[发明专利]全方位定量化的隧道爆破气尘快速监测装置

说明书

技术领域

本发明属于隧道爆破气尘检测装置技术领域，尤其是涉及一种能够用于长大隧道工程爆破施工过程中不需要依靠人为观测做定性分析，就能快速对隧道工程爆破施工后掌子面一定范围内的施工作业环境的空气质量和施工的安全性进行评判，全方位定量化监测隧道爆破施工后掌子面附近不同距离、不同高度、不同时间的气尘监测装置。

背景技术

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。

中国专利CN 103835743 A一种隧道掌子面用通风控制系统，包括布设在所施工隧道掌子面处的控制装置、布设在所施工隧道内的隧道通风装置、对所施工隧道掌子面处的空气质量状况进行检测的空气质量状况监测装置以及布设在所施工隧道掌子面处的制氧设备和液体除尘喷雾设备。此方法主要是提供一种隧道掌子面用通风控制系统，其目的是对掌子面处的环境状况进行最优调控，但是不能用于隧道爆破施工中掌子面附近不同距离、不同高度、不同时间下CO、NO等多种气体与粉尘共生情况下的实时监测，同时也不能对输入隧道掌子面附近一定范围的通风流量进行计量，不能对隧道掌子面附近的实时温度进行量测，不能快速对隧道爆破施工后的掌子面附近一定范围内的施工安全环境进行评判。

中国专利CN 103278435 A公路隧道烟尘检测及通风装置，主要特征在于在隧道内多点安装光电传感器，还包括依次连接的带通滤波电路、放大电路、AD转换电路和单片机，单片机再分别与控制电机输出电路、声光报警电路和预警显示电路连接。此方法仅用于检测公路隧道内的烟尘浓度，并且当公路隧道内烟尘浓度超标而影响司乘人员行车视线时，及时开启通风系统，通过声光报警器提醒驾驶员减速行驶，以此达到提高行车人员的警觉性、减少交通事故发生的目的，但是该法不能用于长大隧道爆破施工过程中CO、NO和粉尘的监测，不能快速量测隧道爆破后掌子面附近一定范围内的通风流量和施工作业环境的适宜温度。

发明内容

为了克服已有隧道爆破气尘检测方式的效率较低、通用性较差、成本较高、精确性和快速性较差的不足，本发明提供一种效率较高、通用性良好、成本较低、精确性和快速性良好的全方位定量化的隧道爆破气尘快速监测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

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。

进一步，所述的第一探测系统包括粉尘探头、CO探头、NO探头、NO₂探头、第一探头固接整体平台和第一探头保护帽，粉尘探头、CO探头、NO探头和NO₂探头的下端通过第一探头固接整体平台固接连接，粉尘探头、CO探头、NO探头、NO₂探头和第一探头固接整体平台下端的固接部位通过第一探头保护帽连接。