JP2005300105A

JP2005300105A - 環境低負荷の発破工法及び発破装置

Info

Publication number: JP2005300105A
Application number: JP2004120298A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Sumiya; 文彦角谷
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】火工品由来の実体を有する残存物の量を低減し、また発破時の騒音を低減した環境低負荷の発破工法及び発破装置を提供する。
【解決手段】穿孔６内の導爆線５と爆薬（親ダイ２）から構成されるユニット１５を複数設け、各ユニット１５を地表に敷設する導爆線１４にて連結すると共に、その地表に敷設された導爆線１４の一箇所以上に、導火管１０の両端にコネクター９を有する伝達装置１３を結合し、この伝達装置１３のコネクターは時間の遅延手段を有するものであって、非電気式の起爆手段を用いて段発発破を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、地中発破、及びベンチ発破等に使用される爆薬の起爆手段として、非電気式の起爆手段を用いて発破を行う環境低負荷の発破工法及び発破装置に関し、さらに詳しくは発破時の騒音を低減し、発破後に火工品由来の実体を有する残存物を低減した環境低負荷の発破工法及び発破装置に関する。

従来から爆薬を使用し、採石、採鉱のための発破における起爆手段として、多数発破が可能な電気雷管や非電気式の導火管付き雷管が用いられてきた。
起爆手段として電気雷管を用いた発破では、発破後、脚線が残存し、破砕物であるズリ内からこの残存した脚線を回収することは困難であった。
一方、非電気式の導火管付き雷管として、ノネル雷管が知られている（例えば非特許文献１、特許文献１など参照）。このノネル雷管は、雷管と導火管とから構成され、迷走電流や雷や電磁波の影響を受けないことから電気雷管より安全性が高いことが知られているものの、その長さは膨大なものになり、大型鉱山ではその総延長が２５０Km／年にもなるといわれる。そのため、発破後、火工品由来の実体を有する残存物、具体的には爆薬の爆轟により裁断されない導火管が多量に残存する。
砕石作業・土木工事より発生するズリにおいて、これより生産された砕石の一部はコンクリート用の骨材として利用される他、多くは造成土として造成地の埋め立てに使用される。このとき、前述の残存物の造成土への混入が、自然生態系へ影響を及ぼさないとは言い切れない。また、そのままズリ破砕物を、例えばコンクリート用骨材として使用するとコンクリートの硬化後、装飾性の観点から問題となる場合があることが指摘されている（例えば特許文献１参照）。
また石灰石の使用用途としてはコンクリート用の骨材ばかりではなく、医薬品、食品添加物、化粧品等に使用される高品位石灰石（炭酸カルシウム）としての用途もあるが、その場合、残存する異物の除去処理を十分に行う必要がある。
したがって、起爆手段として電気雷管を使用した場合の脚線の回収や非電気雷管式の導火管付き雷管を使用した場合の残存物を回収するには、多くの人手と時間を要するという問題があった。また残存した電気雷管に由来する脚線、または導火管付き雷管に由来する導火管が、発破後の鉱石を粉砕するための機械（クラッシャー）に巻き込まれ、時として故障の原因となるという問題もあった。

また、ミリセコンドオーダーの段発発破を行うために所定の秒時を得るための伝達装置として導爆線と併用し、金属管内部に遅延手段を内蔵し起爆用と受爆用の雷管が向き合って装着されたＭＳコネクターも知られている（例えば非特許文献２）。
具体的には、ＭＳコネクターは図３に示す構成であって、特定の太さの導爆線を金属管内部に挿入し、金属管をかしめることにより導爆線とＭＳコネクターとを結合する。
しかしながら、導爆線とＭＳコネクターとをかしめて結合する作業は簡便性に欠き、また、ＭＳコネクターでは使用する導爆線の線径が限定されるため、導爆線のかしめた状態が良くないと、導爆線が金属管より抜けたり、また、雷管の遅延手段より離れたりするため着火伝爆不良を起こすという問題があった。さらに、一般汎用の導爆線では、芯薬量が１０g/m程度であって、その爆轟時の騒音の問題が懸念された。

特開２００１−２７２４７６号公報（第２頁）工業火薬協会編,「新・発破ハンドブック」,（株）山海堂発行,平成元年５月１５日,ｐ.４６６〜４６７「一般火薬学」，日本火薬工業会資料編集部発行，平成９年４月１日，ｐ.１１２

本発明の目的は、前記従来の電気雷管や非電気式の導火管付き雷管を使用した場合の火工品由来の実体を有する残存物の量を格段に低減し、また従来のＭＳコネクターを用いた場合に比較して発破時の騒音を低減した環境低負荷の発破工法及び発破装置を提供することにある。

本発明の第１の発明は、穿孔内の導爆線と爆薬からなるユニットを複数設け、該各ユニットを地表に敷設する導爆線にて連結すると共に、その地表に敷設された導爆線の一箇所以上に、導火管の両端にコネクターを有する伝達装置を結合し、この伝達装置のコネクターが時間の遅延手段を有するものであって、非電気式の起爆手段を用いて段発発破を行うことを特徴とする環境低負荷の発破工法である。

本発明の第２の発明は、前記伝達装置におけるコネクターが導火管に接続された所定の秒時を有する雷管と、雷管を収納するためと導爆線を巻き付けるための形状を有するコンテナーブロックとからなるものである前記の環境低負荷の発破工法である。

本発明の第３の発明は、導爆線は、その外径が５mm未満で、芯薬量が１０g／m未満である前記の環境低負荷の発破工法である。

本発明の第４の発明は、穿孔内の導爆線と爆薬から構成される複数のユニットと、各ユニットを連結して地表に敷設する導爆線と、その地表に敷設された導爆線の一箇所以上に結合された、導火管の両端にコネクターを有する伝達装置とからなる装置であって、前記コネクターは時間の遅延手段を有するものであって、非電気式の起爆手段を用いて段発発破を行うことを特徴とする環境低負荷の発破装置である。

本発明の第１の発明である発破工法及び第４の発明である発破装置によれば、導火管付き雷管を用いることなく導爆線を用い、導火管は伝達装置に付属するに過ぎないので、発破後の残留物はわずかである。そのため、例えば本発明を石灰石の採石を目的とする発破に適用した場合、そのままコンクリート用の骨材として利用でき、医薬品、食品添加物、化粧品等に使用される高品位石灰石（炭酸カルシウム）として利用する場合にも、残存する異物は僅かであるため除去処理も容易である。

また、本発明の第２の発明では、特定構成の伝達装置を用いているため、伝達装置と導爆線とを結合する手段が巻き付けるのみであり、簡便で結合状態が目視にて確認できる。しかも、導爆線の外径が従来のように限定されず、伝爆不良を起こすことなく、確実に衝撃波を伝達でき、また線径の細い、すなわち芯薬量の少ない導爆線を使用することが可能である。

さらに、本発明の第３の発明では、線径が細く、芯薬量が少ない導爆線を使用しているので、従来の伝達装置であるＭＳコネクターを用いた場合に比較してより確実な発破作業を可能にすることと、発破時の騒音を低減することができる。

以下に本発明を実施するための態様について詳細に説明する。
図１は、本発明の発破工法の一例を説明するための概念図である。
この例では、石灰石等の採石に適用したベンチ発破の例を示している。
石灰石の岩盤１に削孔された６つの穿孔６には、それぞれ孔底から親ダイ２、増ダイ３、込め物４が順次装填されている。この例では合計６つの穿孔６が示されているが、岩盤１の状況、使用する爆薬の種類等に応じ穿孔６の数やその間隔等が適宜決められることは説明するまでもない。またこの図１の実施例では穿孔６内の導爆線５と爆薬から構成されるユニット１５を３つずつ直列状に配した段を２段並列状に配設した例を示しているが、段数についても適宜決められることも云うまでもないし、配列自体も特に限定するものではない。

各穿孔６内の導爆線５は、その一端が爆薬に装着されている。図面上では導爆線５の端末部は親ダイ２内に５cm以上差し込まれて装着されるが、導爆線の装着方法は爆薬が起爆可能であれば特にその方法は制限されるものではなく、適宜決められることは説明するまでもない。
また、この導爆線５の他端は、地表に敷設された導爆線１４と結合部７で接続されている。尚、図面上では、穿孔６内の導爆線５と地表に敷設される導爆線１４とを別符号で示した。
この地表に敷設された導爆線１４の分岐個所８には、伝達装置１３のコネクター９が結合されている。
即ち図１の実施例では、地表に敷設する導爆線１４にて、ユニット１５を３つずつ直列状に配した段が２段並列状に配設されるように連結し、後段側の前端の導爆線１４に、導火管１０の両端にコネクター９を有する伝達装置１３を結合している。
しかし、前述のようにユニット１５や導爆線１４の配列は、特に限定するものではないので、例えば地表に敷設する導爆線１４にて全てのユニット１５を直列状に連結してもよく、その場合には、伝達装置１３は、ユニット１５の起爆時間を変化させるために、連結する導爆線１４間に結合してもよい。
尚、この実施例ではベンチ発破の例を示したが、地中発破において、地表とは穿孔の内部でない部分、即ち岩盤表面であることは改めて説明するまでもない。

本発明に用いる伝達装置１３の一例を図２を用いて説明する。
伝達装置１３は１対のコネクター９，９と導火管１０よりなる。
コネクター９は、長さが４５cm程度の導火管１０の両端に同じ秒時に調整された雷管１１が取り付けられ、各雷管１１はそれぞれ導爆線１４を巻き付けるためのコンテナーブロック１２内に格納された形態を有するものである。
コンテナーブロック１２の材質は導爆線１４の爆轟時に破断粉砕される材質であり、特に限定されるものではないが、好ましくはプラスティック製である。また、コンテナーブロック１２の形状は導爆線１４を堅牢に巻き付けるための形状を有するものであり、図２に示された形状に限定されないことは説明するまでもない。
伝達装置１３の作動機構は、一方のコネクター９に結合された、具体的には巻き付けられた導爆線１４の爆轟により雷管１１が誘爆され、その雷管１１の添装薬の爆轟により隣接する導火管１０内の火薬成分を爆轟伝播させる。この爆轟伝播は導火管１０内を他方のコンテナーブロック１２内にある雷管１１まで到達し、この雷管１１が所定の秒時で爆轟し、この爆轟によりこのコンテナーブロック１２に巻き付けられた導爆線１４を爆轟させ、伝達を継続させる。
またこの雷管１１内には遅延手段、例えば延時薬も収納されている。
ここで用いられる伝達装置１３の導火管１０は、プラスチックチューブの内壁面に反応性物質、例えばニトロアミン化合物であるオクトーゲン（ＨＭＸ）とアルミニウム等の微粉末が塗布されたものである。

また伝達装置１３に用いられる導火管１０は、発破後の破片が目につき易いように、例えば赤、橙のような着色されたものが好ましい。
従来の非電気式の導火管付き雷管を使用した発破工法においては、図１の導爆線のほとんどが導火管であることから、前記特許文献１に記載のようにその長さは膨大なものになり、しかもその導火管はそれ自身爆轟しないことから、発破作業後残存し、その残留物は大量になる。
それに対して、本発明で用いる伝達装置の導火管は、前述のように伝達装置１３に付属するに過ぎず、４５cm程度であり、導爆線５，１４は爆轟して、その残留物は残らないので、短い導火管１０と雷管１１管体部分のわずかな破片が残留物になるにすぎない。

また、本発明に用いられる導爆線５，１４の最小芯薬量はほぼ１.５g／m程度であり、その外径は３.２mm程度である。例えば芯薬量がほぼ３.２g／mで、外径が３.７mm程度のものや、芯薬量がほぼ５.３g／mで、外径が４.０mm程度のものでも使用できる。一方、従来の一般汎用の導爆線の場合は、前記のように芯薬量が１０g／m程度であり、外径は５.０mm程度である。
本発明においては、発破時の騒音の観点から、できるだけ少ない芯薬量の導爆線５，１４を用いることが好ましい。

図１の実施例では、２段目に相当する２列目（図中では後列）への分岐個所８（２段目を構成する導爆線１４の前端）に伝達装置１３のコネクター９が接続されている。
このコネクター９には、前記のように所定の秒時に設定された雷管１１が取り付けられているため、１段目の起爆後、所定の秒時で２段目が起爆することになる。
伝達装置は、同列内の穿孔の起爆時間を変化させるために、地表の導爆線を直列状に連結する場合、連結する導爆線間に伝達装置を挿入することもある。

なお、本発明の発破工法で用いられる爆薬の種類は、特に限定されるものではなく、例えば石灰石等の採掘のような明かり発破では、親ダイ２として、ダイナマイトや含水爆薬等が用いられ、また増ダイ２としては、硝安油剤爆薬が多く用いられる。

具体的な発破方法は、図１において、最上部導爆線１４の右方向より、地表に敷設された導爆線１４を専用の発破器を用いて点火することにより導爆線１４，５の爆轟波が手前の各親ダイ２に伝達され、親ダイ２が起爆して増ダイ３が起爆する。また分岐点８ではその爆轟波が伝達装置１３の作用により所定の秒時を経て２段目である２列目の導爆線１４に伝達され、各親ダイ２、各増ダイ３が起爆する。導爆線５，１４は爆轟するので残留物は存在しない。残留物は伝達装置１３に用いられている短い導火管１０と雷管１１の破片だけである。
また従来の伝達装置であるＭＳコネクターとは異なり、本発明で用いる伝達装置１３では線径の細い、すなわち芯薬量の少ない導爆線１４が使用できるので、その分発破時の騒音を減少させることができる。

本発明による伝達装置を使用して図１に示した発破諸元において発破作業を実施したところ、発破後の残留物として長さ４０cm弱の使用済み導火管（重量２g強）とコネクター部雷管管体部分の破片（重量２０g程度）との総量：約２０数g程度であった。
一方、図１における導爆線に代えて非電気式の導火管付き雷管を使用し、図１に示した発破諸元と同様な発破作業を実施した際、地表に敷設された使用済み導火管約２３m（約１４０g）と導火管を接続するためのコネクター部の残骸（重量６０g強）が残留物（総量：２００g強）として回収された。しかし、その一部が地表に現れ、回収することのできない地中に埋没してしまっている使用済み導火管が各所に見られ、総残留物量は上記２００g強よりもさらに多いと思われた。
本発明による伝達装置を使用して、芯薬量が１.５g／mである導爆線とを併用して図１に示した発破諸元において発破作業を実施した際の発破音は、従来の伝達装置であるＭＳコネクター、及び芯薬量が１０g／mである導爆線とを併用した際の発破音との比較において、人体の聴覚においても明らかに小さく、騒音測定レベルにおいても前者の方が１０デシベル低い値であった。

各種の土木工事、採石、及び採鉱のための地中発破、及びベンチ発破などに利用できる。

本発明の発破工法及び発破装置の一実施例を模式的に示す斜視図である。本発明に用いる伝達装置の一実施例を示す一部を欠裁した正面図である。従来のＭＳコネクターの一例を示す断面図である。

符号の説明

１岩盤
２親ダイ
３増ダイ
４込め物
５（穿孔内の）導爆線
６穿孔
７導爆線の結合部
８分岐個所
９コネクター
１０導火管
１１雷管
１２コンテナーブロック
１３伝達装置
１４（地表に敷設された）導爆線
１５ユニット

Claims

穿孔内の導爆線と爆薬から構成されるユニットを複数設け、各ユニットを地表に敷設する導爆線にて連結すると共に、その地表に敷設された導爆線の一箇所以上に、導火管の両端にコネクターを有する伝達装置を結合し、この伝達装置のコネクターは時間の遅延手段を有するものであって、非電気式の起爆手段を用いて段発発破を行うことを特徴とする環境低負荷の発破工法。
コネクターは、導火管に接続された所定の秒時で爆轟する雷管と、雷管を収納するためと導爆線を巻き付けるための形状を有するコンテナーブロックとからなるものである請求項１に記載の環境低負荷の発破工法。
導爆線は、その外径が５mm未満で、芯薬量が１０g／m未満である請求項１又は２に記載の環境低負荷の発破工法。
穿孔内の導爆線と爆薬から構成される複数のユニットと、各ユニットを連結して地表に敷設する導爆線と、その地表に敷設された導爆線の一箇所以上に結合された、導火管の両端にコネクターを有する伝達装置とからなる装置であって、前記伝達装置のコネクターは時間の遅延手段を有するものであって、非電気式の起爆手段を用いて段発発破を行うことを特徴とする環境低負荷の発破装置。