CN113338892A - 一种智能浅埋暗挖的性能监测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种一种智能浅埋暗挖的性能监测方法及装置，通过检测待挖掘区域的岩石性质，其中岩石性质包括岩石的硬度、强度、弹性和研磨性；获取钻机的钻进状态，其中钻进状态表示钻机的钻头对岩石的钻进过程分区；然后根据岩石性质和钻进状态，确定钻机的钻进速度和钻进压力；并且在钻进过程中实时获取钻头的磨损速度，根据磨损速度调整钻机的钻进速度和钻进压力，根据待挖掘区域的岩石性质和钻进状态确定钻机的钻进速度和钻进压力，以尽量降低对钻机的损耗，并且通过实施监测钻头的磨损速度，根据磨损速度调整钻进速度和钻进压力，以进一步降低对钻机的损耗。
Description
技术领域
本申请涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种智能浅埋暗挖的性能监测方法及装置。
背景技术
浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅(或其他钢结构)和喷锚作为初期支护手段。
浅埋暗挖法对于软弱地层(例如我国北京、深圳、西安等城市的地层)的地下工程(例如地铁、地下公路等)具有较好的施工效果。但是，由于我国国土面积大、各地的施工环境不同，导致有的地面施工难度大，例如存在砂卵石地层钻不透的情况。特别是针对不同的施工环境和施工状态，若采用相同的施工方式，很可能会对设备造成较大的损坏，降低其使用寿命。
发明内容
为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种智能浅埋暗挖的性能监测方法及装置，解决了上述设备在施工过程中损坏较大的问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种智能浅埋暗挖的性能监测方法，包括：检测待挖掘区域的岩石性质；其中所述岩石性质包括岩石的硬度、强度、弹性和研磨性；获取钻机的钻进状态；其中所述钻进状态表示所述钻机的钻头对岩石的钻进过程分区；根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力；在钻进过程中实时获取所述钻头的磨损速度；以及根据所述磨损速度调整所述钻机的钻进速度和钻进压力。
在一实施例中，所述根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力包括：所述钻机的钻进速度和钻进压力与所述岩石的硬度、强度、弹性和研磨性反相关。
在一实施例中，所述根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力包括：当所述钻进状态为所述钻机的钻头接触所述岩石表面时，所述钻进速度与所述钻进压力成正比，且所述钻进速度低于预设的第一速度。
在一实施例中，所述根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力包括：当所述钻进状态为所述钻机的钻头钻裂所述岩石表面时，所述钻进速度的增长率与所述钻进压力成正比，所述钻进压力大于预设的第一压力且小于所述岩石的强度。
在一实施例中，所述根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力包括：当所述钻进状态为所述钻机的钻头进入所述岩石内部且进入的深度小于预设深度时，所述钻进速度与所述钻进压力成正比，所述钻进压力大于或等于所述岩石的强度。
在一实施例中，所述根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力包括：当所述钻进状态为所述钻机的钻头进入所述岩石内部且进入的深度大于所述预设深度时，所述钻进速度的增长率与所述钻进压力成正比，所述钻进压力大于或等于所述岩石的强度。
在一实施例中，所述智能浅埋暗挖的性能监测方法还包括：实时监测行走履带轮的引导轮的中心线、支重轮的中心线、驱动轮的中心线与行走架纵向的中心线的重合度；以及当所述重合度低于预设重合度时，对所述行走履带轮进行调整。
在一实施例中，所述智能浅埋暗挖的性能监测方法还包括：实时监测刮板输送系统的链条张紧度；以及当所述链条张紧度小于预设张紧度时，采用自动张紧装置调整所述刮板输送系统的链条张紧度。
在一实施例中，所述智能浅埋暗挖的性能监测方法还包括：利用激光位移传感器实时监测掌子面上多个位置点沿挖掘方向的位移差；以及当所述位移差大于预设位移时，调整所述智能浅埋暗挖的挖掘方向和角度。
根据本申请的另一个方面，提供了一种智能浅埋暗挖的性能监测装置，包括：岩石性质检测模块，用于检测待挖掘区域的岩石性质；其中所述岩石性质包括岩石的硬度、强度、弹性和研磨性；钻进状态检测模块，用于获取钻机的钻进状态；其中所述钻进状态表示所述钻机的钻头对岩石的钻进过程分区；钻进参数确定模块，用于根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力；磨损速度检测模块，用于在钻进过程中实时获取所述钻头的磨损速度；以及钻进参数调整模块，用于根据所述磨损速度调整所述钻机的钻进速度和钻进压力。
本申请提供的一种智能浅埋暗挖的性能监测方法及装置，通过检测待挖掘区域的岩石性质，其中岩石性质包括岩石的硬度、强度、弹性和研磨性；获取钻机的钻进状态，其中钻进状态表示钻机的钻头对岩石的钻进过程分区；然后根据岩石性质和钻进状态，确定钻机的钻进速度和钻进压力；并且在钻进过程中实时获取钻头的磨损速度，根据磨损速度调整钻机的钻进速度和钻进压力，根据待挖掘区域的岩石性质和钻进状态确定钻机的钻进速度和钻进压力，以尽量降低对钻机的损耗，并且通过实施监测钻头的磨损速度，根据磨损速度调整钻进速度和钻进压力，以进一步降低对钻机的损耗。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1是本申请一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测方法的流程示意图。
图2是本申请另一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测方法的流程示意图。
图3是本申请另一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测方法的流程示意图。
图4是本申请另一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测方法的流程示意图。
图5是本申请另一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测方法的流程示意图。
图6是本申请一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测装置的结构示意图。
图7是本申请另一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测装置的结构示意图。
图8是本申请一示例性实施例提供的电子设备的结构图。
具体实施方式
下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。
图1是本申请一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测方法的流程示意图。如图1所示，该智能浅埋暗挖的性能监测方法包括：
步骤110：检测待挖掘区域的岩石性质；其中岩石性质包括岩石的硬度、强度、弹性和研磨性。
岩石的硬度反映岩石抵抗外部更硬物体压入(侵入)其表面的能力。硬度指标更接近于钻进过程的实际情况，因为回转钻进中，岩石破碎工具在岩石表面移动时，是在局部侵入的同时使岩石发生剪切破碎，硬度对钻进过程中而言是一个主要力学性能参数。岩石的强度是指在一定条件下和一定范围内能够承受某种外力作用而不破坏的性质，即岩石抵抗破坏的能力。对同一种岩石来说，强度也有可能不一样，与其存在的位置、环境及本身的结构有关。岩石抗压强度最大，抗剪、抗弯和抗拉强度依次减小。岩石的弹性是指岩石在外力作用时产生变形，当外力撤除后，变形消失，岩石的体积和形状又恢复到原来。脆性是岩石在负载作用下不引起任何残余变形的性能，也就是岩石的弹性极限与强度极限很接近，因此，外载荷达到岩石的弹性极限时，很快出现了固体的完全破碎。在岩石破碎时，需要一部分功来克服弹性变形，弹性越大，消耗的功也就越大，钻进就困难，而且钻具回弹也严重。所以，岩石的弹性不利于岩石的钻进。所谓岩石的研磨性，是指钻头的钻刃与岩石钻进时，组成岩石的颗粒对钻具的磨损能力。在钻进过程中存在着两种类型的磨损，一类是破岩过程中的摩擦磨损，它与所钻岩石的研磨性、破岩工具上切削具的耐磨性及钻进规程参数有关，另一类是磨粒磨损，它与从孔底分离出来的岩屑的硬度和岩屑的数量有关，岩屑的数量与钻进速度、冲洗液性质及冲洗情况有关。
步骤120：获取钻机的钻进状态；其中钻进状态表示钻机的钻头对岩石的钻进过程分区。
钻机从接触岩石开始到完全钻碎岩石可以分为多个过程分区，即将钻机的钻进过程分为多个状态，根据不同钻进状态有针对性的调整钻机工作参数，以降低钻机的损耗。
步骤130：根据岩石性质和钻进状态，确定钻机的钻进速度和钻进压力。
具体的，钻机的钻进速度和钻进压力与岩石的硬度、强度、弹性和研磨性反相关。每一种岩石都有一个最优转速，若低于最优转数的情况下，转数越高，钻进速度越快，若超过最优转速，钻进速度越快，钻进速度则降低。当钻机转速超过最优转数后，被破碎下来的岩屑来不及排除而造成重复破碎，从而导致钻速下降。最优转速与岩石的坚固性系数大小有关，可以根据下面的公式来计算最优转速的数值：
其中n为最优转速，c1为常数，优选地可以设置为2200转/分钟，f为普氏岩石坚固性系数。另外，考虑到钻头直径大小对转速的影响，本申请可以对上式进行了修正：
其中D为钻头直径，c2为常数，优选地可以设置为6000～10300转/分钟。在钻机的设计过程中，钻机的转速可以设置为：
其中n0为钻机转速。
步骤140：在钻进过程中实时获取钻头的磨损速度。
在钻机钻进过程中实时获取钻头的磨损速度，即钻头的磨损速率，也就是钻头单位时间内磨损量，以此确定当前钻机的工作参数是否合适。
步骤150：根据磨损速度调整钻机的钻进速度和钻进压力。
当钻头的磨损速度过快，说明当前的工作参数不适合当前钻进状态，此时需要调整钻机的钻进速度和钻进压力，以降低钻头的磨损速度，提高钻机的使用寿命。钻头的直径、刃具结构形状等影响着冲击回转钻进的速度。钻头直径越大，钻机所承受的旋转阻力矩越大，钻进速度随着钻头直径的增大而减小。钻头刃具形状也对破岩钻孔速度有很大影响，主要与钻头的钻刃角度有关。钻刃前角大时，则钻头锋利，易于钻进，但钻刃容易磨损或者崩断。钻刃前角小时，钻头摩擦损耗小，但钻进速度慢。同样钻头钻刃前后角之间的刀尖角越小，破岩钻进越容易，但钻刃的坚固性将越差或者崩断。因此可以根据岩石的硬度来选择钻头的结构。钻杆越长，则消耗在钻杆及连接处的冲击能量越大。钻头与钻杆、钻杆与钻杆之间的连接方式影响着冲击能量的传递，从而也影响冲击回转钻孔的速度。从顶驱液压冲击回转钻进受力分析来看，钻具传递冲击力以及摩擦力，钻具的材质对钻进速度也有影响。
本申请提供的一种智能浅埋暗挖的性能监测方法，通过检测待挖掘区域的岩石性质，其中岩石性质包括岩石的硬度、强度、弹性和研磨性；获取钻机的钻进状态，其中钻进状态表示钻机的钻头对岩石的钻进过程分区；然后根据岩石性质和钻进状态，确定钻机的钻进速度和钻进压力；并且在钻进过程中实时获取钻头的磨损速度，根据磨损速度调整钻机的钻进速度和钻进压力，根据待挖掘区域的岩石性质和钻进状态确定钻机的钻进速度和钻进压力，以尽量降低对钻机的损耗，并且通过实施监测钻头的磨损速度，根据磨损速度调整钻进速度和钻进压力，以进一步降低对钻机的损耗。
图2是本申请另一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测方法的流程示意图。如图2所示，上述步骤130可以包括：
步骤131：当钻进状态为钻机的钻头接触岩石表面时，钻进速度与钻进压力成正比，且钻进速度低于预设的第一速度。
当钻进状态为钻机的钻头接触岩石表面时为研磨区，在该区内，钻头切削刃不能切入岩石，由摩擦力形成对岩石的表面磨削，称表面破碎，在这个区域，钻进速度很低(低于第一速度)，钻速与钻进压力是线性关系。
在一实施例中，如图2所示，上述步骤130还可以包括：
步骤132：当钻进状态为钻机的钻头钻裂岩石表面时，钻进速度的增长率与钻进压力成正比，钻进压力大于预设的第一压力且小于岩石的强度。
当钻进状态为钻机的钻头钻裂岩石表面时为研磨钻削过度区，当钻进压力接近岩石抗压强度时，钻头切削刃侵入岩石，在其岩石上产生裂隙，经钻具重复作用产生破碎。在这个区域，钻进速度与钻进压力是非线性关系，钻进速度增长率与钻进压力成正比。
在一实施例中，如图2所示，上述步骤130还可以包括：
步骤133：当钻进状态为钻机的钻头进入岩石内部且进入的深度小于预设深度时，钻进速度与钻进压力成正比，钻进压力大于或等于岩石的强度。
当钻进状态为钻机的钻头进入岩石内部且进入的深度小于预设深度时为钻削区，当钻进压力大于或等于岩石的抗压强度时，钻头侵入岩石，产生体积破碎，钻进速度提高，在这个区域，钻进速度与钻进压力成正比。
在一实施例中，如图2所示，上述步骤130还可以包括：
步骤134：当钻进状态为钻机的钻头进入岩石内部且进入的深度大于预设深度时，钻进速度的增长率与钻进压力成正比，钻进压力大于或等于岩石的强度。
当钻进状态为钻机的钻头进入岩石内部且进入的深度大于预设深度时为阻塞区，在该区域内钻头处于重复破碎，加上温度升高等原因，钻机速度的增长率与钻进压力成反比。
钻进压力过大容易引起钻具弯曲，出现钻孔偏斜等情况。过大的钻进压力还会使旋转阻力增加，钻进速度降低，甚至停转，导致钻机与钻具磨损量明显增大甚至破坏；而过小的钻进压力不能保证钻头与岩体之间切削接触时间和必要切削破坏应力，也会导致钻进速度下降。所以，施加给进压力时，要充分考虑各种因素。钻进压力的大小与岩石也有很大关系，对于硬度不大和研磨性不强的岩石，应采用较大的钻进压力；而对于坚硬和研磨性较强的岩石，应采用较小的钻进压力。本申请可以根据如下公式计算钻进压力：F＝a*D*f；其中，F为钻进压力，D为钻头直径，f为岩石普氏硬度系数，a为系数，优选地，a取2.5～4之间的值。
根据冲击频率大小不同，可将钻机分为四类：低频(5～12Hz)、中频(12～25Hz)、高频(25～42Hz)和超高频(大于42Hz)。由于单位时间内的重复破岩次数增多，被冲击碎的岩屑来不及排出，沉积在钻头底部，有着缓冲作用，吸收了下一次冲击的能量；并且冲击载荷作用时间短，破岩过程不完整，得不到高效率的体积破碎，冲击回转钻进中，在技术参数相同的情况下，冲击频率与钻进效率成正比，但当冲击频率达到某一定值之后，这种比例关系却不在存在，反而有所下降。
对中硬和中硬以下岩石冲击回转钻进时，若提高冲击频率和钻具转速，则回转和冲击两种破岩作用同时发挥，钻进速度能很大的提高。对坚硬岩石冲击回转钻进时，冲击频率要看其冲击功是否与其匹配，采用低频率高冲击功的冲击器碎岩效果较好。
图3是本申请另一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测方法的流程示意图。如图3所示，上述智能浅埋暗挖的性能监测方法还可以包括：
步骤160：实时监测行走履带轮的引导轮的中心线、支重轮的中心线、驱动轮的中心线与行走架纵向的中心线的重合度。
步骤170：当重合度低于预设重合度时，对行走履带轮进行调整。
履带式行走机构的主要特点是有较好的通过性，因其本身结构与地面接触面积大，具有很大的支撑面积，对地面压力小，能够通过浅滩、窄沟壑等不平整的路面，机动性较强且转弯半径较小。但相对来说履带式行走机构结构复杂，制造成本高，部分零件磨损率高需时常更换。履带式行走机构由驱动轮、支重轮、引导轮、拖链轮、履带架、履带和张紧机构等部分组成。整个履带式行走机构通过底座支撑在履带架上，履带架前端装有引导轮，后端装有驱动轮，在履带架的下部安装有多个支重轮，通过支重轮整个履带式行走机构的载荷被传递给下部履带。在履带架上部装有拖链轮，支撑着上部履带。当驱动轮运转时，带动与驱动轮相啮合的履带移动，因下部履带与地面摩擦力大于驱动轮、引导轮和支重轮的滚动阻力，使得履带相对地面保持静止而驱动轮、引导轮和支重轮沿着履带相对地面移动，整个履带行走机构向前行驶。履带行走机构经过运行和使用后，因履带和地面磨损会造成履带板之间节距变大，从而使整个履带松弛变形，加快履带的磨损程度，甚至会导致履带脱轨掉链，进而影响行走性能。因此，每条履带需设置张紧机构使履带保持适当的张紧度，避免履带松弛脱轨。在履带机构正常运行过程中，长时间的接触和摩擦会造成履带销与销套之间因相对运动而产生磨损，这种磨损是正常的也是不可避免的。但这种正常磨损会造成履带的节距伸长，松弛变形。长时间保持这种状态会使履带产生侧向移动，进而引起引导轮、支重轮、驱动轮齿等零部件的磨损。驱动轮磨损常发生在轮齿与履带啮合处。当履带式行走机构正常的前进和后退行驶时，驱动轮轮齿托起履带销套正向及反向运转，使得驱动轮在轮齿的前后侧面发生磨损；当履带因松弛等问题而产生偏斜时，驱动轮轮齿在运行中会冲击链轨节的侧面，从而造成驱动轮轮齿侧面的磨损。如果履带行走机构在工作早期就出现严重的磨损情况，应当立即停止施工作业，对整个履带行走机构做检查，重点检查引导轮、支重轮、驱动轮中心与行走架纵向中心线的重合度。另外还需要定期检查各轮体内的润滑油情况，及时地换油或添加。行走机构运行一段时间后，可调换前后支重轮位置以增加使用寿命，但注意在调换时需保证支重轮在行走架上位置正确。平时应多注意对履带节距、履带张紧度、各个轮体间隙的检查和调整。当行走机构各部件磨损至使用极限后，要及时对履带行走机构各个轮体及其他零部件进行翻新焊修甚至是更换，更换部件时要釆用与原厂相配的正规部件。
图4是本申请另一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测方法的流程示意图。如图4所示，上述智能浅埋暗挖的性能监测方法还可以包括：
步骤180：实时监测刮板输送系统的链条张紧度。
刮板输送系统是智能浅埋暗挖设备的重要工作部分，其性能好坏直接影响到智能浅埋暗挖设备的出渣效率和工程进度。刮板输送机构主要通过刮板链条与链轮啮合在导料槽中运转，通过摩擦力带动渣土移动并输送至小车内实现排渣作业的。刮板链条需要保持一定的张紧力，以保持链轮链条啮合正常，避免拖链掉链。本申请中的刮板输送系统采用边双链式刮板，动力采用低速大扭矩液压马达。这种马达具有重量轻、传动平稳、安全可靠的优点。驱动部分采用蝶形弹簧张紧装置，该装置能承受大负荷，刚性好，且体积小，重量轻。刮板输送机构的集料斗底部装有液压驱动马达，可带动旋叶转动将渣土推至刮板带上，提高刮板输送系统的排渣效率。
步骤190：当链条张紧度小于预设张紧度时，采用自动张紧装置调整刮板输送系统的链条张紧度。
当链条装入输送系统后，在未被张紧的情况下是无法提供附着力的，只有张紧链条使链条能够提供附着力时，才能正常带动渣土运转。在工作一段时间以后，链条会因磨损而使节距逐渐变大，进而使链条松弛。当设置张紧装置后可随时张紧链条，补偿因磨损而增加的伸长量，保持输送机构的正常工作状态。张紧装置装入后，可以通过张紧装置检查链条长度是否合适。在拆卸牵引构件时，需先由张紧装置放松链条才能进行拆卸。
本申请中的刮板输送系统采用弹簧螺杆式的自动张紧装置，链轮组件装在移动支座上，移动支座可在驱动部机架上左右移动，张紧装置通过销子与移动支座连接。当放松螺母时，蝶形弹簧伸长，推动移动支座向左移动，调节主动链轮和从动链轮的距离，从而实现链条的张紧。
图5是本申请另一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测方法的流程示意图。如图5所示，上述智能浅埋暗挖的性能监测方法还可以包括：
步骤1100：利用激光位移传感器实时监测掌子面上多个位置点沿挖掘方向的位移差。
采用多个激光位移传感器对掌子面土体进行实时监测掌子面上多个位置点沿挖掘方向的位移差，具体监测方法为将多个激光位移传感器安装到预制的十字或米字铁架上，待下一环掌子面土体开挖完成后，将铁架放置到距掌子面一定距离的地方，在掌子面激光打到的位置安放反光贴片，监测时间为上循环掌子面土体开挖结束到下循环掌子面土体开挖开始，所有的监测数据通过电信号传输到监测平台实时显示。
步骤1110：当位移差大于预设位移时，调整智能浅埋暗挖的挖掘方向和角度。
当掌子面上多个位置点沿挖掘方向的位移差大于预设位移时，说明当前挖掘方向或角度有所偏差，此时需要及时调整挖掘方向和角度，以保证按照既定方向挖掘隧道，达到预期效果。
图6是本申请一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测装置的结构示意图。如图6所示，该智能浅埋暗挖的性能监测装置60包括：岩石性质检测模块61，用于检测待挖掘区域的岩石性质；其中岩石性质包括岩石的硬度、强度、弹性和研磨性；钻进状态检测模块62，用于获取钻机的钻进状态；其中钻进状态表示钻机的钻头对岩石的钻进过程分区；钻进参数确定模块63，用于根据岩石性质和钻进状态，确定钻机的钻进速度和钻进压力；磨损速度检测模块64，用于在钻进过程中实时获取钻头的磨损速度；以及钻进参数调整模块65，用于根据磨损速度调整钻机的钻进速度和钻进压力。
本申请提供的一种智能浅埋暗挖的性能监测装置，通过岩石性质检测模块61检测待挖掘区域的岩石性质，其中岩石性质包括岩石的硬度、强度、弹性和研磨性；钻进状态检测模块62获取钻机的钻进状态，其中钻进状态表示钻机的钻头对岩石的钻进过程分区；然后钻进参数确定模块63根据岩石性质和钻进状态，确定钻机的钻进速度和钻进压力；并且磨损速度检测模块64在钻进过程中实时获取钻头的磨损速度，钻进参数调整模块65根据磨损速度调整钻机的钻进速度和钻进压力，根据待挖掘区域的岩石性质和钻进状态确定钻机的钻进速度和钻进压力，以尽量降低对钻机的损耗，并且通过实施监测钻头的磨损速度，根据磨损速度调整钻进速度和钻进压力，以进一步降低对钻机的损耗。
在一实施例中，上述钻进参数确定模块63可以进一步配置为：当钻进状态为钻机的钻头接触岩石表面时，钻进速度与钻进压力成正比，且钻进速度低于预设的第一速度；当钻进状态为钻机的钻头钻裂岩石表面时，钻进速度的增长率与钻进压力成正比，钻进压力大于预设的第一压力且小于岩石的强度；当钻进状态为钻机的钻头进入岩石内部且进入的深度小于预设深度时，钻进速度与钻进压力成正比，钻进压力大于或等于岩石的强度；当钻进状态为钻机的钻头进入岩石内部且进入的深度大于预设深度时，钻进速度的增长率与钻进压力成正比，钻进压力大于或等于岩石的强度。
图7是本申请另一示例性实施例提供的智能浅埋暗挖的性能监测装置的结构示意图。如图7所示，该智能浅埋暗挖的性能监测装置60还可以包括：行走轮监测模块66，用于实时监测行走履带轮的引导轮的中心线、支重轮的中心线、驱动轮的中心线与行走架纵向的中心线的重合度；行走轮调整模块67，用于当重合度低于预设重合度时，对行走履带轮进行调整。
在一实施例中，如图7所示，该智能浅埋暗挖的性能监测装置60还可以包括：刮板张紧度监测模块68，用于实时监测刮板输送系统的链条张紧度；刮板张紧度调整模块69，用于当链条张紧度小于预设张紧度时，采用自动张紧装置调整刮板输送系统的链条张紧度。
在一实施例中，如图7所示，该智能浅埋暗挖的性能监测装置60还可以包括：掌子面监测模块610，用于利用激光位移传感器实时监测掌子面上多个位置点沿挖掘方向的位移差；挖掘方位调整模块611，用于当位移差大于预设位移时，调整智能浅埋暗挖的挖掘方向和角度。
下面，参考图8来描述根据本申请实施例的电子设备。该电子设备可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。
图8图示了根据本申请实施例的电子设备的框图。
如图8所示，电子设备10包括一个或多个处理器11和存储器12。
处理器11可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备10中的其他组件以执行期望的功能。
存储器12可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器11可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本申请的各个实施例的智能浅埋暗挖的性能监测方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。
在一个示例中，电子设备10还可以包括：输入装置13和输出装置14，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
在该电子设备是单机设备时，该输入装置13可以是通信网络连接器，用于从第一设备和第二设备接收所采集的输入信号。
此外，该输入设备13还可以包括例如键盘、鼠标等等。
该输出装置14可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出设备14可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
当然，为了简化，图8中仅示出了该电子设备10中与本申请有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备10还可以包括任何其他适当的组件。
示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质
除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的智能浅埋暗挖的性能监测方法中的步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的智能浅埋暗挖的性能监测方法中的步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
Claims (10)
1.一种智能浅埋暗挖的性能监测方法，其特征在于，包括：
检测待挖掘区域的岩石性质；其中所述岩石性质包括岩石的硬度、强度、弹性和研磨性；
获取钻机的钻进状态；其中所述钻进状态表示所述钻机的钻头对岩石的钻进过程分区；
根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力；
在钻进过程中实时获取所述钻头的磨损速度；以及
根据所述磨损速度调整所述钻机的钻进速度和钻进压力。
2.根据权利要求1所述的智能浅埋暗挖的性能监测方法，其特征在于，所述根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力包括：
所述钻机的钻进速度和钻进压力与所述岩石的硬度、强度、弹性和研磨性反相关。
3.根据权利要求1所述的智能浅埋暗挖的性能监测方法，其特征在于，所述根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力包括：
当所述钻进状态为所述钻机的钻头接触所述岩石表面时，所述钻进速度与所述钻进压力成正比，且所述钻进速度低于预设的第一速度。
4.根据权利要求3所述的智能浅埋暗挖的性能监测方法，其特征在于，所述根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力包括：
当所述钻进状态为所述钻机的钻头钻裂所述岩石表面时，所述钻进速度的增长率与所述钻进压力成正比，所述钻进压力大于预设的第一压力且小于所述岩石的强度。
5.根据权利要求4所述的智能浅埋暗挖的性能监测方法，其特征在于，所述根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力包括：
当所述钻进状态为所述钻机的钻头进入所述岩石内部且进入的深度小于预设深度时，所述钻进速度与所述钻进压力成正比，所述钻进压力大于或等于所述岩石的强度。
6.根据权利要求5所述的智能浅埋暗挖的性能监测方法，其特征在于，所述根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力包括：
当所述钻进状态为所述钻机的钻头进入所述岩石内部且进入的深度大于所述预设深度时，所述钻进速度的增长率与所述钻进压力成正比，所述钻进压力大于或等于所述岩石的强度。
7.根据权利要求1所述的智能浅埋暗挖的性能监测方法，其特征在于，还包括：
实时监测行走履带轮的引导轮的中心线、支重轮的中心线、驱动轮的中心线与行走架纵向的中心线的重合度；以及
当所述重合度低于预设重合度时，对所述行走履带轮进行调整。
8.根据权利要求1所述的智能浅埋暗挖的性能监测方法，其特征在于，还包括：
实时监测刮板输送系统的链条张紧度；以及
当所述链条张紧度小于预设张紧度时，采用自动张紧装置调整所述刮板输送系统的链条张紧度。
9.根据权利要求1所述的智能浅埋暗挖的性能监测方法，其特征在于，还包括：
利用激光位移传感器实时监测掌子面上多个位置点沿挖掘方向的位移差；以及
当所述位移差大于预设位移时，调整所述智能浅埋暗挖的挖掘方向和角度。
10.一种智能浅埋暗挖的性能监测装置，其特征在于，包括：
岩石性质检测模块，用于检测待挖掘区域的岩石性质；其中所述岩石性质包括岩石的硬度、强度、弹性和研磨性；
钻进状态检测模块，用于获取钻机的钻进状态；其中所述钻进状态表示所述钻机的钻头对岩石的钻进过程分区；
钻进参数确定模块，用于根据所述岩石性质和所述钻进状态，确定所述钻机的钻进速度和钻进压力；
磨损速度检测模块，用于在钻进过程中实时获取所述钻头的磨损速度；以及
钻进参数调整模块，用于根据所述磨损速度调整所述钻机的钻进速度和钻进压力。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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