JP2007125540A - 岩石・構造物等の破砕方法並びにその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単体の硝酸アンモニウムを瞬時に分解させることにより生じるガスの圧力を利用して岩石等の破砕を行うことができ、且つ火薬類取締法の対象外であって施工の自由度に優れた新規な岩石・構造物等の破砕手法並びにその装置の開発を技術課題とした。
【解決手段】被破砕物Ｒに設けた装填孔Ｈに対し、破砕主剤６である硝酸アンモニウムを充填し、テルミット反応を呈する加熱剤５を破砕主剤６に隣接するように配置し、加熱剤５と隣接するように着火具４を配置して装填孔Ｈを封鎖し、着火具４に通電して加熱剤５にテルミット反応を起こさせ、これにより発生する超高温の反応熱により装填孔Ｈ内で硝酸アンモニウムを分解させ、分解ガスの圧力により被破砕物Ｒを破砕することを特徴として成り、硝酸アンモニウムを迅速且つ確実に分解させることができ、充填孔Ｈ内の圧力を急激に高めることにより岩石・構造物等の破砕を安全、確実且つ安価で行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、岩石・構造物等の破砕手法に関するものであって、特に危険物ではあるものの衝撃等に対して安定であって爆発しにくい硝酸アンモニウムを用い、この硝酸アンモニウムを急激に分解させ、その分解ガスの圧力により岩石・構造物等を破砕する方法並びにその装置に関するものである。

従来から、岩石、コンクリート構造物等を破砕する方法は、以下に示す複数の手法の中から、目的、使用環境、使用条件に合せて適した手法が選択されている。
まず火薬・爆薬等の火薬類（硝安油剤爆薬、含水爆薬、ダイナマイト等）による方法（例えば特許文献１参照）は、費用対効果は良好であるといったメリットがあるが、一方で法的規制（火薬類取締法）の対象となるため、市街地等では安全や周辺環境への影響を充分配慮しなければならず、施工の自由度が低くなってしまうといったデメリットがある。また造成工事中に予期せぬ岩が現れた場合等、急遽破砕作業が必要になった場合に、火薬類の消費許可を申請しても許可を得るまでに時間を要するため、工事の停滞を余儀なくされてしまうこともあった。

また蒸気圧を利用した破砕薬による方法は、熱により結晶水を含む化学物質（カリ明礬等）の結晶水を水蒸気化させ、その蒸気圧で岩石・構造物を破砕するというものであり、火薬類取締法の対象とならないため、施工にあたって法制面での自由度があるといったメリットがあるが、一方で費用対効果は劣るといったデメリットがある。

更にまた石灰系静的破砕剤による方法は、水と反応した生石灰が膨張するときの膨張圧力を利用するものであり、前記蒸気圧を利用した破砕薬による方法と同様に火薬類取締法の対象とならないため、施工にあたって法制面での自由度があるといったメリットがあるが、一方で充分な効果を得るまでに数十分乃至数時間を要してしまうといったデメリットがある。

更にまたくさび、打撃等を利用した油圧機械による方法は、同様に火薬類取締法の対象とならないため、施工にあたって法制面での自由度があるといったメリットがあるが、一方で作業効率が悪く、長時間にわたって騒音・振動が発生してしまうといったデメリットあるいは作業用重機が接近できない場所では作業適用ができないというデメリットもある。

このように現状の手法を見ると、例えば市街地等、周辺環境への影響を充分配慮しなければならない場所での使用に適するとともに、施工の自由度に優れた手法は充分解明されているとは言い難く、このような使用環境では制約が厳しいことから、これに対応するため高コスト化はやむをえないとの先入観もあり、いわばコストを無視した手法が採られていた。

ところで前記硝安油剤爆薬の原料である硝酸アンモニウムは、肥料としても用いられるものであって非常に安価で入手できるものである。
また硝酸アンモニウムは、単体であれば衝撃・摩擦等に対して安定であって爆発しにくい物質であり、例えば６号雷管に爆薬を付加したもので起爆することにより爆発させることが実験的に行われたことがあるが、実用的には実施されていない（例えば非特許文献１参照）。すなわち、硝酸アンモニウム単体を用いて岩石、構造物等を破砕することは実用的に実施されていない。
そこで本出願人は、安価で入手することができ、且つ単体の状態で安全である硝酸アンモニウムを用い、充分な破砕性能を具えながらも火薬類取締法の対象外となり、自由度の高い施工を行うことができるとともに、安価に提供することのできる破砕手法の開発に着手することとなった。
特開２００５−１３２６３６号公報 工業火薬ｖｏｌ．５２、１９９１年Ｎｏ．４、第２８５頁〜第２９０頁、三宅淳巳、小川輝繁著、研究論文「硝安の非理想爆轟に関する研究（第１報）」

本発明はこのような背景からなされたものであって、単体の硝酸アンモニウムを瞬時に分解させることにより生じるガスの圧力を利用して岩石等の破砕を行うことができ、且つ火薬類取締法の対象外であって施工の自由度に優れた新規な岩石・構造物等の破砕手法並びにその装置の開発を技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の岩石・構造物等の破砕方法は、被破砕物に設けた装填孔に対し、破砕主剤である硝酸アンモニウムを充填し、更にテルミット反応を呈する加熱剤を前記破砕主剤に隣接するように配置し、更にこの加熱剤と隣接するように着火具を配置して前記装填孔を封鎖し、前記着火具に通電して加熱剤にテルミット反応を起こさせ、これにより発生する超高温の反応熱により前記装填孔内で硝酸アンモニウムを分解させ、その分解ガスの圧力により被破砕物を破砕することを特徴として成るものである。
この発明によれば、テルミット反応によって得られる超高温の反応熱によって、硝酸アンモニウムを迅速且つ確実に分解させることができ、この分解ガスにより充填孔内の圧力を急激に高めることにより岩石・構造物等の破砕を安全且つ確実に行うことができる。
また硝酸アンモニウム、加熱剤ともに火薬類取締法の対象外であるものを使用するため、自由度に優れた施工を実現することができる。
更にまた硝酸アンモニウム、加熱剤ともに安価で入手することができるため、破砕の施工コストを低減することができる。

また請求項２記載の岩石・構造物等の破砕方法は、前記要件に加え、前記加熱剤と硝酸アンモニウムとを、硝酸アンモニウムが加熱剤を囲繞した状態で隣接させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、加熱剤の全面が硝酸アンモニウムと隣接することとなるため、加熱剤の反応熱を効率的に硝酸アンモニウムに伝熱することができる。

更にまた請求項３記載の岩石・構造物等の破砕方法は、前記請求項１記載の要件に加え、前記加熱剤と硝酸アンモニウムとを、積層させた状態で隣接させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、装填孔への硝酸アンモニウム及び加熱剤の充填が容易に行えるため、作業性を向上することができる。

更にまた請求項４記載の岩石・構造物等の破砕方法は、前記請求項３記載の要件に加え、前記硝酸アンモニウムの中心に長手方向に延びる導炎孔を形成したことを特徴として成るものである。
この発明によれば、硝酸アンモニウムの受熱面積が増大し、加熱剤の反応熱を硝酸アンモニウム全域に短時間に効率的に伝熱させることができ、硝酸アンモニウムの分解反応をより迅速且つ確実に行うことができる。

更にまた請求項５記載の岩石・構造物等の破砕方法は、前記請求項３または４記載の要件に加え、前記加熱剤における硝酸アンモニウムとの接触面に対して散炎面を形成したことを特徴として成るものである。
この発明によれば、加熱剤から硝酸アンモニウムへの送熱面積が増大するため、加熱剤の反応熱を硝酸アンモニウム側に効率的に伝熱することができ、硝酸アンモニウムの分解反応をより迅速且つ確実に行うことができる。

更にまた請求項６記載の岩石・構造物等の破砕方法は、前記請求項３記載の要件に加え、前記硝酸アンモニウムの中心に長手方向に延びた芯状に加熱剤を位置させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、硝酸アンモニウムの分解時間を短縮させて、作動時間のばらつきを少なくするとともに、破砕の確実性を向上させることが可能となる。

更にまた請求項７記載の岩石・構造物等の破砕方法は、前記請求項６記載の要件に加え、前記硝酸アンモニウムに対して積層された状態で隣接する加熱剤と、前記硝酸アンモニウムの中心に長手方向に延びた芯状の加熱剤とを、直接または薄膜を介在させて接触させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、着火具によって硝酸アンモニウムに対して積層された状態で隣接する加熱剤に生起されたテルミット反応を、速やかに硝酸アンモニウムの中心に長手方向に延びた芯状の加熱剤に連鎖させることができ、作動時間を短縮させることが可能となる。

更にまた請求項８記載の岩石・構造物等の破砕方法は、前記要件に加え、前記硝酸アンモニウム及び加熱剤をケーシングに充填して破砕薬筒を形成し、この破砕薬筒を装填孔に挿入するようにしたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、予め形成された破砕薬筒を現場に持ち込むことにより、現場における準備作業を簡素化することができる。

また請求項９記載の岩石・構造物等の破砕装置は、筒状のケーシング内に、破砕主剤である硝酸アンモニウムと、テルミット反応を呈する加熱剤とが密閉状態で充填され、更に前記加熱剤の着火具が具えられたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、テルミット反応によって得られる超高温の反応熱によって、硝酸アンモニウムを迅速且つ確実に分解させることができ、この分解ガスにより岩石・構造物等の破砕を安全且つ確実に行うことができる。
また硝酸アンモニウム、加熱剤ともに火薬類取締法の対象外であるものが使用されるため、自由度に優れた施工を実現することができる。
更にまた硝酸アンモニウム、加熱剤ともに安価で入手することができるため、破砕の施工コストを低減することができる。

更にまた請求項１０記載の岩石・構造物等の破砕装置は、前記請求項９記載の要件に加え、前記加熱剤を囲繞するように硝酸アンモニウムが充填されていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、加熱剤の全面が硝酸アンモニウムと隣接することとなるため、加熱剤の反応熱を効率的に硝酸アンモニウムに伝熱することができる。

更にまた請求項１１記載の岩石・構造物等の破砕装置は、前記請求項９記載の要件に加え、前記加熱剤と硝酸アンモニウムとはケーシングの長手方向に隣接して充填されていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、加熱剤、硝酸アンモニウムをケーシング内に順次充填することにより、破砕装置を容易に製造することができる。

更にまた請求項１２記載の岩石・構造物等の破砕装置は、前記請求項１１記載の要件に加え、前記硝酸アンモニウムの中心には、長手方向に延びる導炎孔が形成されていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、硝酸アンモニウムの受熱面積が増大するため、加熱剤の反応熱を硝酸アンモニウム全域に効率的に伝熱させることができ、硝酸アンモニウムの分解反応をより迅速且つ確実に行うことができる。

更にまた請求項１３記載の岩石・構造物等の破砕装置は、前記請求項１１または１２記載の要件に加え、前記加熱剤には、硝酸アンモニウムとの接触面に対して散炎面が形成されていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、硝酸アンモニウムへの送熱面積が増するため、加熱剤の反応熱を硝酸アンモニウムに効率的に伝熱させることができ、硝酸アンモニウムの分解反応をより迅速且つ確実に行うことができる。

更にまた請求項１４記載の岩石・構造物等の破砕装置は、前記請求項１１記載の要件に加え、前記硝酸アンモニウムの中心には、長手方向に延びた芯状に加熱剤が充填されていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、硝酸アンモニウムの分解時間を短縮させて、作動時間のばらつきを少なくするとともに、破砕薬筒の作動の確実性を向上させることが可能となる。

更にまた請求項１５記載の岩石・構造物等の破砕装置は、前記請求項１４記載の要件に加え、前記硝酸アンモニウムに対してケーシングの長手方向に隣接する加熱剤と、硝酸アンモニウムの中心に長手方向に延びた芯状の加熱剤とは、直接または薄膜を介在させて接触していることを特徴として成るものである。
この発明によれば、着火具によって硝酸アンモニウムに対してケーシングの長手方向に隣接する加熱剤に生起されたテルミット反応を、速やかに硝酸アンモニウムの中心に長手方向に延びた芯状の加熱剤に連鎖させることができ、破砕薬筒の作動時間を短縮させることが可能となる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

本発明によれば、単体の硝酸アンモニウムを超高温により瞬時に分解させて生じるガスの圧力を利用して岩石等の破砕を行うことができ、施工の自由度に優れた新規な岩石・構造物等の破砕手法並びにその装置を安価で提供することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図示の実施例に基づいて説明するが、この実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。なお以下の説明にあっては、始めに岩石・構造物等の破砕装置についてその構成を説明し、続いて岩石・構造物等の破砕方法について説明する。

図中符号Ｅで示すものが本発明の岩石・構造物等の破砕装置たる破砕薬筒であり、このものは筒状のケーシング１と、このケーシング１の両開口部１１、１２を塞ぐ天蓋２及び底蓋３を具えて成るものである。
また前記底蓋３には着火具４が装着され、前記ケーシング１内には加熱剤５及び破砕主剤６が仕切体７を介在させた状態で充填される。

以下これら破砕薬筒Ｅの構成要素について詳しく説明する。
まず前記ケーシング１は図２、３に示すように、一例として直径３０ｍｍ、長さ２００ｍｍ程度の寸法で形成された合成樹脂または金属製の筒体であり、一方の開口部１１から２０ｍｍ程の範囲が直径２０ｍｍ程度の細径部１１ａとされ、また他方の開口部１２付近の側周部には蓋止め１２ａが形成される。なおケーシング１の径は、細径部１１ａを格別設けることなく全域にわたって同寸法とするようにしてもよい。

次に前記天蓋２について説明するとこのものは、一方の端面が閉鎖された筒状部材であり、前記ケーシング１における開口部１２が形成された側の端部に外嵌されるものである。なお天蓋２はケーシング１の開口部１２に内嵌させるようにしてもよい。
また前記底蓋３は、一方の端面が閉鎖された筒状部材である外筒３１と、同じく一方の底面が閉鎖された筒状部材である内筒３２とを具えて構成されるものであり、外筒３１の底板に形成された孔と前記内筒３２とを連接することにより挿入口３３が形成される。そして前記外筒３１が前記ケーシング１における細径部１１に外嵌されるとともに、内筒３２がケーシング１内に侵入した状態となるものである。
なお前記ケーシング１と底蓋３とは予め一体で形成したものであっても差し支えない。
またこの実施例では、これらケーシング１、天蓋２及び底蓋３を一例として厚さ１ｍｍ程の合成樹脂（一例としてポリプロピレン）によって形成するようにした。

次に前記着火具４について説明すると、このものは電気式の着火装置であって、リード線４１に通電することにより、適宜の発熱素子が発熱し、その発熱により着火具内部に装填された着火薬が発火するものである。
なおこの実施例では着火具４内に具えられる着火薬として、加熱剤５と同様に非火薬であって、更にテルミット反応を呈するような物質が採用されるものであり、加熱剤５よりも発火感度の高いものが用いられる。
またこの実施例では着火具４の形状は管状とするものであり、底蓋３がケーシング１に装着された状態で挿入口３３に挿入されることにより、この着火具４はケーシング１内に充填される加熱剤５の内部に実質的に位置することとなる。

次に前記加熱剤５について説明すると、このものは非火薬でありながら３０００℃近い熱を発生するテルミット反応（金属の酸化還元反応）を呈するような物質であり、金属粉と酸化金属粉とが混合されたものである。
この実施例では一例として酸化鉄粉とアルミ粉とを７５：２５の割合（重量比）で混合して加熱剤５を調製するようにした。
なおテルミット反応を呈する物質は、上記組み合わせの他、例えば酸化銅とアルミのように種々のものがあり、適宜のものを採用することができる。

次に破砕主剤６について説明すると、本発明においては硝酸アンモニウム（ＮＨ₄ ＮＯ₃ ）が採用されるものであって、このものは１００℃付近から硝酸とアンモニアに解離し、２５０〜２６０℃になると下記化１に示すような分解が爆発的に生じるとされている。更に硝酸アンモニウムが分解すると、下記化１に示すように成分が全てガス化して固形残渣を生じないといった性質を有するものである。

因みに１キログラムの硝酸アンモニウムからは、標準状態で９８０リットルのガスが生成される。
なお硝酸アンモニウムは、酸素を多く含むため爆薬の原料として多く使用され、軽油を配合することにより硝安油剤爆薬となる他、含水爆薬、ダイナマイト、アンモン爆薬などの原料として広く使用されている。
しかしながら単体の硝酸アンモニウムは危険物ではあるものの、衝撃・摩擦に対して安定で爆発しにくく、火薬類の原料として使用される他、肥料、寒剤などとして使われるものであり、火薬類取締法の対象外となるものである。
なお前記硝酸アンモニウムは一例としてプリル状（多孔質粒状）のものを採用したが、粉状、粒状硝安と呼ばれるものを採用してもよい。

次に仕切材７について説明すると、このものは前記ケーシング１内において加熱剤５と破砕主剤６との間に介在させられるものであり、この実施例では一例として厚さ２ｍｍ程度の発泡樹脂を円形状に形成して仕切体７１とし、この仕切体７１の中心部分に塩化ビニル等によって形成した中空管７２を具えるようにした。

そしてこれら諸部材によって破砕薬筒Ｅを形成するにあたっては、図４（ａ）に示すように、ケーシング１に対して底蓋３を装着するとともにこの底蓋３が下になるように配置する。
続いて図４（ｂ）に示すように、内筒３２が埋もれるまで所定量の加熱剤５をケーシング１内に充填する。この場合、加熱剤５はその一部を事前に加圧成型したものを使用してもよい。
次に図４（ｃ）に示すように、前記加熱剤５に対して、中空管７２が上になるように仕切材７を載置する。
そして図４（ｄ）に示すように、中空管７２が埋もれるまで所定量の破砕主剤６をケーシング１内に充填する。なおこのとき中空管７２内に破砕主剤６が入らないように、中空管７２の開口部を熱シールするかセロファンテープ等で塞いでおくようにする。
最後に天蓋２を装着し、現場において着火具４を挿入口３３に挿入することにより破砕薬筒Ｅが完成する。

以上のようにして形成された破砕薬筒Ｅは図１、２に示すように、ケーシング１内に、破砕主剤６である硝酸アンモニウムと、テルミット反応を呈する加熱剤５とが密閉状態で充填され、更に前記加熱剤５と硝酸アンモニウムとはケーシング１の長手方向に隣接して充填された状態となるものである。
また前記硝酸アンモニウムの中心には、長手方向に延びる導炎孔６１が形成されることとなる。

なおこの実施例では前記破砕主剤６に対して、加熱剤５のテルミット反応によって発生する熱を高効率で破砕主剤６に伝熱することができるように導炎孔６１を形成したが、同じ目的で加熱剤５に対して図５（ａ）に示すような一例として円錐状の散炎面５１を破砕主剤６との隣接個所に形成するようにしてもよい。
また図５（ｂ）に示すように、破砕主剤６に対して導炎孔６１を形成するとともに、加熱剤５との隣接個所を一例として円錐状の導炎面６２として形成することにより、反応熱の受熱面積を増大させて、硝酸アンモニウムの分解反応の促進を図るようにしてもよい。
更にまた図５（ｃ）に示す様に、前記散炎面５１と導炎面６２との双方を形成するようにしてもよい。
なお加熱剤５の発熱量が充分に確保できる場合には、図５（ｄ）に示すように散炎面５１、導炎孔６１及び導炎面６２を形成しないようにすることもできる。

更にまた図５（ｅ）に示すように、前記加熱剤５と破砕主剤６たる硝酸アンモニウムとがケーシング１の長手方向に隣接して充填され、更に前記破砕主剤６の中心には、長手方向に延びた芯状に加熱剤５Ａが充填された構成を採ることもできる。
因みにこのような構成を採った場合、破砕主剤６とテルミット反応を呈する物質（加熱剤５、加熱剤５Ａ）との接触面積が増大するため、硝酸アンモニウムの分解時間が短縮させられることとなり、破砕薬筒Ｅの作動時間のばらつきを少なくするとともに、破砕薬筒Ｅの作動の確実性を向上させることが可能となる。
特に複数の破砕薬筒Ｅを斉発させる場合、先に作動した破砕薬筒Ｅによって装填孔Ｈに発生するクラックから生成ガスが逸散してしまうことにより、後発の破砕薬筒Ｅの作用が低下してしまうといった現象を極力回避することができるようになる。
更に前記加熱剤５と加熱剤５Ａとを、直接または薄膜７３を介在させて接触させることにより、着火具４によって加熱剤５に生起されたテルミット反応を、速やかに加熱剤５Ａに連鎖させることができ、破砕薬筒Ｅの作動時間の更なる短縮を図ることができる。

なお図５（ａ）（ｄ）に示した破砕薬筒Ｅを形成する場合には前記中空菅７２は不要となる。
また図５（ｅ）に示した破砕薬筒Ｅを形成する場合には、前記中空菅７２内に加熱剤５を充填するようにする。
また図３（ｂ）に示すように、仕切体７１の中心に孔７１ａを形成するとともに、この孔７１ａをセロファンテープ等の薄膜７３によって塞ぐことにより、加熱剤５と加熱剤５Ａとを薄膜７３を介在させて接触させることができ、薄膜７３を設けなければ加熱剤５と加熱剤５Ａとを直接接触させることができる。

ところで前記破砕薬筒Ｅの形態としては、図７に示したようなものを採ることもできる。具体的には、まず図７（ａ）に示すように、側周部に通気孔７ａを形成した筒状体を仕切体７１とするものであり、この仕切体７１内に着火部材となる白金線８を配するとともに加熱剤５を充填し、更にこのものを図７（ｂ）に示すようにケーシング１内に配するとともに、破砕主剤６を充填するものである。
以上のようにして形成された破砕薬筒Ｅは、ケーシング１内に、破砕主剤６である硝酸アンモニウムと、テルミット反応を呈する加熱剤５とが密閉状態で充填され、更に前記加熱剤５が硝酸アンモニウムに囲まれてこれらが隣接して充填された状態となるものである。

本発明の岩石・構造物等の破砕装置たる破砕薬筒Ｅは一例として上述のようにして構成されるものであって、以下このものの使用態様と併せて本発明の岩石・構造物等の破砕方法について説明する。

（１）装填孔の形成
まず図６（ａ）に示すように、被破砕体Ｒに対して装填孔Ｈを形成するものであり、被破砕体Ｒの大きさ、形状に応じて適宜、抵抗線及び深さを選択するようにする。

（２）着火具のセットと破砕薬筒の装填
続いて図６（ｂ）に示すように破砕薬筒Ｅにおける挿入口３３に対して着火具４をセットするとともに、この破砕薬筒Ｅを図６（ｃ）（ｄ）に示すように被破砕体Ｒに形成された装填孔Ｈに装填する。この場合、破砕薬筒Ｅの装填孔Ｈへの装填方向は、破砕主剤６が下に位置する方向であっても、上に位置する方向であってもよい。

（３）填塞材の充填
次に図６（ｅ）に示すように前記装填孔Ｈ内に填塞材Ｍを充填するものであり、これにより図６（ｆ）に示すように、破砕主剤６である硝酸アンモニウムとテルミット反応を呈する加熱剤５とを収容した破砕薬筒Ｅが装填孔Ｈ内に密閉状態で位置することとなる。なお填塞材Ｍとしてはモルタルや砂等が用いられるものであり、モルタルを用いる場合には、一例としてケイ酸ナトリウムを主成分とする急結剤を混入することにより、モルタルの凝結・硬化を促進させて作業時間の短縮を図るようにしてもよい。

（４）着火
次いで図示しない着火装置によって着火具４に通電すると、着火具４の内部の着火薬が発火し、その熱によって加熱剤５がテルミット反応を起こし、３０００℃近い超高温の反応熱が発生することとなる。
そしてこの超高温の反応熱は導炎孔６１を通じて破砕主剤６全域に短時間に効率的に伝熱され、この反応熱により破砕主剤６たる硝酸アンモニウムは成分が分解し、全てガス化して急速に膨張し、この分解ガスの圧力により図１に示すように被破砕体Ｒに亀裂が生じて複数の小片に分割されることとなる。
なお図５（ｅ）に示した破砕薬筒Ｅの場合、着火具４により加熱剤５で生起したテルミット反応を速やかに加熱剤５Ａに連鎖させることができ、破砕薬筒Ｅの作動時間を短縮させることが可能となる。

なお上述した実施例では、加熱剤５及び破砕主剤６をケーシング１に充填して破砕薬筒Ｅを形成し、この破砕薬筒Ｅを装填孔に挿入するようにしたが、装填孔Ｈに対して直接加熱剤５及び破砕主剤６を充填するようにしてもよい。

本発明の岩石・構造物等の破砕装置の使用形態を一部透視して示す斜視図である。 本発明の岩石・構造物等の破砕装置を示す分解側面図及び縦断側面図である。 同上分解斜視図である。 破砕薬筒の製造過程を段階的に示す縦断側面図である。 破砕薬筒の種々の形態を示す縦断側面図である。 本発明の岩石・構造物等の破砕装置の使用形態を段階的に示す斜視図である。 破砕薬筒の他の形態を示す縦断側面図である。

符号の説明

Ｅ 破砕薬筒
１ ケーシング
１１ 開口部
１１ａ 細径部
１２ 開口部
１２ａ 蓋止め
２ 天蓋
３ 底蓋
３１ 外筒
３２ 内筒
３３ 挿入口
４ 着火具
５ 加熱剤
５Ａ 加熱剤
５１ 散炎面
６ 破砕主剤
６１ 導炎孔
６２ 導炎面
７ 仕切材
７ａ 通気孔
７１ 仕切体
７１ａ 孔
７２ 中空管
７３ 薄膜
８ 白金線
Ｒ 被破砕体
Ｈ 装填孔
Ｍ 填塞材

Claims (15)

1. 被破砕物に設けた装填孔に対し、破砕主剤である硝酸アンモニウムを充填し、更にテルミット反応を呈する加熱剤を前記破砕主剤に隣接するように配置し、更にこの加熱剤と隣接するように着火具を配置して前記装填孔を封鎖し、前記着火具に通電して加熱剤にテルミット反応を起こさせ、これにより発生する超高温の反応熱により前記装填孔内で硝酸アンモニウムを分解させ、その分解ガスの圧力により被破砕物を破砕することを特徴とする岩石・構造物等の破砕方法。
2. 前記加熱剤と硝酸アンモニウムとを、硝酸アンモニウムが加熱剤を囲繞した状態で隣接させることを特徴とする請求項１記載の岩石・構造物等の破砕方法。
3. 前記加熱剤と硝酸アンモニウムとを、積層させた状態で隣接させることを特徴とする請求項１記載の岩石・構造物等の破砕方法。
4. 前記硝酸アンモニウムの中心に長手方向に延びる導炎孔を形成するようにしたことを特徴とする請求項３記載の岩石・構造物等の破砕方法。
5. 前記加熱剤における硝酸アンモニウムとの隣接面に対して散炎面を形成するようにしたことを特徴とする請求項３または４記載の岩石・構造物等の破砕方法。
6. 前記硝酸アンモニウムの中心に長手方向に延びた芯状に加熱剤を位置させることを特徴とする請求項３記載の岩石・構造物等の破砕方法。
7. 前記硝酸アンモニウムに対して積層された状態で隣接する加熱剤と、前記硝酸アンモニウムの中心に長手方向に延びた芯状の加熱剤とを、直接または薄膜を介在させて接触させることを特徴とする請求項６記載の岩石・構造物等の破砕方法。
8. 前記硝酸アンモニウム及び加熱剤をケーシングに充填して破砕薬筒を形成し、この破砕薬筒を装填孔に挿入するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の岩石・構造物等の破砕方法。
9. 筒状のケーシング内に、破砕主剤である硝酸アンモニウムと、テルミット反応を呈する加熱剤とが密閉状態で充填され、更に前記加熱剤の着火具が具えられたことを特徴とする岩石・構造物等の破砕装置。
10. 前記加熱剤を囲繞するように硝酸アンモニウムが充填されていることを特徴とする請求項９記載の岩石・構造物等の破砕装置。
11. 前記加熱剤と硝酸アンモニウムとはケーシングの長手方向に隣接して充填されていることを特徴とする請求項９記載の岩石・構造物等の破砕装置。
12. 前記硝酸アンモニウムの中心には、長手方向に延びる導炎孔が形成されていることを特徴とする請求項１１記載の岩石・構造物等の破砕装置。
13. 前記加熱剤には、硝酸アンモニウムとの隣接面に対して散炎面が形成されていることを特徴とする請求項１１または１２記載の岩石・構造物等の破砕装置。
14. 前記硝酸アンモニウムの中心には、長手方向に延びた芯状に加熱剤が充填されていることを特徴とする請求項１１記載の岩石・構造物等の破砕装置。
15. 前記硝酸アンモニウムに対してケーシングの長手方向に隣接する加熱剤と、硝酸アンモニウムの中心に長手方向に延びた芯状の加熱剤とは、直接または薄膜を介在させて接触していることを特徴とする請求項１４記載の岩石・構造物等の破砕装置。

Images