[发明专利]一种激光辅助隧道掘进机及其破岩的方法

摘要

本发明属于隧道工程技术领域，公开了一种激光辅助隧道掘进机及其破岩的方法。两种破岩模式：激光‑滚刀破岩模式与滚刀破岩模式；通过智能控制系统可实现两种破岩模式的识别与转换，硬岩地段使用激光‑滚刀破岩模式，可以提高破岩效率，软岩地段采用滚刀破岩模式；对于激光辅助破岩的破坏模式主要为热破碎，采用激光器，将激光头安装在隧道掘进机的刀盘上，并辅以喷水系统，实现激光照射热裂并且喷水迅速冷却辅助破岩、再机械破岩开挖的目的，通过合理选择破岩模式，提高了掘进机对软硬相间的复杂地质条件的适应性，既提高了破岩效率，又节省了施工成本。

主权项

一种激光辅助隧道掘进机，其特征在于，隧道掘进机上增设激光器、喷水系统、实时监测系统和智能控制系统；激光器：隧道掘进机的刀盘上安装有多个激光器，形成热破碎、熔化及汽化为主的激光‑滚刀破岩模式；喷水系统：激光器周围辅设有喷水系统，激光辐射产生高温、喷水系统降温，利用瞬时的高温差，使岩石产生拉应力而破碎；实时监测系统：包括图像可视模块、传感器模块和信息采集模块，保证激光辅助掘进的安全和实现破坏模式间的转变，信息采集模块实时同步采集，对掘进过程中的不同类型、强度的岩石做出及时的判断；智能控制系统：对信息采集模块输出的信号进行调理和识别，实现激光‑滚刀破岩模式和滚刀破岩模式之间的灵活转换，再对激光器的数量与空间布局、激光器的类型、刀盘的转速进行控制，提高掘进机对不同地质条件适应能力。