[实用新型]一种利用超临界二氧化碳射流破岩的掘进机

说明书

本实用新型公开了一种利用超临界二氧化碳射流破岩的掘进机，解决了现有掘进机的盘形滚刀易异常损坏、掘进效率低、成本高的技术问题。本实用新型包括刀盘系统，刀盘系统上设置有超临界二氧化碳喷射嘴，超临界二氧化碳喷射嘴通过高压管路连接有超临界二氧化碳发生装置，超临界二氧化碳喷射嘴与超临界二氧化碳发生装置通过高压泵站相连。超临界二氧化碳发生装置能够产生超临界二氧化碳，高压泵站可将超临界二氧化碳输送至超临界二氧化碳喷嘴，通过超临界二氧化碳喷嘴可将超临界二氧化碳以极高的速度喷出，形成能量高度集中的射流束，这种射流束具有很强的破坏性，可破碎岩石实现掘进。本实用新型不仅破岩效率高、成本低，而且破岩介质绿色环保。

技术领域

本实用新型涉及掘进机技术领域，特别是指一种利用超临界二氧化碳射流破岩的掘进机。

背景技术

目前隧道掘进针对于岩层来讲，主要是依靠盘型滚刀挤压岩石达到破碎岩体的目的，其主要克服的是岩石的抗压强度，针对一般强度的岩层（100MPA以内）其破岩效率尚可，但掘进机掘进过程中碰到孤石和较硬的岩石时，滚刀挤压破岩的效率会下降，滚刀异常磨损和更换频率的增加，随之带来盾构掘进效率的降低，掘进成本增加。同时在掘进上软下硬、软硬不均等严重不均匀地质时，传统的金属刀具极易发生异常损坏。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种利用超临界二氧化碳射流破岩的掘进机，解决了现有掘进机的盘形滚刀易异常损坏、掘进效率低、成本高的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种利用超临界二氧化碳射流破岩的掘进机，包括刀盘系统，所述刀盘系统上设置有超临界二氧化碳喷射嘴，超临界二氧化碳喷射嘴通过高压管路连接有超临界二氧化碳发生装置，超临界二氧化碳喷射嘴与超临界二氧化碳发生装置通过高压泵站相连。超临界二氧化碳发生装置能够产生超临界二氧化碳，高压泵站可将超临界二氧化碳输送至超临界二氧化碳喷嘴，通过超临界二氧化碳喷嘴可将超临界二氧化碳以极高的速度喷出，形成能量高度集中的射流束，这种射流束具有很强的破坏性，可破解岩石实现掘进。

进一步地，所述超临界二氧化碳喷射嘴和高压泵站均与控制系统相连，控制系统能够调节高压泵站的输出压力、控制二氧化碳喷射嘴的启毕，进而能够根据不同地质便捷地调节超临界二氧化碳喷射嘴所射出的超临界二氧化碳的压力。

进一步地，所述高压泵站与超临界二氧化碳喷射嘴之间的高压管路上设置有压力表，可根据压力表实时监测所喷出的超临界二氧化碳的压力，进而可通过高压泵站实时调节压力。

进一步地，所述高压泵站与超临界二氧化碳喷射嘴之间的高压管路上设置有压力传感器，压力传感器与所述控制系统相连。通过压力传感器的设置，进一步提高了压力调节的便捷性，能够形成闭环控制系统，确保超临界二氧化碳喷射的稳定性。

进一步地，所述超临界二氧化碳发生装置与高压泵站之间的高压管路的接口、高压泵站与超临界二氧化碳喷射嘴之间的高压管路的接口均通过法兰密封连接，充分保证了管路连接的可靠性。