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[发明专利]一种破岩滚刀、盾构机刀盘及盾构机-CN201710377326.X有效
发明人：刘飞香;程永亮;彭正阳;唐崇茂;祝爽;梅勇兵 -专利权人：中国铁建重工集团股份有限公司
申请日： 2017-05-25 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： E21D9/11 文献下载
摘要：本发明属于硬岩钻掘施工技术领域，具体涉及一种破岩滚刀、盾构机刀盘和盾构机。破岩滚刀包括滚刀座和滚刀刀圈，还包括用于切削硬岩的水射流破岩装置。水射流破岩装置布置在滚刀座上，水射流破岩装置的喷射方向与滚刀刀圈呈夹角布置。盾构机刀盘包括上文所述的破岩滚刀。盾构机包括上述所述的盾构机刀盘。本发明利用水射流提高滚刀挤压岩体所产生裂纹的扩展速度和长度，并及时将破碎的碎屑和石粉冲刷走，从而提高破岩速度和体积，减少空气中粉尘含量，降低刀具温度。
一种破岩滚刀盾构机刀盘

[实用新型]一种破岩滚刀、盾构机刀盘及盾构机-CN201720596592.7有效
发明人：刘飞香;程永亮;彭正阳;唐崇茂;祝爽;梅勇兵 -专利权人：中国铁建重工集团有限公司
申请日： 2017-05-25 - 公布日： 2018-02-06 - 主分类号： E21D9/11 文献下载
摘要：本实用新型属于硬岩钻掘施工技术领域，具体涉及一种破岩滚刀、盾构机刀盘及盾构机。破岩滚刀包括滚刀座和滚刀刀圈，还包括用于切削硬岩的水射流破岩装置。水射流破岩装置布置在滚刀座上，水射流破岩装置的喷射方向与滚刀刀圈呈夹角布置。盾构机刀盘包括上文所述的破岩滚刀。盾构机包括上述所述的盾构机刀盘。本实用新型利用利用水射流提高滚刀挤压岩体所产生裂纹的扩展速度和长度，并及时将破碎的碎屑和石粉冲刷走，从而提高破岩速度和体积，减少空气中粉尘含量，降低刀具温度。
一种破岩滚刀盾构机刀盘

[发明专利]一种盘形滚刀建模及旋转破岩数值模拟方法-CN201910733691.9有效
发明人：温森;张洛萌;边汉亮;盛桂琳;杨圣奇;张建伟;赫中营;谢华刚 -专利权人：河南大学
申请日： 2019-08-08 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种盘形滚刀建模及旋转破岩数值模拟方法，包括以下步骤：步骤1：建立滚刀模型；步骤2：在PFC3D中建立岩样模型；步骤3：在PFC3D中调用滚刀模型，调整滚刀模型直至与岩样模型相切；步骤4：赋予三把滚刀模型破岩参数，使三把滚刀模型均绕岩样模型中心z轴方向进行旋转切割破岩，破岩过程中监测破岩力与岩样模型破坏体积，计算破岩比能；本发明为滚刀破岩提供了一种新的数值模拟方法，且计算结果准确、可靠；同时，本发明所述的一种盘形滚刀建模及旋转破岩数值模拟方法采用三把滚刀模型，沿岩样模型中心的Z轴方向进行旋转切割，更符合实际工程应用，为破岩工程提供了可靠的前端参考。
一种盘形滚刀建模旋转数值模拟方法

[实用新型]一种新型破岩滚刀-CN201420249255.7有效
发明人：陈雷;赵万新;庞玉申;孔瑞萍 -专利权人：邵祥顺
申请日： 2014-05-15 - 公布日： 2014-09-10 - 主分类号： E21D9/10 文献下载
摘要：一种新型破岩滚刀，涉及隧道掘进中使用的滚刀，用于解决现有盘形滚刀磨损严重、刀具寿命短的问题。本实用新型提供的新型破岩滚刀，采用大直径的刀圈，刀圈安装在盘形滚刀的一侧，工作时，使新型破岩滚刀的刀圈与破岩面的法线成一定夹角，然后保持该夹角并在盘形滚刀上施加压力，在此压力下刀圈将岩石破碎，滚刀刀圈主要克服岩石抗剪强度，且受力较小，对刀圈的磨损和作用力均较小，滚刀的使用寿命长。由于刀圈安装在整个滚刀的一侧，破岩过程中，只有刀圈与破岩面接触，避免了滚刀其它部件与破岩面碰撞造成的寿命变短。
一种新型破岩滚刀

[发明专利]适用于硬岩矿开采的刀盘及硬岩开采方法-CN202210059985.X有效
发明人：李向东;闫杰;豆龙;刘梦寅;李东明;孙达仑;赵勇;张要贺;李德喜;刘洲 -专利权人：长沙矿山研究院有限责任公司
申请日： 2022-01-19 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： E21C37/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于硬岩矿开采的刀盘及硬岩开采方法，所述刀盘包括用于接收径向驱动力的回转轴孔、刀盘架、破岩滚，所述破岩滚安装在刀盘架上，破岩滚的布置方向满足破岩滚破岩适于径向推进。利用该刀盘进行硬岩开采方法是一种刀盘采用径向推进的方法。本发明这种刀盘结构能形成超大型高强度圆盘式结构，通过大扭矩液压马达驱动，保障刀盘在破岩工作时有足够的回转扭矩；并能通过各破岩滚合理布置，保证刀盘转动时破岩滚均匀切削岩面，保证刀盘整体受力平均，同时保证岩体内应力均衡，达到最佳破岩效果，能切割岩石硬度f≥8的岩石，可以实现连续破岩作业，能用于智能化设备，以实现智能化高效采掘。
适用于硬岩矿开采方法

[发明专利]一种用于硬岩的微波辅助破岩TBM刀盘-CN201811590452.4在审
发明人：李宏波;周建军;王平豪;孙振川;张兵;翟乾智;王利明;陈岗;陶源;冯俊琦 -专利权人：中铁隧道局集团有限公司;盾构及掘进技术国家重点实验室;深圳市地铁集团有限公司
申请日： 2018-12-25 - 公布日： 2019-05-17 - 主分类号： E21D9/087 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于硬岩的微波辅助破岩TBM刀盘，包括TBM刀盘主体，TBM刀盘主体主要由单刃破岩滚刀，双刃破岩滚刀，喷水除尘口及微波辅助破岩发射器组成；刀盘通过双刃和单刃滚刀的组合布置覆盖不同轨迹破岩路径；刀盘面板设置多个喷水除尘口；刀盘面板布置多个微波破岩发射器，微波破岩发射器由微波发射盘、波导结构、微波发射模块组成，当遇到硬质岩层时启动微波发射装置，通过微波快速加热岩石，降低岩石点荷载强度、单轴抗压强度和抗拉强度等力学特性，增加岩石节理裂隙辅助TBM滚刀破岩，它提高了盘形滚刀贯入速度，增加了破岩速率，减少了TBM设备的推力和扭矩，减少了滚刀在硬岩中的磨损及换刀次数，可极大的缩短工期和降低工程投资。
破岩发射器微波辅助滚刀硬岩微波刀盘面板除尘口双刃岩石微波发射模块微波发射装置波导结构单刃滚刀工程投资快速加热力学特性盘形滚刀微波发射岩石节理硬质岩层组合布置荷载裂隙单刃单轴刀盘贯入换刀磨损覆盖

[实用新型]一种用于硬岩的微波辅助破岩TBM刀盘-CN201822184738.4有效
发明人：李宏波;周建军;王平豪;孙振川;张兵;翟乾智;陈岗;陶源;冯俊琦;王利明 -专利权人：中铁隧道局集团有限公司;盾构及掘进技术国家重点实验室;深圳市地铁集团有限公司
申请日： 2018-12-25 - 公布日： 2019-11-15 - 主分类号： E21D9/087 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于硬岩的微波辅助破岩TBM刀盘，包括TBM刀盘主体，TBM刀盘主体主要由单刃破岩滚刀，双刃破岩滚刀，喷水除尘口及微波辅助破岩发射器组成；刀盘通过双刃和单刃滚刀的组合布置覆盖不同轨迹破岩路径；刀盘面板设置多个喷水除尘口；刀盘面板布置多个微波破岩发射器，微波破岩发射器由微波发射盘、波导结构、微波发射模块组成，当遇到硬质岩层时启动微波发射装置，通过微波快速加热岩石，降低岩石点荷载强度、单轴抗压强度和抗拉强度等力学特性，增加岩石节理裂隙辅助TBM滚刀破岩，它提高了盘形滚刀贯入速度，增加了破岩速率，减少了TBM设备的推力和扭矩，减少了滚刀在硬岩中的磨损及换刀次数，可极大的缩短工期和降低工程投资。
破岩发射器滚刀微波刀盘面板微波辅助除尘口双刃硬岩岩石微波发射模块微波发射装置本实用新型波导结构单刃滚刀工程投资快速加热力学特性盘形滚刀微波发射岩石节理硬质岩层组合布置荷载裂隙单刃单轴刀盘贯入换刀磨损覆盖

[实用新型]机械臂式激光与微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置-CN202221732279.9有效
发明人：温森;杜林;王峥峥;闫长斌;张敏;张静;靳仕龙;王倩 -专利权人：河南大学
申请日： 2022-07-05 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： G01N3/58 文献下载
摘要：本实用新型公开了机械臂式激光与微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置，包括TBM试验台主体、激光辅助破岩系统、微波辅助破岩系统、机械臂及控制台。本实用新型涉及岩石工程及隧道工程技术领域，本装置可实现以下三种模式的模拟：激光辅助滚刀破岩模拟、微波辅助滚刀破岩模拟、激光—微波联合辅助滚刀破岩模拟；本装置将激光、微波技术和TBM滚刀相结合，达到彼此补充、相互影响的联合破岩效果，同时本装置不仅可以进行激光与微波联合作用下TBM滚刀切削破岩性能和磨损机理等多项研究，而且对模拟激光与微波联合辅助TBM破岩过程，实现新型预裂式TBM的研发设计与工程应用都具有价值
机械激光微波联合辅助 tbm 滚刀破岩试验装置

[实用新型]双模式卧式TBM盘形滚刀磨损试验装置-CN202022793320.0有效
发明人：庄肃坤;宋克志;张佳乐;黄腾;董传真;江源;骆俊浩;孙亭帅;张家铭;刘广磊;陈泽乾;龚文豪;韩钰浩;赵杰;苏华;王开霖 -专利权人：鲁东大学
申请日： 2020-11-27 - 公布日： 2021-08-03 - 主分类号： G01N3/56 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种双模式卧式TBM盘形滚刀磨损试验装置，包括回转岩盘结构、直线岩盘结构、刀盘及刀盘驱动系统以及数据采集与分析系统组成；回转试验可通过液压油缸推动岩盘前进，刀盘回转达到破岩目的，回转试验中刀盘可安装五把破岩盘形滚刀；在直线破岩试验中，直线岩盘在侧向液压油缸的往返作用和后方液压油缸的推动下，刀盘固定不动，直线岩盘做往返运动达到破岩效果破岩；通过试验中采集的图像、掘进参数等，开展盘形滚刀破岩贯入度、最优刀间距等试验研究，并且能够实现不同掘进参数、不同岩石材料等因素对盘形滚刀磨损的影响研究，以指导TBM掘进换刀或盘形滚刀配置优化。
双模卧式 tbm 盘形滚刀磨损试验装置

[发明专利]一种激光辅助隧道掘进机及其破岩的方法-CN201710033902.9有效
发明人：王峥峥;高阳 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2017-01-18 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： E21D9/10 文献下载
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
一种激光辅助隧道掘进机及其方法

[发明专利]一种基于立式压力机的滚刀破岩试验装置及其工作方法-CN202010379404.1在审
发明人：吴起星;王起新;陈慧津;叶忠帅;胡滔;林家慰 -专利权人：暨南大学;广州市新欧机械有限公司
申请日： 2020-05-07 - 公布日： 2020-07-14 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种滚刀破岩室内模拟试验装置，具体指一种基于立式压力机的滚刀破岩试验装置及其工作方法，所述滚刀破岩试验装置包括立式压力机、滚刀装置、导轨装置、移动岩样装置、连接装置、传感元件和监控设备；传感元件设置在滚刀装置的正上方，滚刀装置通过连接装置与液压装置固连，导轨装置设置在立式压力机的基座上表面，移动岩样装置连接导轨装置并可沿水平导轨滑动；本发明充分利用了立式压力机原有的结构，加装滚刀装置、导轨装置、移动岩样装置、连接装置和传感元件，组成滚刀破岩试验装置，在垂直液压缸和水平液压缸的驱动下，滚刀装置与移动岩样装置之间的活动行程逐渐缩小并实现滚刀破岩过程的模拟，大幅度降低了实验装置的成本。
一种基于立式压力机滚刀破岩试验装置及其工作方法

[实用新型]一种基于立式压力机的滚刀破岩试验装置-CN202020736093.5有效
发明人：吴起星;王起新;陈慧津;叶忠帅;胡滔;林家慰 -专利权人：暨南大学;广州市新欧机械有限公司
申请日： 2020-05-07 - 公布日： 2020-11-10 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种滚刀破岩室内模拟试验装置，具体指一种基于立式压力机的滚刀破岩试验装置，所述滚刀破岩试验装置包括立式压力机、滚刀装置、导轨装置、移动岩样装置、连接装置、传感元件和监控设备；传感元件设置在滚刀装置的正上方，滚刀装置通过连接装置与液压装置固连，导轨装置设置在立式压力机的基座上表面，移动岩样装置连接导轨装置并可沿水平导轨滑动；本实用新型充分利用了立式压力机原有的结构，加装滚刀装置、导轨装置、移动岩样装置、连接装置和传感元件，组成滚刀破岩试验装置，在垂直液压缸和水平液压缸的驱动下，滚刀装置与移动岩样装置之间的活动行程逐渐缩小并实现滚刀破岩过程的模拟，大幅度降低了实验装置的成本。
一种基于立式压力机滚刀破岩试验装置

[发明专利]一种微波辅助TBM双滚刀线性切削破岩试验装置-CN202010608020.2在审
发明人：卢高明;周建军;孙振川;潘东江;李凤远;张兵;韩伟锋;杨延栋;许华国;范文超 -专利权人：盾构及掘进技术国家重点实验室;中铁隧道局集团有限公司
申请日： 2020-06-29 - 公布日： 2020-10-23 - 主分类号： G01N3/58 文献下载
摘要：本发明提供一种微波辅助TBM双滚刀线性切削破岩试验装置，首次将微波加热装置与TBM滚刀破岩装置结合起来，微波照射即可布置在滚刀切削轨迹的中间位置，也可布置在与滚刀切削的同一轨迹上，用于研究微波作用下TBM滚刀的切削性能和微波作用下TBM滚刀切削破岩和磨损机理，确定微波作用下合理的贯入度和滚刀间距，进而研究将硬岩微波致裂技术和TBM装备结合的新型破岩技术。
一种微波辅助 tbm 双滚刀线性切削试验装置

[发明专利]双轴承简支梁式破岩滚刀及其混合式PDC钻头-CN201610207843.8有效
发明人：胡达 -专利权人：武汉亿斯达工具有限公司
申请日： 2016-04-05 - 公布日： 2017-12-29 - 主分类号： E21B10/43 文献下载
摘要：一种双轴承简支梁式破岩滚刀及其混合式PDC钻头，所述破岩滚刀包含圆球状的本体，所述本体的中心设有供支撑轴贯穿的通孔，外缘设有多个破岩元件，所述支撑轴的两端分别通过轴承支撑于破岩滚刀的通孔两端并贯穿伸出，该混合式PDC钻头包括钻头本体，钻头本体的前端分布有多对刀翼，在刀翼与刀翼之间或者刀翼的冠部位置布置有破岩滚刀。由此，所述支撑轴在工作时承担简支梁功能，肩负工作时破岩滚刀的剪力和扭矩，由此，本发明克服现有技术的缺陷，有效结合破岩滚刀压裂碎岩优势与PDC钻头的切削碎岩优势，同时对岩石进行压碎、切削，从而达到在开采作业中钻头对地层的多样适应性
轴承简支梁式破岩滚刀及其混合式 pdc 钻头

[发明专利]微波、激光及空化射流组合的破岩刀盘及破岩方法-CN202011003161.8有效
发明人：夏毅敏;向香彩;暨智勇;梅勇兵;唐崇茂;杨妹;林赉贶;柳一凡 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-09-22 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： E21D9/087 文献下载
摘要：本发明涉及隧道掘进技术领域，特别涉及一种微波、激光与空化射流组合的破岩刀盘及破岩方法，刀盘包括刀盘面板和设置在所述刀盘面板上的滚刀，所述滚刀将所述刀盘面板分成多个区域，每个区域均设置有微波发射装置、激光发射装置和空化射流装置本发明将微波与激光辅助破岩、空化射流冲蚀岩石、冷热循环应力破岩和滚刀破岩结合，克服了刀盘在极硬岩环境下掘进速度较慢、滚刀损坏过快等问题，提升了刀盘的破岩效率，节约了破岩成本。
微波激光射流组合破岩刀盘方法

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