[发明专利]一种火烧水激辅助破碎岩石的全断面岩石隧道掘进机刀盘

说明书

本发明公开了一种火烧水激辅助破碎岩石的全断面岩石隧道掘进机刀盘，包括岩石隧道掘进机刀盘主体，刀盘主体上设置有边滚刀、中心刀、正滚刀、出碴口和刮碴铲斗；刀盘主体端面上均匀的布置有若干个高温火焰喷嘴和低温水喷嘴，且高温火焰喷嘴和低温水喷嘴的布置高度低于正滚刀的包络面高度；其中高温火焰喷嘴连通可燃气管道和氧气管道，低温水喷嘴连通供水管道。解决了现有技术中岩石隧道掘进机破碎硬岩的过程中破岩掘进效率低以及滚刀磨损严重的问题，本发明利用岩石热胀冷缩和热力劈裂的原理，促进岩石内部裂纹的萌生和扩展，从而使岩石易于破碎，提高了滚刀破岩效率、降低了滚刀的磨损，降低了施工成本。

技术领域

本发明涉及机械设计技术领域，尤其涉及一种火烧水激辅助破碎岩石的全断面岩石隧道掘进机刀盘。

背景技术

全断面岩石隧道掘进机是开掘长距岩石隧道的首选装备，由于其具有安全可靠、环境影响小、劳动强度低、掘进速度快等优点，广泛应用在地下交通、引水工程和高速铁路等领域。岩石隧道掘进机的作业对象通常为高强度、高磨蚀性的岩石，因此施工条件复杂恶劣，使得刀具磨损严重，维护及更换费时费力，影响隧道工程的施工效率及成本。

刀盘是岩石隧道掘进机的关键部件，具有破岩掘进、稳固掌子面、排出岩碴的功能，对掘进效率有着最直接的影响。现有掘进机的破岩机理为：刀刃挤压岩石，迫使侧向裂纹贯通，使刀间岩石以片状岩碴的形式破碎。然而在高硬岩条件下，该破岩方式往往不足以顺利破碎岩石，从而造成破岩掘进效率低、滚刀磨损消耗严重的问题。由于滚刀价格昂贵、更换较为复杂，而且必须停机更换，因此严重的滚刀磨损消耗所造成的频繁停机换刀，势必会提高掘进成本，延缓施工进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火烧水激辅助破碎岩石的全断面岩石隧道掘进机刀盘；解决了现有技术中岩石隧道掘进机破碎硬岩的过程中破岩掘进效率低以及滚刀磨损严重的问题，本发明利用岩石热胀冷缩和热力劈裂的原理，促进岩石内部裂纹的萌生和扩展，从而使岩石易于破碎，提高了滚刀破岩效率、降低了滚刀的磨损，降低了施工成本。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种火烧水激辅助破碎岩石的全断面岩石隧道掘进机刀盘，包括岩石隧道掘进机刀盘主体，刀盘主体上设置有边滚刀、中心刀、正滚刀、出碴口和刮碴铲斗；刀盘主体端面上设置有若干个高温火焰喷嘴和低温水喷嘴，1个高温火焰喷嘴和1个低温水喷嘴组合成一个辅助单元，且多个辅助单元均匀分布在刀盘主体端面上；且高温火焰喷嘴和低温水喷嘴的布置高度低于正滚刀的包络面高度；其中高温火焰喷嘴连通可燃气管道和氧气管道，低温水喷嘴连通供水管道。

更进一步的，本发明的特点还在于：

高温火焰喷嘴和低温水喷嘴设置在相邻两个以刀盘中心为圆心的同心圆切痕之间。

同一个辅助单元的高温火焰喷嘴和低温水喷嘴之间的周向距离固定。

在刀盘主体的回转方向上，同一个辅助单元的高温火焰喷嘴设置在低温水喷嘴的前方。

高温火焰喷嘴上设置有自动打火装置。

可燃气管道、氧气管道和供水管道上均设置有阀门。

刀盘主体在旋转推进过程中，正滚刀压入工作环境之后，高温火焰喷嘴和低温水喷嘴与工作环境之间具有间隙。

相邻切痕之间布置有2组由高温火焰喷嘴和低温水喷嘴组成的辅助单元，2组辅助单元以刀盘中心对称布置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：