[發(fā)明專利]一種隧道掘進(jìn)機(jī)及其高能顆粒沖擊輔助破巖的刀盤

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110355460.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN112855195B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖金軍;易達(dá)云;蔣海華;張堅(jiān);許愛鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國鐵建重工集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/087
• 分類號(hào): E21D9/087;E21D9/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張欣然

本發(fā)明公開了一種隧道掘進(jìn)機(jī)及其高能顆粒沖擊輔助破巖的刀盤，高能顆粒沖擊輔助破巖的刀盤包括滾刀和若干等離子電磁噴射系統(tǒng)；等離子電磁噴射系統(tǒng)包括粒子噴射口、用于存儲(chǔ)粒子的粒子儲(chǔ)存器、通過引爆氣體為粒子提供噴射動(dòng)力的等離子氣體推進(jìn)組件以及為粒子提供加速作用力的電磁推進(jìn)組件。本發(fā)明提供的高能顆粒沖擊輔助破巖的刀盤的單個(gè)粒子沖擊進(jìn)入巖石的速度增加，使其可以沖擊進(jìn)入巖石內(nèi)部的深度增加，另外，相同的時(shí)間內(nèi)，單個(gè)等離子電磁噴射系統(tǒng)可以發(fā)射的粒子數(shù)量增加，使粒子對(duì)巖石的破壞力度增加，可以對(duì)巖石造成理想的破壞效果，提高破巖效率和破巖質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及掘進(jìn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種高能顆粒沖擊輔助破巖的刀盤，此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述高能顆粒沖擊輔助破巖的刀盤的隧道掘進(jìn)機(jī)。

背景技術(shù)

巖石隧道開挖的過程中，全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)是重要的隧道施工工程裝備，被廣泛地應(yīng)用于鐵路建設(shè)、公路建設(shè)、水力水電、礦山開采以及市政工程等領(lǐng)域，全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)工作過程中，利用刀盤安裝的滾刀在大推力作用下擠壓破巖，達(dá)到隧道掘進(jìn)的目的。對(duì)于硬度小于100MPa的巖石，硬巖掘進(jìn)機(jī)的破巖效率較高，但面臨高硬度巖石或極硬巖時(shí)，其破巖效率將明顯下降，同時(shí)，滾刀的磨損嚴(yán)重，施工成本增加。

現(xiàn)有技術(shù)中的高能顆粒沖擊輔助破巖的掘進(jìn)機(jī)包括高壓泵、增壓裝置、蓄能器和粒子發(fā)生器，并由高壓泵為粒子進(jìn)行加速，由于高壓泵中的流體介質(zhì)在流動(dòng)過程中受到介質(zhì)流體屬性的影響，流體的最高流動(dòng)速度只能達(dá)到300m/s以下，甚至只能達(dá)到100m/s，嚴(yán)重限制了粒子的速度，使粒子在沖擊巖石時(shí)的動(dòng)能有限，用于硬度較大的巖石時(shí)，破巖效果及效率均受到影響。

綜上所述，如何提高高能顆粒沖擊輔助破巖的刀盤的破巖效果，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種高能顆粒沖擊輔助破巖的刀盤，在使用的過程中，可以通過等離子氣體推進(jìn)組件為粒子提供噴射動(dòng)力，并通過電磁推進(jìn)組件為粒子提供加速作用力，使粒子的噴射進(jìn)入巖石的速度達(dá)到2000m/s至3000m/s之間，極大地增加了粒子進(jìn)入巖石動(dòng)能，提高了破巖效果，在硬質(zhì)巖石或極硬巖石的工況下，可以提高破巖效率，減少滾刀的損壞。

本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述高能顆粒沖擊輔助破巖的刀盤的隧道掘進(jìn)機(jī)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種高能顆粒沖擊輔助破巖的刀盤，包括滾刀和若干等離子電磁噴射系統(tǒng)；

所述等離子電磁噴射系統(tǒng)包括粒子噴射口、用于存儲(chǔ)粒子的粒子儲(chǔ)存器、通過引爆氣體為所述粒子提供噴射動(dòng)力的等離子氣體推進(jìn)組件以及為所述粒子提供加速作用力的電磁推進(jìn)組件；

所述粒子噴射口設(shè)置于所述滾刀的運(yùn)行軌道內(nèi)。

優(yōu)選的，所述等離子氣體推進(jìn)組件包括混合氣體引爆室、可燃?xì)怏w輸送通道、空氣輸送通道以及用于引爆混合氣體引爆室內(nèi)氣體的電子點(diǎn)爆裝置，所述可燃?xì)怏w輸送通道和所述空氣輸送通道均與所述混合氣體引爆室連通；

所述混合氣體引爆室與所述粒子儲(chǔ)存器的出口相鄰設(shè)置。

優(yōu)選的，所述電磁推進(jìn)組件包括用于提供磁場(chǎng)的電感觸發(fā)傳感器、為運(yùn)動(dòng)的所述粒子提供加速作用力的電樞組件以及與所述電樞內(nèi)的粒子通道連接以為所述粒子通電的通電電路；

所述粒子經(jīng)過所述電感觸發(fā)傳感器所產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)，觸發(fā)所述電樞組件及所述通電電路，以使所述電樞組件通電產(chǎn)生磁場(chǎng)、所述通電電路與所述粒子導(dǎo)通。

優(yōu)選的，所述電樞組件包括電樞、發(fā)射電源、第一開關(guān)以及波形調(diào)整電感，且所述電樞、所述發(fā)射電源、所述第一開關(guān)和所述波形調(diào)整電感依次首尾連接形成閉合回路；

所述粒子經(jīng)過所述電感觸發(fā)傳感器所產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)，觸發(fā)所述第一開關(guān)使所述電樞通電產(chǎn)生磁場(chǎng)。