[发明专利]一种根据TBM自振信息识别地层并调整掘进参数的方法

说明书

本发明提供一种根据TBM自振信息识别地层并调整掘进参数的方法，包括如下步骤：S1.在TBM硬岩掘进机的刀盘后侧设置振动传感器及通讯处理模块；S2.在TBM操作区设置数据接收模块及数据处理模块；S3.设置振动传感器获取TBM硬岩掘进机刀盘的实时振动信息，并将振动信息通过通讯处理模块以及数据接收模块传递到数据处理模块；S4.设置数据处理模块分析TBM硬岩掘进机刀盘的实时振动信息，反演出实时掘进处的地质信息，再结合之前设定第一时间段内掘进的地质信信息，预测设定第二时间段之后掌子面的地质信息；S5.设置TBM硬岩掘进机根据预测的地质信息对掘进参数进行动态调整。

技术领域

本发明属于TBM硬岩掘进机施工技术领域，具体涉及一种根据TBM自振信息识别地层并调整掘进参数的方法。

背景技术

掌子面又称礃子面，是坑道施工中的一个术语，即开挖坑道（采煤、采矿或隧道工程中）不断向前推进的工作面

反演，是指由结果及某些一般原理（或模型）出发去确定表征问题特征的参数（或模型参数）。

近年来，TBM硬岩掘进机技术得到快速发展，该技术具有造价低，掘进速度快，通风难题易解决等优势。但在施工过程中也存在一些问题:TBM硬岩掘进机掘进过程中，刀具磨损量较大，需要不断地更换刀具，掘进地层岩性条件不同，导致各位置刀具磨损不同，刀具更换时间不尽相同，不能够及时判断出刀具故障进行更换。

另外，设置合理的掘进参数才可以有效降低刀具磨损、降低设备损坏概率，而地质情况对于设置掘进机掘进参数有重要影响，在隧道施工前期所作的地质勘测中，勘测点通常选取的较远，不能够显示每一处掘进处的地质情况，目前还没有实时反演地质情况的方案。

此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种根据TBM自振信息识别地层并调整掘进参数的方法，是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术的上述现有TBM硬岩掘进机掘进过程中掘进地层岩性条件不同，导致各位置刀具磨损量不同，无法及时判断刀具故障进行更换的缺陷，本发明提供一种根据TBM自振信息识别地层并调整掘进参数的方法，以解决上述技术问题。

本发明提供一种根据TBM自振信息识别地层并调整掘进参数的方法，包括如下步骤：

S1.在TBM硬岩掘进机的刀盘后侧设置振动传感器及通讯处理模块；

S2.在TBM操作区设置数据接收模块及数据处理模块；

S3.设置振动传感器获取TBM硬岩掘进机刀盘工作状态的实时振动信息，并将实时振动信息通过通讯处理模块以及数据接收模块传递到数据处理模块；

S4.设置数据处理模块根据TBM硬岩掘进机刀盘的实时振动信息，反演出实时掘进处的地质信息并保存，再结合之前设定第一时间段内掘进的历史地质信息，预测设定第二时间段之后掌子面的地质信息；

S5.设置TBM硬岩掘进机根据预测的地质信息对掘进参数进行动态调整。从当前时间段向前的连续的一段时间作为历史地质信息的时间段，从当前时间段向后的连续的一段时间作为预测地质信息的时间段。

进一步地，步骤S1具体步骤如下：

S11.在TBM硬岩掘进机的刀盘后侧设置一个通讯处理模块和若干振动传感器；

S12.设置各振动传感器均匀设置在刀盘表面；

S13.设置各振动传感器与通讯处理模块连接。

进一步地，振动传感器的数量为五个，一个振动传感器设置在刀盘中心位置，设置四个振动传感器各自距离刀盘中心的位置相等，均大于刀盘半径的1/2，小于刀盘半径的3/4，且相邻振动传感器与刀盘中心的夹角等于90度。