微波与空化射流组合的破岩刀盘及破岩方法技术

本发明专利技术涉及隧道掘进技术领域，特别涉及一种微波与空化射流组合的破岩刀盘及方法，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，每个区域均设置有所述微波发射装置以及所述空化射流装置，所述微波发射装置能发射微波，所述空化射流装置能发射空化射流。本发明专利技术通过微波、空化射流对岩石作用，且让岩石冷热循环，使岩石内部结构发生了变化，其物理、力学性质的降低更有利于滚刀的破岩，从而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。

【技术实现步骤摘要】
微波与空化射流组合的破岩刀盘及破岩方法
本专利技术涉及隧道掘进
，特别涉及一种微波与空化射流组合的破岩刀盘及破岩方法。
技术介绍
近年来，随着高速铁路、城市地铁、矿山开采等大型工程的快速发展，越来越多的隧道正在被规划和建设。在硬岩隧道掘进中，安全可靠的隧道掘进机(TBM，包括敞开式隧道掘进机和盾构机)得到了广泛的应用。在极硬岩地段掘进时，盾构机掘进较短的距离，大量刀具就受到剧烈的磨损，从而不得不进行换刀作业，使隧道掘进成本极大的增加，掘进速度也因此受到影响而大幅度降低，隧道施工工期也不能得到很好的保证。目前，微波照射弱化岩石一直是重要课题，微波穿入岩石时，会引起岩石中的极性分子发生高频震动分子之间由于摩擦而生热，产生的热量使岩石内部的矿物颗粒变形、膨胀且相互限制。不同矿物颗粒的接触面附近产生热应力，当热应力达到岩石的强度极限时，岩石就会沿不同矿物颗粒的接触面破裂，产生微裂纹，并随着岩石温度的升高裂纹不断扩展。空化射流是一种比较典型的利用空化效应的高效射流。水流经过喷头内部截面突变处时，由于截面突然缩小导致流体在截面段的压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波与空化射流组合的破岩刀盘，包括刀盘面板和设置在所述刀盘面板上的滚刀，其特征在于，所述刀盘面板上设置有多个微波发射装置和空化射流装置，所述微波发射装置能发射微波，所述空化射流装置能发射空化射流。/n

【技术特征摘要】
1.一种微波与空化射流组合的破岩刀盘，包括刀盘面板和设置在所述刀盘面板上的滚刀，其特征在于，所述刀盘面板上设置有多个微波发射装置和空化射流装置，所述微波发射装置能发射微波，所述空化射流装置能发射空化射流。


2.根据权利要求1所述的微波与空化射流组合的破岩刀盘，其特征在于，所述滚刀将所述刀盘面板分成多个区域，每个区域均设置有所述微波发射装置以及所述空化射流装置。


3.根据权利要求2所述的微波与空化射流组合的破岩刀盘，其特征在于，所述微波发射装置主要由微波天线、金属外罩、波导、微波发生模块以及安装架组成，所述微波天线设置在所述刀盘面板的通孔内，且垂直所述刀盘面板布置，所述金属外罩垂直所述刀盘面板布置，与所述刀盘面板活动连接，所述微波天线和所述金属外罩均固定在所述微波天线安装架上，所述微波天线安装架位于所述刀片面板内侧，同时所述微波天线安装架的后侧连接第一液压缸，所述微波发生模块设置在所述刀盘面板的内侧，通过所述波导与所述微波天线连接。


4.根据权利要求3所述的微波与空化射流组合的破岩刀盘，其特征在于，每个所述微波发射装置均包括五个所述微波天线，其中一个所述微波天线设置在中心，其他四个所述微波天线在以该中心为圆心的圆上均匀分布。


5.根据权利要求4所述的微波与空化射流组合的破岩刀盘，其特征在于，所述空化射流装置包括空化射流喷头、喷头保护罩以及高...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏毅敏，向香彩，梅勇兵，暨智勇，唐崇茂，宁波，何山，王玉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43