[发明专利]一种多滚刀分段式楔裂坚硬岩体方法

权利要求书

1.一种多滚刀分段式楔裂坚硬岩体方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、制作破岩装置（1）：破岩装置（1）包括刀盘体（1-5），刀盘体（1-5）后端设有连接轴（1-9），刀盘体（1-5）的球面设有若干个交替布置并呈一半蔓叶线形状的滚刀安装脊（1-1）和切缝装置安装脊（1-2），刀盘体（1-5）的球面开有若干个呈环形阵列均布的排料孔（1-6），每个排料孔（1-6）分别设置在相邻两个滚刀安装脊（1-1）和切缝装置安装脊（1-2）之间，刀盘体（1-5）和连接轴（1-9）中间设有一条贯通的破碎弹通道（1-7），每个滚刀安装脊（1-1）上分别安装有若干个盘形滚刀（1-3），俯视角度下所有盘形滚刀（1-3）的滚刀安装路径（1-8）为阿基米德螺旋线形状，每个切缝装置安装脊（1-2）上安装有若干个切缝装置（1-4），每个切缝装置（1-4）对应一个盘形滚刀（1-3），切缝装置（1-4）与其对应的盘形滚刀（1-3）在同一个外轮廓圆上，破岩装置（1）通过连接轴（1-9）安装在动力装置上；

S2、钻孔与探水；在掘进坚硬岩体（2）时，首先根据预计的掘进位置定出所需钻孔的位置，然后在该位置上钻出先导孔（3），最后通过此先导孔（3）实施岩体（2）内部的探水工作；

S3、切缝；在步骤S2确定无突水险情情况下，调整破岩装置（1）的位置，使破岩装置（1）靠近岩体（2）且中心对准先导孔（3）的中心，在破岩装置（1）即将靠近岩体（2）时，停止破岩装置（1）向前运动，继续保持破岩装置（1）转动，同时开启切缝装置（1-4），使其在岩体（2）上切割出多个预制缝隙（4）；

S4、楔裂与排渣；在完成步骤S3中多个预制缝隙（4）切割过程后，关闭切缝装置（1-4），继续保持破岩装置（1）转动，同时使其向前运动，破岩装置（1）上最前面一把盘形滚刀（1-3）滚压已经切割出的预制缝隙（4），利用步骤S2中所钻出的先导孔（3）作为自由面将岩体（2）楔裂，随着破岩装置（1）继续向前推进，破岩装置（1）上后一把盘形滚刀（1-3）会继续滚压已经切割出的预制缝隙（4）并利用前一把滚刀所楔裂的切口作为自由面将岩体（2）楔裂，此过程中所楔裂的岩石碎片从排料孔（1-6）排出；

S5、退出破岩装置；当破岩装置（1）达到掘进深度极限时，退出破岩装置（1）；

S6、扩展断面；根据实际所需掘进断面的大小，不断重复上面步骤S2-S5直至将整个断面完成；

S7、重复步骤S2-S6，进行新的断面掘进。

2.如权利要求1所述的一种多滚刀分段式楔裂坚硬岩体方法，其特征在于，步骤S1中滚刀安装脊（1-1）和切缝装置安装脊（1-2）的数量分别为4条。

3.如权利要求2所述的一种多滚刀分段式楔裂坚硬岩体方法，其特征在于，步骤S1中4条滚刀安装脊（1-1）上安装有25个盘形滚刀（1-3），4条切缝装置安装脊（1-2）上安装有25个切缝装置（1-4）。

4.如权利要求1所述的一种多滚刀分段式楔裂坚硬岩体方法，其特征在于，步骤S3中，动力装置根据不同的掘进环境进行选择，能够对破岩装置（1）提供足够的扭矩和推进力。

5.如权利要求1所述的一种多滚刀分段式楔裂坚硬岩体方法，其特征在于，步骤S2中，所述先导孔（3）通过钻机和破碎弹进行施工。

6.如权利要求5所述的一种多滚刀分段式楔裂坚硬岩体方法，其特征在于，步骤S2中，所述先导孔（3）的施工方法为：在开始钻进时控制方位使用钻机完成钻孔，在破岩装置（1）侵入岩体后，使破碎弹通过破碎弹通道（1-7）射入岩体（2），进而实现钻孔的目的。

7.如权利要求1所述的一种多滚刀分段式楔裂坚硬岩体方法，其特征在于，所述切缝装置（1-4）选用磨料射流喷嘴，刀盘体（1-5）与连接轴（1-9）内开有连通磨料射流喷嘴与外部水源的流道。

8.如权利要求1所述的一种多滚刀分段式楔裂坚硬岩体方法，其特征在于，所述切缝装置（1-4）选用激光发射器，刀盘体（1-5）内置有为激光发射器提供电源的电池。