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全方位定量化的隧道爆破气尘快速监测装置

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-07 17:32:02

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 江苏天沃 | 2022-11-07 17:32:02

一种全方位定量化的隧道爆破气尘快速监测装置,包括第一探测系统、第二探测系统、传感系统、多芯传导线、参数采集感应输入系统、数据控制处理系统、电源通信复合系统、主保护壳体和壳体保护帽,第一探测系统位于主保护壳体的内腔上部,第二探测系统位于主保护壳体的内腔中部,多芯传导线均与第一探测系统和第二探测系统连接,多芯传导线伸入主保护壳体内的中下部与传感系统的上端连接,传感系统的下端通过多芯传导线与参数采集感应输入系统连接,参数采集感应输入系统与数据控制处理系统连接,数据控制处理系统与电源通信复合系统连接;壳体保护帽可拆卸地安装在主保护壳体的上端。本发明效率较高、通用性良好、成本较低、精确性和快速性良好。

一种全方位定量化的隧道爆破气尘快速监测装置,包括第一探测系统、第二探测系统、传感系统、多芯传导线、参数采集感应输入系统、数据控制处理系统、电源通信复合系统、主保护壳体和壳体保护帽;所述第一探测系统位于主保护壳体的内腔上部,所述第二探测系统位于主保护壳体的内腔中部,所述多芯传导线均与第一探测系统和第二探测系统的下端连接,然后多芯传导线伸入主保护壳体内的中下部与传感系统的上端连接,传感系统的下端通过多芯传导线与参数采集感应输入系统连接,参数采集感应输入系统与数据控制处理系统连接,数据控制处理系统与电源通信复合系统连接;所述壳体保护帽可拆卸地安装在主保护壳体的上端。

现有的长大隧道用炸药主要是混合炸药,成分主要为硝基化合物、硝胺(铵)化合物和各种含碳化合物,其爆炸时会生成CO、NO、NO2等有毒有害气体,而现有的长大隧道工程在爆破施工过程中,往往采用这种混合炸药,同时受隧道长度长(大于3Km)、开挖断面面积大(大于50m2)等因素影响,除生成大量的有毒有害气体外还产生大量的粉尘。

现有长大隧道工程在施工过程中,针对出现的这些问题,采用的主要方法是在施工过程中仅凭人为经验确定对掌子面附近一定范围内的通风时间和通风流量,但是针对隧道爆破后掌子面附近在通风一定时间后残留的有毒有害气体和粉尘的浓度却缺少必要的定量化参考数据,如果隧道现场作业人员操控通风时间经验不足,使输入隧道掌子面附近一定范围内的通风量较少,就会导致隧道现场作业人员中毒或患尘肺病,危害现场作业人员的健康和人身安全,但如果隧道现场作业人员操控通风时间较长,不但浪费隧道施工时间影响隧道后续运碴节点,而且还会影响整个隧道工程的掘进速度,还会导致资源能源的浪费,会增加整个隧道工程的成本。

罗战友,男,1974年12月出生。博士后、二级教授、硕士生导师。享受国务院政府特殊津贴,入选教育部新世纪优秀人才支持计划,浙江省中青年突出贡献专家,浙江省新世纪151人才重点层次和第一层次,浙江省高校中青年学科带头人,浙江省优秀博士后,浙江省首届“十佳”青年教师。国家自然科学基金评委,浙江省岩土力学与工程学会副理事长兼秘书长。省级土木工程一流学科及硕士学位点的负责人。主要从事隧道工程、城市地铁及地下空间开发技术、岩土工程等方面的教学科研等工作。主持和承担纵向科研项目20余项,其中:国家重大仪器专项1项、国家自然科学基金4项,中国博士后基金1项,省部级基金6项。在国内外学术期刊上发表论文100余篇,授权发明专利60余项。获国家科技发明奖二等奖1项,省部级奖励15项。

本发明的有益效果主要表现在:1、本发明的装置中含有CO、NO、NO2等多种气体与粉尘传感探头、温度传感探头、通风流量传感探头,可全方位快速地用于长大隧道爆破施工过程中掌子面附近不同距离、不同高度、不同时间内不同种类的有毒有害气体、粉尘、环境温度与通风流量的监测,定量化实时实现对隧道装药爆破工序完成后而清碴未开始前的通风时间的科学确定,改变现有隧道爆破施工过程中通风时间仅凭人为观测做定性分析的现状;

2、本发明的装置中粉尘、CO、NO、NO2圆锥形探头与温度、通风流量圆锥形探头分别设为两类不同的探测系统,可实现实时监测数据位于不同通风流量、不同高度、不同环境温度下的隧道作业环境的有毒有害气体与粉尘监测,全方位保证监测数据的可靠性和有效性。

3、本发明的装置中CO、NO、NO2、粉尘、温度和通风流量传感器的体积小、自动化程度高、成本低、效率高,可实现通风计量时间的精确性,降低隧道工程建设成本,节约能源,保证隧道作业人员的人身安全。

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