[发明专利]高压水射流+刀具顺序作业的联合破岩试验装置及应用

权利要求书

1.高压水射流+刀具顺序作业的联合破岩试验装置，其特征在于：包括机械滚刀结构(2)、刀盘(4)、高压水射流结构(3)和刮刀结构(7)，所述机械滚刀结构(2)、高压水射流结构(3)和刮刀结构(7)均安装在所述刀盘(4)上；

所述刮刀结构(7)包括刮刀(7.1)和刮刀模块(7.2)；所述刮刀模块(7.2)固定在刀盘(4)上，所述刮刀(7.1)安装在所述刮刀模块(7.2)上；所述刮刀(7.1)有一个或多个；当所述刮刀(7.1)有多个时，多个刮刀(7.1)组合呈一个整体后安装在所述刮刀模块(7.2)上、且位于相邻设置的所述机械滚刀结构(2)与高压水射流结构(3)之间；当有多个刮刀时，一个刮刀模块安装三个刮刀，每个刮刀的结构相同，距离水射流喷嘴较近的刮刀尺寸长度小，距离水射流喷嘴越远，刮刀尺寸长度越大；

刮刀(7.1)包括刀刃(7.11)和刀柄(7.12)；所述刀刃(7.11)通过刀柄(7.12)安装在所述刮刀模块(7.2)上；刀刃(7.11)的高度大于水力切槽的深度、宽度大于水力切槽的宽度；所述机械滚刀结构(2)、高压水射流结构(3)、刮刀结构(7)在刀盘(4)上均呈分区布置；

在刀盘(4)行进方向，所述高压水射流结构(3)设置在刮刀结构(7)前方；所述刮刀结构(7)设置在机械滚刀结构(2)前方；所述刮刀结构(7)位于相邻设置的所述机械滚刀结构(2)与高压水射流结构(3)之间；

所述机械滚刀结构(2)、高压水射流结构(3)、刮刀结构(7)在刀盘(4)上按照高压水射流结构(3)喷射水射流、形成水射流切槽，刮刀结构(7)拓宽加深水射流切槽，机械滚刀结构(2)在水力切槽两侧的岩石上方进行滚压切削的顺序安装布置；高压水射流结构(3)、刮刀结构(7)和机械滚刀结构(2)按先后顺序组成一个工作组；经过刮刀结构在水射流切槽之后的拓宽加深后的切槽深度为d2，该深度可以完全利用机械滚刀在岩石块体中形成的裂纹，对该部位岩石块体进行致裂破碎，从而实现切多深、破多深。

2.根据权利要求1所述的基于高压水射流+刀具顺序作业的联合破岩试验装置，其特征在于：TBM刀盘(4)上设置多个所述工作组。

3.根据权利要求2所述的基于高压水射流+刀具顺序作业的联合破岩试验装置，其特征在于：所述刮刀结构(7)的尺寸与水力切槽(6)的宽度匹配；

所述刮刀结构(7)的宽度大于或等于所述水力切槽(6)的宽度。

4.根据权利要求3所述的基于高压水射流+刀具顺序作业的联合破岩试验装置，其特征在于：所述刮刀(7.1)为PDC截齿刮刀；

所述刀刃(7.11)的长度与刀柄(7.12)的长度相等、宽度大于刀柄(7.12)的宽度(4)。

5.根据权利要求4所述的基于高压水射流+刀具顺序作业的联合破岩试验装置，其特征在于：所述高压水射流结构(3)包括高压水喷嘴(3.1)、高压水喷嘴安装支架(3.2)、横向移动螺杆(3.3)、横向移动支架(3.4)和竖直移动螺杆(3.5)；

所述高压水喷嘴(3.1)安装在高压水喷嘴安装支架(3.2)上；

高压水喷嘴安装支架(3.2)通过横向螺杆安装套筒(3.6)安装在横向移动螺杆(3.3)上；

所述横向移动螺杆(3.3)安装在横向移动支架(3.4)上；所述横向移动支架(3.4)通过竖直螺杆安装套筒(3.7)与竖直移动螺杆(3.5)连接。

6.根据权利要求5所述的基于高压水射流+刀具顺序作业的联合破岩试验装置，其特征在于：所述高压水喷嘴安装支架(3.2)上安装一个或多个所述高压水喷嘴(3.1)；

所述螺杆安装套筒(3.6)与横向移动螺杆(3.3)通过螺纹连接；

所述竖直螺杆安装套筒(3.7)与竖直移动螺杆(3.5)通过螺纹连接。