[發明專利]一種TBM實時掘進卡機風險預警方法

有效

• 申請號: 202010771662.4
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111915193B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 武穎瑩;徐受天;李鵬宇;張娜;鄭贏豪;任夢祎;荊留杰
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;E21D9/08;E21F17/18
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園

1.一種TBM實時掘進卡機風險預警方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，通過控制系統設定掘進終止長度判定值和有效掘進長度判定值，并將有效掘進數據序列設定為空；

S2，通過傳感器在線采集反映TBM設備運行狀態的掘進數據，且掘進數據均包括總推力、刀盤扭矩和貫入度；

S3，控制系統根據步驟S2中所采集的掘進數據對TBM掘進進行有效掘進狀態的判斷；

有效掘進狀態為掘進數據中的總推力大于總推力閾值且刀盤扭矩大于刀盤扭矩閾值時對應的TBM掘進，否則為無效掘進狀態；

S4，當TBM掘進為有效掘進狀態時，對該掘進數據所對應的掘進點進行有效掘進點的判斷；

當TBM掘進為無效掘進狀態時，對該掘進數據所對應的掘進點進行無效掘進點的判斷，并根據掘進終止長度判定值判斷該掘進點是否為掘進終止點；

有效掘進點為掘進數據的貫入度在正常范圍內對應的掘進點；

無效掘進點為有效掘進數據序列的長度大于或等于有效掘進長度判定值所對應的掘進點；

S5，當步驟S4所述的掘進點為有效掘進點時，控制系統將該掘進點的掘進數據附加存儲到有效掘進數據序列中，并根據有效掘進數據序列中掘進數據的條數計算有效掘進數據序列的長度；

S6，將步驟S5中得到的有效掘進數據序列的長度與有效掘進長度判定值進行比較，如果有效掘進數據序列的長度大于或等于有效掘進長度判定值，則執行步驟S7，否則返回執行步驟S2；

S7，控制系統根據有效掘進數據序列中的掘進數據計算卡機指數終值；

S8，控制系統根據步驟S7所得到的卡機指數終值對卡機風險程度進行判定，并將卡機指數終值和卡機風險程度進行實時顯示。

2.根據權利要求1所述的TBM實時掘進卡機風險預警方法，其特征在于，在步驟S1中，所述掘進終止長度判定值為10，有效掘進長度判定值為40。

3.根據權利要求1或2所述的TBM實時掘進卡機風險預警方法，其特征在于，在步驟S3中，所述對TBM掘進進行有效掘進狀態的判斷，包括如下步驟：

S3.1，將步驟S2中的掘進數據的總推力與TBM的總推力閾值、掘進數據的刀盤扭矩與刀盤扭矩閾值分別進行比較；

S3.2，若該掘進數據中的總推力大于總推力閾值且刀盤扭矩大于刀盤扭矩閾值，即判定TBM掘進為有效掘進狀態，否則即判定為無效掘進狀態。

4.根據權利要求3所述的TBM實時掘進卡機風險預警方法，其特征在于，所述TBM的總推力閾值和刀盤扭矩閾值通過以下步驟計算得到：

步驟a，統計TBM的滾刀未切割掌子面即空推段的歷史掘進數據，根據歷史掘進數據計算空推摩擦力和刀盤空轉扭矩；

所述空推摩擦力等于TBM空推時的總推力均值，且總推力均值是根據所述空推段的所有掘進數據的總推力計算平均值得到；刀盤空轉扭矩等于刀盤空轉時的刀盤扭矩均值，且刀盤扭矩均值是根據所述空推段的所有掘進數據的刀盤扭矩計算平均值得到；

步驟b，將步驟a中得到的空推摩擦力和刀盤空轉扭矩分別乘以相應的安全系數，即可對應地得出總推力閾值和刀盤扭矩閾值。

5.根據權利要求4所述的TBM實時掘進卡機風險預警方法，其特征在于，所述空推摩擦力對應的安全系數為1.1，刀盤空轉扭矩對應的安全系數為2。