[发明专利]一种利用激光破岩的掘进机

说明书

本发明公开了一种利用激光破岩的掘进机，其结构包括掘进机主机以及与掘进机主机体相配合的水电输出系统，所述掘进机主机的前部设有刀盘系统，刀盘系统的刀盘上沿运动轨迹均匀设有若干个激光发生装置，激光发生装置的发射端与开挖处的掌子面岩石有倾斜角度，激光发生装置通过水电输配系统的输配管与水电输出系统连接，输配管为集成了水管和电线管的多孔管道，掘进机主机的中部设有驱动刀盘系统的驱动系统，掘进机主机内部设有与刀盘系统配合的出渣系统，掘进机主机上设有步进系统。本发明采用激光射线系统解决了金属刀具切岩时极易发生异常损坏的难题；采取悬切破岩提升了开挖效率，降低了开挖成本。

技术领域

本发明涉及隧道掘进机械领域，特别是指一种利用激光破岩的掘进机。

背景技术

目前隧道掘进针对于岩层来讲，主要是依靠盘型滚刀挤压岩石达到破碎岩体的目的，其主要克服的是岩石的抗压强度，针对一般强度的岩层（100MPA以内）其破岩效率尚可，但随着岩石强度的增加，滚刀挤压破岩的效率逐步下降，滚刀异常磨损和更换频率的增加，随之带来盾构掘进效率的降低，掘进成本增加。同时在掘进上软下硬等严重不均匀地质时，传统的金属刀具极易发生异常损坏。

激光技术的原理是通过产生高能激光束对岩体进行破坏。

悬切破岩方式是有别于挤压破岩的一种新型破岩方式，这种方式的主要特点在于破岩力与开挖面存在一定的角度，不再是垂直关系，因此会在一侧形成临空面，当力作用于岩体后，由于一侧是凌空的，此时主要克服的是岩石的抗拉强度。岩石的抗拉强度远远低于岩石的抗压强度，因此悬切破岩的效率要远高于挤压破岩。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的问题，本发明提出了一种利用激光破岩的掘进机。

本发明的技术方案是：一种利用激光破岩的掘进机，包括掘进机主机以及与掘进机主机体相配合的水电输出系统，所述掘进机主机的前部设有刀盘系统，刀盘系统的刀盘上沿运动轨迹均匀设有若干个激光发生装置，激光发生装置的发射端与开挖处的掌子面岩石有倾斜角度，激光发生装置通过水电输配系统的输配管与水电输出系统连接，输配管为集成了水管和电线管的多孔管道，掘进机主机的中部设有驱动刀盘系统的驱动系统，掘进机主机内部设有与刀盘系统配合的出渣系统，掘进机主机上设有步进系统。

所述水电输出系统包括配电柜、变压器、水箱和增压泵，水电输出系统的输电端口和输水端口均与水电输配系统的输配管连接。

所述水电输出系统的输电端口与变压器之间的电路上设有高压电压表。

所述激光发生装置包括激光发射器、水冷器和激光发生装置箱体，激光发射器和水冷器底部设在激光发生装置箱体内，激光发射器与水电输配系统连接，激光发生装置箱体安装在刀盘上。

所述刀盘为锥形，刀盘内部设有与水冷器和激光发生装置箱体相配合的多孔通路，刀盘的多孔通路总入口处设有电滑环，电滑环通过液压回转接头与输配管连接。

所述激光发射器与开挖处的掌子面岩石有倾斜角度，且激光发射器沿刀盘的圆心向外侧径向倾斜。

所述激光发生装置沿刀盘圆心向外侧径向倾斜的角度为15度~25度之间。