[發(fā)明專(zhuān)利]一種激光輔助隧道掘進(jìn)機(jī)及其破巖的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710033902.9
• 申請(qǐng)日: 2017-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106884662B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王崢崢;高陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21D9/10
• 分類(lèi)號(hào): E21D9/10
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專(zhuān)利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;侯明遠(yuǎn)

1.一種激光輔助隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于，隧道掘進(jìn)機(jī)上增設(shè)激光器、噴水系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)；

激光器：隧道掘進(jìn)機(jī)的刀盤(pán)上安裝有多個(gè)激光器，形成熱破碎、熔化及汽化為主的激光-滾刀破巖模式；

噴水系統(tǒng)：激光器周?chē)o設(shè)有噴水系統(tǒng)，激光輻射產(chǎn)生高溫、噴水系統(tǒng)降溫，利用瞬時(shí)的高溫差，使巖石產(chǎn)生拉應(yīng)力而破碎；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：包括圖像可視模塊、傳感器模塊和信息采集模塊，保證激光輔助掘進(jìn)的安全和實(shí)現(xiàn)破壞模式間的轉(zhuǎn)變，信息采集模塊實(shí)時(shí)同步采集，對(duì)掘進(jìn)過(guò)程中的不同類(lèi)型、強(qiáng)度的巖石做出及時(shí)的判斷；

智能控制系統(tǒng)：對(duì)信息采集模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和識(shí)別，實(shí)現(xiàn)激光-滾刀破巖模式和滾刀破巖模式之間的靈活轉(zhuǎn)換，再對(duì)激光器的數(shù)量與空間布局、激光器的類(lèi)型、刀盤(pán)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，提高掘進(jìn)機(jī)對(duì)不同地質(zhì)條件適應(yīng)能力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光輔助隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于，刀盤(pán)上設(shè)置與刀片相間分布的激光器和噴水系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種激光輔助隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于，所述的激光器采用光纖激光器。

4.采用如權(quán)利要求1或2所述的一種激光輔助隧道掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行破巖的方法，其特征在于，步驟如下：激光輔助隧道掘進(jìn)機(jī)包括兩種破巖模式：激光-滾刀破巖模式和滾刀破巖模式，通過(guò)智能控制系統(tǒng)對(duì)信息采集模塊輸出數(shù)據(jù)的識(shí)別，刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)兩種破巖模式間的識(shí)別與切換，將復(fù)雜地層分為硬巖地段和軟巖地段，在硬巖地段使用激光-滾刀破巖模式；在軟巖地段，采用滾刀破巖模式。

5.采用如權(quán)利要求3所述的一種激光輔助隧道掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行破巖的方法，其特征在于，步驟如下：激光輔助隧道掘進(jìn)機(jī)包括兩種破巖模式：激光-滾刀破巖模式和滾刀破巖模式，通過(guò)智能控制系統(tǒng)對(duì)信息采集模塊輸出數(shù)據(jù)的識(shí)別，刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)兩種破巖模式間的識(shí)別與切換，將復(fù)雜地層分為硬巖地段和軟巖地段，在硬巖地段使用激光-滾刀破巖模式；在軟巖地段，采用滾刀破巖模式。