[发明专利]等离子体切割与机械动态拉剪破岩组合的采掘机及采掘方法

权利要求书

1.一种等离子体切割与机械动态拉剪破岩组合的采掘机，其特征在于：包括多悬臂式采掘机本体、等离子电磁复合切割机械臂(1)和岩体拉剪装置(3)；所述多悬臂式采掘机本体的第一悬臂上固定有摇臂截割装置(9)，所述等离子电磁复合切割机械臂(1)固定在摇臂截割装置(9)的活动端上作为摇臂截割装置(9)的截割部，所述多悬臂式采掘机本体的第二悬臂上安装有岩体拉剪装置(3)。

2.如权利要求1所述的等离子体切割与机械动态拉剪破岩组合的采掘机，其特征在于：所述等离子电磁复合切割机械臂(1)包括刀盘和箱体；所述刀盘安装在箱体的前端，所述箱体的后端安装在摇臂截割装置(9)的第二摇臂上，所述箱体内安装有等离子体脉冲控制器(1-6)、等离子体发生器(1-7)、开关(1-8)、等离子电源(1-9)和储能电容(1-10)，所述刀盘内安装有等离子体输送通道(1-2)、等离子体推进组件(1-4)和等离子体储存器(1-5)，所述刀盘外边缘上均匀布设有粒子喷射口(1-1)，等离子体从粒子喷射口(1-1)喷出，在刀盘外边缘上形成刀刃，等离子电源(1-9)、储能电容(1-10)和等离子体发生器(1-7)通过高压电缆依次连接，储能电容(1-10)与等离子体发生器(1-7)之间的高压电缆上设有开关(1-8)，等离子体发生器(1-7)与等离子体脉冲控制器(1-6)连通，等离子体脉冲控制器(1-6)与等离子体储存器(1-5)连通，等离子体储存器(1-5)通过等离子体推进组件(1-4)与等离子体输送通道(1-2)连通，所述等离子体输送通道(1-2)通过各个支通道与粒子喷射口(1-1)连通。

3.如权利要求2所述的等离子体切割与机械动态拉剪破岩组合的采掘机，其特征在于：所述粒子喷射口(1-1)设有十二个。

4.如权利要求1至3任意一项所述的等离子体切割与机械动态拉剪破岩组合的采掘机，其特征在于：所述岩体拉剪装置(3)包括液压夹爪(3-1)、控制机组和旋转臂(3-3)，所述液压夹爪(3-1)通过旋转臂(3-3)安装在多悬臂式采掘机本体的第二悬臂上，所述液压夹爪(3-1)通过控制机组与多悬臂式采掘机本体的控制系统连接；液压夹爪(3-1)包括两块平行、且相对布设的夹板，夹板的厚度小于预制缝的大小，夹板相对面上均匀布设有多个液压加载机构，液压加载机构的油缸活塞端运行轨迹与夹板垂直。

5.如权利要求4所述的等离子体切割与机械动态拉剪破岩组合的采掘机，其特征在于：所述等离子电磁复合切割机械臂(1)及岩体拉剪装置(3)均与多悬臂式采掘机本体的控制系统(4)连接。

6.一种等离子体切割与机械动态拉剪破岩组合的采掘方法，利用权利要求5所述的采掘机，其特征在于：包括如下步骤：

a、多悬臂式采掘机本体进入到施工位置，多悬臂式采掘机本体的后支撑(6)固定在地面上，将多悬臂式采掘机本体与地面固定；

b、多悬臂式采掘机本体的第一臂带动等离子电磁复合切割机械臂(1)向前推进，等离子电磁复合切割机械臂(1)的刀盘启动，通过刀盘在掌子面上移动形成预制缝，相邻预制缝之间的间距与岩体拉剪装置(3)两夹板之间的间距相匹配；

c、通过等离子电磁复合切割机械臂(1)完成掌子面所有预制缝的切割后，多悬臂式采掘机本体的悬臂收缩，带动等离子电磁复合切割机械臂(1)回收；

d、多悬臂式采掘机本体的第二悬臂移动，从而带动岩体拉剪装置(3)的夹板插入岩体的预制缝内部，然后控制液压加载机构启动、挤压相邻预制缝之间遗留岩体，将遗留岩体固定；

e、再控制第二悬臂或/和多悬臂式采掘机本体朝远离掌子面方向移动，使得遗留岩体受力变为剪切与拉伸状态，实现拉剪破岩，如此地往复循环，直到完成对工作面的完整采掘。