一種長大隧道通風系統(tǒng)風量的分配控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種長大隧道通風系統(tǒng)風量的分配控制系統(tǒng)，它在平導或副隧道洞口的通風機通往正隧道前、后掌子面的前、后支管上設(shè)置分別設(shè)有后電磁閥；前電磁閥、后電磁閥均與控制處理中心電連接；所述的通風機也與控制處理中心電連接；前掌子面附近設(shè)置有與控制處理中心電連接的前瓦斯?jié)舛葯z測儀、前粉塵濃度檢測儀、前一氧化碳濃度檢測儀及前硫化氫濃度檢測儀；后掌子面附近設(shè)置有與控制處理中心電連接的后瓦斯?jié)舛葯z測儀、后粉塵濃度檢測儀、后一氧化碳濃度檢測儀及后硫化氫濃度檢測儀。該系統(tǒng)能根據(jù)正隧道前、后掌子面的污染狀況，自動調(diào)節(jié)控制送往前、后掌子面的通風量，既能同時保證兩個掌子面的通風效果，通風效果好；又避免了能量的浪費。
【專利說明】—種長大隧道通風系統(tǒng)風量的分配控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種長大隧道通風系統(tǒng)的風量分配系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于隧道結(jié)構(gòu)的封閉性，隧道施工過程中機械作業(yè)產(chǎn)生的尾氣、爆破產(chǎn)生的硝煙、地層溢出的有毒有害氣體等將會在隧道內(nèi)積聚，威脅作業(yè)人員健康和施工安全。為改善公路隧道施工作業(yè)環(huán)境，保障施工人員的健康，必須采取適當?shù)耐L措施。特別是對于有瓦斯、H2S等有毒有害氣體存在的特殊危險隧道，必須要保證充足的通風量及風速，稀釋沖淡有毒有害氣體。
[0003]作為預防和治理瓦斯隧道施工中瓦斯災害、實現(xiàn)安全生產(chǎn)的基本手段，施工通風主要包括壓入式通風和巷道式通風。其中巷道式通風是指在隧道開設(shè)平行的導坑(平導)或在雙洞隧道的施工時，通過在兩個巷道布置相互配合的通風裝置實現(xiàn)較好的通風。
[0004]長大隧道施工到一定階段，為提高工作效率，可先使平導或副隧道的貫穿深度超過正隧道，通過平導或副隧道前端的橫通道在正隧道掌子面的前方增加一個開挖掌子面，即正隧道中出現(xiàn)前、后兩個掌子面，前、后兩個工作區(qū)間同時進行掘進開挖作業(yè)。這種正隧道有兩個掌子面的長大隧道施工對通風的要求更高，目前采用以下的巷道式通風方法進行通風:
[0005]在平導或副隧道洞口設(shè)置通風機，與通風機連接的通風管的出風口設(shè)在平導或副隧道的掌子面附近，新鮮空氣從洞外經(jīng)通風機、通風管送到平導或副隧道掌子面，稀釋污染物，污濁空氣則經(jīng)由最靠近掌子面的橫通道流入正隧道；同時，在平導或副隧道洞口設(shè)置另一通風機，與該通風機連接的通風管通過三通接頭分成前、后兩個支管，前支管穿過最靠近前掌子面的橫通道到達正隧道的前掌子面附近，后支管穿過最靠近后掌子面的橫通道到達正隧道的后掌子面附近；新鮮空氣從洞外經(jīng)通風管的前、后支管分別送到正隧道的前、后掌子面，稀釋污染物；并在正隧道的洞口設(shè)置抽出式風機，將正隧道內(nèi)經(jīng)稀釋的污濁空氣通過正隧道向洞外排出。
[0006]以上的通風方法存在的問題是:前、后掌子面的送風量固定，而前、后掌子面需風量卻不盡相同，并不斷變化，導致或者無法同時保證兩個掌子面的通風效果，或者造成能量浪費。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的是提供一種長大隧道通風系統(tǒng)的風量分配控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能根據(jù)正隧道前、后掌子面的污染狀況，自動調(diào)節(jié)控制送往前、后掌子面的通風量，既能同時保證兩個掌子面的通風效果，通風效果好；又避免了能量的浪費。
[0008]本實用新型實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種長大隧道通風系統(tǒng)的風量分配控制系統(tǒng)，包括在平導或副隧道洞口設(shè)置通風機，與通風機連接的通風管通過三通接頭分成前支管、后支管；前支管穿過最靠近正隧道的前掌子面的橫通道到達前掌子面附近，后支管穿過最靠近正隧道的后掌子面的橫通道到達后掌子面附近；其特征在于:
[0009]所述的前支管上設(shè)置有前電磁閥、后支管上設(shè)置有后電磁閥；前電磁閥、后電磁閥均與控制處理中心電連接；所述的通風機也與控制處理中心電連接；
[0010]前掌子面附近設(shè)置有與控制處理中心電連接的前瓦斯?jié)舛葯z測儀、前粉塵濃度檢測儀、前一氧化碳濃度檢測儀及前硫化氫濃度檢測儀；
[0011]后掌子面附近設(shè)置有與控制處理中心電連接的后瓦斯?jié)舛葯z測儀、后粉塵濃度檢測儀、后一氧化碳濃度檢測儀及后硫化氫濃度檢測儀。
[0012]使用本實用新型進行長大隧道通風系統(tǒng)風量的分配控制的方法是:
[0013](I)、污染狀態(tài)的檢測
[0014]控制處理中心實時采集前掌子面的污染物濃度:前瓦斯?jié)舛葯z測儀測出的前掌子面瓦斯?jié)舛萔Wl，前粉塵濃度檢測儀測出的前掌子面粉塵濃度VDl，前一氧化碳濃度檢測儀測出的前掌子面一氧化碳濃度VYl，前硫化氫濃度檢測儀測出的前掌子面硫化氫濃度VLl ；
[0015]同時，控制處理中心實時采集后掌子面的污染物濃度:后瓦斯?jié)舛葯z測儀測出的后掌子面瓦斯?jié)舛萔W2，后粉塵濃度檢測儀測出的后掌子面粉塵濃度VD2，后一氧化碳濃度檢測儀測出的后掌子面一氧化碳濃度VY2，后硫化氫濃度檢測儀測出的后掌子面硫化氫濃度 VL2 ；
[0016](2)、智能模糊控制
[0017]控制處理中心將實時采集到的前掌子面的污染物濃度、后掌子面的污染物濃度進行智能模糊推理，得出當前時刻的通風機風量增量Λ F，前電磁閥的理想開度Κ1‘，后電磁閥的理想開度Κ2’，并據(jù)以對通風機的風量F和前電磁閥的開度Κ1，后電磁閥的開度Κ2進行控制。
[0018]控制處理中心將實時采集到的前掌子面的污染物濃度、后掌子面的污染物濃度進行智能模糊推理，得出當前時刻的通風機風量增量Λ F，前電磁閥的理想開度Κ1’，后電磁閥的理想開度Κ2’的具體做法為:
[0019]Α、污染物濃度偏差值的計算及其模糊化
[0020]將采集的前掌子面瓦斯?jié)舛萔W1、前掌子面粉塵濃度VD1、前掌子面一氧化碳濃度VY1、前掌子面硫化氫濃度VLl分別與瓦斯?jié)舛瓤刂浦礦W、粉塵濃度控制值VD、硫化氫濃度控制值VL相減得出:前掌子面瓦斯?jié)舛绕钪郸?VWl、前掌子面粉塵濃度偏差值Λ VDl、前掌子面一氧化碳濃度偏差值Λ VY1、前掌子面硫化氫濃度偏差值Λ VLl ;將這些偏差值Λ VWl、Λ VDl、Λ VYl、Λ VLl 模糊化后得到相應(yīng)的模糊量Λ VW1’、Λ VD1’、Λ VY1’、Λ VL1’，找出其中最大的模糊量作為前掌子面偏差值的模糊量Λ 1，即Al=max{ Λ VW1’，AVD1’，Λ νΥ1，，Λ VL1，}；
[0021]將采集的后掌子面瓦斯?jié)舛萔W2、后掌子面粉塵濃度VD2、后掌子面一氧化碳濃度VY2、后掌子面硫化氫濃度VL2分別與瓦斯?jié)舛瓤刂浦礦W、粉塵濃度控制值VD、硫化氫濃度控制值VL相減得出:后掌子面瓦斯?jié)舛绕钪郸?VW2、后掌子面粉塵濃度偏差值Λ VD2、后掌子面一氧化碳濃度偏差值Λ VY2、后掌子面硫化氫濃度偏差值Λ VL2 ;將這些偏差值Λ VW2、Λ VD2、Λ VY2、Λ VL2 模糊化后得到相應(yīng)的模糊量Λ VW2’、Λ VD2’、Λ VY2’、Λ VL2，，找出其中最大的模糊量作為后掌子面偏差值的模糊量Λ 2，即A2=max{ AVW2’，A VD2’，Δ VY2，，A VL2，}；[0022]B、模糊推理
[0023]將前掌子面偏差值的模糊量Λ I和后掌子面偏差值的模糊量Λ 2作為模糊推理的輸入量，根據(jù)下表的模糊推理規(guī)則，得出通風機風量增量Λ F的模糊量，前電磁閥的理想開度Κ的模糊量，后電磁閥的理想開度Κ2的模糊量；解模糊后得到通風機風量增量Λ F，前電磁閥的理想開度Κ，后電磁閥的理想開度Κ2 ；
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種長大隧道通風系統(tǒng)風量的分配控制系統(tǒng)，包括在平導或副隧道洞口(2b)設(shè)置通風機(3)，與通風機(3)連接的通風管(4)通過三通接頭(5)分成前支管(4a)、后支管(4b);前支管(4a)穿過最靠近正隧道(I)的前掌子面(Ia)的橫通道到達前掌子面(Ia)附近，后支管(4b)穿過最靠近正隧道(I)的后掌子面(Ib)的橫通道到達后掌子面(Ib)附近；其特征在于: 所述的前支管(4a)上設(shè)置有前電磁閥(401)、后支管(4b)上設(shè)置有后電磁閥(402);前電磁閥(401)、后電磁閥(402)均與控制處理中心(KZ)電連接；所述的通風機(3)也與控制處理中心(KZ)電連接； 前掌子面(Ia)附近設(shè)置有與控制處理中心(KZ)電連接的前瓦斯?jié)舛葯z測儀(W1)、前粉塵濃度檢測儀(Dl)、前一氧化碳濃度檢測儀(Yl)及前硫化氫濃度檢測儀(LI)； 后掌子面(Ib)附近設(shè)置有與控制處理中心(KZ)電連接的后瓦斯?jié)舛葯z測儀(W2)、后粉塵濃度檢測儀(D2)、后一氧化碳濃度檢測儀(Y2)及后硫化氫濃度檢測儀(L2)。
【文檔編號】E21F1/00GK203412611SQ201320428355
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】方勇, 彭佩, 趙子成, 曹禮聰, 符亞鵬 申請人:西南交通大學