[发明专利]一种磨料射流辅助机械破岩系统及方法

权利要求书

1.一种磨料射流辅助机械破岩系统，其特征在于，包括：

磨料射流装置(01)，用于对掌子面(1)围岩喷射磨料射流，以使所述围岩破碎；

围岩感知装置(02)，用于实时获取所述掌子面(1)的围岩状态参数以及掘进机的掘进参数；

压力流量监测装置(03)，用于对管路以及管路接头的压力流量状态进行实时监测；

中央处理器(05)，用于对所述围岩感知装置(02)和所述压力流量监测装置(03)所获取的数据进行存储和分析，并根据所述围岩感知装置(02)和所述压力流量监测装置(03)所获取的数据控制所述磨料射流装置(01)的工作状态；

所述磨料射流装置(01)、所述围岩感知装置(02)和所述压力流量监测装置(03)均与所述中央处理器(05)连接；

所述磨料射流装置(01)包括：用于喷射所述磨料射流的射流喷嘴(3)、执行机构(4)、用于为所述射流喷嘴(3)提供磨料的磨料供给装置(5)以及用于为所述射流喷嘴(3)提供具有一定压力的水的压力水供给装置(6)；

所述射流喷嘴(3)安装于所述执行机构(4)，并由所述执行机构(4)带动移动，以实现所述射流喷嘴(3)的喷射角度、靶距以及径向位置的改变，所述执行机构(4)设置于刀盘(2)的滚刀间隙处；

所述执行机构(4)设置有第一旋转部、第二旋转部以及伸缩部；

所述第一旋转部与所述射流喷嘴(3)连接，并带动所述射流喷嘴(3)转动，以实现所述射流喷嘴(3)喷射角度的改变；

所述伸缩部与所述第一旋转部连接，并带动所述第一旋转部沿磨料射流辅助破岩装置的轴向移动，以改变所述射流喷嘴(3)与所述掌子面(1)之间的所述靶距；

所述第二旋转部与所述伸缩部连接，且所述伸缩部相对于所述第二旋转部可移动设置，所述第二旋转部带动所述伸缩部和所述第一旋转部整体转动，以改变所述射流喷嘴(3)距离所述刀盘(2)中心的径向距离；

所述围岩感知装置(02)为拍摄设备，所述第一旋转部包括第一转动关节(41)和绕所述第一转动关节(41)转动的第一连接臂(42)，所述射流喷嘴(3)和所述拍摄设备均设置于所述第一连接臂(42)远离所述第一转动关节(41)的一端；

所述伸缩部包括与所述第一转动关节(41)连接的伸缩臂(43)以及用于驱动所述伸缩臂(43)移动的移动关节(44)；

所述第二旋转部包括第二转动关节(45)以及第二连接臂(46)，所述第二连接臂(46)的一端与所述移动关节(44)连接另一端转动设置于所述第二转动关节(45)。

2.根据权利要求1所述的磨料射流辅助机械破岩系统，其特征在于，还包括报警装置(04)，用于在所述压力流量监测装置(03)所监测到的压力值大于预设压力或流量值大于预设流量时报警提示。

3.根据权利要求1所述的磨料射流辅助机械破岩系统，其特征在于，所述压力流量监测装置(03)设置有用于对所述压力流量状态进行监测的压力传感器(08)和流量计(09)。

4.一种磨料射流辅助机械破岩方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-3任一项所述的磨料射流辅助机械破岩系统，磨料射流辅助机械破岩方法包括：

步骤S1，获取掌子面(1)的围岩状态参数以及掘进机的掘进参数；

步骤S2，判断管路以及管路接头的压力流量状态是否异常，若是，则进入步骤S4，若否，则进入步骤S3；

步骤S3，对获取的所述掌子面(1)的围岩状态参数、所述掘进机的掘进参数以及所述压力流量状态进行存储和分析，并根据所述掌子面(1)的围岩状态参数、所述掘进机的掘进参数以及所述压力流量状态控制磨料射流装置(01)向所述掌子面(1)喷射磨料射流；

步骤S4，关闭所述磨料射流装置(01)。

5.根据权利要求4所述的磨料射流辅助机械破岩方法，其特征在于，所述判断管路以及管路接头的压力流量状态是否异常，包括：

步骤S21，判断压力流量监测装置(03)所获取的管路及管路接头的压力值是否均小于压力预设阈值，若是，则进入步骤S22，若否，则进入步骤S4；

步骤S22，判断压力流量监测装置(03)所获取的管路及管路接头的流量值是否均小于流量预设阈值，若是，则进入步骤S3，若否则进入步骤S4。