一种圆形巷道全切割掘进实验装置的制造方法
【专利摘要】一种圆形巷道全切割掘进实验装置，包括切割部、驱动部、连接轴、转动部和套管。所述切割部包括麻花钻头、环形齿口切刀。所述驱动部是四周为螺纹的圆柱体，可内旋于套管；所述圆柱体，一端设有矩形凹槽和圆形凹槽，另一端通过螺栓与连接轴相接。所述连接轴是直杆，所述转动部是直角转杆，两者通过螺栓连接。所述麻花钻头可固定于驱动部的矩形凹槽；所述环形齿口切刀可固定于驱动部的圆形凹槽。所述套管内设螺纹，与驱动部配套。本实用新型造价低，设计合理，结构简单，操控简便，精确度高，适用于相似模拟实验圆形巷道的全切割开挖。
【专利说明】
一种圆形巷道全切割掘进实验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及相似模拟实验巷道掘进设备领域，尤其涉及一种圆形巷道全切割掘进实验装置。
【背景技术】
[0002]在地下采矿巷道掘进、隧道地铁开挖过程中，岩石开挖将使围岩失去原有的平衡状态，其内部原有应力场发生改变。如果围岩新应力场中的应力没有超过岩石的承载能力，岩石就会自行平衡；否则围岩将可能发生破坏，如出现破裂、冒顶或者断面产生大变形。因此，巷道围岩稳定性的研究对于生产实际具有重要的意义。目前除了采用理论分析、现场观测、软件模拟方法之外，相似模拟实验也是一种有力的科学研究手段。相似模拟实验是依据相似定律，采用相似模拟材料来模拟矿山、岩土、地质等问题的物理模拟实验。通过模型上发生的现象和规律，得出有关的技术指标和参数，从而为理论研究和现场实践作出指导。
[0003]目前相似模拟实验中，圆形巷道的掘进多采用简单的刀具，通过小刀来一块块的开挖岩体。这种原始的掘进方法不仅费时费力、开挖效果不理想，而且与现场实际不相符、影响了相似模拟实验的准确性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种圆形巷道全切割掘进实验装置，用以解决【背景技术】中的问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:
[0006]—种圆形巷道全切割掘进实验装置，包括切割部、驱动部、连接轴、转动部和套管。所述切割部包括麻花钻头、环形齿口切刀。所述驱动部是四周为螺纹的圆柱体，可内旋于套管;所述圆柱体，一端设有矩形凹槽和圆形凹槽，另一端通过螺栓与连接轴相接。所述连接轴是直杆，所述转动部是直角转杆，两者通过螺栓连接。所述麻花钻头可固定于驱动部的矩形凹槽;所述环形齿口切刀可固定于驱动部的圆形凹槽。所述套管内设螺纹，与驱动部配套。
[0007]优选地，所述麻花钻头包括麻花钻身和圆柱柄身;所述麻花钻身的直径有多种;所述圆柱柄身外周设有两个切平面，可固定于驱动部的矩形凹槽。
[0008]优选地，所述的一种圆形巷道全切割掘进实验装置，其特征在于，所述环形齿口切刀的直径大于麻花钻头的直径，环形齿口切刀与麻花钻头之间具有一定的间隙。
[0009]进一步地，所述的一种圆形巷道全切割掘进实验装置，包括以下操作步骤:
[0010]a.在相似模拟实验台上确定圆形巷道开挖位置，将麻花钻头对准巷道中心点；
[0011 ] b.手动旋转直角转杆，麻花钻头切入岩体；
[0012]c.麻花钻头钻入岩体一定深度后，环形齿口切刀开始接触岩体；
[0013]d.切割的岩肩落入麻花钻头与环形齿口切刀之间的间隙，待岩肩装满后拔出掘进装置，倒出岩肩。
[0014]采用上述技术方案的有益效果是:
[0015]本实用新型技术方案采用一种圆形巷道全切割掘进实验装置，通过摇动转杆来驱动麻花钻头和环形齿口切刀来进行相似模拟实验圆形巷道的开挖，可以到达一次性全断面掘进、围岩光滑无残渣的目的。此外，本实用新型造价低，设计合理，结构简单，操控简便，精确度高，适用于相似模拟实验圆形巷道的全切割开挖。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的整体结构不意图；
[0017]图2为麻花钻头的结构不意图；
[0018]图3为环形齿口切刀的剖面图；
[0019]图4为环形齿口切刀的截面图；
[0020]图5为驱动部的剖面图；
[0021]图6为驱动部的截面图；
[0022]图7为套管的剖面图；
[0023]图8为连接轴的结构示意图；
[0024]图9为转动部的结构示意图；
[0025]图中:1、切割部;2、驱动部;3、连接轴;4、转动部;5、套管;6、麻花钻头;7、环形齿口切刀;8、矩形凹槽;9、圆形凹槽;10、麻花钻身；11、圆柱柄身。
【具体实施方式】
[0026]为使本实用新型的目的、特征和优点更加明确，下面结合附图和实施例对本实用新型提供的一种圆形巷道全切割掘进实验装置进行详细说明。
[0027]如图1-9所示，一种圆形巷道全切割掘进实验装置，包括切割部1、驱动部2、连接轴
3、转动部4和套管5。所述切割部I包括麻花钻头6、环形齿口切刀7。所述驱动部2是四周为螺纹的圆柱体，可内旋于套管5;所述圆柱体，一端设有矩形凹槽8和圆形凹槽9，另一端通过螺栓与连接轴3相接。所述连接轴3是直杆，所述转动部4是直角转杆，两者通过螺栓连接。所述麻花钻头6可固定于驱动部2的矩形凹槽8;所述环形齿口切刀7可固定于驱动部2的圆形凹槽9 ο所述套管5内设螺纹，与驱动部4配套。
[0028]所述麻花钻头6、环形齿口切刀7、连接杆、螺栓等均为现有技术中的设备，本实用新型仅是将它们使用和组合，对其不再赘述。
[0029]如图2、5、6所示，本实用新型中，所述麻花钻头6包括麻花钻身10和圆柱柄身11;所述麻花钻身10的直径有多种;所述圆柱柄身11外周设有两个切平面，可固定于驱动部2的矩形凹槽8。
[0030]如图1-4所示，本实用新型中，所述环形齿口切刀7的直径大于麻花钻头6的直径，环形齿口切刀7与麻花钻头6之间具有一定的间隙。
[0031 ]本实用新型的实施方式如下:
[0032]根据矿山、岩土等实际地质条件在相似模拟实验台上布置相似模型，组装检查该圆形巷道全切割掘进实验装置。在相似模型上确定圆形巷道开挖位置，将麻花钻头对准巷道中心点。手动旋转直角转杆，麻花钻头切入岩体。麻花钻头钻入岩体一定深度后，环形齿口切刀开始接触岩体。切割的岩肩落入麻花钻头与环形齿口切刀之间的间隙，待岩肩装满后拔出掘进装置，倒出岩肩。重复此过程，直到巷道开挖结束。
[0033]如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，只是用于帮助阐述本实用新型的核心思想和技术方案，并非对其限定。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制，凡是依据本实用新型所做出的非实质替换、变形和改进，均包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种圆形巷道全切割掘进实验装置，其特征在于，包括切割部(I)、驱动部(2)、连接轴(3)、转动部(4)和套管(5);所述切割部(I)包括麻花钻头(6)、环形齿口切刀(7);所述驱动部(2)是四周为螺纹的圆柱体，可内旋于套管(5);所述圆柱体，一端设有矩形凹槽(8)和圆形凹槽(9)，另一端通过螺栓与连接轴(3)相接;所述连接轴(3)是直杆，所述转动部(4)是直角转杆，两者通过螺栓连接;所述麻花钻头(6)可固定于驱动部(2)的矩形凹槽(8);所述环形齿口切刀(7)可固定于驱动部(2)的圆形凹槽(9);所述套管(5)内设螺纹，与驱动部(4)配套。2.根据权利要求1所述的一种圆形巷道全切割掘进实验装置，其特征在于，所述麻花钻头(6)包括麻花钻身(10)和圆柱柄身(11);所述麻花钻身(10)的直径有多种;所述圆柱柄身(11)外周设有两个切平面，可固定于驱动部(2)的矩形凹槽(8)。3.根据权利要求1所述的一种圆形巷道全切割掘进实验装置，其特征在于，所述环形齿口切刀(7)的直径大于麻花钻头(6)的直径，环形齿口切刀(7)与麻花钻头(6)之间具有一定的间隙。
【文档编号】G01N33/24GK205506820SQ201620279733
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】赵光普, 李兆欣, 魏炜杰, 康鑫, 于翔
【申请人】中国矿业大学(北京)