[发明专利]一种TBM搭载式岩石粉末取样装置及其方法

权利要求书

1.一种TBM搭载式岩石粉末取样装置，搭载于敞开式TBM的撑靴侧面，其特征在于，包括液压臂、冲击钻机、吹扫装置、装样瓶、转盘、喷码机以及控制系统，其中：

所述冲击钻机的前端设置有用于安装集料舱的卡槽，卡槽内设置有弹簧，集料舱的一端密封，且与卡槽内的弹簧相连接，所述弹簧会跟随集料舱的运动而伸缩，以保证集料舱与隧道围岩之间一直紧密接触；另一端设置采集口，冲击钻机的钻头穿过该采集口，冲击钻机负责将隧道围岩进行粉碎并通过集料舱对粉末进行收集；

所述集料舱的中部设置有一集料斗，用于收集冲击钻机切削下来的岩石粉末，集料斗下方安装有可拆卸筛网，负责对岩石粉末进行筛分；

所述液压臂设置在冲击钻机的后端，用于控制冲击钻在水平方向上的移动；

所述吹扫装置设置在集料舱顶部，负责将取样完成后的集料舱中残留粉料吹扫干净；

所述装样瓶放置在集料舱粉料出料口下方的转盘上，用来收集岩石粉末；

所述转盘为一可转动的电子秤，所述的转盘可带动装样瓶缓慢转动，辅助喷码机对装样瓶的瓶身进行喷码，同时还可对装样瓶中的样品重量进行称量；

所述喷码机连接TBM主控室的微机，可将其采样里程信息传输到喷码机中并喷印到装样瓶的瓶身上；

所述控制系统控制所述液压臂、冲击钻机、吹扫装置、转盘和喷码机的工作和停止。

2.如权利要求1所述的TBM搭载式岩石粉末取样装置，其特征在于，还包括一个防护装置，所述防护装置包括基座、侧壁和顶棚，基座上设置侧壁，侧壁顶端设置有防止落石及渗水的顶棚。

3.如权利要求2所述的TBM搭载式岩石粉末取样装置，其特征在于，所述的液压臂通过一个立柱支撑，立柱固定在防护装置的基座上。

4.如权利要求2所述的TBM搭载式岩石粉末取样装置，其特征在于，所述基座和顶棚的材质均为不锈钢；基座形状为长方形；侧壁竖直焊接在基座上方。

5.如权利要求1所述的TBM搭载式岩石粉末取样装置，其特征在于，所述筛网下方有两个出料口，一个为粉料出料口，一个为废料出料口，且粉料出料口和废料出料口各有一个阀门。

6.如权利要求4所述的TBM搭载式岩石粉末取样装置，其特征在于，所述集料舱的采集口位置安装有橡胶圈。

7.如权利要求1所述的TBM搭载式岩石粉末取样装置，其特征在于，所述吹扫装置包括高压吹风机及通风管；所述高压吹风机固定安装在冲击钻机的上部，为吹扫装置提供强力的风源；所述通风管有一个进风口和两个出风口，进口与高压吹风机口相连接，两个出风口分别连接在集料舱的集料斗上方两端。

8.基于权利要求1-7任一所述的TBM搭载式岩石粉末取样装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

在TBM的刀盘工作时，TBM的撑靴会紧贴围岩提供TBM刀盘切削岩石的推进力，启动液压臂，使冲击钻机的钻头与围岩接触；

启动冲击钻机的开关，同时控制液压臂缓缓推进冲击钻机，让钻头不断钻入围岩中，此时采集口处的橡胶圈会紧贴围岩，岩石粉末由采集口进入集料斗中；

打开粉料出料口阀门同时保持废料出料口阀门关闭，集料斗中粉末会经其下方的筛网和粉料出料口落入装样瓶中；

当装样瓶中粉末量达到一定质量时，冲击钻机停止工作，并控制液压臂使其缩回，同时关闭粉料出料口；

转盘开始缓缓转动，同时喷码机开始工作并将此时的采样里程喷印到瓶身上；

将装样瓶取下并封存，同时将新的装样瓶放置转盘上；

打开废料出料口，同时取下筛网，打开高压吹风机，对整个集料舱进行吹扫，吹扫出的废料经废料出料口落入隧道开挖空间中；

在吹扫完成后，关闭高压吹风机和废料出料口阀门，同时安装上人工清理后的筛网，即完成一个循环的岩石粉末采样工作。