[发明专利]一种TBM实时掘进卡机风险预警方法

权利要求书

1.一种TBM实时掘进卡机风险预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，通过控制系统设定掘进终止长度判定值和有效掘进长度判定值，并将有效掘进数据序列设定为空；

S2，通过传感器在线采集反映TBM设备运行状态的掘进数据，且掘进数据均包括总推力、刀盘扭矩和贯入度；

S3，控制系统根据步骤S2中所采集的掘进数据对TBM掘进进行有效掘进状态的判断；

有效掘进状态为掘进数据中的总推力大于总推力阈值且刀盘扭矩大于刀盘扭矩阈值时对应的TBM掘进，否则为无效掘进状态；

S4，当TBM掘进为有效掘进状态时，对该掘进数据所对应的掘进点进行有效掘进点的判断；

当TBM掘进为无效掘进状态时，对该掘进数据所对应的掘进点进行无效掘进点的判断，并根据掘进终止长度判定值判断该掘进点是否为掘进终止点；

有效掘进点为掘进数据的贯入度在正常范围内对应的掘进点；

无效掘进点为有效掘进数据序列的长度大于或等于有效掘进长度判定值所对应的掘进点；

S5，当步骤S4所述的掘进点为有效掘进点时，控制系统将该掘进点的掘进数据附加存储到有效掘进数据序列中，并根据有效掘进数据序列中掘进数据的条数计算有效掘进数据序列的长度；

S6，将步骤S5中得到的有效掘进数据序列的长度与有效掘进长度判定值进行比较，如果有效掘进数据序列的长度大于或等于有效掘进长度判定值，则执行步骤S7，否则返回执行步骤S2；

S7，控制系统根据有效掘进数据序列中的掘进数据计算卡机指数终值；

S8，控制系统根据步骤S7所得到的卡机指数终值对卡机风险程度进行判定，并将卡机指数终值和卡机风险程度进行实时显示。

2.根据权利要求1所述的TBM实时掘进卡机风险预警方法，其特征在于，在步骤S1中，所述掘进终止长度判定值为10，有效掘进长度判定值为40。

3.根据权利要求1或2所述的TBM实时掘进卡机风险预警方法，其特征在于，在步骤S3中，所述对TBM掘进进行有效掘进状态的判断，包括如下步骤：

S3.1，将步骤S2中的掘进数据的总推力与TBM的总推力阈值、掘进数据的刀盘扭矩与刀盘扭矩阈值分别进行比较；

S3.2，若该掘进数据中的总推力大于总推力阈值且刀盘扭矩大于刀盘扭矩阈值，即判定TBM掘进为有效掘进状态，否则即判定为无效掘进状态。

4.根据权利要求3所述的TBM实时掘进卡机风险预警方法，其特征在于，所述TBM的总推力阈值和刀盘扭矩阈值通过以下步骤计算得到：

步骤a，统计TBM的滚刀未切割掌子面即空推段的历史掘进数据，根据历史掘进数据计算空推摩擦力和刀盘空转扭矩；

所述空推摩擦力等于TBM空推时的总推力均值，且总推力均值是根据所述空推段的所有掘进数据的总推力计算平均值得到；刀盘空转扭矩等于刀盘空转时的刀盘扭矩均值，且刀盘扭矩均值是根据所述空推段的所有掘进数据的刀盘扭矩计算平均值得到；

步骤b，将步骤a中得到的空推摩擦力和刀盘空转扭矩分别乘以相应的安全系数，即可对应地得出总推力阈值和刀盘扭矩阈值。

5.根据权利要求4所述的TBM实时掘进卡机风险预警方法，其特征在于，所述空推摩擦力对应的安全系数为1.1，刀盘空转扭矩对应的安全系数为2。