1.一種激光輔助隧道掘進(jìn)機,其特征在于,隧道掘進(jìn)機上增設(shè)激光器、噴水系統(tǒng)、實時監(jiān)測系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng);
激光器:隧道掘進(jìn)機的刀盤上安裝有多個激光器,形成熱破碎、熔化及汽化為主的激光-滾刀破巖模式;
噴水系統(tǒng):激光器周圍輔設(shè)有噴水系統(tǒng),激光輻射產(chǎn)生高溫、噴水系統(tǒng)降溫,利用瞬時的高溫差,使巖石產(chǎn)生拉應(yīng)力而破碎;
實時監(jiān)測系統(tǒng):包括圖像可視模塊、傳感器模塊和信息采集模塊,保證激光輔助掘進(jìn)的安全和實現(xiàn)破壞模式間的轉(zhuǎn)變,信息采集模塊實時同步采集,對掘進(jìn)過程中的不同類型、強度的巖石做出及時的判斷;
智能控制系統(tǒng):對信息采集模塊輸出的信號進(jìn)行調(diào)理和識別,實現(xiàn)激光-滾刀破巖模式和滾刀破巖模式之間的靈活轉(zhuǎn)換,再對激光器的數(shù)量與空間布局、激光器的類型、刀盤的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制,提高掘進(jìn)機對不同地質(zhì)條件適應(yīng)能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光輔助隧道掘進(jìn)機,其特征在于,刀盤上設(shè)置與刀片相間分布的激光器和噴水系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種激光輔助隧道掘進(jìn)機,其特征在于,所述的激光器采用光纖激光器。
4.權(quán)利要求1或2所述的一種激光輔助隧道掘進(jìn)破巖的方法,其特征在于,步驟如下:激光輔助隧道掘進(jìn)機包括兩種破巖模式:激光-滾刀破巖模式和滾刀破巖模式,通過智能控制系統(tǒng)對信息采集模塊輸出數(shù)據(jù)的識別,刀盤驅(qū)動裝置實現(xiàn)兩種破巖模式間的識別與切換,將復(fù)雜地層分為硬巖地段和軟巖地段,在硬巖地段使用激光-滾刀破巖模式;在軟巖地段,采用滾刀破巖模式。
5.權(quán)利要求3所述的一種激光輔助隧道掘進(jìn)機破巖的方法,其特征在于,步驟如下:激光輔助隧道掘進(jìn)機包括兩種破巖模式:激光-滾刀破巖模式和滾刀破巖模式,通過智能控制系統(tǒng)對信息采集模塊輸出數(shù)據(jù)的識別,刀盤驅(qū)動裝置實現(xiàn)兩種破巖模式間的識別與切換,將復(fù)雜地層分為硬巖地段和軟巖地段,在硬巖地段使用激光-滾刀破巖模式;在軟巖地段,采用滾刀破巖模式。