JP2001289600A - 大塊抑制発破工法ならびに遅延起爆秒時間隔決定方法 - Google Patents

大塊抑制発破工法ならびに遅延起爆秒時間隔決定方法

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JP2001289600A
JP2001289600A JP2000109191A JP2000109191A JP2001289600A JP 2001289600 A JP2001289600 A JP 2001289600A JP 2000109191 A JP2000109191 A JP 2000109191A JP 2000109191 A JP2000109191 A JP 2000109191A JP 2001289600 A JP2001289600 A JP 2001289600A
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hole
time
blasting
holes
detonating
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Takeshi Murashita
剛 村下
Hidehiro Noda
英宏 野田
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Asahi Kasei Corp
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Asahi Kasei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発破によって大塊の発生が少なくなるように
抑制できる発破工法の提供。 【解決手段】 複数の起爆孔の遅延起爆秒時間隔を、一
つの起爆孔から亀裂が岩盤中を放射状に進展して次の起
爆孔に到達するまでの時間として決定し、この遅延起爆
秒時間隔で複数孔に装填された爆薬を起爆すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発破の際に大塊の
発生が少なくなるように抑制した発破工法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、砕石場や鉱山等で発破を実施する
場合、大塊の発生が少なくなるように抑制するために
は、複数の起爆孔を一斉に起爆するよりも、たとえば延
時導火線を用いて起爆時間が25ms間隔に構成された
ミリセコンド(MS)電気雷管等を用いて発破する方が
大塊の発生が少なく、粉砕効果が高いことが経験的に知
られている。このことは順次起爆されることによって発
破対象物の自由面が増加し、飛ばされた岩石が相互に衝
突破砕して岩石が細かくなるのであろうと考えられてい
る。
【0003】また、U.S. Bureau of Minesの研究によれ
ば、ベンチ発破において破砕効果を向上させるためには
起爆孔間の遅延起爆秒時間隔を孔間隔1mあたり3.3
〜10msとすることが好ましいとし、特に3.3ms
/mを下回ると大塊の発生量が増加するとしている(St
agg, M. S. and Nutting, M. J. 著“Influence of bla
st delay time on rock fragmentation: one-tenth-sca
le tests”Inf. Circ.Bur. Mines U.S. Dept. of Inte
r. No. 9135, p79-95, 1987年)。同様に、経験的な遅延
起爆秒時間隔を設定する手法として、最適遅延起爆秒時
間隔を孔間隔と係数の積で表す方法が知られている。か
かる係数について、例えば、U. Langefors等は著書の中
で3〜5ms/mであるとしている(U. Langeforsand
B. Kihlstroem著、和田満穂監訳「新しい発破技術」森
北出版p75, 1976年)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】発破によって大塊の発
生が少なくなるように抑制するために、従来の延時薬燃
焼方式によるMS電気雷管やデシセコンド(DS)電気
雷管等を用いるだけでは、遅延起爆秒時が決まっている
ことや、遅延起爆秒時の精度の問題から、発破によって
大塊の発生が少なくなるように抑制するには限界があっ
た。また、前記の経験的な係数を用いる手法によって
も、最適の遅延起爆秒時間隔は岩盤等の種類によって異
なるものであり、また、研究者等によっても大きな違い
があった。
【0005】そこで、本発明者等は、複数の起爆孔を起
爆する場合において、大塊の発生が少なくなるように遅
延起爆秒時間隔を決定する方法、及びかかる方法を用い
た発破工法を提供することを目的として、数多くの発破
の現場において多くの発破実験を繰り返し、鋭意研究し
た結果、本発明をなすに至ったものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の遅延起爆秒時間
隔を決定する方法は、爆薬を装填した少なくとも二つの
起爆孔を起爆して大塊の発生が少なくなるように第一孔
の起爆より第二孔の起爆に至るまでの遅延起爆秒時間隔
を決定する方法であって、予め第三孔を設けて起爆する
ことによって亀裂の進展速度を測定し、その結果に基づ
いて、前記二孔間の距離から、第一孔より出発した亀裂
が第二孔に到達するに要すると想定される時間の0.5
〜1.5倍の時間として決定する方法である。この時間
範囲は、更に望ましくは0.8〜1.2倍である。本発
明の発破工法は、このようにして遅延起爆秒時間隔を決
定して行う発破工法である。
【0007】亀裂の進展速度の測定は、一つの起爆孔を
起爆させ、その起爆孔より異なる距離にある複数の個所
に亀裂が到達する時間をモニターし、距離と到達時間と
の相関関係から、孔間の与えられた距離についての到達
時間を一意に想定することができる。大塊の発生を抑制
するための最適の遅延起爆秒時間隔は、本発明にしたが
って、大塊の発生と直接に関連すると考えられる亀裂の
進展の速度を測定することによって決定されることが望
ましい。しかし、発破を行う現場には、測定器具として
応力波の伝播速度を測定する器具しか準備されていない
場合も多くある。そこで、大塊の発生を抑制するための
およその最適の遅延起爆秒時間隔を応力波の伝播速度の
測定によって行うこともできるのである。
【0008】本発明の遅延起爆秒時間隔を決定する他の
方法は、爆薬を装填した少なくとも二つの起爆孔を起爆
して大塊の発生が少なくなるように第一孔の起爆より第
二孔の起爆に至るまでの遅延起爆秒時間隔を決定する方
法であって、予め第三孔を設けて起爆することによって
応力波の伝播速度を測定し、その結果に基づいて、前記
二孔間の距離から、第一孔より出発した応力波が第二孔
に到達するに要すると想定される時間の1〜8倍の時間
として決定する方法である。この時間範囲は、更に望ま
しくは3〜7.5倍、更に望ましくは5〜7倍である。
本発明の他の発破工法は、このようにして遅延起爆秒時
間隔を決定して行う発破工法である。
【0009】本発明の遅延起爆秒時間隔を決定する更に
他の方法は、爆薬を装填した少なくとも二つの起爆孔を
起爆して大塊の発生が少なくなるように第一孔の起爆よ
り第二孔の起爆に至るまでの遅延起爆秒時間隔を決定す
る方法であって、予め第三孔を設けて起爆することによ
って応力波の伝播速度及び亀裂の進展速度を測定し、そ
の結果に基づいて、前記二孔間の距離から、第一孔より
出発した応力波が第二孔に到達するに要すると想定され
る時間以上かつ第一孔より出発した亀裂が第二孔に到達
するに要すると想定される時間の1.5倍以下、更に望
ましくは1.2倍以下の時間として決定する方法であ
る。本発明の更に他の発破工法は、このようにして遅延
起爆秒時間隔を決定して行う発破工法である。
【0010】本発明において、予め同じ鉱物学的種類に
なる他の発破対象物の起爆孔を起爆して応力波の伝播速
度または亀裂の成長速度またはその両方を測定しておけ
ば、他の発破サイトにおいて、爆薬を装填された二つの
起爆孔を有する発破対象物について、第一孔の起爆より
第二孔の起爆に至るまでの遅延起爆秒時間隔を、発破対
象物の鉱物学的種類と前記二孔間の距離から決定するこ
とができる。本発明の発破工法は、二つの起爆孔が多数
の起爆孔の任意の互いに近接した二孔であるとき適用可
能であることは勿論である。すなわち、本発明におい
て、第一孔とは、多数の起爆孔のうちの任意の起爆孔で
あってよく、第二孔とはその任意に選ばれた第一孔の起
爆の次に起爆する起爆孔であってよい。また、本発明に
おいて、予め第三孔を設けることとは、既設の多数の起
爆孔から一つを選定することであってよいことは勿論で
ある。
【0011】今日、正確な遅延起爆秒時間隔を確保する
手段として、遅延起爆秒時間隔の誤差が、設定時間に対
して±1msec以内である高い秒時精度の雷管を用い
て起爆することが可能である。そのような高い秒時精度
を有する雷管として、例えば特開57−14298号
や、特開平5−079797号、特開平8−83200
号で提案されるような高い秒時精度を有する手段を用い
ることができる。遅延起爆秒時間隔は、予め起爆時間を
設定された雷管を用いて設定してもよく、また使用直前
に切羽で起爆秒時が任意に変更できる雷管を用いて設定
してもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、実施例により、本発明の発
破工法について具体的に説明する。
【0013】
【実施例1】ベンチ高さ約10.0mの砕石場におい
て、孔径65mm、削孔長11.5m、抵抗線3.5
m、孔間隔3.5m、斉発孔数20孔でベンチ発破を行
った。当砕石場の岩石は堆積砂岩であり、比重は約2.
7であった。まず、発破に先立ち、大塊の発生が少なく
なるように遅延起爆秒時間隔を決定するために、一つの
起爆孔に装填された爆薬が爆発することにより岩盤中を
伝播する応力波の速度及び起爆孔から放射状に進展する
亀裂の速度を予め計測した。
【0014】応力波の速度は、計測孔を予め起爆孔に対
して1mから3mの間で任意間隔に削孔しておき、計測
孔中に歪みゲージを親ダイと同じ高さレベルになるよう
に設置し、モルタルコンクリートで固化させた状態で爆
薬を爆発させ、起爆タイミングと歪みゲージの応答タイ
ミングをモニターすることによって計測した。また、亀
裂の進展速度は計測孔中に電気的導通が得られる材質と
して導線を設置しておき、モルタルコンクリートで固化
させた状態で爆薬を爆発させ、起爆タイミングと導電性
材質の断線タイミングをモニターすることによって計測
した。電気的導通が得られる材料としては、導線の他
に、別途カーボン繊維または導電性塗料等も使用可能で
ある。
【0015】計測の結果、当現場の切羽における応力波
速度は約4,500m/sであった。また、亀裂の速度
は、第一孔から1mの位置までで約1,400m/s、
2mの位置までで約1,100m/s、3mの位置まで
で約800m/sであった。起爆孔から遠くなるにつれ
て亀裂成長速度は遅くなり、これより孔間隔である3.
5mの位置まででは650m/sであると考えられた。
したがって、第一孔から生じた亀裂が第二孔へ到達する
時間は約5.4msであると考えられた。その0.8〜
1.2倍とは、4.3〜6.5msである。一方、第一
孔から応力波が第二孔に到達するには約0.78msか
かるが、その5〜7倍とは、3.9〜5.5msであ
る。
【0016】そこで、上記の亀裂の速度から、または応
力波の速度からも、実施例として、大塊の発生を軽減す
る起爆孔の遅延起爆秒時間隔として5msと設定した。
つづいて、前記の高い起爆秒時精度を有する電子式遅延
電気雷管を装着した含水爆薬を親ダイとして、ベンチ孔
20孔に1孔当り硝安油剤(ANFO)爆薬を約20k
g装填し、発破後に発生した大塊の小割作業としてブレ
ーカーを稼働させ、その時間を計測した。また、発破後
の破砕状態を画像処理によって解析し、破砕サイズが
0.8m以上の大塊が起砕量に対してどのくらいの割合
であったかを算出した。結果を表1に示す。
【0017】
【比較例1】実施例1と同じベンチで、条件を同じくし
て、ただし起爆をすべて地震探査用瞬発電気雷管で一斉
に行った発破について、実施例1と同様の項目について
計測した 。結果を表1に示す。
【0018】
【比較例2】実施例1と同じベンチで、条件を同じくし
て、ただし遅延起爆秒時間隔を25msと設定して発破
を行い、発破後、実施例1と同様の項目について計測し
た。結果を表1に示す。
【0019】
【比較例3】実施例1と同じベンチで、爆薬の起爆を延
時薬燃焼方式であるMS電気雷管で行った発破につい
て、実施例1と同様の項目について計測した。結果を表
1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【発明の効果】本発明の発破工法によれば、爆薬のエネ
ルギーを有効に岩盤破砕に作用させ、発破によって生じ
る大塊を減少させることが可能となる。また、発破によ
る破砕効果を改善することにより、ブレーカー稼働によ
る小割作業時間を軽減させ、作業の効率化を図ることが
できる。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 爆薬を装填した少なくとも二つの起爆孔
    を起爆して大塊の発生が少なくなるように第一孔の起爆
    より第二孔の起爆に至るまでの起爆遅延秒時間隔を決定
    する方法であって、予め第三孔を設けて起爆することに
    よって亀裂の進展速度を測定し、その結果に基づいて、
    前記二孔間の距離から、第一孔より出発した亀裂が第二
    孔に到達するに要すると想定される時間の0.5〜1.
    5倍の時間として決定する方法。
  2. 【請求項2】 爆薬を装填した少なくとも二つの起爆孔
    を起爆して大塊の発生が少なくなるように第一孔の起爆
    より第二孔の起爆に至るまでの遅延起爆秒時間隔を決定
    する方法であって、予め第三孔を設けて起爆することに
    よって応力波の伝播速度を測定し、その結果に基づい
    て、前記二孔間の距離から、第一孔より出発した応力波
    が第二孔に到達するに要すると想定される時間の1〜8
    倍の時間として決定する方法。
  3. 【請求項3】 爆薬を装填した少なくとも二つの起爆孔
    を起爆して大塊の発生が少なくなるように第一孔の起爆
    より第二孔の起爆に至るまでの遅延起爆秒時間隔を決定
    する方法であって、予め第三孔を設けて起爆することに
    よって応力波の伝播速度及び亀裂の進展速度を測定し、
    その結果に基づいて、前記二孔間の距離から、第一孔よ
    り出発した応力波が第二孔に到達するに要すると想定さ
    れる時間以上かつ第一孔より出発した亀裂が第二孔に到
    達するに要すると想定される時間の1.5倍以下の時間
    として決定する方法。
  4. 【請求項4】 第三孔が同じ鉱物学的種類の他の発破対
    象物に設けられたものである請求項1または請求項2ま
    たは請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 爆薬を装填した少なくとも二つの起爆孔
    を有する発破対象物について、第一孔の起爆より第二孔
    の起爆に至るまでの遅延起爆秒時間隔を、発破対象物の
    鉱物学的種類と前記二孔間の距離から、第一孔より出発
    した亀裂が第二孔に到達するに要すると想定される時間
    の0.5〜1.5倍の時間として決定するために、また
    は、第一孔より出発した応力波が第二孔に到達すると想
    定される時間の1〜8倍の時間として決定するために、
    または、第一孔より出発した応力波が第二孔に到達する
    に要すると想定される時間以上かつ第一孔より出発した
    亀裂が第二孔に到達するに要すると想定される時間の
    1.5倍以下の時間として決定するために、予め同じ鉱
    物学的種類になる他の発破対象物の起爆孔を起爆して応
    力波の伝播速度または亀裂の進展速度またはその両方を
    測定する方法。
  6. 【請求項6】 二つの起爆孔が多数の起爆孔の互いに近
    接した二孔である請求項1または請求項2または請求項
    3または請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 爆薬を装填した少なくとも二つの起爆孔
    を大塊の発生が少なくなるように起爆して行う発破工法
    であって、先ず第三孔を設けて起爆することによって亀
    裂の進展速度を測定することと、次に第一孔を起爆する
    ことと、該第一孔の起爆の後に、前記の測定結果に基づ
    いて、第一孔より出発した亀裂が第二孔に到達するに要
    すると想定される時間の0.5〜1.5倍の時間が経過
    したとき第二孔を起爆することを特徴とする発破工法。
  8. 【請求項8】 爆薬を装填した少なくとも二つの起爆
    孔を大塊の発生が少なくなるように起爆して行う発破工
    法であって、先ず第三孔を設けて起爆することによって
    応力波の伝播速度を測定することと、次に第一孔を起爆
    することと、該第一孔の起爆の後に、前記の測定結果に
    基づいて、第一孔より出発した応力波が第二孔に到達す
    るに要すると想定される時間の1〜8倍の時間が経過し
    たとき第二孔を起爆することを特徴とする発破工法。
  9. 【請求項9】 爆薬を装填した少なくとも二つの起爆孔
    を大塊の発生が少なくなるように起爆して行う発破工法
    であって、先ず第三孔を設けて起爆することによって応
    力波の伝播速度及び亀裂の進展速度を測定することと、
    次に第一孔を起爆することと、該第一孔の起爆の後に、
    前記の測定結果に基づいて、第一孔より出発した応力波
    が第二孔に到達するに要すると想定される時間が経過し
    たとき以後かつ第一孔より出発した亀裂が第二孔に到達
    するに要すると想定される時間の1.5倍の時間が経過
    する以前の時間において第二孔を起爆することを特徴と
    する発破工法。
  10. 【請求項10】 第三孔が同じ鉱物学的種類の他の発破
    対象物に設けられたものである請求項7または請求項8
    または請求項9に記載の発破工法。
  11. 【請求項11】 二つの起爆孔が多数の起爆孔の互いに
    近接した二孔である請求項7または請求項8または請求
    項9に記載の発破工法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110906822A (zh) * 2019-12-19 2020-03-24 中国水利水电第七工程局有限公司 一种基于数码雷管降低根底的深孔爆破装药及起爆方法

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CN110906822A (zh) * 2019-12-19 2020-03-24 中国水利水电第七工程局有限公司 一种基于数码雷管降低根底的深孔爆破装药及起爆方法

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