JP2003028600A - バルク含水爆薬又はその中間体の装填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルク含水爆薬又はその中間体の装填装置に
関し、電磁式流量センサー、温度センサーや液面センサ
ーを装填装置に設けることにより、極めて安全な装填作
業ができること。 【解決手段】 電磁式流量センサー、温度センサーや液
面センサーを装填装置に設けること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砕石、採掘、トン
ネル掘削などの産業発破に用いられるバルク含水爆薬又
はその中間体の装填装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】国内の発破現場における爆薬の装填方法
は、カートリッジ式の爆薬であれば作業者の手による手
装填、流動性のある硝安油剤爆薬（以下、ＡＮＦＯ）で
あれば手装填又はＡＮＦＯローダーによる機械装填が行
われて来た。しかし、手作業では、発破孔に接近しなく
てはならず、危険であることや装填に要する時間が長い
こと、また、ＡＮＦＯは、耐水性が劣る事、また、反応
性が悪く、破砕効果も悪く、坑内発破の際は後ガスが問
題になること等、多くの改善点が求められてきた。

【０００３】それに対応すべく、最近では、爆薬製造工
場で爆薬として製造されたバルクエマルション爆薬が幾
つかの現場で使用されるようになり、流動性を有するこ
とから装填装置による機械装填が行われ、装填時間の短
縮化、省力化、安全化等が進められようとしている。海
外においては、既にバルクエマルション爆薬の使用は一
般に行われているが、バルクエマルション爆薬の中間体
として、爆発性が無く、多くの国で単に危険物として取
り扱われているエマルションフェイズ（以下、ＥＰ）を
工場で製造し、発破現場において発泡剤水溶液と混合す
ることにより、微細な気泡をＥＰ中に発生させて鋭感化
し、サイトミキシングバルクエマルション爆薬とする方
法が開発され、やはり装填装置による機械装填が行われ
ている。しかしながら、十分な安全対策が取られていな
い場合には、装填中にポンプが焼き付く等の不具合を生
じ、バルク含水爆薬又はその中間体が発熱分解し大変危
険な状況に陥る等の危険性があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、バルク含水
爆薬又はその中間体の装填装置に関し、極めて安全な装
填装置を提供することを目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、バルク含水爆薬
又はその中間体の装填装置に電磁式流量センサー、温度
センサー、液面検出センサー等を設け、それらの検出値
を表示する手段又は警報手段又は運転停止手段を設ける
ことによって、安全な装填作業が行い得ることを見出
し、本発明をなすに至った。

【０００６】すなわち、本発明のバルク含水爆薬又はそ
の中間体の装填装置は、次の態様からなるものである。 （１）流量センサーと、流量表示手段又は流量警報手段
又は運転停止手段を有するバルク含水爆薬又はその中間
体の装填装置において、前記流量センサーが電磁式流量
センサーであることを特徴とする前記装填装置。 （２）バルク含水爆薬又はその中間体の温度を検出する
ための温度センサーと、温度表示手段又は温度警報手段
又は運転停止手段を有することを特徴とするバルク含水
爆薬又はその中間体の装填装置。 （３）温度センサーが、バルク含水爆薬又はその中間体
のポンプに設けられたことを特徴とする前記（２）に記
載の装填装置。 （４）ポンプがモーノポンプである前記（３）に記載の
装填装置。

【０００７】（５）バルク含水爆薬又はその中間体の液
面を検出するための液面センサーと、液面表示手段又は
液面警報手段又は運転停止手段を有することを特徴とす
るバルク含水爆薬又はその中間体の装填装置。 （６）電磁式流量センサーと流量表示手段又は流量警報
手段又は運転停止手段の組み合わせと、バルク含水爆薬
又はその中間体の温度を検出するための温度センサーと
温度表示手段又は温度警報手段又は運転停止手段の組み
合わせと、バルク含水爆薬又はその中間体の液面を検出
するための液面センサーと、液面表示手段又は液面警報
手段又は運転停止手段の組み合わせのうち、少なくとも
二つの組み合わせを有することを特徴とするバルク含水
爆薬又はその中間体の装填装置。 （７）圧力センサーと破裂板の少なくとも一つを有する
ことを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載
の装填装置。

【０００８】本発明で言うバルク含水爆薬とは、エマル
ション爆薬やスラリー爆薬などの含水爆薬で、消費現場
においてポンプ等の動力による装填装置を用いて装填可
能な流動性を持つ爆薬のことである。また、その中間体
とは、ＥＰなどの様に、消費現場において化学発泡によ
り気泡を中間体中に発生させたり、ガラスマイクロバル
ーンや樹脂バルーン等の中空粒子等を中間体に添加して
鋭感化され、爆薬になるものを言い、スラリー爆薬の鋭
感化されてないものを含む。

【０００９】電磁式流量センサーは、センサー内に配管
と全く同様な円筒形貫通部を持つもので、圧力損失がな
く、流体にほとんど影響を与えることがなく、一般的な
センサーに比べ誤動作が非常に少ない。また、瞬間の流
量や積算流量も検出出来るタイプもあるため、バルク含
水爆薬又はその中間体の薬量管理にも役立つ。電磁式流
量センサーを設ける位置について、図を用いて説明す
る。図１は、本発明の装填装置の例を示す説明図であ
る。電磁式流量センサーを設ける位置は、例えば図１に
示す通り、バルク含水爆薬又はその中間体のタンクであ
るバルクタンク下部のポンプ入口部やポンプ排出部に設
けることが望ましい。この電磁式流量センサーにより、
ポンプの空運転等の不具合を防止することが出来る。以
下、この発明において、ポンプとは特に断りない場合は
含水爆薬又はその中間体のポンプのことである。

【００１０】また、水又は発泡剤タンク下部に設けるこ
とによって、水又は発泡剤の供給を制御することが出来
る。安全システムとしては、例えば、コントローラーと
連動させた電磁式流量センサーをポンプ排出部に設けて
おいて常時流量を検出させておき、ポンプ運転中にもか
かわらずタンクが空になったり、経路が詰まったりして
流体の流れがゼロもしくは設定流量よりも小さい場合は
警報を発し、それでもポンプの運転が停止されないとき
は、自動停止する等のシステムとすることができる。

【００１１】温度センサーは、バルク含水爆薬又はその
中間体の温度を測定するために設けられる。バルク含水
爆薬又はその中間体の密閉条件での発熱開始温度は約２
００〜２５０℃であるが、ポンプにモーノポンプを用い
た場合、空運転による温度上昇は大きく、万一空運転に
陥った場合は数十分で発火する危険性がある。バルク含
水爆薬又はその中間体の温度を検知するための温度セン
サーは、ポンプに設けられることが望ましい。例えば、
モーノポンプを使用している場合は、温度センサーをモ
ーノポンプのステーター部に埋め込む。ステーターは凸
部と凹部のどちらにでも設けることが出来るが凸部に設
ける方がよい。温度センサーは、直接バルク含水爆薬又
はその中間体に接触しないが、バルク含水爆薬又はその
中間体からの距離が１ｃｍ以内、よりよくは５ｍｍ以
内、更によくは２ｍｍ以内であれば、精度良くバルク含
水爆薬又はその中間体の温度が検知できる。

【００１２】安全システムとしては、例えば、コントロ
ーラーと連動させた温度センサーをポンプに設け、バル
ク含水爆薬又はその中間体の温度が設定温度を越えた場
合に警報を発し、それでも運転が停止されないときは、
自動停止するなどのシステムとすることが出来る。液面
を検出するためのセンサーには、例えば、検出棒中に照
射されている光が検出棒先端と流体の屈折率により反射
するかしないかで液面を検出するものがあり、コントロ
ーラーと連動させ、図１に示すようにタンクに設置すれ
ば、流体が残り少なくなった場合に警報を発したり、運
転を停止したりすることができ、空運転等の防止にな
る。液面センサーの設置数は複数でもよく、例えばタン
ク残量３分の１の位置に設置しておき、液面がこれ以下
となると警報を発し、もう一つをタンク残量５分の１の
位置に設置しておき、液面がこれ以下になると自動停止
するようにしてもよい。液面センサーは、タンク下部の
配管内に設けてもよい。

【００１３】本発明では、電磁式流量センサー、温度セ
ンサー、液面センサー、圧力センサー、破裂板等を装填
装置に単数か複数個設置することが出来る。また、警報
装置や自動停止回路が組み込まれたコントローラーと連
動させて併用することが出来る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、各センサー等を装填装置に
設けて、安全性について実験を行ったので説明する。

【００１５】

【実施例】図１のように、各センサー等を装填装置に設
置した。各センサーはコントローラーに連動させ、電磁
式流量センサー（株式会社キーエンスＦＤ−８２）につ
いては、ポンプ運転中にもかかわらず、流量ゼロが２分
間続いた場合は警報を発し、更にポンプが運転を１分間
続けた場合は自動停止するよう設定した。ポンプにモー
ノポンプを使用し、温度センサー（熱電対）をステータ
ー凸部（流体との距離は２ｍｍ）に埋め込み、５０℃を
センサーが検知した場合に警報を発し、更に運転が続き
６５℃を検知すると自動停止するよう設定した。液面セ
ンサーとしての液面検出用ファイバユニット（株式会社
キーエンスＦＵ−９３Ｚ）については、流体がファイバ
ユニット先端以下になるとポンプが自動停止するように
設定した。圧力センサー（株式会社キーエンスＡＰ−８
０Ａ及びＡＰ−１４）については、検出圧力が５００〜
１５００ｋＰａであれば正常と判断し、それ以外の圧力
で１０秒間運転された場合は自動停止するようにした。

【００１６】バルクタンクには、水、硝酸アンモニウ
ム、硝酸ナトリウム、グアガムからなるスラリーを投入
し、水又は発泡剤タンクには、実験として水を投入し
た。 （１）実験は、まず図１の装填装置に装填ホースを接続
して定常運転を行い、問題なくスラリー及び水が排出さ
れることを確認した。 （２）次に、装填ホース先端を地面に押しつけ装填圧力
が増大するようにして運転を行い、圧力センサーにより
約１０秒後に運転が自動停止することを確認した。 （３）その後、定常運転でスラリー及び水を排出し続
け、スラリーがファイバユニット先端以下になるとほぼ
同時にポンプが自動停止することを確認した。 （４）次にファイバユニットをＯＦＦにして運転を続
け、タンク内を空にし、更に運転を続け、圧力センサー
により運転が自動停止することを確認した。 （５）更に、圧力センサーと温度センサーをＯＦＦに
し、運転を続け、２分後に電磁式流量センサーにより警
報が発することを確認し、更に運転を続け１分後に運転
が自動停止することを確認した。 （６）１時間後、温度センサーのみをＯＮにし、空運転
を行い、約３分後に警報が発することを確認し、更に約
１分後に運転が自動停止することを確認した。

【００１７】以上から、本発明の装填装置は、空運転防
止、経路の詰まりや空運転を検知し、安全に装填作業が
行えることが分かった。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、電磁式流量センサー、温度セ
ンサーや液面センサーを装填装置に設置することによ
り、空運転防止、経路の詰まりや空運転を検知し、安全
な装填作業を可能にしたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の装填装置の例を示す説明図で
ある。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流量センサーと、流量表示手段又は流量
   警報手段又は運転停止手段を有するバルク含水爆薬又は
   その中間体の装填装置において、前記流量センサーが電
   磁式流量センサーであることを特徴とする前記装填装
   置。
2. 【請求項２】 バルク含水爆薬又はその中間体の温度を
   検出するための温度センサーと、温度表示手段又は温度
   警報手段又は運転停止手段を有することを特徴とするバ
   ルク含水爆薬又はその中間体の装填装置。
3. 【請求項３】 温度センサーが、バルク含水爆薬又はそ
   の中間体のポンプに設けられたことを特徴とする請求項
   ２に記載の装填装置。
4. 【請求項４】 ポンプがモーノポンプである請求項３に
   記載の装填装置。
5. 【請求項５】 バルク含水爆薬又はその中間体の液面を
   検出するための液面センサーと、液面表示手段又は液面
   警報手段又は運転停止手段を有することを特徴とするバ
   ルク含水爆薬又はその中間体の装填装置。
6. 【請求項６】 電磁式流量センサーと流量表示手段又は
   流量警報手段又は運転停止手段の組み合わせと、バルク
   含水爆薬又はその中間体の温度を検出するための温度セ
   ンサーと温度表示手段又は温度警報手段又は運転停止手
   段の組み合わせと、バルク含水爆薬又はその中間体の液
   面を検出するための液面センサーと、液面表示手段又は
   液面警報手段又は運転停止手段の組み合わせのうち、少
   なくとも二つの組み合わせを有することを特徴とするバ
   ルク含水爆薬又はその中間体の装填装置。
7. 【請求項７】 圧力センサーと破裂板の少なくとも一つ
   を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記
   載の装填装置。