(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111569699.X (22)申请日 2021.12.21 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114547721 A (43)申请公布日 2022.05.27 (73)专利权人 沈阳工业大 学 地址 110870 辽宁省沈阳市铁西区经济技 术开发区沈辽西路1 11号 专利权人 中铁十九局集团第五工程有限公 司 (72)发明人 王军祥　孙杰　郭连军　魏延超　 李林　 (74)专利代理 机构 沈阳智龙专利事务所(普通 合伙) 21115 专利代理师 王聪耀 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/08(2006.01)G06N 3/04(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/136(2017.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 5/20(2006.01) F42D 1/00(2006.01) F42D 3/04(2006.01) (56)对比文件 CN 113340164 A,2021.09.0 3 CN 113112447 A,2021.07.13 CN 111553000 A,2020.08.18 CN 110847929 A,2020.02.28 CN 111322077 A,2020.0 6.23 CN 112508866 A,2021.0 3.16 CN 113465461 A,2021.10.01 CN 109886534 A,2019.0 6.14 (续) 审查员 王宛生 (54)发明名称 深埋隧道局部区域差异定向断裂控制爆破 方法 (57)摘要 本发明涉及一种深埋隧道局部区域差异定 向断裂控制爆破方法， 步骤为， 在凿岩台车上安 装多种功能传感器， 进行采集数据并整理； 基于 采集的数据建立神经网络模型， 对围岩等级信息 进行输出； 通过神经网络模型输出的围岩等级进 行掌子面围岩等级分区， 将相同岩性区域连通， 实现围岩等级区域化划分， 得到掌子面分区信 息； 采用数字图像处理技术对掌子面岩体进行裂 隙与分析， 得到裂隙信息； 将掌子面分区信息与 裂隙信息同时导入数据分析软件， 在原有的围岩 等级分区图加入节理裂隙， 采用积分法自动计算 各区域面积， 对爆破设计区域进行更新， 进行爆破工作。 本发 明解决了隧道 开挖过程中的超欠挖 问题， 提高了能量利用率。 [转续页] 权利要求书3页 说明书9页 附图5页 CN 114547721 B 2022.10.25 CN 114547721 B (56)对比文件 王军祥;崔宁坤;唐亚 新;徐晨晖;许宏 伟.循 环荷载下裂隙对加固体强度及破坏模式影响. 《地下空间与工程学报》 .2020, 唐亚新.城市综合管廊盾构隧道土 体变形与灾害分析. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 基础科学辑》 .2019, 黄志强;崔正 宇;刘夺;杨幸福.双 层周边孔 护壁爆破在软弱破碎围岩的应用研究. 《爆破》 .2021,2/2 页 2[接上页] CN 114547721 B1.一种深埋隧道局部区域差异定向 断裂控制爆破方法， 其特 征在于： 步骤为 步骤1： 在凿岩台车 上安装多种功能传感器 （20） ， 进行采集数据并整理； 步骤2： 基于步骤1采集的数据建立神经网络模型， 对围岩等级信息进行输出； 步骤3： 通过神经网络模型输出的围岩等级进行掌子面围岩等级分区， 将相同岩性区域 连通， 实现围岩等级区域 化划分， 得到掌子面分区信息； 步骤4： 采用数字图像处 理技术对掌子面岩体进行裂隙与分析， 得到裂隙信息； 步骤5： 将掌子面分区信 息与裂隙信 息同时导入数据分析软件， 在原有的围岩等级分区 图加入节理裂隙， 采用积分法自动计算各区域面积， 对爆破设计区域进 行更新， 每进 行一次 爆破工作重复上述 步骤1‑5， 直至完成隧道的全部爆破工作； 所述步骤2中神经网络模型的输入层、 输出层和隐含层的神经 元参数的选择如下： 输入层： 钻进速度， 冲击压力， 钻头转速， 扭矩， 钻头加速度， 钻臂倾角， 所以输入层一共 有以上6个参数， 神经 元个数为6个； 输出层： 对围岩岩性的评级， 对岩石岩性划分为3级， 分别为 Ⅲ级围岩、Ⅳ级围岩、Ⅴ级 围岩所以输出层一共有以3个参数， 神经 元个数为3个； 隐含层： 隐含层节点个数根据网络训练结果调整； 所述步骤4中获得裂隙信息具体操作为： 4.1对高清摄像机得到图像进行图像灰度化和图像直方图统计， 选取小波变换级数， 对 图像统计直方图进行二级HAR R小波变换， 采用一维HAR R小波变换进行处 理； 4.2选取平滑滤波器及滤波半径对变换后的图像数据进行平滑处理， 对平滑处理后的 图像数据进 行极值冲击检测， 得到 极值分布数组， 选取模型参数， 采用的极值冲击响应模型 求其系统冲击响应； 4.3通过极值冲击响应结果， 求得系 统响应第二次下降为0时的位置， 根据响应位置求 得此前最近一次的极小值， 将其作为阈值， 进行HARR小波逆变换， 将其还原到原始 直方图的 位置， 并将该位置作为原 始灰度图的分割阈值对图像进行分割， 得到裂隙信息； 进一步的， 步骤4.1中HAR R母小波函数和父小 波函数如下： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114547721 B 3