[发明专利]基于高光谱成像的TBM隧道搭载式岩渣矿物识别系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于高光谱成像的TBM隧道搭载式岩渣矿物识别系统及方法，包括传送带，传送带上方依次设置有岩渣清洗装置、岩渣烘干装置和高光谱成像装置，高光谱成像装置连接有机械控制装置，机械控制装置设置于传送带旁，用于调整所述高光谱成像装置在所述传送带上的位置与高度；高光谱成像装置与处理器连接，所述处理器被配置为根据高光谱成像装置采集的岩渣光谱信息，匹配岩性，对岩渣的矿物含量进行定量识别。本发明能够实时、快捷的对岩渣的矿物含量信息进行分析。

技术领域

本发明属于隧道内高光谱成像测定技术领域，具体涉及一种基于高光谱成像的TBM隧道搭载式岩渣矿物识别系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

隧道施工过程中突水突泥、塌方、大变形等地质灾害时常发生，致使安全事故频发，造成人员伤亡和经济损失。传统隧道内通过地质分析识别不良地质依靠经验，仅进行定性分析，主观性强，致使识别结果误差大，常出现误判错判等现象。

在TBM隧道施工过程中，工作人员需要及时调整相应的TBM参数以适应隧道的掘进条件，实时获取当前掘进面岩体特征十分重要。本公开通过对TBM隧道内传送带运送出来的岩渣进行高光谱成像，识别TBM隧道当前掘进面的围岩矿物信息，为相关工作人员掌握隧道前方岩体地质情况提供重要的参考依据。

目前对于TBM隧道岩渣的分析存在以下不足：隧道内施工环境复杂，对于TBM传送带运出来的岩渣，现有技术只能做到对岩渣形态大小进行观察分析，并不能获取岩渣的矿物含量信息；如若对现场运送的岩渣进行进一步研究需要借助室内试验，耗费时间长；TBM传送带运送出来的岩渣含大量粉尘和水泥浆，直接观察岩渣难度大。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于高光谱成像的TBM隧道搭载式岩渣矿物识别系统及方法，本发明能够实时、快捷的对岩渣的矿物含量信息进行分析。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种基于高光谱成像的TBM隧道搭载式岩渣矿物识别系统，包括传送带，所述传送带上方依次设置有岩渣清洗装置、岩渣烘干装置、水分检测装置、和高光谱成像装置，其中：

所述高光谱成像装置连接有机械控制装置，机械控制装置设置于传送带旁，用于调整所述高光谱成像装置在所述传送带上的位置与高度；

所述高光谱成像装置与处理器连接，所述处理器被配置为根据高光谱成像装置采集的岩渣光谱信息，匹配岩性，对岩渣的矿物含量进行定量识别。

作为可选择的实施方式，所述岩渣清洗装置包括若干鼓风机和水枪，鼓风机设置于传送带旁，用于利用风力清理岩渣内粉尘，水枪设置在传送带旁，用于清洗岩渣内水泥浆。

作为可选择的实施方式，所述岩渣烘干装置包括支架，所述支架具有支撑部和作用部，所述支撑部设置于传送带旁，用于支撑作用部位于所述传送带上方，所述作用部设置有若干发热机构，用于对经过经过清洗的岩渣进行烘干，以排除岩渣内水分对高光谱成像的影响。

所述水分检测装置被配置为检测岩渣表面的水分含量。

作为可选择的事实方式，所述水分检测装置包括支架、湿度探头和红外线石英灯，所述支架被设置于传送带旁，用于支撑和固定湿度探头，使湿度探头悬于岩渣上方，所述湿度探头用于对岩渣表面的水分含量进行测定，所述处理器与红外线石英灯和湿度探头连接，当湿度探头的探测值超过设定值时，启动红外线石英灯。

作为可选择的实施方式，所述岩渣清洗装置、所述岩渣烘干装置、和所述水分检测装置均与供电装置连接。