一种隧道施工作业尘毒控制方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术提供了一种隧道施工作业尘毒控制系统及方法，系统包括：尘毒净化模组，由一级净化台架、二级净化台架和动力台架组成；一级净化台架包含条缝型射流风幕和大断面泡沫发生装置；二级净化台架搭载若干过滤净化装置；动力台架提供净化模组所需的水、电和压缩气体等动力源；环境参数监测控制模块，由前端监测传感器和控制中心组成，监测施工作业环境内的粉尘、一氧化碳等环境参数，传输到所述的控制中心，控制中心控制尘毒净化模组的泡沫发生量、风幕出口风速等参数。本方案安装后可无缝接入原有施工工序，不影响设备人员进出和作业，可有效减少滤芯更换频次，降低设备运行成本，智能调控净化模组运行状态，有效降低能耗和运行成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道施工作业尘毒控制方法、系统及设备


[0001]本专利技术属于隧道建设阶段施工作业环境控制技术、智能控制系统数据处理方法领域，具体涉及一种用于隧道施工作业尘毒控制系统及方法。

技术介绍

[0002]隧道施工作业中爆破、出渣、喷浆等工序产生大量粉尘和有毒有害气体(以下简称尘毒)，不仅严重危害施工作业人员安全与健康，也制约了现场施工速度。随着隧道长度不断增加，仅依靠隧道通风排除施工作业产生的尘毒，已经越来越难达到预期效果，现场迫切需要局部尘毒治理装备，净化施工区域空气，保障施工安全高效稳步推进。
[0003]针对隧道施工尘毒治理技术与装备，目前存在以下几种：
①
以除尘台车为主体的移动式除尘装备，如CN 110107336A公开了一种以车体搭载吸尘、除尘部件的除尘台车；CN 112682085 B公开了一种移动式车载循环除尘装置配合固定式风幕装置的系统。除尘台车能够起到局部净化作用，但现场应用时存在影响大型施工机械设备进出、台车本身退出隧道时间较长等现实问题。
②
尾气催化净化装置，主要针对燃油设备产生的尾气污染物，但使用时可能会降低燃烧效率，导致燃油设备动力不足。
③
局部通风装置，主要作用是增强局部区域的风流循环，但不能从本质上解决污染物排出所需时间长的问题。
[0004]因此，如何同时解决隧道内粉尘与有毒有害气体问题，同时降低对现有施工工序的影响，是本领域面临的现实技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种隧道施工作业尘毒控制系统，所述系统包括环境参数监测控制模块1和尘毒净化模组2；
[0007]所述尘毒净化模组2包括一级净化台架3、二级净化台架4和动力台架5；所述一级净化台架3用于快速降低高浓度粉尘，完成对含尘毒气体的一级净化，所述二级净化台架4用于完成对含尘毒气体的二级净化；
[0008]所述环境参数监测控制模块1包括监测传感器101和控制中心102；
[0009]所述监测传感器101检测隧道内环境参数，并传输至所述控制中心102，所述控制中心102基于所述环境参数调节所述尘毒净化模组2的运行状态。
[0010]优选地，所述尘毒净化模组2主体为门字型台架结构201，所述门字型台架结构201中间设置行车通道202，所述门字型台架结构201底部设置电力驱动滚轮203。
[0011]优选地，所述一级净化台架3包括条缝型射流风幕304和大断面泡沫发生装置；所述条缝型射流风幕304水平布设于行车通道202上方，射流方向设置为与隧道原有通风方向一致。
[0012]优选地，所述条缝型射流风幕304由压缩机组503供风，也可由隧道内压风管路供风。
[0013]优选地，所述大断面泡沫发生装置包括多组泡沫发生喷嘴301、PVC软管302与加液箱303；所述泡沫发生喷嘴301环形布设于一级净化台架3外侧，所述泡沫发生喷嘴301通过PVC软管302与加液箱303连接，所述加液箱303放置于一级净化台架3内部。
[0014]优选地，所述二级净化台架4设置于所述一级净化台架3后方，所述二级净化台架4上并联设置有若干组过滤净化组件401，所述过滤净化组件401包括导风口402、风机403、净化滤芯404、清灰反吹机构405和排风口406；
[0015]污染气流由导风口402进入净化滤芯404，过滤后风流由排风口406排出，导风口402朝向行车通道202，排风口406朝向隧道出口。
[0016]优选地，压缩气体由清灰反吹机构405吹出，除去净化滤芯404上积聚的灰尘。
[0017]优选地，所述动力台架5包括供电系统501、供水系统502和压缩机组503，所述供电系统501、供水系统502为所述一级净化台架3和所述二级净化台架4提供水和电，所述压缩机组503为备用气源，为条缝型射流风幕304和清灰反吹机构405提供压缩气体。
[0018]优选地，所述动力台架5设置于一级净化台架3、二级净化台架4之间。
[0019]优选地，所述监测传感器101沿隧道纵向布设，至少在一级净化台架3前方、二级净化台架4前方和二级净化台架4后方各布设1台。
[0020]优选地，所述监测传感器101至少包括粉尘传感器、一氧化碳传感器。
[0021]优选地，所述监测传感器101还布设于装药台车后端和仰拱附近的隧道侧壁。
[0022]优选地，所述控制中心102和监测传感器101、一级净化台架3、二级净化台架4和动力台架5之间通过蓝牙模块进行通讯。
[0023]另一方面，本专利技术还提供了一种隧道施工作业尘毒控制方法，所述方法应用于如上所述的隧道施工作业尘毒控制系统，该方法包括：
[0024]S1、确定输入变量、输出变量的论域、对应模糊子集及论域到模糊子集的映射，并对输入变量、输出变量进行模糊化处理；
[0025]S2、建立模糊规则库，确定输入变量与输入变量之间的关系；
[0026]S3、基于所述模糊规则库及输入变量，进行模糊推理，得到输出变量的隶属度；
[0027]S4、对所述输出变量的隶属度进行反模糊化处理，得到控制参数清晰值。
[0028]优选地，所述S3进一步包括：
[0029]S301、构建多维多重模糊推理模型；
[0030]S302、计算输入量的笛卡尔乘积，令
[0031][0032]将多维多重模糊推理模型转化为一维多重模糊推理模型：
[0033][0034]其中，x1，x2，
…
，x
n
为输入变量，A
11
，A
12
，
…
，A
mn
为规则库中输入变量的模糊取值，B1，B2，
…
，B
m
为规则库中输出变量的模糊取值，A
′1，A
′2，A
′3，
…
，A
′
n
表示实际输入量的模糊取值，B
′
表示实际输出量的模糊取值。
[0035]S303、将一维多重模糊推理模型分解为m个简单模糊推理模型：
[0036]则
[0037]其中，y为输出变量；
[0038]S304、将m个简单模糊推理模型聚合，得到最终推理结果：
[0039]B
′
＝B
′1∪B
′2∪
…
∪B
′
m
；
[0040]则输出变量的隶属度为B
′
(y)＝B
′1(y)∨B
′2(y)∨
…
∨B
′
m
(y)。
[0041]优选地，所述S4进一步包括：
[0042]将输出变量的隶属度曲线与横坐标围成的面积的重心，作为控制参数清晰值，即：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道施工作业尘毒控制系统，其特征在于，所述系统包括环境参数监测控制模块(1)和尘毒净化模组(2)；所述尘毒净化模组(2)包括一级净化台架(3)、二级净化台架(4)和动力台架(5)；所述一级净化台架(3)用于快速降低高浓度粉尘，完成对含尘毒气体的一级净化，所述二级净化台架(4)用于完成对含尘毒气体的二级净化；所述环境参数监测控制模块(1)包括监测传感器(101)和控制中心(102)；所述监测传感器(101)检测隧道内环境参数，并传输至所述控制中心(102)，所述控制中心(102)基于所述环境参数调节所述尘毒净化模组(2)的运行状态。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述尘毒净化模组(2)主体为门字型台架结构(201)，所述门字型台架结构(201)中间设置行车通道(202)，所述门字型台架结构(201)底部设置电力驱动滚轮(203)。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级净化台架(3)包括条缝型射流风幕(304)和大断面泡沫发生装置；所述条缝型射流风幕(304)水平布设于行车通道(202)上方，射流方向设置为与隧道原有通风方向一致。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述大断面泡沫发生装置包括多组泡沫发生喷嘴(301)、PVC软管(302)与加液箱(303)；所述泡沫发生喷嘴(301)环形布设于一级净化台架(3)外侧，所述泡沫发生喷嘴(301)通过PVC软管(302)与加液箱(303)连接，所述加液箱(303)放置于一级净化台架(3)内部。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述二级净化台架(4)设置于所述一级净化台架(3)后方，所述二级净化台架(4)上并联设置有若干组过滤净化组件(401)，所述过滤净化组件(401)包括导风口(402)、风机(403)、净化滤芯(404)、清灰反吹机构(405)和排风口(406)；污染气流由导风口(402)进入净化滤芯(404)，过滤后风流由排风口(406)排出，导风口(402)朝向行车通道(202)，排风口(406)朝向隧道出口。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，压缩气体由清灰反吹机构(405)吹出，除去净化滤芯(404)上积聚的灰尘。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述动力台架(5)包括供电系统(501)、供水系统(502)和压缩机组(503)，所述供电系统(501)、供水系统(502)为所述一级净化台架(3)和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪澍，魏祎璇，欧盛南，邱永祥，徐一菲，金龙哲，刘昆华，刘建国，郭海峰，马世伟，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所中国铁道科学研究院集团有限公司中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：