[發(fā)明專利]一種微波輔助破巖懸臂式掘進機及微波輔助破巖方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211003109.1
• 申請日: 2022-08-22
• 公開（公告）號: CN115434702A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設計）人: 王傳武;王學成;張鑫;吳晉軍;劉子靖;張睿;張國浩;李瑞君;馬昭;王帥;岳曉虎;田野;趙宇陽;董良;張杰
• 申請（專利權）人: 中國煤炭科工集團太原研究院有限公司;山西天地煤機裝備有限公司
• 主分類號: E21C25/18
• 分類號: E21C25/18;E21C37/00;E21C37/16
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳;程小娟

1.一種微波輔助破巖懸臂式掘進機，包括截割機構（1）、鏟板（2）、截割升降油缸（3）、回轉機構（4）、鏟板升降油缸（5）、左行走機構（6）、機架（9）、右行走機構（11）、回轉油缸（12）和運輸系統(tǒng)（15）；

所述鏟板（2）與機架（9）通過鏟板升降油缸（5）連接，通過鏟板升降油缸（5）實現(xiàn)鏟板（2）上下擺動，用于接收截割機構（1）截割下來物料；

所述回轉機構（4）轉動安裝在機架（9）上，兩側對稱設置有回轉油缸（12），通過回轉油缸（12）實現(xiàn)水平旋轉；

所述左行走機構（6）和右行走機構（11）分別安裝在機架的左右兩側，用于行走調動；

所述運輸系統(tǒng)（15）布置在機架（9）的中部，位于鏟板（2）的后方，用于轉運鏟板（2）接收的物料；

其特征在于，所述截割機構（1）包括機械破巖系統(tǒng)和微波輔助破巖系統(tǒng)；

所述機械破巖系統(tǒng)包括縱軸式截割頭（16）、懸臂段（17）、截割減速器（18）、叉形架（19）和截割電機（20）；

所述微波輔助破巖系統(tǒng)包括微波發(fā)生器組件（21）、前旋轉波導（22）、微波加熱器組件（24）和傳輸波導組件（25）；

所述叉形架（19）的兩端與回轉機構（4）轉動連接，截割升降油缸（3）的兩端分別與叉形架（19）和回轉機構（4）轉動連接，通過截割升降油缸（3）實現(xiàn)截割機構（1）的上下擺動；

所述截割電機（20）和截割減速器（18）固定在叉形架（19）上，截割減速器（18）的輸入端與截割電機（20）連接，截割減速器（18）的輸出端與懸臂段（17）的后端連接，縱軸式截割頭（16）轉動安裝在懸臂段（17）的前端；

所述微波發(fā)生器組件（21）固定在截割電機（20）上；

所述微波加熱器組件（24）固定在縱軸式截割頭（16）中；

所述傳輸波導組件（25）穿過縱軸式截割頭（16）、懸臂段（17）、截割減速器（18）和截割電機（20）的旋轉中心，前端通過前旋轉波導（22）與微波加熱器組件（24）旋轉連接，后端與微波發(fā)生器組件（21）連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的微波輔助破巖懸臂式掘進機，其特征在于，所述傳輸波導組件（25）的后端通過后旋轉波導（26）與微波發(fā)生器組件（21）轉動連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的微波輔助破巖懸臂式掘進機，其特征在于，縱軸式截割頭（16）上設置有用于安裝微波加熱器組件（24）和傳輸波導組件（25）的縱向孔，縱向孔的前端安裝有防塵蓋（23）。

4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的微波輔助破巖懸臂式掘進機，其特征在于，機架（9）上還設置有液壓系統(tǒng)（7），液壓系統(tǒng)（7）包括液壓泵、液壓閥、液壓馬達和液壓膠管，為鏟板（2）、左行走機構（6）、右行走機構（11）、運輸系統(tǒng)（15）和各液壓油缸提供動力。

5.根據(jù)權利要求4所述的微波輔助破巖懸臂式掘進機，其特征在于，機架（9）上還設置有防護總成（8），防護總成（8）為掘進機各部件提供防護蓋板或防護網(wǎng)。

6.根據(jù)權利要求5所述的微波輔助破巖懸臂式掘進機，其特征在于，機架（9）的后端設置有后支撐組件（10），后支撐組件（10）可通過旋轉和伸縮支撐在地面上。

7.根據(jù)權利要求6所述的微波輔助破巖懸臂式掘進機，其特征在于，機架（9）的右前部設置有司機操作室（13），為司機駕駛機器提供空間和操作手柄。

8.根據(jù)權利要求7所述的微波輔助破巖懸臂式掘進機，其特征在于，電氣系統(tǒng)（14）包括電機和電控箱，負責截割機構（1）、液壓系統(tǒng)（7）和其它輔助元部件的控制和保護。

9.一種微波輔助破巖方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1、權利要求1-8任一項所述的微波輔助破巖懸臂式掘進機停在預設位置，做好截割準備工作，將巷道斷面由中心向外依次分成多個截割區(qū)：A、B、C、D……；

S2、開啟縱軸式截割頭（16）旋轉并前進，在巷道斷面中心區(qū)域A掏槽；

S3、開啟微波加熱器組件（24），對與中心區(qū)域A相鄰的區(qū)域B的巖石加熱至巖石出現(xiàn)裂紋，開啟縱軸式截割頭（16）旋轉并擺動，將區(qū)域B的巖石截割下來；

S4、按照步驟S3順序依次加熱截割區(qū)域C、D，最后按照巷道設計輪廓完成修邊；

S5、整個截割工序完成后，微波輔助破巖懸臂式掘進機前進，按照步驟S1～步驟S4進行下一個截割循環(huán)。