【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及爆破煙塵防治，特別是指一種大斷面地下石油儲備洞庫爆破煙塵防治方法及系統(tǒng)。
技術介紹
1、地下石油儲備洞庫在施工過程中，涉及到大量的工程爆破環(huán)節(jié)。爆破施工區(qū)域主要為裝藥臺車和掌子面之間，該區(qū)域的爆破會帶來大量的煙塵，嚴重影響該區(qū)域施工人員的身體健康。因此有必要對裝藥臺車和掌子面之間的區(qū)域進行安全監(jiān)測，確定粉塵和有毒有害氣體在該區(qū)域內的空間分布，進行針對性除塵防治。
2、目前地下洞庫爆破施工煙塵防治方法主要為灑水車降塵。由于洞庫施工區(qū)域空間有限，傳統(tǒng)方法只能對局部區(qū)域進行降塵，降塵效果和降塵區(qū)域受限于施工空間的大小，且在降塵過程中無法避免人員完全隔離；由于爆破后產生的煙塵在空間的分布隨時間不斷變化，傳統(tǒng)方法只能對煙塵最初產生的主要區(qū)域進行降塵，不能實現(xiàn)降塵效率的實時監(jiān)測控制。
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術存在的上述技術問題，本專利技術實施例提供了一種大斷面地下石油儲備洞庫爆破煙塵防治方法及系統(tǒng)。所述技術方案如下：
2、一方面，提供了一種大斷面地下石油儲備洞庫爆破煙塵防治方法，應用于大斷面地下石油儲備洞庫內的爆破區(qū)域；所述方法包括：在所述爆破區(qū)域內的裝藥臺車和掌子面之間的多個預設監(jiān)測區(qū)域設置煙塵參數(shù)傳感器；基于所述煙塵參數(shù)傳感器，獲取爆破之后所述多個預設監(jiān)測區(qū)域的煙塵參數(shù)；基于所述煙塵參數(shù)，確定所述爆破區(qū)域內的掘進爆破粉塵與煙氣的時空運移規(guī)律；基于所述時空運移規(guī)律，確定治理煙塵的噴霧需要覆蓋的有效區(qū)域和噴射路徑。
3、進一步地，所述
4、
5、式中，r為所述掌子面的半徑，r為所述初始半徑；若所述初始半徑小于或等于所述煙塵參數(shù)傳感器的最大監(jiān)測半徑，則將所述圓形范圍的圓心作為監(jiān)測點、所述圓形范圍作為所述預設監(jiān)測區(qū)域；若所述初始半徑大于所述煙塵參數(shù)傳感器的最大監(jiān)測半徑，則在所述圓形范圍內以傳感器等邊三角形布置法進一步劃分圓形子范圍，直至所述圓形子范圍的半徑小于或等于所述煙塵參數(shù)傳感器的最大檢測半徑，并將所述圓形子范圍作為所述預設監(jiān)測區(qū)域。
6、進一步地，所述煙塵參數(shù)傳感器包括粉塵監(jiān)測傳感器、有毒有害氣體監(jiān)測傳感器、風速監(jiān)測傳感器；所述煙塵參數(shù)包括：每個預設監(jiān)測區(qū)域內的粉塵濃度和粉塵粒度、有毒有害氣體濃度、有毒有害氣體種類、風速數(shù)據(jù)。
7、進一步地，基于所述煙塵參數(shù)，確定所述爆破區(qū)域內的掘進爆破粉塵與煙氣的時空運移規(guī)律，包括：基于所述煙塵參數(shù)，建立所述掌子面和所述裝藥臺車之間的三維空間內粉塵與煙氣濃度時空變化實時監(jiān)測模型；基于所述煙塵參數(shù)，構建多個監(jiān)測指標；所述監(jiān)測指標包括風速、粉塵濃度、粉塵粒度、有毒有害氣體濃度；記錄每個預設監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)測指標隨時間變化曲線，分析不同預設監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)測指標的時間變化規(guī)律，得到所述時空運移規(guī)律。
8、進一步地，基于所述時空運移規(guī)律，確定治理煙塵的噴霧需要覆蓋的有效區(qū)域和噴射路徑，包括：將所述監(jiān)測指標超過預設安全閾值的預設監(jiān)測區(qū)域，確定為治理煙塵的噴霧需要覆蓋的有效區(qū)域；將所述大斷面地下石油儲備洞庫的隧道截面近似為拱形，將噴霧由一個位置的噴嘴到所述掌子面覆蓋的空間近似為圓錐形，將噴霧在中間經(jīng)過隧道截面上覆蓋的范圍近似為圓形，計算噴霧到達所述有效區(qū)域的截面的最小覆蓋半徑；按照等邊三角形法則確定覆蓋整個隧道截面所需的噴嘴數(shù)量及在隧道截面上的覆蓋位置坐標。
9、進一步地，所述噴霧到達所述有效區(qū)域的截面的最小覆蓋半徑的計算算式包括：
10、r1min＝d1tanβ
11、其中，r1min為噴霧到達所述有效區(qū)域的截面的最小覆蓋半徑；d1為所述裝藥臺車與到達所述有效區(qū)域之間最近截面的距離；β為噴嘴產生噴霧的最大仰角。
12、進一步地，所述方法還包括：控制噴霧裝置基于所述有效區(qū)域和噴射路徑，向所述爆破區(qū)域噴射治理煙塵的噴霧。
13、進一步地，所述噴霧裝置的噴嘴供水壓力計算算式包括：
14、
15、其中，d2為噴嘴到達噴霧所覆蓋隧道截面的最遠距離；r2為噴霧到達需覆蓋有效區(qū)域截面的最大覆蓋半徑；c2max為根據(jù)預設監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得在不同隧道截面上每個噴嘴覆蓋范圍內濃度的最大值；d0為預設監(jiān)測區(qū)域內粉塵粒度的平均值；η為噴霧除塵效率；t0為噴霧除塵總時間；t為噴霧除塵瞬時時間；k為噴嘴口的形狀系數(shù)；p為噴嘴的供水壓力；v0為噴嘴口流速。
16、另一方面，還提供了一種大斷面地下石油儲備洞庫爆破煙塵防治系統(tǒng)，應用于大斷面地下石油儲備洞庫內的爆破區(qū)域；包括：煙塵參數(shù)傳感器，數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊和噴霧裝置；其中，所述煙塵參數(shù)傳感器設置于所述爆破區(qū)域內的裝藥臺車和掌子面之間的多個預設監(jiān)測區(qū)域，所述噴霧裝置設置于所述裝藥臺車上形成噴霧裝藥一體化臺車；所述煙塵參數(shù)傳感器，用于獲取爆破之后所述多個預設監(jiān)測區(qū)域的煙塵參數(shù)；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊，用于基于所述煙塵參數(shù)確定所述爆破區(qū)域內的掘進爆破粉塵與煙氣的時空運移規(guī)律；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊，還用于基于所述時空運移規(guī)律，確定治理煙塵的噴霧需要覆蓋的有效區(qū)域和噴射路徑；所述噴霧裝置，用于基于所述有效區(qū)域和噴射路徑，向所述爆破區(qū)域噴射治理煙塵的噴霧。
17、進一步地，所述噴霧裝置的噴嘴方向、噴嘴位置和噴嘴數(shù)量，為基于所述有效區(qū)域和噴射路徑確定；包括：根據(jù)覆蓋所述大斷面地下石油儲備洞庫的整個隧道截面所需的噴嘴數(shù)量在所述裝藥臺車的兩側及中間支撐架上等距等高均布置噴嘴，使得隧道截面上的每個噴霧覆蓋范圍與所述裝藥臺車上距離最近的噴嘴一一對應，每個噴霧覆蓋范圍由每個對應噴嘴負責，構成噴霧系統(tǒng)；根據(jù)噴霧需覆蓋的有效區(qū)域，確定涉及的噴霧覆蓋范圍，只啟動對應的噴嘴；根據(jù)在隧道截面上對應的覆蓋位置坐標計算每個噴嘴的噴射方向；根據(jù)預設監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)測數(shù)據(jù)計算每個噴嘴的供水壓力，實時自動控制噴嘴的啟動和供壓，構成壓力系統(tǒng)。
18、本專利技術實施例提供了一種大斷面地下石油儲備洞庫爆破煙塵防治方法及系統(tǒng)，能夠基于監(jiān)測數(shù)據(jù)確定煙塵時空運移規(guī)律，聯(lián)動調整噴嘴噴霧路徑及壓力，實現(xiàn)煙塵及時控制，為大斷面石油儲備洞庫爆破煙塵防治奠定基礎，緩解了現(xiàn)有技術存在的降塵效率低的技術問題。
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1.一種大斷面地下石油儲備洞庫爆破煙塵防治方法，其特征在于，應用于大斷面地下石油儲備洞庫內的爆破區(qū)域；所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設監(jiān)測區(qū)域包括：所述掌子面的拱形部分底邊上方預設高度的直線上取四等分點，在所述掌子面被所述直線分割后的弧邊上取八等分點，間隔取點作為圓心劃分圓形范圍；基于初始半徑計算算式計算所述圓形范圍的初始半徑；其中，所述初始半徑計算算式包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述煙塵參數(shù)傳感器包括粉塵監(jiān)測傳感器、有毒有害氣體監(jiān)測傳感器、風速監(jiān)測傳感器；
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述煙塵參數(shù)，確定所述爆破區(qū)域內的掘進爆破粉塵與煙氣的時空運移規(guī)律，包括：
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述時空運移規(guī)律，確定治理煙塵的噴霧需要覆蓋的有效區(qū)域和噴射路徑，包括：
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述噴霧到達所述有效區(qū)域的截面的最小覆蓋半徑的計算算式包括：
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述噴霧裝置的噴嘴供水壓力計算算式包括：
9.一種大斷面地下石油儲備洞庫爆破煙塵防治系統(tǒng)，其特征在于，應用于大斷面地下石油儲備洞庫內的爆破區(qū)域；包括：煙塵參數(shù)傳感器，數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊和噴霧裝置；其中，所述煙塵參數(shù)傳感器設置于所述爆破區(qū)域內的裝藥臺車和掌子面之間的多個預設監(jiān)測區(qū)域，所述噴霧裝置設置于所述裝藥臺車上形成噴霧裝藥一體化臺車；
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴霧裝置的噴嘴方向、噴嘴位置和噴嘴數(shù)量，為基于所述有效區(qū)域和噴射路徑確定；包括：
...【技術特征摘要】
1.一種大斷面地下石油儲備洞庫爆破煙塵防治方法，其特征在于，應用于大斷面地下石油儲備洞庫內的爆破區(qū)域；所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設監(jiān)測區(qū)域包括：所述掌子面的拱形部分底邊上方預設高度的直線上取四等分點，在所述掌子面被所述直線分割后的弧邊上取八等分點，間隔取點作為圓心劃分圓形范圍；基于初始半徑計算算式計算所述圓形范圍的初始半徑；其中，所述初始半徑計算算式包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述煙塵參數(shù)傳感器包括粉塵監(jiān)測傳感器、有毒有害氣體監(jiān)測傳感器、風速監(jiān)測傳感器；
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述煙塵參數(shù)，確定所述爆破區(qū)域內的掘進爆破粉塵與煙氣的時空運移規(guī)律，包括：
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述時空運移規(guī)律，確定治理煙塵的噴霧需要覆蓋的有效區(qū)域和噴射路徑，包括...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：蘇俊鵬，何生全，王高松，馬嫣然，南星，宋大釗，張平化，陳太明，錢吉磊，王遠，陳銘頤，李金川，
申請(專利權)人：泉州國儲石油基地有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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