[发明专利]一种激光盾构机及掘进方法

权利要求书

1.一种激光盾构机，其特征在于，包括用于向工作面射孔的激光射孔装置、用于向经激光射孔装置射孔后的工作面掘进的掘进装置，所述激光射孔装置与掘进装置为一体式结构或分体式结构。

2.根据权利要求1所述的激光盾构机，其特征在于，所述激光射孔装置设置至少一个，所述激光射孔装置包括激光器、激光输出头、连接于激光输出头输出端用于保护激光通道的射筒，所述激光器与激光输出头通过激光线路连接，经激光输出头输出的激光束光轴与射筒中心轴重合，所述射筒的末端设置有用于实现激光束传输至工作面的第一激光孔。

3.根据权利要求2所述的激光盾构机，其特征在于，所述激光射孔装置还包括用于保护光学系统维持干净光通道的同轴送气装置，所述同轴送气装置通过气体管路与射筒内部连通，经气体管路进入射筒内的气体流动方向与射筒中心轴平行。

4.根据权利要求3所述的激光盾构机，其特征在于，所述掘进装置包括传动连接的驱动组件和第一动作组件，所述第一动作组件设置至少一组，所述第一动作组件包括转筒、设置于转筒内部且与转筒固定连接的转轴、位于转筒末端的钻头，所述驱动组件包括驱动电机、主动齿轮和减速电机，所述减速电机上设有从动齿轮，所述从动齿轮套设于转轴的外围，所述主动齿轮位于电机的输出端且其与从动齿轮相啮合。

5.根据权利要求4所述的激光盾构机，其特征在于，所述激光射孔装置与掘进装置为一体式结构，所述射筒集成于转筒的内部，所述射筒内设置有与激光输出头连接的分束器，所述分束器将激光输出头输出的激光分为多个光束，所述第一激光孔对应各激光束设置多个，所述钻头上对应各第一激光孔设置第二激光孔，激光输出头发出激光经过第一激光孔和第二激光孔射向工作面。

6.根据权利要求4所述的激光盾构机，其特征在于，所述激光射孔装置与掘进装置为分体式结构，所述激光盾构机包括连接于掘进装置底部的第一车载平台及连接于激光射孔装置底部的第二车载平台，所述驱动组件设置于第一车载平台上，所述激光射孔装置还包括第二动作组件，所述第二动作组件的一端与第二车载平台连接，另一端与射筒连接。

7.一种采用如权利要求1-6任一项所述激光盾构机的掘进方法，其特征在于，所述激光射孔装置与掘进装置为分体式结构，通过激光射孔装置对工作面射孔实现对工作面处的岩石进行预破碎，所述掘进装置对射孔的工作面进行掘进，或通过激光射孔装置在对工作面部分区域进行射孔后，所述掘进装置进入该区域进行掘进，同时激光射孔装置在工作面另一部分区域进行射孔；

所述激光射孔装置与掘进装置为一体式结构，通过激光射孔装置对工作面处的岩石进行预破碎，所述掘进装置延迟开始运行并对工作面处的岩石进行破碎。

8.根据权利要求7所述的掘进方法，其特征在于，采用单光源激光束及激光光路上设置的用于将单光源激光束转化为若干子光束的光学组件，通过光源快速切换的方式实现各子光束的并行射孔。

9.根据权利要求7所述的掘进方法，其特征在于，采用多光源与多个射筒同时射孔。

10.据权利要求7所述的掘进方法，其特征在于，所述激光射孔装置相对于工作面射出的孔沿掘进轨迹呈阵列分布。