[發明專利]一種TBM搭載式巖石粉末取樣裝置及其方法

有效

• 申請號: 201910843271.6
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110672356B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 林鵬;謝輝輝;許振浩;黃鑫;黃靖哲;吳民睿;潘東東
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08;G01N1/20;G01N1/34;E21D9/11
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種TBM搭載式巖石粉末取樣裝置，搭載于敞開式TBM的撐靴側面，其特征在于，包括液壓臂、沖擊鉆機、吹掃裝置、裝樣瓶、轉盤、噴碼機以及控制系統，其中：

所述沖擊鉆機的前端設置有用于安裝集料艙的卡槽，卡槽內設置有彈簧，集料艙的一端密封，且與卡槽內的彈簧相連接，所述彈簧會跟隨集料艙的運動而伸縮，以保證集料艙與隧道圍巖之間一直緊密接觸；另一端設置采集口，沖擊鉆機的鉆頭穿過該采集口，沖擊鉆機負責將隧道圍巖進行粉碎并通過集料艙對粉末進行收集；

所述集料艙的中部設置有一集料斗，用于收集沖擊鉆機切削下來的巖石粉末，集料斗下方安裝有可拆卸篩網，負責對巖石粉末進行篩分；

所述液壓臂設置在沖擊鉆機的后端，用于控制沖擊鉆在水平方向上的移動；

所述吹掃裝置設置在集料艙頂部，負責將取樣完成后的集料艙中殘留粉料吹掃干凈；

所述裝樣瓶放置在集料艙粉料出料口下方的轉盤上，用來收集巖石粉末；

所述轉盤為一可轉動的電子秤，所述的轉盤可帶動裝樣瓶緩慢轉動，輔助噴碼機對裝樣瓶的瓶身進行噴碼，同時還可對裝樣瓶中的樣品重量進行稱量；

所述噴碼機連接TBM主控室的微機，可將其采樣里程信息傳輸到噴碼機中并噴印到裝樣瓶的瓶身上；

所述控制系統控制所述液壓臂、沖擊鉆機、吹掃裝置、轉盤和噴碼機的工作和停止。

2.如權利要求1所述的TBM搭載式巖石粉末取樣裝置，其特征在于，還包括一個防護裝置，所述防護裝置包括基座、側壁和頂棚，基座上設置側壁，側壁頂端設置有防止落石及滲水的頂棚。

3.如權利要求2所述的TBM搭載式巖石粉末取樣裝置，其特征在于，所述的液壓臂通過一個立柱支撐，立柱固定在防護裝置的基座上。

4.如權利要求2所述的TBM搭載式巖石粉末取樣裝置，其特征在于，所述基座和頂棚的材質均為不銹鋼；基座形狀為長方形；側壁豎直焊接在基座上方。

5.如權利要求1所述的TBM搭載式巖石粉末取樣裝置，其特征在于，所述篩網下方有兩個出料口，一個為粉料出料口，一個為廢料出料口，且粉料出料口和廢料出料口各有一個閥門。

6.如權利要求4所述的TBM搭載式巖石粉末取樣裝置，其特征在于，所述集料艙的采集口位置安裝有橡膠圈。

7.如權利要求1所述的TBM搭載式巖石粉末取樣裝置，其特征在于，所述吹掃裝置包括高壓吹風機及通風管；所述高壓吹風機固定安裝在沖擊鉆機的上部，為吹掃裝置提供強力的風源；所述通風管有一個進風口和兩個出風口，進口與高壓吹風機口相連接，兩個出風口分別連接在集料艙的集料斗上方兩端。

8.基于權利要求1-7任一所述的TBM搭載式巖石粉末取樣裝置的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

在TBM的刀盤工作時，TBM的撐靴會緊貼圍巖提供TBM刀盤切削巖石的推進力，啟動液壓臂，使沖擊鉆機的鉆頭與圍巖接觸；

啟動沖擊鉆機的開關，同時控制液壓臂緩緩推進沖擊鉆機，讓鉆頭不斷鉆入圍巖中，此時采集口處的橡膠圈會緊貼圍巖，巖石粉末由采集口進入集料斗中；

打開粉料出料口閥門同時保持廢料出料口閥門關閉，集料斗中粉末會經其下方的篩網和粉料出料口落入裝樣瓶中；

當裝樣瓶中粉末量達到一定質量時，沖擊鉆機停止工作，并控制液壓臂使其縮回，同時關閉粉料出料口；

轉盤開始緩緩轉動，同時噴碼機開始工作并將此時的采樣里程噴印到瓶身上；

將裝樣瓶取下并封存，同時將新的裝樣瓶放置轉盤上；

打開廢料出料口，同時取下篩網，打開高壓吹風機，對整個集料艙進行吹掃，吹掃出的廢料經廢料出料口落入隧道開挖空間中；

在吹掃完成后，關閉高壓吹風機和廢料出料口閥門，同時安裝上人工清理后的篩網，即完成一個循環的巖石粉末采樣工作。