JP2000283700A

JP2000283700A - 長孔装薬方法

Info

Publication number: JP2000283700A
Application number: JP11089853A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Takano; 明洋高野; Shinichi Tomizu; 伸一戸水; Hidetoshi Shirooka; 英敏城岡
Original assignee: TOYOHA MINING; Sho Bond Corp
Current assignee: TOYOHA MINING; Sho Bond Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】貫通孔の装薬において火薬類の抜け落ちを防
止し、所定の位置に確実に込栓を行い、且つ施工時間を
も短縮することのできる長孔装薬方法を提供する。【解決手段】長孔装薬方法よれば、エアー抜きされた
ゴム製バルーン１１を貫通した長孔１０内へと挿入し、
所定位置まで降下させる。その後、所定位置に到達した
ゴム製バルーン１１にエアーを注入し、ゴム製バルーン
を膨らませ、長孔内壁に密着させる。次いで、タンピン
グ材１７をゴム製バルーン１１の上面に供給し、硬化さ
せ、込栓を施工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、採鉱現場における
発破作業、及び地下発電所などで施工される長孔さく孔
による通気或は導水立坑掘削などのための長孔装薬方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鉛、亜鉛鉱山などの鉱脈型金属
鉱山においてはサブレベル採掘法が採用されている。つ
まり、図２及び図３に示すように、鉱脈１に沿って立坑
２及び横坑３が形成され、各立坑２及び横坑３によって
各採掘区４が区画される。採掘区４は下側より順次に破
壊され、隣りの採掘区４側に向かって採掘は進行し、ピ
ラー５が形成される。破砕された鉱石は、例えばＬＨＤ
（ロードホールダンプ）６により集約ビンへと集めら
れ、地上に運び出される。

【０００３】このような採鉱現場では１つの採掘区４の
鉱脈は、傾斜角度が４０〜９０°、傾斜方向の長さは、
例えば１０〜３０ｍ程度とされる。従って、採鉱現場
（切羽）の発破作業のために長孔穿孔機７にてさく孔さ
れる孔１０は５ｍ以上の長孔（貫通孔）となる。

【０００４】このような切羽にて、発破作業を行うため
の装薬を行うには、先ず、さく孔された長孔１０に込栓
を行う必要がある。従来、込栓は、長孔１０の上方から
長孔内へとウエスなどの込め物を詰め込むことにより行
われている。込栓が終了すると、次いで、装薬が行われ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
長孔装薬方法では、貫通した長孔の上方から長孔内へと
ウエスなどの込め物を詰め込む作業自体煩雑であり、多
くの時間を要するものである上に、更に、特に、長孔の
径が１０５ｍｍと大きい場合には、長孔内に装薬された
爆薬の重量は相当大きなものとなり、場合によっては、
込栓の込め物抵抗が爆薬重量に耐え切れず、火薬類と共
に長孔より抜け落ち、火薬類の再装填を余儀なくするこ
とがあった。

【０００６】これを防止するために、込栓をロープで吊
ることも行われているが、作業が煩雑となり、施工時間
を長くする原因ともなっていた。

【０００７】従って、本発明の目的は、貫通孔の装薬に
おいて火薬類の抜け落ちを防止し、所定の位置に確実に
込栓を行い、且つ施工時間をも短縮することのできる長
孔装薬方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
長孔装薬方法にて達成される。要約すれば、本発明は、
（ａ）エアー抜きされたゴム製バルーンを貫通した長孔
内へと挿入し、所定位置まで降下させる工程、（ｂ）所
定位置に到達した前記ゴム製バルーンにエアーを注入
し、ゴム製バルーンを膨らませ、長孔内壁に密着させる
工程、（ｃ）タンピング材を前記ゴム製バルーン上面に
供給し、硬化させる工程、を有することを特徴とする長
孔装薬方法である。

【０００９】本発明の一実施態様によると、更に、
（ｄ）前記長孔内にケーシングパイプを設置し、このケ
ーシングパイプ内に装薬する工程、を有する。

【００１０】本発明の他の実施態様によると、前記タン
ピング材は、水硬性急硬モルタルである。好ましくは、
前記タンピング材は、紙容器に充填してカプセル化した
ものである。

【００１１】本発明の他の実施態様によると、前記長孔
内壁とゴム製バルーンとの接触領域（Ｗ）は、１００ｍ
ｍ以上とされる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る長孔装薬方法
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１３】図１に、本発明に係る長孔装薬方法の一実
施例を示す。本発明に従えば、込栓としてゴム製バルー
ン、例えばゴムボール１１が使用される。ゴムボール１
１としては、市販の任意のものを使用し得るが、内部に
チューブを有し、外ゴムとの間に不織布などで補強し、
空気注入口１２を備えた二重構造のものでなければなら
ず、例えば、サッカーボールのように、外側のゴムは外
傷に強い材質で、内側のゴムはエアー圧で膨張する材質
で形成されているものが好適である。

【００１４】更に具体的に言えば、ゴム製バルーン１１
の仕様としては、耐圧３ｋｇ／ｃｍ ²以上、耐熱１００
℃以上が必要である。又、長孔１０孔径が、それぞれ１
０５ｍｍ、７６ｍｍであり、最大装薬長を２０ｍとした
時、爆薬重量は、それぞれ、１７３ｋｇ、９１ｋｇとさ
れる。本発明者らの研究実験の結果によると、ゴム製バ
ルーンの接地強度は、バルーン内の空気圧２ｋｇ／ｃｍ
²、孔壁とバルーンとの摩擦係数０．５としたとき、孔
径が１０５ｍｍ、７６ｍｍの場合、それぞれ、３３０ｋ
ｇ／ｃｍ²、２３９ｋｇ／ｃｍ²の接地強度があり、爆薬
重量に対して約２倍以上の強度があることが分かった。
なお、ゴム製バルーンの「接地強度」とは、接地強度＝バルーン内の空気圧×バルーンの孔壁との接
触面積×摩擦係数で求められるものを意味する。

【００１５】本発明の長孔装薬方法を実施するに際し
て、先ず、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ブローパ
イプ１３の先端に空気注入針、即ち、注射針１４を装着
し、この注射針１４を、エアー抜きされて縦長になるよ
うに折り畳まれたボール１１のバルブ（臍部）１２に突
き刺す。勿論、膨張状態のゴムボール１１のバルブ１２
に注射針１４を刺し、ブローパイプ１３を介してボール
１１のエアーを抜き、縦長になるように折り畳むことも
可能である。

【００１６】エアー抜きしたボール１１は、膨らまない
様に、例えば上下２個所にビニールテープ１５を巻き付
けて固定し、又、ボール１１と注射針１４との接続部も
又、ビニールテープ１６を巻き付け固定するのが好まし
い。

【００１７】この状態で、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すよ
うに、ボール１１を、貫通した長孔１０内へと挿入し、
所定位置までブローパイプ１３と共に長孔１０内を降下
させる。ボール１１は、孔尻から距離（Ｈ）＝２０〜２
５ｃｍ程度上側で止める。次いで、図１（Ｄ）に示すよ
うに、ブローパイプ１３を介してボール１１にエアーを
注入し、ボールを膨らませる。ボール１１の回り、及び
ボール１１と注射針１４との接続部に巻き付けられてい
たビニールテープ１５、１６は、ボール１１が膨らむに
つれて上に捲くれ上がる。エアー圧力は、本実施例で
は、１．５〜２．０ｋｇ／ｃｍ²とした。ボール１１が
膨らむことによって、長孔１０の内壁部にボール１１が
密着することとなる。この状態で、ブローパイプ１３を
引き上げ、注射針１４をボール１１から引抜く。

【００１８】ボール１１と長孔１０の内壁部との間に所
望の接地強度を生成させるために、つまり、ボール１１
に込栓としての機能を持たせるために、長孔１０の内壁
とボール１１とは、所定の接触領域（Ｗ）を有するよう
に設定される。本実施例でこの接触領域（Ｗ）は、１０
０ｍｍ以上となるように設定した。本発明者らの研究実
験の結果によると、ボール径と、長孔の孔径との関係
は、表１に示す関係とするのが好適である。

【００１９】

【表１】次いで、図１（Ｅ）に示すように、ゴム製バルーン１１
からなる込栓の上にタンピング効果を持たせるために、
長孔１０内にタンピング材１７を挿入する。本実施例に
て、タンピング材１７としては水硬性急硬モルタルを使
用した。実際には、水硬性急硬モルタルを紙容器に充填
してカプセル化し、長孔内に１本づつ投げ入れることに
よってゴムボール上面に供給した。水硬性急硬モルタル
１７の硬化時間は３０分程度である。このモルタル１７
は、長孔１０の孔壁との密着力が大きく、硬化すると共
に膨張し、所望の込め物抵抗（タンピング効果）が得ら
れる。

【００２０】使用した水硬性急硬モルタル１７は、早強
ポートランドセメント或はアルミナセメント、珪砂、急
結剤などを含む組成のものであった。

【００２１】ゴムボール１１による込栓が万一破損した
場合でもこのタンピング材として使用する水硬性急硬モ
ルタル１７が、火薬類の抜け落ちに対する保持力の代替
えとなるかを試験した。この試験では、水硬性急硬モル
タル１７を挿入して３０分後、込栓のゴムボール１１を
強制的に破き、その後、砂を長孔１０の口元まで詰めて
２４時間放置した。しかしながら、水硬性急硬モルタル
１７の抜け落ちはなかった。従って、抜け落ち防止策と
しては、二重の確度の高い方法であることが分かった。

【００２２】本発明によれば、ゴム製バルーンの込栓と
しての確実性と、タンピング材の利用とによって、込栓
部のタンピング効果が強化され、下部の起砕不良（座布
団）の防止と、抵抗線の拡大を図ることが可能となり、
ｍ³当たりの使用爆薬量の節減となった。

【００２３】本実施例によれば、次いで、図１（Ｅ）、
（Ｆ）に示すように、装薬用ケーシングパイプ１８を長
孔１０内に設置し、その後このケーシングパイプ１８内
に爆薬（図示せず）を装填し、爆薬の上部には繰粉又は
砂による込物を行う。装薬用ケーシングパイプ１８を使
用する目的は、孔内が荒れている場合に装薬し易くする
ためであり、又、ディカップリング効果を持たせるた
め、即ち、弱装薬により周辺岩盤を傷めないためであ
る。

【００２４】装薬ケーシングパイプ１８は、長孔１０の
孔径より７０〜８５％程度小さい外径のものが使用され
る。例えば、上述のように、長孔１０の孔径が１０５ｍ
ｍ、７６ｍｍとした場合には、それぞれ肉厚が１〜２ｍ
ｍ、例えば１．５ｍｍのパイプを使用し、パイプの内
径、即ち、装薬径は、７５ｍｍ、６５ｍｍとされる。
又、ケーシングパイプ１８は、長さ３〜５ｍ、例えば４
ｍの長さのものを所定の長さとなるように下側のケーシ
ングパイプに切り口を入れ、その上に上側のケーシング
パイプを差し込み、ビニールテープで巻いて接続しなが
ら、長孔１０内へと挿入して設置される。パイプ１８の
材質は、任意のものを使用し得るが、ポリ再生品を原料
としたもので構わない。ポリ再生品は、ビニールハウ
ス、ビール・ジュース類のポリケース、医薬品の入れ物
などから再生されたものである。又、カーボン入り塗料
を混入して導電性を持たせ、静電防止対策を施したパイ
プが好ましい。

【００２５】本発明の長孔装薬方法を、従来の方法で
は、火薬類の落下の可能性の高い大口径（１０５ｍｍ）
の貫通孔１０において実施した。実施したサブレベル採
掘切羽は、ダウンザホールの穿孔機を使用している全切
羽であったが、火薬類の抜け落ちは皆無であった。又、
発破の起砕状況は全て良好であった。又、込栓で使用し
たゴムボールは回収できる場合もあり、再使用した。こ
のことは、水硬性急硬モルタル１７が十分なタンピング
効果を発揮した証拠である。

【００２６】又、本発明の方法は、ゴムボールのような
ゴム製バルーン１１による込栓と、水硬性急硬モルタル
のようなタンピング材１７によるタンピングとの２工程
からなり、従来のウェスによる込栓より１工程増える。
しかしながら、施工性を比較すると、従来方式では、長
孔１０の孔壁に接触しながらウェスを挿入するため、長
孔１０の孔口から孔底までの孔内状況によっては思わぬ
トラブルが発生し、時間が掛かる場合が生じていた。

【００２７】これに対して、本発明によれば、ゴム製バ
ルーン１１を長孔１０の孔壁にできる限り接触しない様
にして挿入するため孔内状況に左右されることが少な
い。

【００２８】更に、現場操業への適用結果から、本発明
の方法は、従来方式で順調に施工した場合と同じく短い
時間、即ち、約１０分／孔で、或いはむしろ短い一定の
時間で、孔内状況に左右されることなく確実に施工する
ことができ、施工性に優れていることが分かった。

【００２９】本発明に係る長孔装薬方法は、図２、図３
に示す採鉱現場における発破作業に適用することができ
るが、更に、地下発電所などで施工される長孔さく孔に
よる通気或は導水立坑掘削などにも適用し得る。

【００３０】図４を参照して立坑掘削に本発明を適用し
た場合について簡単に説明する。立坑掘削においても、
先ず、上述したと同様に、図４（Ａ）に示すように、上
部坑道３Ａと下部坑道３Ｂの間に貫通した長孔１０を複
数さく孔する。次いで、本発明に従って長孔１０の下方
部に装薬し、発破により立坑２’を部分的に形成する
（図４（Ｂ））。次いで、発破により掘り上がった立坑
２’の上方に位置した長孔１０に装薬し、発破を行い、
上部坑道３Ａと下部坑道３Ｂの間に貫通した立坑２を形
成する（図４（Ｃ））。発破の回数は、立坑２の長さに
よって異なる。

【００３１】このように、立坑掘削においても、本発明
の長孔装薬方法は、極めて有効に適用することができ、
上述したと同様の作用効果を達成し得る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る長孔
装薬方法は、（ａ）エアー抜きされたゴム製バルーンを
貫通した長孔内へと挿入し、所定位置まで降下させる工
程、（ｂ）所定位置に到達したゴム製バルーンにエアー
を注入し、ゴム製バルーンを膨らませ、長孔内壁に密着
させる工程、（ｃ）タンピング材をゴム製バルーン上面
に供給し、硬化させる工程、を有する構成とされるの
で、火薬類の抜け落ちを防止し、所定の位置に確実に込
栓を行い、且つ、施工時間をも短縮することができる、
という顕著な効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る長孔装薬方法の工程を説明する工
程図である。

【図２】本発明に係る長孔装薬方法を適用し得るサブレ
ベル採掘法を説明する図である。

【図３】本発明に係る長孔装薬方法を適用し得るサブレ
ベル採掘法を説明する図である。

【図４】本発明に係る長孔装薬方法を適用し得る立坑掘
削法を説明する図である。

【符号の説明】

１０長孔１１ゴム製バルーン１３ブローパイプ１７タンピング材１８装薬用ケーシングパイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者戸水伸一札幌市白石区東札幌４条２−１−６ショーボンド建設株式会社内 (72)発明者城岡英敏札幌市白石区東札幌４条２−１−６ショーボンド建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）エアー抜きされたゴム製バルーン
を貫通した長孔内へと挿入し、所定位置まで降下させる
工程、（ｂ）所定位置に到達した前記ゴム製バルーンに
エアーを注入し、ゴム製バルーンを膨らませ、長孔内壁
に密着させる工程、（ｃ）タンピング材を前記ゴム製バ
ルーン上面に供給し、硬化させる工程、を有することを
特徴とする長孔装薬方法。
【請求項２】更に、（ｄ）前記長孔内にケーシングパ
イプを設置し、このケーシングパイプ内に装薬する工
程、を有することを特徴とする請求項１の長孔装薬方
法。
【請求項３】前記タンピング材は、水硬性急硬モルタ
ルであることを特徴とする請求項１又は２の長孔装薬方
法。
【請求項４】前記タンピング材は、紙容器に充填して
カプセル化したものであることを特徴とする請求項３の
長孔装薬方法。
【請求項５】前記長孔内壁とゴム製バルーンとの接触
領域（Ｗ）は、１００ｍｍ以上とされることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかの項に記載の長孔装薬方法。