[發(fā)明專利]TBM搭載式隧道前方圍巖放射性預(yù)報(bào)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010067157.1
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN111221024B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許振浩;余騰飛;謝輝輝;黃鑫;許建斌;陳司;石恒
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01T1/202
• 分類號(hào): G01T1/202;G01T7/08;G01T7/02;G01T7/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.TBM搭載式隧道前方圍巖放射性預(yù)報(bào)系統(tǒng)，包括取樣器、數(shù)據(jù)處理分析模塊和屏蔽殼體，所述取樣器設(shè)置于可伸縮支架上，所述可伸縮支架固定于TBM上；

所述屏蔽殼體內(nèi)設(shè)置有傳輸裝置，所述屏蔽殼體上設(shè)置有至少兩個(gè)開口，所述開口分別用于巖樣的進(jìn)入和已測試巖粉的排出，所述屏蔽殼體由鉛金屬板組成，可對外界中的γ射線進(jìn)行屏蔽，減小測試誤差；所述傳輸裝置的傳輸路徑上設(shè)置有γ射線測試裝置和巖樣監(jiān)測裝置，所述巖樣監(jiān)測裝置設(shè)置于γ射線測試裝置的左右兩側(cè)，用于監(jiān)測巖樣在巖樣傳輸裝置的位置；傳輸路徑末端依次設(shè)置有巖樣研磨裝置、巖樣篩分裝置和放射性核素測試裝置，所述數(shù)據(jù)處理分析模塊接收對γ射線濃度和放射性核素含量測試的結(jié)果，得到多組射線濃度和放射性核素含量隨掌子面里程變化曲線圖，利用最小二乘法進(jìn)行線性擬合，計(jì)算出同一巖性地層γ射線濃度和放射性核素含量之間的對應(yīng)關(guān)系，對隧道掌子面前方放射性進(jìn)行預(yù)報(bào)；

還包括巖石干燥恒重裝置，對取樣的巖樣進(jìn)行干燥至恒定重量，所述巖石干燥恒重裝置內(nèi)設(shè)置有一推桿，將已經(jīng)干燥至恒定重量的巖樣推送至傳輸裝置上。

2.如權(quán)利要求1所述的TBM搭載式隧道前方圍巖放射性預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征是：所述γ射線測試裝置配置半導(dǎo)體探測器，可對天然放射性核素衰變出的γ射線濃度進(jìn)行測試，并將測試結(jié)果傳輸至數(shù)據(jù)處理分析模塊。

3.如權(quán)利要求1所述的TBM搭載式隧道前方圍巖放射性預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征是：所述開口處設(shè)置有可開合閥門；可開合閥門在采樣以及排出巖粉時(shí)打開，在放射試驗(yàn)時(shí)關(guān)閉，以保證放射照射時(shí)的射線屏蔽。

4.如權(quán)利要求1所述的TBM搭載式隧道前方圍巖放射性預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征是：所述巖樣篩分裝置設(shè)置于巖樣研磨裝置的正下方，以接收研磨后的巖樣。

5.如權(quán)利要求1所述的TBM搭載式隧道前方圍巖放射性預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征是：所述放射性核素測試裝置設(shè)置于所述巖樣篩分裝置的下端，對篩分后的巖樣進(jìn)行巖樣中放射性核素鈾、釷和鉀-40含量測試。

6.如權(quán)利要求1所述的TBM搭載式隧道前方圍巖放射性預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征是：所述數(shù)據(jù)處理分析模塊，被配置為對γ射線濃度和放射性核素含量進(jìn)行分析，自動(dòng)繪制出γ射線濃度和放射性核素含量隨掌子面里程變化曲線圖，并計(jì)算出同一巖性地層γ射線濃度和放射性核素含量之間的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而對隧道掌子面前方放射性進(jìn)行預(yù)報(bào)。

7.如權(quán)利要求1所述的TBM搭載式隧道前方圍巖放射性預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征是：所述放射性核素測試裝置旁設(shè)置有吹風(fēng)裝置；所述吹風(fēng)裝置上方設(shè)置有伸縮隔板。

8.如權(quán)利要求1所述的TBM搭載式隧道前方圍巖放射性預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征是：所述巖石干燥恒重裝置與傳輸裝置之間，所述傳輸裝置與巖樣研磨裝置之間均設(shè)置有可開合的閥板門。

9.基于權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)的隧道內(nèi)放射性預(yù)報(bào)方法，其特征是：包括以下步驟：

對皮帶傳送機(jī)上的巖塊進(jìn)行取樣，對巖樣進(jìn)行快速均勻干燥，將干燥后的巖樣傳輸至巖樣傳輸模塊，對巖樣傳輸模塊上的巖樣進(jìn)行γ射線濃度測試，得出巖樣的γ值G_γ，將巖樣傳輸至巖石研磨模塊，放射性核素測試模塊對過篩后的巖樣進(jìn)行巖樣中放射性核素鈾、釷和鉀-40含量測試，得到測試值，繪制多組γ射線濃度和放射性核素含量隨掌子面里程變化曲線圖，并對多組γ值G_γ和多組測試值進(jìn)行線性擬合，得到同一巖性地層γ射線濃度和放射性核素含量之間的對應(yīng)關(guān)系，并利用掌子面前方巖石的γ值對其放射性核素含量進(jìn)行預(yù)報(bào)。