一种用于岩石地层掏槽的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于岩石地层掏槽的装置，包括切割装置、推进机构、安装支架和可调支撑装置。其中，切割装置包括冲击破岩钻头和能够形成高压水射流的喷头，喷头相对布置在切割装置的两侧，冲击破岩钻头相对布置在喷头的外侧。并且，喷头呈确定倾角布置从而保证切割装置的两侧边缘产生的切缝之间的宽度略大于切割装置的宽度。切割装置与推进机构连接，并且，切割装置和推进机构均布置在安装支架上。安装支架布置在可调支撑装置上，可调支撑装置能够调整安装支架的推进长度和摆动角度。能够将高压水射流切割技术和机械冲击破碎技术相结合从而解决高压水射流切割技术难以掏切深槽和可靠性、经济性低的问题。

A device for cutting rock strata

【技术实现步骤摘要】
一种用于岩石地层掏槽的装置
本技术属于隧道掘进施工
，具体涉及一种用于岩石地层掏槽的装置。
技术介绍
在岩石地层掘进施工中，存在一些通过掏深槽将掘进中心岩体与周边围岩分离的工况要求，如岩样取芯、阻断爆破冲击、控制断面尺寸等。目前，被称为“水刀”的高压水射流切割技术发展已较为成熟，其切缝细窄但深度较浅，在一定深度内形状精度较高。但是，由于高压水射流的切缝宽度远小于喷头径向尺寸，喷头不能伸入切缝中扩展深度，难以用于掏切深槽。如果采用多组喷头交叉布置，各切缝互相贯通切除一定宽度的岩石，使喷头可以伸入槽内继续扩展切槽深度的方法，在实际施工中，大量喷头工作的可靠性和能耗造成经济性、可行性难以满足要求，参见附图1。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种将高压水射流切割技术和机械冲击破碎技术相结合的用于岩石地层掏槽的装置，能够解决高压水射流切割技术难以掏切深槽和可靠性、经济性低的问题。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种用于岩石地层掏槽的装置，包括切割装置、推进机构、安装支架和可调支撑装置。其中，切割装置包括冲击破岩钻头和能够形成高压水射流的喷头，喷头相对布置在切割装置的中心两侧，冲击破岩钻头相对布置在喷头的外侧。并且，喷头呈确定倾角布置从而保证切割装置的两侧边缘产生的切缝之间的宽度略大于切割装置的宽度。切割装置与推进机构连接，并且，切割装置和推进机构均布置在安装支架上。安装支架布置在可调支撑装置上，可调支撑装置能够调整安装支架的推进长度和摆动角度。根据本技术的用于岩石地层掏槽的装置，采用喷头形成高压水射流在岩体断面轮廓线切出至少两个切缝，再利用冲击破岩钻头冲击切缝之间的岩脊形成宽槽，不会形成残留的尖齿形壁面。由于喷头呈确定倾角布置使得切割装置的两侧边缘产生的切缝之间的宽度略大于切割装置的宽度，切割装置可深入已形成的宽槽持续工作，切割装置根据预定轨迹工作，最终掏切完成预定形状和深度的深槽，对围岩扰动小，可实现任意形状断面掘进，结合高压水射流切割细窄切缝和机械破碎小尺寸岩脊，能量利用率高，设备运行可靠性和经济性能够满足实际施工要求。对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。根据本技术的用于岩石地层掏槽的装置，在一个优选的实施方式中，切割装置包括排渣装置。通过排渣装置能够将碎渣排出施工面，使得切割装置能够持续顺利工作完成掏槽。具体地，在一个优选的实施方式中，排渣装置包括真空吸渣管，真空吸渣管布置在喷头与冲击破岩钻头之间。采用真空吸渣管的方式进行排渣，结构简单，成本低，排渣效果好，并且更加环保。进一步地，在一个优选的实施方式中，喷头之间设有间隔布置的辅助喷头。通过设置若干辅助喷头能够切割更多的切缝以促进岩脊破碎，提高掏槽工作效率。进一步地，在一个优选的实施方式中，喷头喷射形成的射流与切割装置边缘呈10～20度夹角。这种设置方式使得切割装置两侧喷头喷射方向略超出切割装置外缘，能够使切槽边缘略宽于切割装置宽度，以便切割装置深入槽内持续掏切。进一步地，在一个优选的实施方式中，切割装置设有若干组备用喷头，喷头和备用喷头均通过切换阀互相连接。由于喷头磨损较快，当工作喷头因磨损造成压力下降而无法有效切割时，可以通过切换管路启用备用喷头继续工作。磨损的喷头在检修时集中更换，这样能够有效提高掏槽施工效率。进一步地，在一个优选的实施方式中，冲击破岩钻头相对槽壁呈确定斜度布置。冲击破岩钻头相对槽壁呈确定斜度布置，能够使得相应地凿岩机等冲击破碎机械不与隧道壁面干涉，并且与钻头连接的钻杆不与槽壁干涉，因此能够保证包容凿岩机等冲击破碎机械外扩角造成的钻头径向位置外移距离，消除两次掘进间的台阶，减少超欠挖。具体地，在一个优选的实施方式中，安装支架构造为中空圆柱形框架结构，切割装置均匀布置在圆柱形框架的外周。用于圆形深槽掘进时，将安装支架做成圆柱形，在施工面之外支承定位并驱动旋转。为提高施工速度，可以在圆周方向均布多组切割装置，在组数为m的情况下，圆柱形框架旋转1/m圈即可推进一层。进一步地，在一个优选的实施方式中，安装支架上远离切割装置的尾部设有限位装置。水平掘进时，因重力影响易导致深度方向偏斜，因此可采取支架尾部设置配重等限位装置的方式解决。进一步地，在一个优选的实施方式中，用于岩石地层掏槽的装置还包括延长支架，延长支架与安装支架连接。竖直向下掘进时，可通过在安装支架上连接延长支架的方式保持深入掘进。与现有技术相比，本技术的优点在于：能够将高压水射流切割技术和机械冲击破碎技术相结合从而解决高压水射流切割技术难以掏切深槽和可靠性、经济性低的问题。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本技术进行更详细的描述。其中：图1示意性显示了多组喷头交叉布置结构；图2示意性显示了本技术实施例的切割装置的仰视结构；图3示意性显示了本技术实施例的主视结构；图4示意性显示了本技术实施例的备用喷头布置状态；图5示意性显示了本技术实施例的用于岩石地层掏槽的装置的整体结构；图6示意性显示了本技术实施例的切割装置的工作过程；图7示意性显示了本技术实施例的冲击破岩钻头的布置状态；图8示意性显示了本技术实施例的其中一种排渣方式；图9示意性显示了本技术实施例的另一种排渣方式；图10示意性显示了本技术实施例的安装支架的其中一种结构；图11示意性显示了本技术实施例的用于岩石地层掏槽的装置在竖直向下掘进的工作状态。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式下面将结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明，但并不因此而限制本技术的保护范围。图2示意性显示了本技术实施例的切割装置1的仰视结构。图3示意性显示了本技术实施例的切割装置1的主视结构。图4示意性显示了本技术实施例的备用喷头布置状态。图5示意性显示了本技术实施例的用于岩石地层掏槽的装置10的整体结构。图6示意性显示了本技术实施例的切割装置1的工作过程。图7示意性显示了本技术实施例的冲击破岩钻头的布置状态。图8示意性显示了本技术实施例的其中一种排渣方式。图9示意性显示了本技术实施例的另一种排渣方式。图10示意性显示了本技术实施例的安装支架的其中一种结构。图11示意性显示了本技术实施例的用于岩石地层掏槽的装置10在竖直向下掘进的工作状态。如图2、图3和图5所示，根据本技术实施例的用于岩石地层掏槽的装置10，包括切割装置1、推进机构2、安装支架3和可调支撑装置4。其中，切割装置1包括冲击破岩钻头11和能够形成高压水射流的喷头12，喷头12相对布置在切割装置1的两侧，冲击破岩钻头11相对布置在喷头12的外侧。并且，喷头12呈确定倾角布置从而保证切割装置1的两侧边缘产生的切缝之间的宽度略大于切割装置1的宽度。切割装置1与推进机构2连接，并且，切割装置1和推进机构2均布置在安装支架3上。安装支架3布置在可调支撑装置4上，可调支撑装置4能够调整安装支架3的推进长度和摆动角度。根据本技术实施例的用于岩石地层掏槽的装置，采用喷头形成高压水射流在岩体断面轮廓线切出至少两个切缝，再利用冲击破岩钻头冲击切缝之间的岩脊形成宽槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于岩石地层掏槽的装置，其特征在于，包括切割装置、推进机构、安装支架和可调支撑装置；其中，所述切割装置包括冲击破岩钻头和能够形成高压水射流的喷头，所述喷头相对布置在所述切割装置的中心两侧，所述冲击破岩钻头相对布置在所述喷头的外侧；并且，所述喷头呈确定倾角布置从而保证所述切割装置的两侧边缘产生的切缝之间的宽度略大于所述切割装置的宽度；所述切割装置与所述推进机构连接，并且，所述切割装置和所述推进机构均布置在所述安装支架上；所述安装支架布置在所述可调支撑装置上，所述可调支撑装置能够调整所述安装支架的推进长度和摆动角度。

【技术特征摘要】
1.一种用于岩石地层掏槽的装置，其特征在于，包括切割装置、推进机构、安装支架和可调支撑装置；其中，所述切割装置包括冲击破岩钻头和能够形成高压水射流的喷头，所述喷头相对布置在所述切割装置的中心两侧，所述冲击破岩钻头相对布置在所述喷头的外侧；并且，所述喷头呈确定倾角布置从而保证所述切割装置的两侧边缘产生的切缝之间的宽度略大于所述切割装置的宽度；所述切割装置与所述推进机构连接，并且，所述切割装置和所述推进机构均布置在所述安装支架上；所述安装支架布置在所述可调支撑装置上，所述可调支撑装置能够调整所述安装支架的推进长度和摆动角度。2.根据权利要求1所述的用于岩石地层掏槽的装置，其特征在于，所述切割装置包括排渣装置。3.根据权利要求2所述的用于岩石地层掏槽的装置，其特征在于，所述排渣装置包括真空吸渣管，所述真空吸渣管布置在所述喷头与所述冲击破岩钻头之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于岩石地层掏槽的装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，祝爽，廖金军，陈望，蒋海华，易达云，徐震，伍容，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43