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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112459793A(43)申请公布日2021.03.09(21)申请号202011384920.X(22)申请日2020.12.02(71)申请人康富地址257000山东省东营市东营区西城淄博路三和馨苑小区2号楼2单元1603室(72)发明人康富(51)Int.Cl.E21D9/087(2006.01)E21D9/12(2006.01)E21D11/08(2006.01)E21D11/10(2006.01)E21D11/38(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图12页(54)发明名称一种管片式分体硬岩掘进机(57)摘要一种管片式分体硬岩掘进机,地下工程领域;本发明刀盘中心水磨钻劈裂器取出硬岩岩芯;弧型切刀环向切割岩筒;切割锯纵向切割管片;中心锯横向分离管片;中刀盘前支撑定位已完工小环岩壁拉动、后支撑推进中刀盘环向切割纵向切割横向分离管片,大刀盘前支撑定位已完工岩壁拉动,后支撑推进中刀盘环向切割纵向切割横向分离管片,外排系统排出全部管片。本发明利用硬岩掘进空间采掘硬岩管片增强后衬砌掘进空间外层、剩余管片销售收入抵顶投资、硬岩切割量极少、资源利用率极高、工程投资少,硬岩管廊隧道建造成本低、掘进速度快、管廊隧道使用寿命1000年。解决了现有技术管廊隧道建造成本高、掘进速度慢、购买混凝土管片使用寿命短等全部问题。CN112459793ACN112459793A权利要求书1/2页1.一种管片式分体硬岩掘进机,其特征是:包括:刀盘,用于切割硬岩采掘管片;其中、取出岩芯:所述刀盘中心功能区设置若干台水磨钻机钻出若干岩芯取芯孔和岩芯劈裂孔,若干岩芯劈裂器进入岩芯劈裂孔做功劈开岩芯后,岩芯劈裂器进入岩芯取芯孔取出岩芯,取出的岩芯通过外排通道排出掘区域,取出岩芯作业完成;其中,环向切割硬岩岩筒:刀盘前端连接若干层弧形切刀和刀体之间设有排渣沟和集渣槽;所述刀盘在动力系统驱动下旋转前行环向切割硬岩,切割硬岩产生的切渣依靠自重落到刀体后端集渣槽,收集的岩渣在刀盘旋转至高点向下适当位置落入排渣系统排出掘进区,环向切割岩筒完成;其中,刀盘纵向切割管片:所述刀盘设置若干台岩筒纵向切锯在管片纵向切割系统做功下由硬岩切断面位置纵向切割,直至完成纵向切割若干管片;其中,横向分离管片:所述刀盘设置若干台管片横向截断切割岩筒,所述切割岩筒直至若干硬岩管片与硬岩母体分离,完成横向分离管片;其中,排出硬岩管片:所述与硬岩母体分离的管片岩芯外排系统做功下经过管片岩芯碎石外排系统排出掘进区,同时完成每一环硬岩掘进与硬岩管片提取;其中,掘进机换步前行:所述掘进机支撑防护系统液压油缸大腔压力降低小腔压力升高液压油缸杆回缩支撑防护面与岩壁分离,所述掘进机调向换步系统液压油缸大腔压力降低小腔压力升高拖动支撑防护系统前行,所述前行到达下一环位置支撑防护系统液压油缸小腔压力降低大腔压力升高推动支撑防护系统与岩壁结合,完成换步前行支撑防护;其中,中刀盘首次掘进定位:中刀盘由辅助设备推进已完成环段内,所述中刀盘前支撑换步系统液压缸小腔压力降低大腔压力升高推动前支撑换步系统与岩壁结合定位;所述前支撑结合定位好后支撑换步系统液压油缸小腔压力降低大腔压力升高推动后支撑换步系统与辅助装置定位,所述中刀盘若干环后支撑换步系统与岩壁连接定位后,中刀盘在刀盘运转驱动系统驱动下旋转直至环向切割硬岩岩筒完成;所述中刀盘设置若干台纵向切割锯在切割系统做功下完成硬岩管片纵向切割;所述中刀盘设置横向截断系统将硬岩管片与硬岩母体分离完成硬岩管片制备;所述中刀盘将与硬岩母体分离的若干管片在管片协排系统做功下经过管片碎石外排通道硬岩管片排出掘进区,共同完成中刀盘一环硬岩掘进与硬岩管片提取;其中,大刀盘(包括超大、特大刀盘)首次掘进定位:大刀盘由辅助设备推进刀盘已经完成环段内,所述大刀盘前支撑换步系统液压缸小腔压力降低大腔压力升高推动前支撑换步系统与岩壁结合定位;所述前支撑结合定位后后支撑换步系统液压油缸小腔压力降低大腔压力升高推动后支撑换步系统与辅助装置定位,所述大刀盘若干环后支撑换步系统能够与岩壁连接定位后大刀盘正常掘进;其中,大刀盘在动力系统驱动下旋转直至完成硬岩环向切割硬岩成为硬岩岩筒;所述大刀盘设置若干台纵向切割锯在切割系统做功下完成硬岩管片纵向切割;所述大刀盘设置横向截断系统将硬岩管片与硬岩母体分离完成硬岩管片制备;所述大刀盘将与硬岩母体分离的若干管片在管片协排系统做功下经过管片碎石外排通道硬岩管片排出掘进区,共同完成每一环硬岩掘进与取出硬岩管片。2.根据权利要求1所述一种管片式分体硬岩掘进机其特征是:刀盘、中心独立功能区、中刀盘、大刀盘工作流程、动力控制等全部系统均适合独立作业,其中,中刀盘和大刀盘均为环壁定位空心型掘进模