[发明专利]一种TBM滚刀磨损的预测方法

权利要求书

1.一种TBM滚刀磨损预测方法，其特征在于，该预测方法包括以下步骤：

确定TBM掘进过程中的掘进参数、刀圈磨损量及刀圈特征；

建立刀圈综合磨损系数计算模型；

建立基于所述刀圈综合磨损系数的TBM有效掘进距离预测模型；

分析在地质条件与刀圈性质相同的情况下，滚刀刀圈磨损受各因素影响的影响机制。

2.根据权利要求1所述的一种TBM滚刀磨损预测方法，其特征在于，所述刀圈综合磨损系数计算模型为：

刀圈综合磨损系数K_c＝x·R·P·(x·tanα+T)/(μ·F_n·R_i·S₀)；

其中，x表示滚刀刀圈磨损高度、R表示滚刀半径、P表示滚刀平均贯入度、2α表示滚刀刃角、T表示滚刀刃宽、μ表示盘形滚刀与岩石的摩擦系数、F_n表示平均推力、R_i表示刀盘上某一滚刀的安装半径、S₀表示TBM掘进距离。

3.根据权利要求1所述的一种TBM滚刀磨损预测方法，其特征在于，所述TBM有效掘进距离预测模型为：

TBM有效掘进距离S＝x·R·P·(x·tanα+T)/(μ·F_n·R_i·K_c)

其中，x表示滚刀刀圈磨损高度、R表示滚刀半径、P表示滚刀平均贯入度、2α表示滚刀刃角、T表示滚刀刃宽、μ表示盘形滚刀与岩石的摩擦系数、F_n表示平均推力、R_i表示刀盘上某一滚刀的安装半径、K_c表示刀圈综合磨损系数。

4.根据权利要求1所述的一种TBM滚刀磨损预测方法，其特征在于，所述分析在地质条件与刀圈性质相同的情况下，滚刀刀圈磨损受各因素影响的影响机制，包括以下步骤：

分别计算每个正常磨损的滚刀刀圈综合磨损系数K_c；

得到各滚刀刀圈综合磨损系数K_c与滚刀安装位置的关系图，及K_c与综合磨损系数计算模型各参数关系表；

分析各滚刀刀圈综合磨损系数K_c受综合磨损系数计算模型中各影响因素的影响机制。

5.根据权利要求2或3所述的一种TBM滚刀磨损预测方法，其特征在于，所述平均推力F_n为刀盘总推力传递给每个滚刀的垂直作用力。

6.根据权利要求1所述的一种TBM滚刀磨损预测方法，其特征在于，所述TBM滚刀磨损预测方法中，还包括如下步骤：

验证所述TBM有效掘进距离预测模型的有效性。

7.根据权利要求1所述的一种TBM滚刀磨损预测方法，其特征在于，验证所述TBM有效掘进距离预测模型的有效性的方法，包括以下步骤：

将所述刀圈综合磨损系数与经典预测模型中的磨损系数进行对比分析；

将所述TBM有效掘进距离与TBM掘进现场实测实际掘进距离进行对比分析。