一种盾构机用热冲击装置及方法专利检索-煤燃料燃料种类专利检索查询-专利查询网

一种盾构机用热冲击装置及方法

阅读：828发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种盾构机用热冲击装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种盾构机用热冲击装置及方法，属于盾构施工技术领域。该热冲击装置包括设置在刀盘上的测温装置和呈并行布置在盾构机的刀盘端面上并沿刀盘圆周均布的加热管道与冷却管道；所述加热管道上背对刀盘端面设置有若干沿加热管道长度方向依次排布的点火装置和用于控制所述点火装置的加热开关；所述冷却管道上背对刀盘端面设置有若干沿冷却管道长度方向依次排布的冷却喷头和用于控制所述冷却喷头的冷却开关；所述点火装置和冷却喷头低于刀盘上刀具的高度。通过利用热冲击原理，对特殊坚硬地层急剧加热、冷却，迅速产生大量热交换，内部产生冲击热应力而出现冲击破裂，降低该特殊坚硬地层的力学性质，提高破岩速度，减轻刀盘磨损。，下面是一种盾构机用热冲击装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种盾构机用热冲击装置，其特征在于，包括设置在刀盘上的测温装置和呈并行布置在盾构机的刀盘端面上并沿刀盘圆周均布的加热管道与冷却管道；所述加热管道上背对刀盘端面设置有若干沿加热管道长度方向依次排布的点火装置和用于控制所述点火装置的加热开关；所述冷却管道上背对刀盘端面设置有若干沿冷却管道长度方向依次排布的冷却喷头和用于控制所述冷却喷头的冷却开关；所述点火装置和冷却喷头低于刀盘上刀具的高度。
2.如权利要求1所述的盾构机用热冲击装置，其特征在于，所述点火装置在加热管道上等距排布；所述冷却喷头在冷却管道上等距排布。
3.如权利要求1所述的盾构机用热冲击装置，其特征在于，所述加热管道上设有加热口，所述点火装置对应安装在加热口位置。
4.如权利要求1所述的盾构机用热冲击装置，其特征在于，所述冷却管道上设有冷却口，所述冷却喷头对应安装在冷却口位置。
5.如权利要求1所述的盾构机用热冲击装置，其特征在于，所述冷却喷头具有压力调节结构。
6.如权利要求1所述的盾构机用热冲击装置，其特征在于，所述刀具成组设置在沿刀盘圆周均布的辐条上，所述加热管道和冷却管道设置在每一组刀具所对应的刀盘区域之间。
7.一种盾构机用热冲击方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.暂停掘进：遇到特殊坚硬地层时，盾构机停止掘进；
S2.急剧加热：打开加热开关，在加热管道内通入天然气和氧气，利用点火装置进行点火，对所述特殊坚硬地层的掌子面加热，直至测温装置检测到所述掌子面温度达到400℃～
600℃；
S3.急剧冷却：关闭加热开关，打开冷却开关，在冷却管道内通入0℃-20℃冷水或者冷气，通过冷却喷头喷射冷水或者冷气，对所述掌子面进行冷却，直至测温装置检测到所述掌子面温度与冷水或者冷气温度等同；
S4.继续掘进：关闭冷却开关，盾构机继续掘进。
8.如权利要求7所述的盾构机用热冲击方法，其特征在于，在所述各步骤中，盾构机的刀盘不转动，或者一直转动。

说明书全文

一种盾构机用热冲击装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于盾构施工技术领域，涉及一种盾构机用热冲击装置及方法。

背景技术

[0002] 在盾构掘进的地下施工过程中，遇到特殊坚硬地层(坚硬岩石、桩等)往往直接开挖，加大了盾构机的刀盘的磨损，减损刀盘的使用寿命；而且，实际施工中常需要进行较长长度的封闭式挖掘，因刀盘磨损造成中途开仓换刀的不便，影响施工效率。

[0003] 热冲击是指由于急剧加热或冷却，使物体在较短的时间内产生大量的热交换，温度发生剧烈的变化时，该物体就要产生冲击热应力，这种现象称为热冲击。目前，热冲击理论研究已经较为成熟，在天然气、石油开采中应用广泛，但在盾构施工中尚未得到利用。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种盾构机用热冲击装置及方法，利用热冲击原理，使岩石产生冲击破裂，降低挖掘难度，解决盾构掘进过程中遭遇坚硬岩层因直接开挖而加速刀盘磨损的问题。

[0005] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种盾构机用热冲击装置，包括设置在刀盘上的测温装置和呈并行布置在盾构机的刀盘端面上并沿刀盘圆周均布的加热管道与冷却管道；所述加热管道上背对刀盘端面设置有若干沿加热管道长度方向依次排布的点火装置和用于控制所述点火装置的加热开关；所述冷却管道上背对刀盘端面设置有若干沿冷却管道长度方向依次排布的冷却喷头和用于控制所述冷却喷头的冷却开关；所述点火装置和冷却喷头低于刀盘上刀具的高度。

[0007] 进一步，所述点火装置在加热管道上等距排布；所述冷却喷头在冷却管道上等距排布。

[0008] 进一步，所述加热管道上设有加热口，所述点火装置对应安装在加热口位置。

[0009] 进一步，所述冷却管道上设有冷却口，所述冷却喷头对应安装在冷却口位置。

[0010] 进一步，所述冷却喷头具有压力调节结构。

[0011] 进一步，所述刀具成组设置在沿刀盘圆周均布的辐条上，所述加热管道和冷却管道设置在每一组刀具所对应的刀盘区域之间。

[0012] 一种盾构机用热冲击方法，包括以下步骤：

[0013] S1.暂停掘进：遇到特殊坚硬地层时，盾构机停止掘进；

[0014] S2.急剧加热：打开加热开关，在加热管道内通入天然气和氧气，利用点火装置进行点火，对所述特殊坚硬地层的掌子面加热，直至测温装置检测到所述掌子面温度达到400℃～600℃；

[0015] S3.急剧冷却：关闭加热开关，打开冷却开关，在冷却管道内通入0℃-20℃冷水或者冷气，通过冷却喷头喷射冷水或者冷气，对所述掌子面进行冷却，直至测温装置检测到所述掌子面温度与冷水或者冷气温度等同；

[0016] S4.继续掘进：关闭冷却开关，盾构机继续掘进。

[0017] 进一步，在所述各步骤中，盾构机的刀盘不转动，或者一直转动。

[0018] 本发明的有益效果在于：

[0019] 通过利用热冲击原理，对岩层或桩等特殊坚硬地层急剧加热、冷却，在极短的时间内该特殊坚硬地层产生大量的热交换，温度发生剧烈变化，温度梯度导致该特殊坚硬地层内部产生冲击热应力，发生冲击破裂，使该特殊坚硬地层的力学特性劣化，渗透性增强，从而使盾构机刀盘破岩速度加快，扭矩大大减少，刀盘的损耗也大大降低。附图说明

[0020] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

[0021] 图1为盾构机用热冲击装置的安装示意图；

[0022] 图2为天然气输送管的结构示意图；

[0023] 图3为冷水输送管的结构示意图。

[0024] 附图标记：加热管道1、加热开关11、点火装置12、冷却管道2、冷却开关21、冷却喷头22、刀盘3、刀具4。

具体实施方式

[0025] 下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

[0026] 如图1-图3所示，本实施例提供一种盾构机用热冲击装置，包括设置在刀盘3上的测温装置和呈并行布置在盾构机的刀盘3端面上并沿刀盘3圆周均布的加热管道1与冷却管道2；所述加热管道1上背对刀盘3端面设置有若干沿加热管道1长度方向依次排布的点火装置12和用于控制所述点火装置12的加热开关11；所述冷却管道2上背对刀盘3端面设置有若干沿冷却管道2长度方向依次排布的冷却喷头22和用于控制所述冷却喷头22的冷却开关21；所述点火装置12和冷却喷头22低于刀盘3上刀具4的高度。

[0027] 具体的，所述刀具4成组设置在沿刀盘3圆周均布的辐条上，所述加热管道1和冷却管道2设置在每一组刀具4所对应的刀盘3区域之间。所述加热管道1上设有等距排布的加热口，所述点火装置12对应安装在加热口位置，因而点火装置12在加热管道1上等距排布。所述冷却管道2上设有等距排布的冷却口，所述冷却喷头22对应安装在冷却口位置，因而冷却喷头22在冷却管道2上等距排布。所述冷却喷头22具有压力调节结构，可调整冷却介质的喷射压力，提高冷却速度。

[0028] 本实施例提供一种盾构机用热冲击方法，包括以下步骤：

[0029] S1.暂停掘进：遇到特殊坚硬地层时，盾构机停止掘进；

[0030] S2.急剧加热：打开加热开关11，在加热管道1内通入天然气和氧气，利用点火装置12进行点火，对所述特殊坚硬地层的掌子面加热，直至测温装置检测到所述掌子面温度达到400℃～600℃；

[0031] S3.急剧冷却：关闭加热开关11，打开冷却开关21，在冷却管道2内通入0℃-20℃冷水或者冷气，通过冷却喷头22喷射冷水或者冷气，对所述掌子面进行冷却，直至测温装置检测到所述掌子面温度与冷水或者冷气温度等同；

[0032] S4.继续掘进：关闭冷却开关21，盾构机继续掘进。

[0033] 在所述盾构机用热冲击方法的各步骤中，盾构机的刀盘3不转动，也可达到破岩效果；优选地，盾构机的刀盘3一直转动，可使对掌子面的加热和冷却更为均匀，热冲击效率更高。

[0034] 本实施例提供的盾构机用热冲击装置及方法，利用热冲击原理，对岩层或桩等特殊坚硬地层急剧加热、冷却，短时间内该特殊坚硬地层经受冷热交替，产生大量的热交换，其内部产生冲击热应力，从而发生冲击破裂，降低了该特殊坚硬地层的力学性质，降低盾构机掘进难度，提高破岩速度，减轻刀盘3磨损。

[0035] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种煤矸石砖窑烟气余热利用系统	2020-05-08	467
一种医院垃圾烧灭炉及烧灭处理方法	2020-05-08	50
一种用于煤层开采的立体疏水主动控灾防护装置	2020-05-08	156
基于专家系统的瓦斯抽采泵稳定运行控制系统	2020-05-08	180
一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法	2020-05-08	388
一种盾构机用热冲击装置及方法	2020-05-11	828
一种可自动供料的蒸汽锅炉	2020-05-08	190
矿井环境瓦斯浓度在线预测方法	2020-05-08	704
一种基于双神经网络逆模型的屛式过热器汽温控制方法	2020-05-08	800
新型立式粉料锅炉系统及其使用方法	2020-05-08	778

一种盾构机用热冲击装置及方法

一种盾构机用热冲击装置及方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：