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本发明公开了一种基于定向钻‑探‑测一体化的水下盾构隧道安全保障方法，先在水域下方施工一小直径钻孔，并建立初始地质模型；接着将小直径钻孔进行扩孔形成大直径钻孔，然后将并行电法电缆和监测光缆放置在大直径钻孔内，在隧道掘进之前，通过碳棒测量电极获得零次场、一次场、二次场数据，并利用现有反演方法对数据处理形成反演图像，完成地层精细化地质模型；开始进行隧道掘进，通过并行电法电缆和监测光缆分别获得掘进过程中岩土体受扰动情况及隧道周边岩土体沉降变形情况，完成隧道安全掘进；在隧道后续使用过程中，并行电法电缆和监测光纤对隧道及其周围岩土体进行持续监测，能及时发现发生沉降变形的情况，从而保障隧道全生命周期的安全。
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本发明公开了一种充填与综采混采面过渡支架支护参数设计方法。首先根据混合开采工作面采煤生产能力与充填段工作面充填能力需求，确定混合工作面总长度L总与充填段长度L充；然后，通过3DEC三维离散元软件建立充填与综采混合开采数值模型，模拟计算充填段采空区不同充实率变化时，过渡段顶板垮落高度H以及过渡段应力影响范围S；基于数值模拟计算结果，按相关系数R2对曲线进行拟合得到充实率与垮落高度H、过渡段应力影响范围S的函数关系；最后结合实际工程地质参数对过渡支架支护参数进行设计。该方法可为支架支护设计提供参考，实现混合工作面充填支架与综采支架平稳过渡，进一步丰富充填采煤理论，扩大充填采煤的应用范围。
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一种近全岩上保护层开采设计方法，属于煤层开采中上保护层开采设计方法。以保护层开采矿井工程地质条件信息与煤岩体试样的物理力学参数为基础，采用数值分析的方法，确定被保护层膨胀变形率保护层底板塑性区破坏深度K、煤层瓦斯压力P满足《防治煤与瓦斯突出规定》的保护层开采厚度M、保护层与被保护层层间距H，然后依据近全岩上保护层中岩石层开采厚度所占百分比，在传统综采工艺、单排孔爆破预裂辅助传统综采工艺以及双排三花孔爆破辅助传统综采工艺中确定近全岩保护层开采工艺。此方法可为无常规保护层可采的低渗透性高瓦斯煤层的安全回采提供理论依据，同时进一步丰富保护层开采设计方法，该方法经济效益显著、安全高效，具有广泛的实用性。
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液压驱动双螺旋推进车船是一种双螺旋驱动行走机构，利用滚动摩擦力原理，采用双螺旋驱动和整流罩导向方式组成松软地质及水中负重行驶和牵引功能的行走机构，采用双螺旋驱动，其结构简单、重心低、易于控制、行进速度均匀，能够灵活实现松软地质及水中行驶任务。因其多功能的用途，特别是需在富水的地面、水中及干燥的沙漠中行驶，对于机架的密封性要求较高。其结构特点为：推进螺旋1由螺旋轴2与皮带轮4同轴线固连，螺旋轴2在机架3上转动联接，皮带轮4通过三角皮带5与主动皮带轮6传动，主动皮带轮6由液压马达7提供旋转动力，1-2-3-4-5-6-7组成螺旋推进装置。
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一种保水采煤矿井/矿区等级划分方法，属于煤炭开采领域，解决了现有技术中无法直观的对矿区内各矿井进行保水采煤等级划分的问题。以矿井为计算单元，计算吨煤水资源量，根据吨煤水资源量分布与吨煤消耗水资源量的关系将研究区内的矿井划分为不同类型，形成矿井吨煤水资源存储量等级图；根据浅表层水漏失量与浅表层水补给量关系确定的保护层厚度，将研究区内的矿井划分不同环境工程地质模式，形成矿井环境工程地质模式分布图；最终进行研究区矿井保水采煤矿井/矿区等级划分。本发明使用的划分方法简单实用，针对性的对矿井保水采煤等级进行了直观划分，为矿区选择开采方式提供了依据，对西北生态环境脆弱区保水采煤具有重要意义。
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一种新型矿用钢丝束，适用于煤矿井巷施工中的顶板支护工程。包括钢丝束主体、托盘和螺母；钢丝束主体是由4根平行螺旋肋钢丝、螺纹套管和大螺旋套管组成；螺纹套管在平行螺旋肋钢丝的尾部，用强力结构胶和焊接连接；大螺旋套管在平行螺旋肋钢丝的前部，用焊接连接；其长度可根据矿井实际地质条件进行选择，足够长度的钢丝束能够满足现代化矿井安全生产；钢丝束中各根钢丝受力均匀，不会发生应力集中；大螺旋套管保证树脂药卷的充分搅拌并形成巷道顶板厚层锚固岩梁。钢丝束尾部有螺纹套管，安装方便快捷；本方案的钢丝束的抗拉强度比普通锚杆高，在同等破断载荷指标下钢丝束的有效截面积更小、重量更轻、成本较低，具有较大的推广应用价值。
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本发明涉及一种随钻进的岩层质量评测方法，尤其适用于井巷工程中对岩层质量的评测。首先通过地质钻探或查阅地质资料确定巷道围岩的成层参数，对巷道围岩岩层特性有整体的把握；然后在巷道掘进支护过程中，使用探测钻机在打锚杆、锚索钻孔的过程中获取钻进参数，对测得的参数进行数据处理，形成此钻孔附近的岩层质量评价；随巷道不断掘进，使用探测钻机获取连续的数据，将所有钻孔的数据进行整合，得到连续的岩层质量评价，并据此提出相应的支护方法。该方法为可行的、高效的、不影响掘进支护的、连续的巷道围岩质量评测方法。
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一种采煤机煤岩自适应智能割煤控制的引导装置由牵引车、伸缩杆、滑轮、地质雷达探头、微处理器、无线发射器和无线接收器构成。采煤机行走割煤时，引导装置在移动过程中将地质雷达探头贴近采煤面进行探测，将探测的信号通过微处理器进行分析，识别煤岩结构，然后将分析信息通过无线发射器发送，安装在采煤机机身的无线接收器接收信号传输至采煤机的控制器，控制割煤摇臂的高度，避开岩层进行割煤，减少了截齿的磨损和研石的含量，同时也可以解决采煤机过断层的难题，提高了采煤效率。
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本发明公开一种基于浮标信号增强和动态探测的污水管定位装置。包括量杆（3），用于置放浮标（5）的浮标卷（12），以及置于地面（7）上的地质雷达（6）。本装置可以对井室外污水管进行定位，通过金属浮标和动态探测增强污水管信号，提高地质雷达对目标体的探测能力，提高探测深度，可以实现对老化污水管和大埋深污水管的精确定位，填补一项地下管线探测行业的空白领域，为城市地下管线探测技术规程《CJJ61》精细化地下管线探测或者复杂地下管线探测提供行业规范。
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一种六柱支撑式采煤充填液压支架,包括伸缩梁、前顶梁、后顶梁、前立柱、中立柱、后立柱、四连杆机构、中上部压实机构、调高千斤顶、下部箱体式压实机构、滑道、拉移千斤顶、后插式护顶装置、充填开采输送机、底座。前顶梁通过前立柱与中立柱支撑,并通过四连杆机构维持平衡;后顶梁与前顶梁相互铰接,通过后立柱支撑,承载顶板压力,控制充填前的顶板下沉量,并能悬吊充填开采输送机实现固体充填物在采空区充填,后顶梁设有滑道,不仅可以维护工作面正常采煤的工作空间,还可以实现对采空区的完全充填,同时对充填体进行全采高范围内压实。其结构紧凑,支撑力强,操作方便,对采空区的充填效果好,且能够适应复杂地质条件下的充填开采。
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一种巷道掘进冲击地压动力灾害实验方法及装置，其特征在于所述的实验方法包括模拟正常地质条件下巷道掘进的实验和模拟异常地质条件下巷道掘进的实验；它们均包括（1）配制试样；（2）对试样施加静态载荷，模拟煤矿井下掘进工作面周边岩体实际受力环境；（3）通过计算机程序控制刀具运动轨迹模拟掘进，采集试样掘进过程中反馈出的声电和力学信号；（4）将刀具撤出试样，采集试样停掘过程中反馈出的声电和力学信号；（5）分别在步骤2和步骤3中，施加动载荷，由计算机控制动态加载波形特征、施加时间参数；（6）改变动载波形形式和强度，直至试样发生冲击破坏，得到巷道冲击破坏的条件准则等步骤。本发明能为煤矿巷道掘进冲击地压的预警与防治提供理论参考与科学对策。
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本发明公开了一种冲击矿压的综合指数评估方法，通过综合分析评估开采区域的地质类和采矿类因素对冲击矿压发生影响的权重，分别计算得出两者的危险指数，并取其中的最大值作为最终的冲击矿压危险综合指数，依此确定开采区域的冲击矿压危险等级、状态和防治对策。本发明提供的冲击矿压的综合指数评估方法，是一种简单、易操作且使用的提前评估预测方法，只需通过分析开采区域的地质类因素和开采类因素便可确定其冲击矿压危险水平和等级，再根据预定的防治对策，可以提前做好冲击矿压的相关监测和防治准备，提升矿井生产的安全水平。
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一种穿煤层长壁开采区的垂直油气井的布置方法，属于垂直油气井的布置方法。方法：(1)穿煤层长壁开采区的垂直油气井布置位置的初步确定；(2)煤层长壁开采影响下油气井稳定性的数值模拟分析；(3)基于长壁开采影响下井筒变形量数值模拟分析的井筒保护煤柱尺寸设计及布井位置优选。该方法通过地质资料收集、地质模型建立以及煤层采动影响下井筒变形量预测三方面工作对穿煤层长壁开采区的垂直油气井的布置位置进行选择。优点：综合了区域的地层特征、煤层开采技术参数和井筒保护煤柱两侧长壁工作面先后回采的综合采动影响，可靠性高；实现采动影响下穿煤层开采区的垂直油气井稳定性的有效控制及浅部煤层与深部油气资源的安全、高效协调开采。
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本发明公开了一种矿山采选充+X开采模式，包含4种“采选充+X”开采模式：“采选充+留”、“采选充+处”、“采选充+抽”和“采选充+控”开采模式，所述“采选充+X”开采模式的选择由实际工程需求所决定，首先根据矿井地质水文条件、矿井系统布置、矿井“采选充”能力要求和煤炭资源开采地点等因素确定“采选充”三大系统，然后根据矿井实际工程需求和技术难题，确定X生产系统，形成“采选充+X”开采模式，通过设计采空区充实率来满足矿井实际工程需求，解决矿井资源开采中的技术难题，实现煤炭资源绿色、和谐、安全开采的目的，与原有“采选充”开采模式相比更加系统全面，有利于工程推广应用。
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本发明构建了一种探测露头残煤自燃区域的方法，该方法首先获取研究区的地质图和遥感影像。然后，对研究区的地质图进行矢量化，从中提取煤层分布区；对多期遥感影像进行预处理，再利用决策树方法对预处理后影像进行分类，利用分类后变化检测方法提取露头煤和裸地增加的区域；利用温度反演算法对预处理后遥感影像进行温度反演，并对地表温度进行分级，从中提取地表高温异常区；最后将煤层分布区、露头煤和裸地增加区、高温异常区三者进行空间叠置分析，提取三者重叠区域作为露头残煤自燃区域。该方法可以快速、准确地提取煤自燃区域，对煤自燃区域生态修复、残煤回收提供科学依据和技术支撑。
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本发明公开了一种能精确定位CO2炮位置的工作面地震探测方法，采用CO2炮作为工作面地震探测的震源；在回采工作面的一侧帮布设CO2炮激发钻孔，将CO2炮布设在CO2炮激发钻孔内；在回采工作面的同一侧帮布设至少四个检波器，检波器与采集主机连接；采集主机将采集到的多次地震信号传递给计算机，计算机按流程对CO2炮在CO2炮激发钻孔内的位置进行定位，并结合现场地质资料进行综合分析，最终对回采工作面的地质异常构造进行预测。本发明可精确定位CO2炮位置便于后续对地震信号的处理，从而有效保证工作面地震探测的准确性。
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本发明公开了一种基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法，包括如下步骤：在煤铀共生区域从地面打钻至煤炭赋存地层以获得地质信息；由地质信息确定岩层结构中的结构关键层和隔水层；在采煤区间隔设置多个短壁采煤工作面，且多个短壁采煤工作面同时推进形成多个工作面间隔条带协同开采；在短壁采煤工作面的后方及两侧位置切断顶板；从工作面及留设巷道向采空区充填体上方顶板岩层打钻孔，并对相互连通的裂隙群和顶板离层裂隙分别注浆充填；在下方煤层开采充填完毕后，从巷道钻孔至结构关键层上部，并以低于铀矿含水层孔隙压力的水压向结构关键层注水；当发现煤层顶板水中的铀、氡放射性元素超标时，对隔水层进行及时注浆修复。
本发明公开了一种用于修复深部地层CO2泄露的化学注浆液及其制备方法，属于二氧化碳捕集与减排领域，通过注浆液与泄露CO2经化学反应形成的耐酸碳酸盐矿物颗粒来修复深部CO2地质储存库的断层和裂缝并解决CO2的泄露问题。本发明公开的反应性注浆液绿色环保、经济、操作简单，能够克服耐酸菱镁矿颗粒的沉淀动力学限制，并在深部地层的CO2泄露区催化耐酸菱镁矿颗粒的快速沉淀；且具有低粘度的特性与渗透范围广的特点，使其能够进入细小孔隙及裂缝并成为更有前景的反应性注浆液。本发明可以为深部CO2地质储存库的泄漏修复和断层愈合提供有效的化学解决方案，适于推广与应用。
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一种奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法，属于含水地质结构判别指标及确定方法。将埋深深度大于300m型煤田基底奥灰顶部充填带划分为3种类型：隔水充填带、弱隔水充填带、富水带；隔水充填带可直接作为隔水层利用，弱隔水充填带可以通过注浆改造为隔水层后加以利用，二者的判别及发育深度即厚度的确定，对埋深深度大于300m型煤田深部矿井下组煤开采奥灰水害防治意义重大；依据钻孔单位涌水量q值、井下钻孔放水试验Q值、渗透试验K值，划分奥灰顶部隔水充填带类型，给出了类型判别指标阈值及其确定。优点：本发明的结构判别指标均是从常规水文试验中获取，获取方法相对简单，易于现场人员操作，便于现场应用实践，应用前景广阔。
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本发明公开了一种基于应力梯度的煤矿冲击地压危险区域的划分方法，包括以下步骤：收集地质资料；进行采动数值模拟；计算应力随空间分布数据和应力随时间分布数据；划分冲击危险区域；工作面开采之后，根据上述数值模拟划分的冲击危险区域，对此区域进行实时在线应力监测，得到监测区域的应力场，重复上述步骤，收集地质资料，根据应力数据进行冲击地压危险区域划分以及预测预警。本发明根据区域的应力梯度与煤岩体冲击破坏情况存在耦合关系来预测预警冲击地压。根据应力梯度异常情况划分冲击危险区域，适用性强，准确性高，能够准确的预测预警冲击地压危险区域，保证矿井财产安全和工作人员生命安全，对于煤矿安全意义重大。
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一种井下矸石分选充填系统及方法,系统包括多级皮带输送机、齿辊式破碎机、强力震动分级筛、选择破碎式煤矸分离机、螺旋分级筛、对辊式破碎机、连续式强力搅拌机、底槽带输送机、输送泵,通过齿辊式破碎机和选择破碎式煤矸分离机进行一级破碎和选择性破碎,并通过强力震动分级筛和螺旋分级筛进行两级筛分;筛分出的煤经底槽输送机输送至煤仓;筛分出的矸石进行细碎后送入连续式强力搅拌机中和水搅拌成稠料,通过输送泵输送到待填充的井下采空区,该系统可以实现在建筑物下、水体下、铁路下等复杂条件下的采集作业,提高煤炭的回收率,同时减少了矸石出井、煤矸井上分离等费用,减少矸石占地面积及矸石地面堆放所引发的自燃、酸雨等地质灾害。
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本发明公开了一种地下空间通风量算法，本算法针对地下空间以除湿为主的通风空调系统的通风量控制计算方法，以满足地下空间的IAQ为目标，从能源需求侧管理角度分析，以建筑能源管理控制系统为出发点，利用地下空间壁面地质体具有良好的建筑热工性能，体现湿空气各个状态参数之间非线性、强耦合的函数关系，体现地下空间使用维护时稳定状态和非稳定状态的不同通风量计算模型，将地下空间复杂的实际湿负荷通过动态平衡分析建立的数学模型实现简化计算，确保通风量既能满足消除地下空间内污染物、余热和余湿的需要，又能大大减少系统冬季采暖、夏季降温的能源需求，使地下空间室内的参数控制达到设计要求，同时利于开发壁面地质体浅层的地能资源。
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本发明公开一种基于数值反演的采场冲击危险性评估方法，包括步骤一、采集矿井建模数据，构建三维地质精细化模型；步骤二、所建模型的进行平衡计算；步骤三、工作面开挖；步骤四、获取冲击地压危险性指数K并进行危险等级评定；本发明采用矿井钻孔柱状图的岩层数据进行精细化建模，能够有效的模拟出矿井实际的地质构造情况，提高冲击危险的评价准确度，同时依据矿井实际的采掘接替顺序对初始平衡计算后的模型进行开挖，所涉及的冲击危险评价更符合矿井实际情况，准确度更高，且采用煤岩体积累的弹性能与产生动力破坏所需的最小能量的比值大小作为判据，对工作面精准的进行支护和卸压措施，确定的冲击危险等级评价更具准确性。
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本发明公开了一种指导综采机顶煤开采的方法，适用于预防顶板硬岩对综采机的破坏，包括如下步骤：(1)将放射仪嵌合在综采机钻头非工作位置，避免综采机钻头和放射仪相互影响工作；(2)在综采机工作前，预设报警岩石密度阈值；(3)综采机工作时，综采机钻头对顶部煤层进行开挖，同时放射仪对综采机钻头前方工作区域的地质密度进行探测，当探测到的地质密度大于报警岩石密度阈值或发生突变时，进行报警提示。该方法，能够实现综采机在顶板煤岩交界处切煤时，特别在接近岩石时发出警报，防止综采机盲目破岩，造成综采机设备损坏。
本发明公开了一种原位多功能高温高压驱替与排采模拟试验系统和试验方法，包括试验装置和驱替与排采系统，试验装置包括能够对煤岩样品产生轴向压力的上轴压加载单元和下轴压加载单元，还包括能够对煤岩样品产生围压的围压端盖、围压活塞和围压压头，通过对轴压和围压可以模拟地质中的受压环境，在试验时通过电极板组对煤岩样品进行加热以模拟地质中的高温环境，通过注入一定温度、压力的气体或水实现驱替与压裂排采试验，同时通过驱替与排采系统可以对驱替过程中的混合气体进行采集并在线分析与监测。该试验装置可以实现三轴应力作用下的高温驱替与排采试验，试验精确度高，结构合理，安全系数高。
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一种立柱式可调预紧力吸能支护模拟实验装置及方法，其特征在于所述的装置包含柱腿（1）、可升降装置（2）、弹簧（3）、柱体（4）、力传感器（5）；所述力传感器（5）放置在柱体（4）顶部端头上，柱体（4）上安装有弹簧（3）、可升降装置（2），所述可升降装置（2）包含：底座（21）、螺栓（22）、滚轴（23）、销子A（24）、转臂（25）、销子B（26）、升降块（27）。本发明的实验用支护装置可独立调节预紧力、安装调节方便，结构简单，制备方便，成本低。可用于研究吸能支护的机理，为在不同地质条件下施工巷道并进行立柱式吸能支护提供设计依据。
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本发明提供的一种岩层参数的确定方法及装置，属于地质勘探工程技术领域。通过将获取的钻进岩层过程中在不同的数据采集时间采集到的多个试验数据组中的钻进单位体积岩石时的钻杆轴力做功值、钻进单位体积岩石时的钻杆扭矩做功值、钻进单位体积岩石时的钻头与孔底摩擦做功值代入岩石单轴抗压强度值Rc的估算公式，来得到多个岩石单轴抗压强度值，并通过K‑means聚类分析软件来确定不同岩层分类中的岩石单轴抗压强度值组成的子序列，通过求子序列中岩石单轴抗压强度值的均值，即得到该岩层的单轴抗压强度均值，并可进一步确定各岩层的厚度。从而极大的简化了地质勘探程，且对于井巷工程实现了岩性连续探测，节约了人力和时间成本。
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一种浅埋煤层长壁工作面保水开采方法,尤其适用于浅埋煤层的安全生产和水资源保护,根据煤层地质测量信息数据确定开采工作面;尽量采用工作面长度在200M以上的大尺寸长壁工作面;工作面采用8000KN以上高强度的液压支架支撑;选用合适长壁工作面快速推进的配套设备,并采用循环作业,保证长壁工作面日推进速度在15M以上;在开切眼区域附近10～50M范围内局部充填或局部降低采高,以减少采动覆岩贯通裂缝,使基岩不发生整体错动式破坏;并在老顶初次来压区域附近10～50M范围内,局部降低采高或在其对应地表影响范围内局部注浆以减小覆岩的运移空间,使覆岩形成较为稳定的砌体梁结构,增强采动覆岩阻水作用。该方法水资源保护效果好,能安全生产、减少浪费、环保、煤炭资源回收率高。
本发明公开了一种基于BIM模型的智能施工方法、系统及成套智能施工装备，所述方法包括基于预设的施工方案，构建隧道BIM信息化模型；基于所述隧道BIM信息化模型，自动下发施工任务至智能化施工单机，智能化施工单机自动或引导完成施工任务；自动监测智能化施工单机的施工质量数据和施工过程数据，并反馈至隧道BIM信息化模型，优化所述隧道BIM信息化模型，形成PDCA闭环循环。本发明建立隧道BIM信息化模型，搭载施工地质信息、设计方案、施工方案、施工计划及施工过程数据等，基于BIM信息化模型驱动隧道智能化建设，实现施工任务的规划、下发、执行、监测等闭环管理，利用超前地质预报、实时反馈的施工报告，及时修正施工方案。
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本发明公开了一种多圈圆环组装式盾构刀盘及工作方法，适用于盾构机使用。包括中心刀盘和多圈相互独立驱动旋转的圆环形刀盘，圆环形刀盘分别由多个驱动装置独立驱动而绕固定在盾构机上的可伸缩副轴旋转。盾构机主轴仅需驱动中心刀盘旋转，大大降低了主轴的强度及驱动力需求，有利于扩大盾构整体刀盘直径，根据隧道直径和工程地质条件调整圆环形刀盘的宽度和组装数量，可形成不同直径的盾构刀盘，同时根据需要调整不同圆环形刀盘环绕的可伸缩副轴和驱动装置的数量和强度要求，满足不同地层地质条件的需求。通过调节可伸缩副轴的长度调整不同圆环形刀盘的推进行程和角度，不同圆环形刀盘的转向及转速均可单独调整，有效提高破岩效率。
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