CN111220424B - 基于隧道掌子面气体监测的tbm搭载式超前地质预报系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统及方法，其中第一气体输送管道包括多个支管道、轴承和主管道，支管道首端与气体进口装置相连，支管道与主管道之间通过轴承相连；多个气体进口装置内均设一气体过滤膜；第一气体输送管道的主管道的尾端连接气体过滤装置的进气口，气体过滤装置的出气口与第二气体输送管道的首端相连，且在第二气体输送管道的尾端安装气泵，气泵与气体收集盒相连，气体收集盒包括储气区和导线区，在气体收集盒尾部连接气体测量仪，气体测量仪用于探测储气区的气体；且在储气区两侧连有气体输送管道，在气体收集管道尾端连接尾气处理装置。本装置能够快速、直接监测掌子面气体含量变化情况。

Description

基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统及 方法

技术领域

本发明涉及一种基于隧道掌子面气体含量监测的TBM搭载式超前地质预报系统及方法。

背景技术

岩石破裂，并且沿破裂面两侧的岩块有明显相对滑动移位者称为断层。断层两盘相对运动，相互挤压，使附近的岩石破碎，形成与断层面大致平行的破碎带，叫断层破碎带，简称断裂带。断层及断层破碎带是隧道施工过程中一种典型的不良地质，采用TBM法施工穿过断层及断层破碎带时极易遭遇卡机、突涌水等灾害，因此需开展超前地质预报工作。但现有的超前预报技术以物探为主，该方法不足之处在于探测时需要TBM停止工作，同时工作人员进入刀盘，掌子面岩石不稳定，容易脱落，工作人员极易受伤，同时耽误工作进度、智能化不够。断层气的存在及异常可以提供一种新的隧道超前地质预报方法，据相关资料显示，CO、CO₂、SO₂、H₂等气体在断层处可能出现异常，断层是地球脱气的重要部位，是地球排气的主要通道。当出现断裂时，CO、CO₂、SO₂、H₂等气体会沿断层扩散，导致断层处气体含量增高，达到预报效果。但现有的技术存在一些不足，收集掌子面气体，同样要求TBM停止掘进，工作人员进入刀盘处取掌子面气体。同时，通过以上方法收集气体，不具有连续性，还有可能被污染导致预测准确性降低。基于以上问题，亟待提出一种基于掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统及方法。

发明内容

本发明为克服上述气体收集方面的不足，提供一套操作简单、仅需较少劳动力就可以完成基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于在TBM掘进过程中，将气体进口安装至TBM刀盘处，通过第一气体输送管道，使气体进入系统，最终通过掌子面气体含量变化特征实现超前地质预报的装置：

包括第一气体输送管道、第二气体输送管道、第三气体输送管道、气体过滤装置、气泵、气体收集盒、尾气处理装置、电脑控制系统；

所述的所述的第一气体输送管道包括多个支管道、1个轴承和1个主管道，每个支管道首端连接一个气体进口装置相连，多个个支管道尾端汇集于轴承内圈，所述轴承外圈连接主管道首端，且所述每个气体进口装置内均设一气体过滤膜；第一气体输送管道主管道的尾端连接气体过滤装置的进气口，气体过滤装置的出气口与第二气体输送管道的首端相连，且在第二气体输送管道的尾端安装气泵，气泵通过第三气体输送管道与气体收集盒相连，所述的气体收集盒包括储气区和导线区，在所述气体收集盒尾部连接气体测量仪，气体测量仪用于探测储气区的气体；且在所述储气区两侧连有气体输送管道，在所述气体收集管道尾端连接尾气处理装置。所述电脑控制系统包括三个系统,分别为：气体抽取测量控制系统、数据曲线绘制系统、信号识别系统共同作用完成气体收集、曲线绘制以及图像识别过程。

作为进一步的技术方案，所述的气体测量仪包括多个，可更换，多个气体测量仪安装在不同的小盒中，气体测量仪的探头延伸到储气区。

作为进一步的技术方案，所述的气体进口装置由硬橡胶制成，形状为喇叭状。

作为进一步的技术方案，所述的第一气体输送管道包括8个支管道、1个轴承和1个主管道，8个支管道可随TBM旋转，所述8个支管道尾端与所述轴承内圈连接，所述轴承内圈可随8个支管道及TBM旋转，所述轴承外圈连接主管道首端，所述轴承外圈不随8个支管道及TBM旋转。

作为进一步的技术方案，所述的气体过滤装置内分为4层过滤膜，空隙依次减小。

作为进一步的技术方案，所述气体过滤装置上有一小门，可以打开，方便过滤膜清理或更换过滤膜。

进一步的，所述第二气体输送管道和第三气体输送管道相同，管道内包括电缆线和气体输送管道，所述电缆用于电脑控制系统控制气泵的开始与结束，所述气体输送管道进行气体输送至气体收集盒。

进一步的，所述气体收集盒内部分为上下两层，上层用于储存气体，下层为导线区，用于电缆线通过；上层储存气体的部分有气体监测仪探头插入气体收集盒内进行测量。

进一步的，所述的电脑控制系统包括三个系统分别为：气体抽取测量控制系统、数据曲线绘制系统、信号识别系统。所述气体抽取测量系统通过导线与气泵、气体检测仪以及尾气处理装置连接，控制气泵开关，控制气体检测仪开关、控制尾气处理装置，接收气体测量仪测试数据结果，主要为气体含量，单位为：ng/g；所述数据曲线绘制系统用于绘制气体含量随时间(或桩号)变化的曲线，该系统使用前，需要输入TBM初始桩号，输入隧道岩性，时间可通过电脑自动获取，绘制曲线完成后，将曲线显示于电脑控制系统显示屏上，同时按一定时间段(或一定距离)将曲线图进行分割存储，储存时间段(距离)可根据需要调整；所述信号识别系统用于存放已经训练好的断层或断层破碎带相关数据自动识别模型，数据包括CO、CO₂、SO₂、H₂等气体在不同岩性区断层、破碎带及两侧围岩中距离断层、破碎带不同距离的岩石气体含量、气体异常整体宽度、气晕宽度等信息，所述气体异常整体宽度指随着时间(或桩号)推进，气体含量出现开始增高点至气体含量降低到所述增高点对应的气体含量值所经历的时间(或距离)视为一个气体异常整体宽度，单位为：m，所述气晕宽度指气体含量出现开始增高点至气体含量开始降低点的时间段(或距离)视为一个气晕宽度，单位为：m，开始增高点与降低点之间整体必须连续增高，气晕宽度也视为超前地质预报距离，即出现气体异常点到断层之间的距离，单位为：m。将所述数据曲线绘制系统中已按一定时间段(或一定距离)存储好的曲线图采用卷积神经网络计算方法进行信息提取，包括气体在岩石中的含量、气体含量开始增高、降低点的信息，将提取到的信息输入到已经训练好的自动识别系统中进行对比分析，最后输出气体采样点前方可能出现的气体含量、气晕宽度、预测断层处气体含量以及预测准确率，其中预测出的气体含量若连续出现多个高值，则高值对应的宽度则为断层或破碎带的断距，气晕宽度即为预报距离。

第二方面，本发明还提出了一种应用上述装置实现隧道掌子面气体含量监测的方法，包括以下步骤：

1)在TBM掘进过程中，开始收集气体之前，通过电脑控制系统气体抽取测量控制系统控制尾气处理装置，对仪器校正，使气体收集盒内气体含量稳定；

2)开始收集气体时，通过电脑控制系统气体抽取测量控制系统，打开气泵进行抽气，使气体从气体进口装置的气体入口进入；沿第一气体输送管道进入气体过滤装置进行进一步过滤，气体依次穿过多层过滤膜，沿管道继续传送；

3)气体进入气体收集盒后，由气体检测仪进行气体含量测量，并将数据通过小盒下部的接口将数据传送至电脑控制系统；电脑控制系统的数据曲线绘制系统将数据保存，绘制出气体含量随时间或桩号变化的曲线，并将曲线显示于电脑控制系统的显示屏上，同时按一定时间段或一定距离将曲线图进行分割存储，储存时间段或一定距离可根据需要调整；

4)通过电脑控制系统的信号识别系统，将所述数据曲线绘制系统中已按一定时间段或一定距离存储好的曲线图，采用卷积神经网络计算方法提取气体在岩石中的含量、气体含量开始增高、降低点的信息，将提取到的信息输入到已经训练好的自动识别系统中进行对比分析，最后输出气体采样点前方可能出现的气体含量、气晕宽度以及预测准确率；其中预测出的气体含量若连续出现多个高值，则高值对应的宽度则为断层或破碎带的断距，气晕宽度即为预报距离；

5)根据测试需要，随着TBM掘进，气体依次通过1-4步骤进行测量。完成掌子面气体含量变化监测及超前地质预报目的。

本发明研究了一种用于在TBM不停止工作的基础上完成隧道掌子面气体含量监测的装置，为超前地质预报提供了新的预测手段，进一步完善预报准确性，实现了在TBM正常工作的情况下，完成隧道掌子面气体含量测试，提高了工作效率。与现阶段采用的物探监测方法相比，本发明优点在于：

1)气体异常监测属于化探领域的勘查手段，该方法打破了传统仅用物探手段实现超前地质预报的格局，增加了新的超前预报手段，为预报结果增添新的理论依据；

2)该方法可实现在TBM不停止工作的情况下完成隧道超前地质预报，极大程度提高了TBM施工效率；

3)通过本装置，不需要人工进行气体收集，收集到的气体样品具有连续性，样品污染程度低，达到准确预报的同时保证取样工作人员不易受伤。

附图说明：

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的左侧示意图；

图2为本发明气体过滤器内部图；

图3为本发明气体检测正视图；

图4为本发明气体检测左视图

图5为TBM刀盘处气体入口安置示意图

图6为第一气体输送管道部分图；

图7为本发明搭载TBM整体效果图。

其中，为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。1、气体入口；2、第一气体输送管道(2a-支管道；2b-轴承；2c-主管道)；3、气体过滤装置；4、气体过滤装置小门；5、第二气体输送管道；6、气泵；7、第三气体输送管道；8、气体收集盒；9、气体输送管道；10、小盒；11、导线插口；12、尾气处理装置；13、导线插口；14、过滤器中的过滤膜；15、气体检测器连接电脑数据传送端口；16、气体检测器检测探头；17、气体检测器；18、TBM掘进头；19、TBM掘进头刀盘；20、本发明装置；21、TBM主控室。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

正如背景技术所介绍的，目前想要通过收集隧道掌子面气体进行超前地质预报，还存在一些问题。有必要开发一种在不影响TBM掘进的同时，随时跟踪隧道掌子面气体含量变化情况。因此，本发明设计了一种可搭载TBM上的掌子面气体监测装置，可以解决随时收集以及监测掌子面气体问题，同时实现超前地质预报。

如图1所示，本实施例提供的一种基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统，包括气体收集系统、气体检测系统以及电脑控制系统(未体现)，在具体的搭载形式参加图7。

所述的气体收集系统包括气体输送管道2，气体输送管道2的一端作为气体入口1，且在气体入口1处安装有初步过滤膜，气体输送管道2的尾端连接气体过滤装置3的入口，且该气体过滤装置3内部有多层过滤膜，在本实施例设置了四层过滤膜；并且气体过滤装置3外边有一小门，可以打开，方便清理或更换气体过滤膜，气体过滤装置3出口连接气体输送管道5，该气体输送管道5尾端连接气泵6，气泵6功率大，能确保气体从气体入口1进入装置，该气泵6抽气的开始与结束均受电脑控制系统控制，气泵6的尾端连接导管，导管内有导气管和导线，导气管用于将气体从气泵内送至气体收集盒8内，导线用于电脑控制系统控制气泵开关，在导管的尾端连接气体收集盒8。

进一步的，如图5、图6所示，上述的气体输送管道2包括8个支管道2a、1个可旋转轴承2b和1个主管道2c，所述的8个支管道首端分别与8个气体进口装置相连，8个气体进口直接搭载于TBM刀盘处，所述8个支管道尾端汇集于轴承内圈，所述轴承外圈连接主管道首端，所述每个气体进口装置内均设一气体过滤膜。8个支管道可随TBM旋转，所述8个支管道尾端与所述轴承内圈连接，所述轴承内圈可随8个支管道及TBM旋转，所述轴承外圈连接主管道首端，所述轴承外圈不随8个支管道及TBM旋转。

进一步的，在本实施例中，气体收集盒8整体上为一个矩形结构，其分为上下两层，上层用于储存气体，下层用于导线通过；也可以是下层用于存储气体，上层用于导线通过，具体的根据实际情况进行设置。

如图3、图4所示，气体检测系统包括气体检测仪17，气体检测仪17安放至气体收集盒8尾端的小盒10内，共有4个小盒，每个小盒10内分别安置一气体检测仪17，每个气体检测仪均可从小盒内取出，更换其他气体测量仪。

当然不难理解的，小盒的安放个数不限于上述的4个，可以少于四个或者多于四个，具体根据实际情况进行选择和设置。同时本实施例中的气体测量仪为现有的气体测量仪，在此不对其结构进行赘述。

气体检测仪17通过小盒内的小孔，将气体检测仪探头16探入气体收集盒8内进行气体监测，气体检测仪17下部通过导线将测试到的数据传送至电脑控制系统。气体收集盒两侧分别连接一根气体输送管道9，气体输送管道9尾端连接尾气处理装置12，电脑控制系统通过控制尾气处理装置，对气体检测装置进行校正。

电脑控制系统主要包括一台电脑，该电脑用于接收、存储、处理气体检测结果，同时控制气泵的开始与结束，校正装置内气体含量；具体的，所述的电脑控制系统包括三个系统分别为：气体抽取测量控制系统、数据曲线绘制系统、信号识别系统。所述气体抽取测量系统通过导线与气泵、气体检测仪以及尾气处理装置连接，控制气泵开关，控制气体检测仪开关、控制尾气处理装置，接收气体测量仪测试数据结果，主要为气体含量，单位为：ng/g；所述数据曲线绘制系统用于绘制气体含量随时间(或桩号)变化的曲线，该系统使用前，需要输入TBM初始桩号，输入隧道岩性，时间可通过电脑自动获取，绘制曲线完成后，将曲线显示于电脑控制系统显示屏上，同时按一定时间段(或一定距离)将曲线图进行分割存储，储存时间段(距离)可根据需要调整；所述信号识别系统用于存放已经训练好的断层或断层破碎带相关数据自动识别模型，数据包括CO、CO₂、SO₂、H₂等气体在不同岩性区断层、破碎带及两侧围岩中距离断层、破碎带不同距离的岩石气体含量、气体异常整体宽度、气晕宽度等信息，所述气体异常整体宽度指随着时间(或桩号)推进，气体含量出现开始增高点至气体含量降低到所述增高点对应的气体含量值所经历的时间(或距离)视为一个气体异常整体宽度，单位为：m，所述气晕宽度指气体含量出现开始增高点至气体含量开始降低点的时间段(或距离)视为一个气晕宽度，单位为：m，开始增高点与降低点之间整体必须连续增高，气晕宽度也视为超前地质预报距离，即出现气体异常点到断层之间的距离，单位为：m。将所述数据曲线绘制系统中已按一定时间段(或一定距离)存储好的曲线图采用卷积神经网络计算方法进行信息提取，包括气体在岩石中的含量、气体含量开始增高、降低点的信息，将提取到的信息输入到已经训练好的自动识别系统中进行对比分析，最后输出气体采样点前方可能出现的气体含量、气晕宽度、预测断层处气体含量以及预测准确率，其中预测出的气体含量若连续出现多个高值，则高值对应的宽度则为断层或破碎带的断距，气晕宽度即为预报距离。

上述的喇叭状气体入口由硬橡胶制成，其进口处有一初步过滤膜，该过滤膜孔隙不易过小，尽量使更多的气体进入装置。

本实施例中，进一步的，如图2所示，上述的气体过滤装置内设置的4层过滤膜，按照气流方向，过滤膜的空隙依次减小，实现多级过滤，且所述气体过滤装置上有一小门，可以打开，方便过滤膜清理或更换过滤膜；但是并不限于所述的4层过滤膜。

本实施例中，所述气泵用于加快气体进入装置内部，所述气泵功率要大，使足够多气体进入装置。

本实施例中，管道内包括电缆线和气体输送管道，所述电缆用于电脑控制系统控制气泵的开始与结束，所述气体输送管道用于气体输送至气体收集盒。

本实施例还提供了一种应用上述基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统，包括以下步骤：

1)安装好各个系统后，TBM掘进过程中，开始工作之前，利用电脑控制系统气体抽取测量控制系统控制尾气处理装置对装置内气体含量进行校正；

2)校正结束后，通过电脑控制系统气体抽取测量控制系统关闭尾气处理装置，打开气泵开始抽气，使气体从气体入口处进入系统；同时打开气体检测装置，开始对气体检测盒内气体进行测量；

3)气体检测装置将测试到的气体含量数据传送至电脑控制系统，电脑控制系统数据曲线绘制系统将数据进行收集，存储，绘制出气体含量随时间变化曲线，也可以设置为绘制气体含量随TBM掘进桩号变化曲线。(视具体情况而定，若TBM掘进较快，两种曲线均可，若掘进较慢，则绘制时间曲线)

4)完成一次数据检测，储存，绘图后，视为一次数据采集完成。

5)根据电脑控制系统数据曲线绘制系统绘制的气体含量随时间(或桩号)变化的曲线，同时按一定时间段(或一定距离)将曲线图进行分割存储，储存时间段(距离)可根据需要调整；通过电脑控制系统信号识别系统，将所述数据曲线绘制系统中已按一定时间段(或一定距离)存储好的曲线图，采用卷积神经网络计算方法提取气体在岩石中的含量、气体含量开始增高、降低点的信息，将提取到的信息输入到已经训练好的自动识别系统中进行对比分析，最后输出气体采样点前方可能出现的气体含量、气晕宽度以及预测准确率。其中预测出的气体含量若连续出现多个高值，则高值对应的宽度则为断层或破碎带的断距，气晕宽度即为预报距离。

6)根据安装要求，重复1～5操作过程，完成掌子面气体监测及实现超前地质预报。(注：气泵和尾气处理装置不能同时工作)

本发明研究了一种用于隧道掌子面气体监测装置，解决了目前人工收集掌子面气体困难，延缓工作进度等问题，提高了施工效率，减少人工作业。本发明装置具有以下优点：

1)气体异常监测属于化探领域的勘查手段，该方法打破了传统仅用物探手段实现超前地质预报的格局，增加了化探超前预报方法，为预报结果增添新的理论依据；

2)该方法可实现在TBM不停止工作的情况下完成隧道超前地质预报，极大程度提高了TBM施工效率；

3)通过本装置，不需要人工进行气体收集，收集到的气体样品具有连续性，样品污染程度低，达到准确预报的同时保证取样工作人员不易受伤。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统，其特征在于，包括第一气体输送管道、第二气体输送管道、第三气体输送管道、气体过滤装置、气泵、气体收集盒、尾气处理装置和电脑控制系统；

所述的第一气体输送管道包括多个支管道、1个轴承和1个主管道，每个支管道首端连接一个气体进口装置相连，多个个支管道尾端汇集于轴承内圈，所述轴承外圈连接主管道首端，且所述每个气体进口装置内均设一气体过滤膜；第一气体输送管道主管道的尾端连接气体过滤装置的进气口，气体过滤装置的出气口与第二气体输送管道的首端相连，且在第二气体输送管道的尾端安装气泵，气泵通过第三气体输送管道与气体收集盒相连，所述的气体收集盒包括储气区和导线区，在所述气体收集盒尾部连接气体测量仪，气体测量仪用于探测储气区的气体；且在所述储气区两侧连有气体输送管道，在所述气体收集管道尾端连接尾气处理装置；

所述轴承与支管道连接处可随TBM旋转，所述轴承与主管道连接处不随TBM旋转；

所述的电脑控制系统包括三个系统分别为：气体抽取测量控制系统、数据曲线绘制系统、信号识别系统；所述信号识别系统用于存放已经训练好的断层或断层破碎带相关数据自动识别模型，将所述数据曲线绘制系统中已按一定时间段或一定距离存储好的曲线图采用卷积神经网络计算方法进行信息提取将提取到的信息输入到已经训练好的自动识别系统中进行对比分析，最后输出气体采样点前方可能出现的气体含量、气晕宽度、预测断层处气体含量以及预测准确率，其中预测出的气体含量若连续出现多个高值，则高值对应的宽度则为断层或破碎带的断距，气晕宽度即为预报距离。

2.如权利要求1所述的基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统，其特征在于，多个支管道的气体进口装置安装至TBM刀盘处。

3.如权利要求1所述的基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统，其特征在于，所述的气体测量仪包括多个，可更换，多个气体测量仪安装在不同的小盒中，气体测量仪的探头延伸到储气区。

4.如权利要求1所述的基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统，其特征在于，所述的气体进口装置由硬橡胶制成，形状为喇叭状。

5.如权利要求1所述的基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统，其特征在于，所述的气体过滤装置内分为多层过滤膜，沿着气流流动方向，多层过滤膜的空隙依次减小。

6.如权利要求1所述的基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统，其特征在于，所述气体过滤装置上有一可打开的门。

7.如权利要求1所述的基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统，其特征在于，所述气体收集盒内部分为上下两层，上层为储气区，下层为导线区。

8.如权利要求1所述的基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统，其特征在于，所述电脑控制系统用导线与气泵、气体检测仪以及尾气处理装置连接，通过导线控制气泵开关，通过导线收集气体检测仪测试数据，通过导线控制尾气处理装置。

9.一种利用权利要求1-8任一所述基于隧道掌子面气体监测的TBM搭载式超前地质预报系统实现隧道掌子面气体含量监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在TBM掘进过程中，开始收集气体之前，通过电脑控制系统气体抽取测量控制系统控制尾气处理装置，对仪器校正，使气体收集盒内气体含量稳定；

2)开始收集气体时，通过电脑控制系统气体抽取测量控制系统，打开气泵进行抽气，使气体从气体进口装置的气体入口进入；沿第一气体输送管道进入气体过滤装置进行进一步过滤，气体依次穿过多层过滤膜，沿管道继续传送；

3)气体进入气体收集盒后，由气体检测仪进行气体含量测量，并将数据通过小盒下部的接口将数据传送至电脑控制系统；电脑控制系统的数据曲线绘制系统将数据保存，绘制出气体含量随时间或桩号变化的曲线，并将曲线显示于电脑控制系统的显示屏上，同时按一定时间段或一定距离将曲线图进行分割存储，储存时间段或一定距离可根据需要调整；

4)通过电脑控制系统的信号识别系统，将所述数据曲线绘制系统中已按一定时间段或一定距离存储好的曲线图，采用卷积神经网络计算方法提取气体在岩石中的含量、气体含量开始增高、降低点的信息，将提取到的信息输入到已经训练好的自动识别系统中进行对比分析，最后输出气体采样点前方可能出现的气体含量、气晕宽度以及预测准确率；其中预测出的气体含量若连续出现多个高值，则高值对应的宽度则为断层或破碎带的断距，气晕宽度即为预报距离；

5)根据测试需要，随着TBM掘进，气体依次通过1-4步骤进行测量，完成掌子面气体含量变化监测及超前地质预报目的。

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