[发明专利]一种基于超级气体热动力弹丸超高声速撞击硬岩的隧道掘进装置与方法

权利要求书

1.一种基于超级气体热动力弹丸超高声速撞击硬岩的隧道掘进装置，包括传统掘进机，其特征在于：

所述传统掘进机的刀盘（9）上设有圆形孔（8），所述刀盘（9）上与所述圆形孔（8）相连的位置固定设有弹丸发射弹道（3），所述弹丸发射弹道（3）与所述传统掘进机的刀盘（9）相垂直，所述弹丸发射弹道（3）的内径和所述圆形孔（8）的孔径大小一致，所述弹丸发射弹道（3）的末端同时与弹丸运送装置（1）和超高温高压气体热动力发生装置（6）相连通，所述弹丸运送装置（1）设置在所述弹丸发射弹道（3）的上方，所述弹丸运送装置（1）内设有若干弹丸（11），所述弹丸运送装置（1）靠近所述弹丸发射弹道（3）的一端设有遥控卡位片（10），所述超高温高压气体热动力发生装置（6）靠近所述弹丸发射弹道（3）的一端设有前部单向阀门（15），所述超高温高压气体热动力发生装置（6）的顶部设有上部单向阀门（13），所述超高温高压气体热动力发生装置（6）通过输送管道（4）与增压泵系统（14）相连，所述输送管道（4）上设有阀门（12），所述增压泵系统（14）内装有流体，所述增压泵系统（14）与电源相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于超级气体热动力弹丸超高声速撞击硬岩的隧道掘进装置，其特征在于：所述弹丸运送装置（1）为内径等于所述弹丸（11）直径的特种钢制管道，管道下部向所述弹丸（11）的发射方向相倾斜，倾斜角度为45度，所述弹丸发射弹道（3）上固定设有弹簧卡位片（2），所述弹簧卡位片（2）位于所述弹丸运送装置（1）底部倾斜管道的延长线上，所述弹簧卡位片（2）包括压板，所述压板的一端与所述弹丸发射弹道（3）相铰接，所述压板的另外一端底部固定设有弹簧，所述弹簧的另外一端与所述弹丸发射弹道（3）固定连接，并且在弹簧的自然伸长状态下，所述压板与所述弹丸发射弹道（3）呈45度夹角，所述超高温高压气体热动力发生装置（6）的发射端口直径小于所述弹丸（11）的直径。

3.根据权利要求2所述的一种基于超级气体热动力弹丸超高声速撞击硬岩的隧道掘进装置，其特征在于：所述超高温高压气体热动力发生装置（6）的发射端口处设有密封圈，使得落在所述弹簧卡位片（2）上的弹丸（11）和所述密封圈相接触，接触面不留缝隙。

4.根据权利要求1所述的一种基于超级气体热动力弹丸超高声速撞击硬岩的隧道掘进装置，其特征在于：聚能剂管体投放与输送装置（5）将聚能剂管体（16）输送到所述超高温高压气体热动力发生装置（6）中，所述超高温高压气体热动力发生装置（6）内设有电磁感应点火装置（7）。

5.根据权利要求4所述的一种基于超级气体热动力弹丸超高声速撞击硬岩的隧道掘进装置，其特征在于：所述聚能剂管体（16）为装有聚能剂的PVC圆柱形管体，所述聚能剂管体投放与输送装置（5）包括横向放置的圆环柱体，所述圆环柱体的柱体高度等于所述聚能剂管体（16）的长度，所述圆环柱体的内外径差值等于所述聚能剂管体（16）的直径，所述圆环柱体的最高处的内环部和所述圆环柱体右上角的外环部分别开口，所述圆环柱体右上角外环部的开口与聚能剂投放管（17）相连通，所述圆环柱体的最高处的内环部的开口与聚能剂输送管（18）相连通，所述聚能剂输送管（18）向下伸入到所述超高温高压气体热动力发生装置（6）中，所述聚能剂输送管（18）与所述超高温高压气体热动力发生装置（6）顶部相连通，所述上部单向阀门（13）设置在连通处。

6.根据权利要求1所述的一种基于超级气体热动力弹丸超高声速撞击硬岩的隧道掘进装置，其特征在于：所述超高温高压气体热动力发生装置（6）为特种钢制柱状管体，外侧包裹隔热层，沿发射端口方向逐渐变窄。

7.根据权利要求1所述的一种基于超级气体热动力弹丸超高声速撞击硬岩的隧道掘进装置，其特征在于：所述刀盘（9）与所述弹丸发射弹道（3）相焊接，并且所述弹丸发射弹道（3）外侧设有若干支撑架与传统掘进机固定连接。