[發明專利]基于拉曼光譜分析的地質預報系統及方法

有效

• 申請號: 202010320981.3
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111638200B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 許振浩;劉福民;林鵬;余騰飛;邵瑞琦;王欣桐;潘東東
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/84;G06T7/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種基于拉曼光譜分析的地質預報系統，其特征是：包括：

拉曼測試系統，被配置為接觸或靠近隧道圍巖，對巖石進行拉曼測試，獲取圍巖拉曼測試數據；

圖像拍攝系統，被配置為對圍巖拉曼測試部位進行拍照，獲取宏觀巖石圖像數據；

數據傳輸系統，被配置為將拉曼測試系統和圖像拍攝系統獲取的拉曼數據信息和圍巖圖像信息通過有線傳輸給數據分析系統；

數據分析系統，包括拉曼分析模塊和圖像分析模塊，拉曼分析模塊被配置為對拉曼測試數據生成的譜圖幾何特征判斷是否異常，圖像分析模塊被配置為對圍巖圖像特征判斷是否存在異常，二者判斷出異常后傳遞信號給地質預報系統；

地質預報系統，被配置為接收數據分析系統的數據存在異常信號，做出預警響應，進行地質預報；

所述拉曼測試系統和圖像拍攝系統設置在前端機械設備上，所述前端機械設備包括一機械臂,機械臂的前臂可以做到180度旋轉;

所述地質預報系統建立在主控室，配備有信號處理器和電子報警器，信號處理器接收數據分析系統傳輸過來的信號，將異常信號轉化為電流信號，輸入至電子報警器中；

所述拉曼分析模塊，對測試數據生成譜圖，并將譜圖與工區庫中同類礦物譜圖對比，判斷譜圖幾何特征是否擬合，擬合則視為正常，若不擬合則視為異常；所述圖像分析模塊，對圍巖圖像進行構造識別，若識別出裂隙及其它構造則視為異常；所述電子報警器的報警機制為：當某時段拉曼分析模塊和圖像分析模塊同時判斷為異常信號時，為第一報警狀態，若某時段只有一個異常信號時，為第二報警狀態；若某時段內無異常信號，則為正常顯示狀態；

作為地質異常判斷依據的幾何特征有：

特征譜峰對應的拉曼位移波數：是否出現高波數的特征譜峰，若出現則被測巖石礦物可能含水；特征譜峰的波數是否偏移，若出現則被測巖石礦物可能受過構造變動影響；

特征譜峰的半峰寬：若特征譜峰的半峰寬變化則被測巖石礦物可能受過構造變動或蝕變影響；

特征譜峰及其它譜峰的清晰度：若譜峰清晰度很差則被測巖石礦物可能強度差，易破碎。

2.如權利要求1所述的一種基于拉曼光譜分析的地質預報系統，其特征是：所述機械臂，搭載在盾構機刀頭后方，能夠跟隨隨錨桿機伸縮移動，所述機械臂前臂可旋轉，以自由靠近洞壁。

3.如權利要求1所述的一種基于拉曼光譜分析的地質預報系統，其特征是：所述拉曼測試系統中，測試設備為搭載在機械臂上的一臺手持式拉曼光譜儀，每次測試完成后將測試數據傳輸至主控室拉曼分析模塊。

4.如權利要求1所述的一種基于拉曼光譜分析的地質預報系統，其特征是：所述圖像拍攝系統中，拍攝設備為搭載在機械臂上的一臺工業照相機，每次拍攝完成后將圖像數據傳輸至主控室圖像分析模塊。

5.如權利要求1所述的一種基于拉曼光譜分析的地質預報系統，其特征是：所述拉曼分析模塊建立在主控室。

6.如權利要求1所述的一種基于拉曼光譜分析的地質預報系統，其特征是：所述圖像分析模塊建立在主控室。