidos por al menos un ventilador aspirante (7) situado preferentemente en la parte más cercana al exterior del túnel (T), que aspira una corriente de aire contaminado a través de un conducto (8) hasta el exterior del túnel. El ventilador aspirante también se encuentra controlado por un relé (R2), activado por las estaciones (50), (51 ), por un variador de frecuencia (9) con el fin de controlar la velocidad del mismo y con ello los caudales de aire aspirados.
Sub-sistema de CONFINAMIENTO DE GASES (B).
Este sub-sistema estará constituido por una barrera móvil que se pueda ir situando a lo largo del túnel donde se necesite y que pueda aislar la zona del frente, donde se producen las voladuras, del resto del túnel.
De esta forma se puede tener distinta ventilación del frente en el momento posterior a la voladura, pudiendo continuar los trabajos en la parte del túnel más alejada del frente y minimizando los tiempos de espera y los costes energéticos de la aspiración de los gases generados en las voladuras.
La barrera móvil que la invención preconiza estaría constituida por una barrera periféricamente hinchable (20) de forma que se adaptase al suelo y contorno de paredes y techo, por su carácter hinchable con una cortina (21 ) de cerramiento vertical, de tejido fuerte e indesgarrable solidario con el perímetro interior da la barrera (20). Este conjunto iría dentro de un contenedor (22) de apertura rápida que comportaría dos asas (23) de manipulación y al menos cuatro pasamuros (24), para acoplar sendas conductos aspirantes y/o soplantes dependiendo del momento.
Además el contenedor (22) contaría con una central de control de gases (25) con medidores de todos los parámetros necesarios, es decir para controlar al menos 02, CO, C02, NO, N02, S02 y SH2. Las lecturas de esta central de control de gases (25) serían directamente controladas por el sub-sistema de monitorización ambiental.
En algún caso, en el contenedor (22) podría ir instalado un ventilador del tipo aspirante-soplante (26) que ayudase a las tareas de remover los gases y evacuarlos con mayor facilidad
En otra realización preferente, el sub-sistema de confinamiento de gases estaría constituido por un bastidor metálico (30) que por su parte inferior llevaría un contenedor (39) serviría de soporte a una cortina de cerramiento vertical (31 ).
El bastidor metálico (30) estaría conformado por dos largueros verticales (32) y uno horizontal (33) que formarían un pórtico
Para dejar el pórtico fijo en posición vertical se usarían unos cilindros neumáticos (34) situados en la zona superior de los perfiles verticales.
Uno de los hastiales del pórtico así conformado llevaría adosado un contenedor (35) que albergaría los pasamuros (36) para acoplar sendos conductos aspirantes y/o soplantes dependiendo del momento y el relé (R4) que activaría el cierre del espacio abierto por medio de los mecanismos hinchables (38) y la cortina de cerramiento vertical (40).
Los tres largueros llevarían adosados unos cajones (37) que portarían sendos mecanismo hinchables (38), de manera que tras la voladura podrían cerrar el espacio entre el pórtico y los hastiales. El larguero superior horizontal (33) que comporta el pórtico llevaría adosado por su parte inferior un contenedor (39) con una cortina de cerramiento vertical (40), que tras la voladura caería de forma automática, cerrando el espacio interior.
Sub-sistema de MONiTORIZACiÓ AMBIENTAL (C).
El sub-sistema de monitorización ambiental estará constituido por al menos dos estaciones de medidas de control ambiental:
Una estación (50) antes de la barrera, para conocer la composición de la atmosfera de trabajo en el túnel, y Otra estación (51 ) después de la barrera, con el fin de conocer esa composición en la zona del frente durante los trabajos en el mismo.
Con la lectura de las medidas de ambas estaciones (50) y (51 ) junto con la información proporcionada por la central de control de gases de la barrera se puede conocer perfectamente la evolución de los gases de voladura, una vez realizada esta, para poder evaluar la limpieza de los mismos mediante ventilación aspirante, y saber de este modo cuando es posible retirar la barrera y restablecer los trabajos con normalidad.
En estas estaciones de muestreo se medirán los contenidos en gases nocivos recogidos en la legislación de aplicación: 02, CO, C02, NO, N02, S02 y SH2. Además para ayuda de la evaluación de la situación ambiental se ha previsto la colocación selectiva de una serie de anemómetros (52) con la finalidad de conocer en todo momento los caudales, tanto de aspiración como de impulsión, así como la velocidad de aire a lo largo de la galería.
Estos anemómetros (52) estarían preferentemente situados en las siguientes ubicaciones
.- Al menos uno en el interior del conducto (8) de la canalización de ventilador aspirante (7) a unos 10 metros en tramo recto respecto al ventilador.
.- Al menos uno en el interior del conducto (2) de la canalización de ventilador soplante (1 ) a unos 10 metros en tramo recto respecto al ventilador. .- Al menos dos emplazados en la galería, en la zona anterior a la barrera, en una zona alejada de la descarga del chorro de ventilación soplante producida en la bifurcación de entrada a la barrera.
El procedimiento de trabajo es el siguiente:
Durante el trabajo normal en el frente, la ventilación empleada será de tipo soplante. En esa fase se busca mantener las condiciones de trabajo idóneas minimizando el consumo energético y para ello las condiciones serán las siguientes:
.- el ventilador aspirante (7) estará parado,
.- la exclusa de ventilación (3) estará en posición de enviar todo el caudal hacia el frente, .- la barrera de contención se encontrará abierta,
.- el ventilador soplante (1 ) a la mínima velocidad posible, de manera que se los parámetros ambientales estén dentro de los valores permitidos.
En caso de que estos sobrepasen los límites legales de gases, o la velocidad de aire en la galería descienda de los 0,2 m/s, aumentará la velocidad de la ventilación soplante (1 ).
Una vez disparada la voladura, y liberada la onda de presión generada por la misma, se cerrará la barrera de contención de gases.
Este cierre será gobernado por la estación (51 ) que controlará el aumento del contenido en gases nocivos del fondo de saco. En esta etapa, la ventilación empleada será mixta aspirante-soplante de modo que todos los gases de voladura retornen por el conducto aspirante.
En este modo de trabajo, con la barrera cerrada se activará el ventilador aspirante (7) a la máxima potencia, a fin de minimizar el consumo energético y optimizar el tiempo de retorno al frente. Respecto a la ventilación soplante, ésta tendrá una doble misión, por un lado contrarrestar el caudal aspirado en el fondo de saco, y por otra parte, mantener la zona anterior a la barrera en unas condiciones de trabajo óptimas.
Para ello, la exclusa de ventilación estará en posición en la que parte del caudal irá hacia el frente, mientras que otra parte retorna por la zona anterior a la barrera, por la galería.
Así, en este modo el caudal soplante será igual a la suma de caudal aspirante más el caudal que retorna por la galería.
En este caso, el sistema actuará tanto sobre la frecuencia del ventilador soplante como sobre la posición de la esclusa de control de ventilación soplante. Una vez que los sensores de la zona del fondo de saco indiquen valores normales de concentración de gases, la barrera será retirada, y se pasara de nuevo al "modo trabajo normal en frente". Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de llevarse a la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren sus principios fundamentales, establecidos en los párrafos anteriores y resumidos en las siguientes reivindicaciones

Claims

REIVINDICACIONES
1a.- Medios de control de la atmosfera de trabajo en túneles caracterizado por estar constituido por tres sub-sistemas interconectados. Sub-sistema de VENTILACION (A)
Sub-sistema de CONFINAMIENTO DE GASES (B)
Sub-sistema de MONITORIZACION AMBIENTAL (C).
Y una estación de actuación (60) constituida por una CPU con un programa informático de actuación automatizada que controlará todo el sistema en función de la lectura de los sensores y anemómetros enviando las órdenes de salida a través de los diferentes relés de actuación.
2a.- Medios de control de la atmosfera de trabajo en túneles de acuerdo con la 1a reivindicación y caracterizado porque el sub-sistema de ventilación es un sub-sistema mixto, es decir cuenta con medios soplantes y medios aspirantes. Los medios soplantes se encuentran constituidos por al menos un ventilador soplante (1) situado en la parte exterior del túnel (T), que impulsa una corriente de aire limpio a través de un conducto (2) hasta una exclusa (3) intermedia que divide la salida final del aire por dos tubos (4) y (5) a dos lugares diferentes de la zona final a ventilar (ZS) y donde la cantidad de flujo de cada tubo se activa por un relé(R3) cuya orden es enviada por las dos estaciones de medidas de control ambiental (50) y (51).
El ventilador soplante (1) se activa por un relé (R1), controlado por las estaciones (50), (51), que actúa sobre un variador de frecuencia (6) con el fin de controlar la velocidad del mismo y con ello los caudales de aire introducidos.
Los medios aspirantes se encuentran constituidos por al menos un ventilador aspirante (7) situado preferentemente en la parte más cercana al exterior del túnel (T), que aspira una corriente de aire contaminado a través de un conducto (8) hasta el exterior del túnel.
El ventilador aspirante (7) también se encuentra controlado por un variador de frecuencia (9) activado por un relé (R2), controlado por las estaciones (50), (51).
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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) 3a.- Medios de control de la atmosfera de trabajo en túneles de acuerdo con las reivindicaciones anteriores y caracterizado porque el sub-sistema de confinamiento de gases estará constituido por una barrera móvil situada a lo largo del túnel y que aisla la zona del frente, donde se producen las voladuras, del resto del túnel de forma que la barrera móvil se encuentra constituida por una barrera periféricamente hinchable (20), que se adaptase al suelo y contorno de paredes y techo, por su carácter hinchable, con una cortina (21) de cerramiento vertical, de tejido fuerte e indesgarrable solidario con el perímetro interior da la barrera (20).
Este conjunto iría dentro de un contenedor (22) de apertura rápida que comportaría dos asas (23) de manipulación y al menos cuatro pasamuros (24), para acoplar sendas conductos aspirantes y/o soplantes dependiendo del momento.
Además el contenedor (22) contaría con una central de control de gases (25) con medidores de todos los parámetros necesarios, es decir para controlar al menos 02, CO, C02, NO, N02, S02 y SH2. En el contenedor (22) iría instalado además, un ventilador del tipo aspirante- soplante (26).
4a.- Medios de control de la atmosfera de trabajo en túneles de acuerdo con las reivindicaciones anteriores y caracterizado porque el sub-sistema de confinamiento de gases en otra realización preferente estaría constituido por un bastidor metálico (30) que por su parte inferior llevaría un contenedor (39) serviría de soporte a una cortina de cerramiento vertical (31).
El bastidor metálico (30) estaría conformado por dos largueros verticales (32) y uno horizontal (33) que formarían un pórtico
Para dejar el pórtico fijo en posición vertical se usarían unos cilindros neumáticos (34) situados en la zona superior de los perfiles verticales.
Uno de los hastiales del pórtico así conformado llevaría adosado un contenedor (35) que albergaría los pasamuros (36) para acoplar sendos conductos aspirantes y/o soplantes dependiendo del momento y el relé (R4) que activaría el cierre del espacio abierto por medio de los mecanismos hinchables (38) y la cortina de cerramiento vertical (40).
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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) Los tres largueros llevarían adosados unos cajones (37) que portarían sendos mecanismo hinchables (38), de manera que tras la voladura podrían cerrar el espacio entre el pórtico y los hastiales.
El larguero superior horizontal (33) que comporta el pórtico llevaría adosado por su parte inferior un contenedor (39) con una cortina de cerramiento vertical (40), que tras la voladura caería de forma automática, cerrando el espacio interior.
5a.- Medios de control de la atmosfera de trabajo en túneles de acuerdo con las reivindicaciones anteriores y caracterizadas porque el sub-sistema de monitorización ambiental estará constituido por al menos por los siguientes elementos: .- una estación (50) de medidas de control ambiental, antes de la barrera, para conocer la composición de la atmosfera de trabajo en el túnel,
.- otra estación (51) de medidas de control ambiental, después de la barrera, con el fin de conocer esa composición en la zona del frente durante los trabajos en el mismo.
.- Un anemómetro (52) en el interior del conducto (8) de la canalización de ventilador aspirante (7) a unos 10 metros en tramo recto respecto al ventilador.
.- Otro anemómetro (52) en el interior del conducto (2) de la canalización de ventilador soplante (1) a unos 10 metros en tramo recto respecto al ventilador.
.- Al menos dos anemómetros (52) emplazados en la galería, en la zona anterior a la barrera, en una zona alejada de la descarga del chorro de ventilación soplante producida en la bifurcación de entrada a la barrera.
6a.- Medios y procedimiento de control de la atmosfera de trabajo en túneles donde el procedimiento se caracteriza porque durante el trabajo normal en el frente, la ventilación empleada será de tipo soplante con la siguiente disposición:
.- el ventilador aspirante (7) estará parado, .- la exclusa de ventilación (3) estará en posición de enviar todo el caudal hacia el frente,
.- la barrera de contención se encontrará abierta,
.- el ventilador soplante (1) a la mínima velocidad posible, de manera que se los parámetros ambientales estén dentro de los valores permitidos.
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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) En caso de que estos sobrepasen los límites legales de gases, o la velocidad de aire en la galería descienda de los 0,2 m/s, aumentará la velocidad del ventilador soplante (1).
7a.- Medios y procedimiento de control de la atmosfera de trabajo en túneles de acuerdo con la reivindicación 6a y donde el procedimiento se caracteriza porque una vez disparada la voladura, y liberada la onda de presión generada por la misma la disposición de los medios será la siguiente:
.- se cerrará la barrera de contención de gases.
Este cierre será gobernado por la estación (51) que controlará el aumento del contenido en gases nocivos del fondo de saco. .- la ventilación empleada será mixta aspirante-soplante de modo que todos los gases de voladura retornen por el conducto aspirante.
.- con la barrera cerrada se activará el ventilador aspirante (7) a la máxima potencia,
.- la ventilación soplante, deberá contrarrestar el caudal aspirado en el fondo de saco por lo que la exclusa de ventilación (3) estará en posición en la que parte del caudal irá hacia el frente, mientras que otra parte retorna por la zona anterior a la barrera, por la galería.
.- el caudal soplante será igual a la suma de caudal aspirante más el caudal que retorna por la galería.
En este caso, el sistema actuará tanto sobre la frecuencia del ventilador soplante (1) como sobre la posición de la esclusa de control de ventilación (3). Una vez que los sensores de la zona del fondo de saco indiquen valores normales de concentración de gases, especialmente de 02, CO, C02, NO, N02, S02 y SH2 , la barrera será retirada, y se pasara de nuevo al modo trabajo normal en frente.
Las lecturas de esta central de control de gases (25) serían directamente controladas por el sub-sistema de monitorización ambiental. 8a.- Medios y procedimiento de control de la atmosfera de trabajo en túneles de acuerdo con las reivindicaciones 5a y 6a y donde el procedimiento se caracteriza porque con la lectura de las medidas de ambas estaciones (50) y (51) junto con la información proporcionada por la central de control de gases (25) de la barrera se puede conocer
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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) perfectamente la evolución de los gases de voladura, una vez realizada esta, para poder evaluar la limpieza de los mismos mediante ventilación aspirante, y saber de este modo cuando es posible retirar la barrera y restablecer los trabajos con normalidad.
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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)
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