[发明专利]一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法和系统

说明书

本发明涉及一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法和系统，包括以下步骤：开始进行岩层爆破；根据岩层爆破后的欠挖情况调整激光钻机的激光器钻机参数；设置机械臂移动轨迹，包括起始位置、移动速度、沿轨迹运动的重复次数，生成预定轮廓边缘轨迹；所述激光钻机在所述机械臂的带动下，沿所述预定轮廓边缘轨迹切割岩石；所述激光钻机将切割下来的岩石进一步粉碎；若未完成岩层爆破则重复上述步骤，否则结束岩层爆破。本发明提供的一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法和系统能够灵活移动激光，激光在熔融气化岩石时对地层影响小，不引入钻井液；激光钻进岩石效率高；本发明流程清晰、操作简便，系统完善，便于实现。

技术领域

本发明涉及激光破岩技术领域，尤其涉及一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法和系统。

背景技术

在爆破工程中，经常遇到欠挖的情况，此时需要针对欠挖的轮廓进行修整。激光钻机因其高效率、易于自动化、移动轨迹多样等特点成为破岩领域研究热点，但受大功率激光器发展的影响，其应用于欠挖轮廓处理尚需时日，因此相应的钻进工艺更是缺乏。这里提供一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的工艺方法，所述方法能够充分利用激光钻机复杂轨迹成孔灵活性和快速性，能够极大程度提高爆破工程中的岩土去除率。

发明内容

本发明提供了一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法和系统，解决了现有技术中缺乏将激光钻机应用于欠挖轮廓处理的相应钻进工艺的问题。

本发明为解决其技术问题，提供了一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法，包括以下步骤：

S1、开始进行岩层爆破；

S2、根据岩层爆破后的欠挖情况调整激光钻机的激光器钻机参数；

S3、设置机械臂移动轨迹，包括起始位置、移动速度、沿轨迹运动的重复次数，生成预定轮廓边缘轨迹；

S4、所述激光钻机在所述机械臂的带动下，沿所述预定轮廓边缘轨迹切割岩石；

S5、所述激光钻机将切割下来的岩石进一步粉碎；

S6、若未完成岩层爆破则返回步骤S2，否则结束岩层爆破。

进一步的，本发明的一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法，步骤S2中所述激光器钻机参数包括激光能量密度、光斑大小、照射距离、照射时间、吹扫气体种类及流速。

进一步的，本发明的一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法，所述光斑大小较小时所述激光能量密度高，熔融气化岩石快且凹槽更深；所述光斑大小较大时所述激光能量密度低，岩石辐照范围广，浅孔钻进速率快。

进一步的，本发明的一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法，步骤S3中所述预定轮廓边缘轨迹为任意曲线轨迹。

进一步的，本发明的一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法，步骤S4中所述激光钻机包括激光发生装置、辅助装置及激光头，所述激光器发生装置、辅助装置安置在平硐外，所述激光头安置在平硐内。

进一步的，本发明的一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的方法，所述激光头安装在所述机械臂的末端，所述机械臂安装在移动小车上；所述激光头使用光纤与所述激光发生装置连接，所述光纤用于将高能激光由所述激光发生装置传送至所述激光头；所述激光头和所述机械臂使用控制线与控制主机连接，所述控制主机用于控制所述激光头和所述机械臂；气体管道的一端连接所述辅助装置，所述气体管道的另一端安装在所述激光头附近，所述气体管道用于将吹扫气体导入平硐内。

进一步的，本发明的一种应用激光处理爆破施工中欠挖轮廓的系统，包括以下模块：

岩层爆破启动模块，用于开始进行岩层爆破；

激光器钻机参数调整模块，用于根据岩层爆破后的欠挖情况调整激光钻机的激光器钻机参数；