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龙图腾网获悉中南大学申请的专利一种掘进过程中岩体裂缝动态扩裂破岩系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120083529B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510575959.6，技术领域涉及：E21D9/10；该发明授权一种掘进过程中岩体裂缝动态扩裂破岩系统及方法是由朱泉企;李震;李地元;杨博;夏简强;孙嘉豪;赵君杰设计研发完成，并于2025-05-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种掘进过程中岩体裂缝动态扩裂破岩系统及方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种掘进过程中岩体裂缝动态扩裂破岩系统，包括设置在掘进机摇臂位置的岩体裂缝实时捕捉模块、图像处理与控制模块、粒子流加压发射模块；本发明利用了高能粒子流技术高能量、高速度、高精度等优点，实现了掘进过程中岩体新生裂缝的动态化扩裂，辅助掘进机破岩，同时实现了辅助破岩工序与掘进破岩工序的同步化，缩短了破岩时间，提升了破岩效率；同时利用图像处理技术，将掘进过程中产生的裂缝进行分类，筛选出开裂程度最大的多条裂缝，然后将高能粒子流沿裂缝开裂方向打出，减少了不必要能量损失的同时实现了精准化、高效化岩体扩裂；本发明还提供了一种掘进过程中岩体裂缝动态扩裂破岩方法。

本发明授权一种掘进过程中岩体裂缝动态扩裂破岩系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种掘进过程中岩体裂缝动态扩裂破岩系统，其特征在于，包括设置在掘进机摇臂位置的岩体裂缝实时捕捉模块、图像处理与控制模块、粒子流加压发射模块； 所述岩体裂缝实时捕捉模块包括第一连接臂以及工业相机，所述第一连接部与所述掘进机摇臂连接，所述工业相机与所述第一连接部连接，用于实时拍摄岩体图像； 所述图像处理与控制模块与所述岩体裂缝实时捕捉模块、所述粒子流加压发射模块均通信连接，所述图像处理与控制模块用于对图像进行灰度化处理，通过图像特征的增强，识别出裂缝与开裂方向，将开裂最大的多条裂缝信息传递至所述粒子流加压发射模块； 所述粒子流加压发射模块包括粒子流加压输送组件以及粒子流发射组件，所述粒子流加压输送组件用于对粒子流进行加压，所述粒子流发射组件用于使高能粒子流以预设的角度发射； 所述粒子流发射组件通过第二连接部与所述掘进机摇臂连接，所述粒子流发射组件对应所述掘进机摇臂的破岩路线的前方未破碎区域； 采用一种掘进过程中岩体裂缝动态扩裂破岩方法，包括如下步骤： S1，掘进机开机，同步启动粒子流加压模块进行加压； S2，掘进机将截割头伸至断面预设位置，记每次截割路线为，同时以截割头中线为轴，将轴线第一部分形成的破碎区域记为，将轴线第二部分形成的破碎区域记为； S3，掘进机截割的同时岩体裂缝实时捕捉模块同步触发，工业相机瞄准区域，对作业过程中岩体情况进行连续高速拍摄，并将图像传输给图像处理与控制模块； S4，图像处理与控制模块对图像进行灰度化处理，通过图像特征的增强，识别出裂缝与开裂方向并将开裂最大的m条裂缝信息传递给粒子流加压发射模块； S5，粒子流发射模块的粒子流旋转发射头旋转预设角度至与区域的m条裂缝方向一致，开启后高能粒子流射出，沿裂缝原始开裂方向进行辅助致裂，当掘进机转至截割路线后，位置受高能粒子流辅助致裂强度降低； 掘进机按照S型路线由上往下进行破岩，当截割头在第次截割时，裂缝会向下方的截割路线所在的区域发展，且更加集中区域。

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