一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，包括切割部、驅(qū)動(dòng)部、連接軸、轉(zhuǎn)動(dòng)部和套管。所述切割部包括麻花鉆頭、環(huán)形齒口切刀。所述驅(qū)動(dòng)部是四周為螺紋的圓柱體，可內(nèi)旋于套管；所述圓柱體，一端設(shè)有矩形凹槽和圓形凹槽，另一端通過(guò)螺栓與連接軸相接。所述連接軸是直桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部是直角轉(zhuǎn)桿，兩者通過(guò)螺栓連接。所述麻花鉆頭可固定于驅(qū)動(dòng)部的矩形凹槽；所述環(huán)形齒口切刀可固定于驅(qū)動(dòng)部的圓形凹槽。所述套管內(nèi)設(shè)螺紋，與驅(qū)動(dòng)部配套。本實(shí)用新型造價(jià)低，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操控簡(jiǎn)便，精確度高，適用于相似模擬實(shí)驗(yàn)圓形巷道的全切割開挖。
【專利說(shuō)明】
一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及相似模擬實(shí)驗(yàn)巷道掘進(jìn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在地下采礦巷道掘進(jìn)、隧道地鐵開挖過(guò)程中，巖石開挖將使圍巖失去原有的平衡狀態(tài)，其內(nèi)部原有應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生改變。如果圍巖新應(yīng)力場(chǎng)中的應(yīng)力沒有超過(guò)巖石的承載能力，巖石就會(huì)自行平衡；否則圍巖將可能發(fā)生破壞，如出現(xiàn)破裂、冒頂或者斷面產(chǎn)生大變形。因此，巷道圍巖穩(wěn)定性的研究對(duì)于生產(chǎn)實(shí)際具有重要的意義。目前除了采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、軟件模擬方法之外，相似模擬實(shí)驗(yàn)也是一種有力的科學(xué)研究手段。相似模擬實(shí)驗(yàn)是依據(jù)相似定律，采用相似模擬材料來(lái)模擬礦山、巖土、地質(zhì)等問(wèn)題的物理模擬實(shí)驗(yàn)。通過(guò)模型上發(fā)生的現(xiàn)象和規(guī)律，得出有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)，從而為理論研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐作出指導(dǎo)。
[0003]目前相似模擬實(shí)驗(yàn)中，圓形巷道的掘進(jìn)多采用簡(jiǎn)單的刀具，通過(guò)小刀來(lái)一塊塊的開挖巖體。這種原始的掘進(jìn)方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力、開挖效果不理想，而且與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不相符、影響了相似模擬實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，用以解決【背景技術(shù)】中的問(wèn)題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，包括切割部、驅(qū)動(dòng)部、連接軸、轉(zhuǎn)動(dòng)部和套管。所述切割部包括麻花鉆頭、環(huán)形齒口切刀。所述驅(qū)動(dòng)部是四周為螺紋的圓柱體，可內(nèi)旋于套管;所述圓柱體，一端設(shè)有矩形凹槽和圓形凹槽，另一端通過(guò)螺栓與連接軸相接。所述連接軸是直桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部是直角轉(zhuǎn)桿，兩者通過(guò)螺栓連接。所述麻花鉆頭可固定于驅(qū)動(dòng)部的矩形凹槽;所述環(huán)形齒口切刀可固定于驅(qū)動(dòng)部的圓形凹槽。所述套管內(nèi)設(shè)螺紋，與驅(qū)動(dòng)部配套。
[0007]優(yōu)選地，所述麻花鉆頭包括麻花鉆身和圓柱柄身;所述麻花鉆身的直徑有多種;所述圓柱柄身外周設(shè)有兩個(gè)切平面，可固定于驅(qū)動(dòng)部的矩形凹槽。
[0008]優(yōu)選地，所述的一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述環(huán)形齒口切刀的直徑大于麻花鉆頭的直徑，環(huán)形齒口切刀與麻花鉆頭之間具有一定的間隙。
[0009]進(jìn)一步地，所述的一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，包括以下操作步驟:
[0010]a.在相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上確定圓形巷道開挖位置，將麻花鉆頭對(duì)準(zhǔn)巷道中心點(diǎn)；
[0011 ] b.手動(dòng)旋轉(zhuǎn)直角轉(zhuǎn)桿，麻花鉆頭切入巖體；
[0012]c.麻花鉆頭鉆入巖體一定深度后，環(huán)形齒口切刀開始接觸巖體；
[0013]d.切割的巖肩落入麻花鉆頭與環(huán)形齒口切刀之間的間隙，待巖肩裝滿后拔出掘進(jìn)裝置，倒出巖肩。
[0014]采用上述技術(shù)方案的有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型技術(shù)方案采用一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)搖動(dòng)轉(zhuǎn)桿來(lái)驅(qū)動(dòng)麻花鉆頭和環(huán)形齒口切刀來(lái)進(jìn)行相似模擬實(shí)驗(yàn)圓形巷道的開挖，可以到達(dá)一次性全斷面掘進(jìn)、圍巖光滑無(wú)殘?jiān)哪康摹４送?，本?shí)用新型造價(jià)低，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操控簡(jiǎn)便，精確度高，適用于相似模擬實(shí)驗(yàn)圓形巷道的全切割開挖。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖2為麻花鉆頭的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖3為環(huán)形齒口切刀的剖面圖；
[0019]圖4為環(huán)形齒口切刀的截面圖；
[0020]圖5為驅(qū)動(dòng)部的剖面圖；
[0021]圖6為驅(qū)動(dòng)部的截面圖；
[0022]圖7為套管的剖面圖；
[0023]圖8為連接軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖9為轉(zhuǎn)動(dòng)部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中:1、切割部;2、驅(qū)動(dòng)部;3、連接軸;4、轉(zhuǎn)動(dòng)部;5、套管;6、麻花鉆頭;7、環(huán)形齒口切刀;8、矩形凹槽;9、圓形凹槽;10、麻花鉆身；11、圓柱柄身。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加明確，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提供的一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]如圖1-9所示，一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，包括切割部1、驅(qū)動(dòng)部2、連接軸
3、轉(zhuǎn)動(dòng)部4和套管5。所述切割部I包括麻花鉆頭6、環(huán)形齒口切刀7。所述驅(qū)動(dòng)部2是四周為螺紋的圓柱體，可內(nèi)旋于套管5;所述圓柱體，一端設(shè)有矩形凹槽8和圓形凹槽9，另一端通過(guò)螺栓與連接軸3相接。所述連接軸3是直桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部4是直角轉(zhuǎn)桿，兩者通過(guò)螺栓連接。所述麻花鉆頭6可固定于驅(qū)動(dòng)部2的矩形凹槽8;所述環(huán)形齒口切刀7可固定于驅(qū)動(dòng)部2的圓形凹槽9 ο所述套管5內(nèi)設(shè)螺紋，與驅(qū)動(dòng)部4配套。
[0028]所述麻花鉆頭6、環(huán)形齒口切刀7、連接桿、螺栓等均為現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備，本實(shí)用新型僅是將它們使用和組合，對(duì)其不再贅述。
[0029]如圖2、5、6所示，本實(shí)用新型中，所述麻花鉆頭6包括麻花鉆身10和圓柱柄身11;所述麻花鉆身10的直徑有多種;所述圓柱柄身11外周設(shè)有兩個(gè)切平面，可固定于驅(qū)動(dòng)部2的矩形凹槽8。
[0030]如圖1-4所示，本實(shí)用新型中，所述環(huán)形齒口切刀7的直徑大于麻花鉆頭6的直徑，環(huán)形齒口切刀7與麻花鉆頭6之間具有一定的間隙。
[0031 ]本實(shí)用新型的實(shí)施方式如下:
[0032]根據(jù)礦山、巖土等實(shí)際地質(zhì)條件在相似模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上布置相似模型，組裝檢查該圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。在相似模型上確定圓形巷道開挖位置，將麻花鉆頭對(duì)準(zhǔn)巷道中心點(diǎn)。手動(dòng)旋轉(zhuǎn)直角轉(zhuǎn)桿，麻花鉆頭切入巖體。麻花鉆頭鉆入巖體一定深度后，環(huán)形齒口切刀開始接觸巖體。切割的巖肩落入麻花鉆頭與環(huán)形齒口切刀之間的間隙，待巖肩裝滿后拔出掘進(jìn)裝置，倒出巖肩。重復(fù)此過(guò)程，直到巷道開挖結(jié)束。
[0033]如上所述，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明，只是用于幫助闡述本實(shí)用新型的核心思想和技術(shù)方案，并非對(duì)其限定。本實(shí)用新型僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型所做出的非實(shí)質(zhì)替換、變形和改進(jìn)，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括切割部(I)、驅(qū)動(dòng)部(2)、連接軸(3)、轉(zhuǎn)動(dòng)部(4)和套管(5);所述切割部(I)包括麻花鉆頭(6)、環(huán)形齒口切刀(7);所述驅(qū)動(dòng)部(2)是四周為螺紋的圓柱體，可內(nèi)旋于套管(5);所述圓柱體，一端設(shè)有矩形凹槽(8)和圓形凹槽(9)，另一端通過(guò)螺栓與連接軸(3)相接;所述連接軸(3)是直桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部(4)是直角轉(zhuǎn)桿，兩者通過(guò)螺栓連接;所述麻花鉆頭(6)可固定于驅(qū)動(dòng)部(2)的矩形凹槽(8);所述環(huán)形齒口切刀(7)可固定于驅(qū)動(dòng)部(2)的圓形凹槽(9);所述套管(5)內(nèi)設(shè)螺紋，與驅(qū)動(dòng)部(4)配套。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述麻花鉆頭(6)包括麻花鉆身(10)和圓柱柄身(11);所述麻花鉆身(10)的直徑有多種;所述圓柱柄身(11)外周設(shè)有兩個(gè)切平面，可固定于驅(qū)動(dòng)部(2)的矩形凹槽(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓形巷道全切割掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述環(huán)形齒口切刀(7)的直徑大于麻花鉆頭(6)的直徑，環(huán)形齒口切刀(7)與麻花鉆頭(6)之間具有一定的間隙。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK205506820SQ201620279733
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日
【發(fā)明人】趙光普, 李兆欣, 魏煒杰, 康鑫, 于翔
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)