JP2012087497A - Boulder stone removal device and boulder stone removal method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、斜面上の岩石(転石)や土石流跡などの岩石(転石)などの除去、移動、部分破砕を安全かつ確実に行う転石除去装置及び転石除去方法に関する。 The present invention relates to a boulder removing apparatus and a boulder removing method for safely and reliably removing, moving, and partially crushing rocks (rolls) such as rocks (rolls) on a slope and debris tracks.
本発明において、転石とは、一般に土木用語で規定するように、岩の産出位置から移動し他場所にある石を意味する。もともとは、川の上流に岩山があって、そこから崩れ出た岩が流れ出て、土中に取り残され、そこが現在の地形を形成している場合などをいう。もっと平たく言えば、土石流や大昔の川の跡が、長い年月を経て現在の地形になったために、土でできている土地のはずなのに、岩がある。この岩のことを転石と称する。土石流の通った後にある岩は、全て転石をいう。 In the present invention, the boulder means a stone that moves from a rock production position and is located elsewhere as generally defined by civil engineering terms. Originally, there is a rocky mountain upstream of the river, the rock that collapsed from it flows out and is left behind in the soil, which forms the current terrain. To put it more simply, there are rocks that should have been made of soil because the debris flow and the ruins of ancient rivers have become the present terrain after many years. This rock is called a boulder. All the rocks after the debris flow are stones.
危険石は、転石の更に上位概念である。例えば、平らな田園地帯にぽつんとある岩(転石)は、農業には邪魔であるが、危険はない。ところが、急斜面に岩がぽつんとあると、これが崩れ落ちてきたら危険である。危険性のある転石を危険石と呼ぶ。危険石(転石)の例としては、いつ崩れてもおかしくない、崖上の危険石がある。この場合は、天然の崖の危険石である。 Dangerous stones are a higher level concept of rolling stones. For example, rocks (rolls) that lie flat in the countryside are an obstacle to agriculture but are not dangerous. However, if there are rocks on a steep slope, it is dangerous if it collapses. Dangerous stones are called dangerous stones. An example of a dangerous stone (rolled stone) is a dangerous stone on the cliff, which is not strange at any time. In this case, it is a natural cliff danger stone.
法面とは、斜面の中でも、安定角以下で人的に作られた斜面を意味する。安定角とは、自然に崩れださない斜面の最大角度をいい、一般的な土質では30度以下である。安定角を超える斜面は、崖となる。一般的な土木工事では、危険石を除去して安全な法面を形成する。 Slope means a slope made by humans with a slope below the stable angle. The stable angle is the maximum angle of the slope that does not collapse naturally, and is 30 degrees or less in general soil quality. The slope exceeding the stable angle becomes a cliff. In general civil engineering work, dangerous stones are removed to form a safe slope.
従来、斜面上の危険石の除去、土石流跡などの転石の除去、コンクリート塊などの移動方法、部分破砕などには、クレーンなどの重機による吊り上げ除去、ブレーカーによる破砕と吊り上げ除去の組み合わせ、バックフォーなどの重機のバケット装置での移動、ブルドーザーなどの重機の排土板装置での移動、などの手法が用いられている(例えば、特許文献1,2,3参照)。
Conventionally, removal of dangerous stones on slopes, removal of rocks such as debris tracks, moving method of concrete blocks, partial crushing, etc., lifting and removal by heavy equipment such as cranes, combination of crushing and lifting removal by breaker, For example, a method using a heavy machine such as a bucket apparatus or a heavy machine such as a bulldozer using a soil discharge plate apparatus is used (see, for example,
特許文献1の発明では、岩石の表面に穿孔するだけで、岩石を確実に吊り上げることができる技術が開示されている。
特許文献2の発明では、特許文献1に記載の岩石の吊り上げ技術を元に、吊り上げ可能重量を超えるような岩石であっても、割岩破砕を併用しながら除去する技術が開示されている。
In invention of
In the invention of
特許文献3の発明では、キャタピラ式重機に、岩石の移動用排土版、保持具、割岩装置を一体に取り付け、遠隔操作式の重機によって、転石を一次破砕し、次いで移動運搬することができるため、作業員にとっては安全である。 In the invention of Patent Document 3, a rock excavation plate, a holding tool, and a rock breaking device are integrally attached to a caterpillar heavy machine, and the crushing stone can be primarily crushed and then moved and transported by a remote-controlled heavy machine. Therefore, it is safe for workers.
しかし、特許文献1に記載の発明では、斜面上の危険石などに対しては、穿孔のために人が乗るだけでも落下する危険があり、不向きである。
また、特許文献2に記載の発明では、割岩作業のために作業員が近づく必要があり、危険である。また、岩石などの脆性材料は、ヒビが入ると一気にヒビが成長し、一瞬にして破断する特有な性質があり、落下の予兆を予測し非難することが困難である。
However, the invention described in
Moreover, in invention of
また、特許文献3に記載の発明では、キャタピラ式の重機であっても、登坂能力と安全角度には限界があり、斜度が40度を超えるような場所での作業は困難である。重機の能力を大きく超える場合には作業が成り立たない。
また、特許文献2,3に記載の発明に共通している問題は、クレーン、キャタピラ式重機など、いずれも自走式の重機を使用するため、自走式の重機の搬入、運用ができるスペースを必要とすることである。
Further, in the invention described in Patent Document 3, even a caterpillar type heavy machine has a limit in climbing ability and safety angle, and it is difficult to work in a place where the inclination exceeds 40 degrees. If the capacity of heavy machinery is greatly exceeded, work will not be realized.
In addition, the problem common to the inventions described in
また、重機の処理能力は、そのサイズに比例するため、運用できる重機によって適用可能な岩石には上限がある。
重機で手に負えない場合は、発破工法などで破砕後に移動させる処置がなされるが、発破工法には制限も多い。
特に、急斜面上などの転石除去では、穿孔作業、装薬作業によって落下の危険を伴う場合があり、作業が困難である。
In addition, since the processing capacity of heavy equipment is proportional to its size, there is an upper limit to the rocks that can be used by heavy equipment that can be operated.
If it cannot be handled with heavy machinery, a blasting method is used to move it after crushing, but there are many restrictions on the blasting method.
In particular, when removing a boulder on a steep slope or the like, there may be a risk of falling due to drilling work or charge work, and the work is difficult.
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、転石の除去、移動、部分破壊を安全かつ確実に行うことが可能な除去装置及び除去方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a removal apparatus and a removal method capable of safely and reliably removing, moving, and partially destroying a calculus. There is.
請求項1に係る発明は、片端が開放された容器と、前記容器の内部に配される非火薬組成の着火具と、前記容器の内部に配される非火薬ガス発生剤とを備え、前記容器の開放端を斜面上の転石に向かって配し、前記非火薬組成の着火具による点火によって前記非火薬ガス発生剤の燃焼により発生したガス圧を前記転石に向かって前記容器の開放端より噴出させることを特徴とする。
The invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1記載の転石除去装置において、前記非火薬組成の着火具は、前記容器の中央部に配され、ガス洩れ防止処理を施してリード線を前記容器の側壁から取り出され、前記リード線を介して遠隔点火装置に接続されていることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2記載の転石除去装置において、前記容器の長さLと前記容器の内径Dとの比は、L/D=1〜10、好ましくはL/D=2〜6であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the boulder removing device according to the first aspect, the non-explosive composition igniter is disposed in the center of the container and is subjected to a gas leakage prevention process so that the lead wire is disposed on the side wall of the container. And connected to a remote ignition device via the lead wire.
The invention according to claim 3 is the rolling stone removing device according to
請求項4に係る発明は、斜面上の転石を持ち上げるに際し、前記転石の下流側に請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置のガス圧が前記転石の重心を通り上向きに噴出するように配置し、前記転石除去装置に連絡する遠隔点火装置によって前記非火薬組成の着火具を点火して前記非火薬ガス発生剤の燃焼により発生したガス圧を前記転石に向かって前記容器の開放端より噴出させることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項4記載の転石除去方法において、請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置を複数配置する場合には、各前記転石除去装置のガス圧の作用方向の合成ベクトルが、前記転石の中心を通り、上向きになるように配置することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, when lifting a boulder on a slope, the gas pressure of the boulder removing device according to any one of
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for removing a boulder according to the fourth aspect, when a plurality of the boulder removing devices according to any one of the first to third aspects are arranged, the direction of gas pressure action of each of the boulder removing devices. The composite vector is arranged so as to pass upward through the center of the boulder.
請求項6に係る発明は、斜面上の転石を移動させる際し、前記法面や足場に、請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置のガス圧が前記転石の中心を通り動かしたい方向へ噴出するように配置し、前記転石除去装置に連絡する遠隔点火装置によって前記非火薬組成の着火具を点火して前記非火薬ガス発生剤の燃焼により発生したガス圧を前記転石に向かって前記容器の開放端より噴出させることを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項6記載の転石除去方法において、請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置を複数配置する場合には、各前記転石除去装置のガス圧の作用方向の合成ベクトルが、前記転石の中心を通り、動かしたい方向になるように配置することを特徴とする。
In the invention according to claim 6, when moving the rock on the slope, the gas pressure of the stone removing device according to any one of
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for removing a boulder according to the sixth aspect, when a plurality of the boulder removing devices according to any one of the first to third aspects are disposed, the direction of gas pressure action of each of the boulder removing devices. The composite vector is arranged so as to pass through the center of the boulder and to be moved.
請求項8に係る発明は、斜面上の転石を回転移動させるに際し、前記転石の回転モーメントを大きく取るように、前記転石の重心に対し、請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置を前記転石より離れた位置に配置し、前記転石除去装置に連絡する遠隔点火装置によって前記非火薬組成の着火具を点火して前記非火薬ガス発生剤の燃焼により発生したガス圧を前記転石に向かって前記容器の開放端より噴出させることを特徴とする。
請求項9に係る発明は、請求項8記載の転石除去方法において、請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置を複数配置する場合には、各前記転石除去装置のガス圧の作用方向の合成ベクトルの回転モーメントが大きくなる位置に配置することを特徴とする。
The invention according to claim 8 provides the apparatus for removing a boulder according to any one of
The invention according to claim 9 is the method of removing rock according to claim 8, wherein when a plurality of the stone removing devices according to any one of
本発明によれば、底付き鉄管などの一端が開放された容器に、非火薬ガス発生剤と非火薬組成の着火具を入れ、転石などに極めて近傍か接する形で設置し、遠隔操作で点火し、ガスを一瞬にして発生させ、そのガス圧で転石などを移動、部分破砕するので、急傾斜地のなどの危険な場所においても穿孔などの前処理が不要である。
また、重量も軽く、人力での移動が容易なため、重機が入れないような沢や山岳地帯でも使用が可能である。
According to the present invention, a non-explosive gas generating agent and a non-explosive composition igniter are placed in a container such as a bottomed iron pipe that is open at one end, and placed in close proximity to or in contact with a boulder or the like. However, since gas is generated in an instant and the boulders are moved and partially crushed by the gas pressure, pretreatment such as drilling is unnecessary even in dangerous places such as steep slopes.
In addition, it is light in weight and easy to move by manpower, so it can be used in swamps and mountainous areas where heavy machinery cannot be put.
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る転石除去装置1を示す。
本実施形態に係る転石除去装置1は、例えば、外径42mm、内径34mm、全長60mmの鋼管11の一方の開放端11aに、50mm角で厚さ3.2mmの鋼板12を溶接し、他方の開放端11bがガスの噴出口となる転石除去装置本体(容器)10を有する。転石除去装置本体(容器)10には、鋼板12側の側壁に後述する非火薬組成の着火具20のリード線(電線)28を通すための穴13が設けられている。鋼板12は転石除去装置1の据付面を形成する。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 shows a
The rolling
転石除去装置本体(容器)10の中央部には、非火薬組成の着火具20が支持具を介して配置されている。非火薬組成の着火具20のリード線(電線)28は、転石除去装置本体(容器)10に設けた穴13より取り出され、穴13はエポキシ系接着剤でガスが漏れないよう閉塞されている。
非火薬組成の着火具20を中央部に配置した転石除去装置本体(容器)10内には、非火薬ガス発生剤30が填薬されている。そして、非火薬ガス発生剤30を填薬した後で、ガスの噴出口となる他方の開放端11bは封鎖体14によって覆われている。封鎖体14は、転石除去時に転石除去装置1が備え付けられる際に、非火薬ガス発生剤30が溢れ出さないようにする機能と、非火薬ガス発生剤30の燃焼時に発生するガス圧によって容易に破壊される機能を有するものであれば良く、例えば、ボール紙、アルミホイール、ラップ類、各種布類などを他方の開放端11bに直に接着、固着又は紐締めなどによって取り付けられている。
An
A non-explosive gas generating agent 30 is filled in the boulder removing device main body (container) 10 in which an
転石除去装置本体(容器)10から引き出されたリード線(電線)28は、遠隔点火装置40に接続している。遠隔点火装置40は、例えば、リード線(電線)28の長さを調整することによって転石除去時に安全な場所で作業者が操作できるように持ち運ぶことができるものであれば良く、特に限定するものではない。 A lead wire (electric wire) 28 drawn from the boulder removing device main body (container) 10 is connected to the remote ignition device 40. The remote ignition device 40 may be anything that can be carried so that the operator can operate it in a safe place at the time of removing the calculus by adjusting the length of the lead wire (electric wire) 28, for example. is not.
次に、図2により、非火薬組成の着火具20について説明する。
非火薬組成の着火具20は、片方のみ開放された筒状容器から成る有底のガス発生器管体21と、ガス発生器管体21に填薬されるガス発生剤22及び点火薬カップ23と、点火薬ホルダー24と点火薬25と電橋線付塞栓26とリード線(電線)28とで構成されている。
Next, an
The
ガス発生器管体21は、アルミニウムなどの軟質金属材料を用いることによって、非火薬組成物であるガス発生剤22の反応熱及び反応ガス圧力で容易に破壊することができる。このガス発生器管体21は、加工性の良い軟質金属材料であれば何でも良いが、例えば銅を用いる電気雷管と全く同一の形状に成るため、アルミニウム(例えば、Al−6016−0など)を用いることにより紛らわしさを除いたものである。なお、このアルミニウム製のガス発生器管体21には、内外面にアルマイト処理が施されている。
By using a soft metal material such as aluminum, the
ガス発生器管体21には、ガス発生剤22が0.1g〜1.1gの範囲で充填されている。このガス発生剤22は、低振動・低騒音破砕薬剤ガンサイザー(日本工機株式会社製商品名)を使用している。これは、火薬類を用いた破砕方法と全く同じ手順で消費許可を必要とせずに岩盤などを破砕する非火薬破砕組成物である。この非火薬破砕組成物は、例えば、特開平11−029389号公報に開示されている。本発明者は、この非火薬破砕組成物を岩盤などを破砕する目的ではなく、このガス圧力を転石を動かす目的を達成するために、ガス発生剤22の粒径を揃えることでガス圧力のバラツキを小さくできることを見出した。また、転石を動かす性能にあわせてガス発生剤22の薬量は変えることが可能である。
The
次に、ガス発生剤22について説明する。
ガス発生剤22を構成するテルミット剤、ガス発生剤、バインダー及び鈍化剤の割合は、テルミット剤が酸化第二銅33〜44重量部とアルミニウム9〜17重量部とから成り、ガス発生剤がカリウム明礬又はアンモニウム明礬45〜55重量部から成り、バインダーが塩化ビニル1.2〜1.8重量部から成り、鈍化剤がステアリン酸カルシウム2.4〜2.6重とから成る。
Next, the gas generating agent 22 will be described.
The ratio of the thermite agent, gas generator, binder and blunting agent constituting the gas generating agent 22 is such that the thermite agent is composed of 33 to 44 parts by weight of cupric oxide and 9 to 17 parts by weight of aluminum, and the gas generating agent is potassium. It comprises 45 to 55 parts by weight of alum or ammonium alum, the binder comprises 1.2 to 1.8 parts by weight of vinyl chloride, and the blunting agent comprises 2.4 to 2.6 layers of calcium stearate.
本実施形態では、アルミニウム11.5重量部と酸化第二銅38.5重量部とから成るテルミット剤と、カリウム明礬又はアンモニウム明礬50重量部から成るガス発生剤と、予めアセトンに溶かしておいたバインダーとして用いる塩化ビニル粉1.5重量部とを同一容器に入れ、更に適量のアセトンを加えて良く混ぜる。アセトンがほぼ揮発し固まってきたら8メッシュの篩で造粒し、それを乾燥させる。乾燥後、鈍化剤としてステアリン酸カリウムを2.5重量部とアセトン適量を加えゆっくり混和し、先と同様にアセトンが気化し固まったら造粒し、乾燥してガス発生剤22を得る。 In this embodiment, a thermite agent composed of 11.5 parts by weight of aluminum and 38.5 parts by weight of cupric oxide, a gas generating agent composed of 50 parts by weight of potassium alum or ammonium alum, and previously dissolved in acetone. Put 1.5 parts by weight of vinyl chloride powder used as a binder in the same container, add an appropriate amount of acetone and mix well. When acetone is almost volatilized and solidified, it is granulated with an 8-mesh sieve and dried. After drying, 2.5 parts by weight of potassium stearate as a blunting agent and an appropriate amount of acetone are added and mixed slowly. After acetone is vaporized and solidified, granulation is performed and drying is performed to obtain a gas generating agent 22.
このガス発生剤22は、24タイラーメッシュ通過42タイラーメッシュ止まりの篩分け品を用いる。すなわち、粒径が0.35mm〜0.71mmの範囲に調整されている。
ガス発生器管体21内には、充填されたガス発生剤22と点火薬25との混合防止のために隔壁と成る合成樹脂製のカプセル形状の点火薬カップ23が配置されている。この点火薬カップ23は、金属、非金属を問わないが、金属材料では良電性であるために、電気的発火信号が電橋線27には流れず放電エネルギーに費やされて、点火薬25が不着火となる虞があることから絶縁処理(例えば、アルマイト処理など)する必要がある。
As the gas generating agent 22, a sieving product with 24 Tyler mesh passing 42 Tyler mesh stopping is used. That is, the particle size is adjusted in the range of 0.35 mm to 0.71 mm.
In the gas
点火薬カップ23は、肉厚0.1μm以下の薄膜で形成したカプセルを半切した形状のものを使用し、点火薬ホルダー24に挿入される。点火薬カップ23及び点火薬ホルダー24には、非火薬組成物で構成する点火薬25と電橋線付塞栓26の電橋線(例えば、白金−イリジュウム線)27とが配置されている。点火薬25として、ボロン/酸化第二銅=10〜20重量%/80〜90重量%を用いた。
電橋線付塞栓24は、電橋線付塞栓24に点火薬ホルダー24を挿入後、点火薬25が0.06g〜0.13gの範囲で填薬され、点火薬カップ23を挿入してから、ガス発生剤22が填薬されたガス発生器管体21内に圧入され、ガス発生器管体21の外側から2箇所にカシメ部29a、29bを形成する。
The
After inserting the igniting
次に、非火薬組成の着火具20の組立について説明する。
(1)電橋線付塞栓26の電橋線接続側に筒状の点火薬ホルダー24を圧入し、その中に一定量に計量された点火薬25を填薬する。
(2)点火薬25の外部への漏洩を防止するための点火薬カップ23を点火薬ホルダー24に被せ、圧入する。
(3)ガス発生器管体21の中に篩い分けされたガス発生剤22を一定量に計量し、填薬する。
(4)ガス発生剤22を填薬したガス発生器管体21の開放端に、電橋線付塞栓26を挿入し、全周にわたってガス発生器管体21の円周上かしめ部29a、29bをかしめる。なお、このかしめ部29a、29bは通常は2段であるが1段の場合もある。
以上により、非火薬組成の着火具20を得ることができる。
Next, assembly of the
(1) A
(2) The
(3) The gas generating agent 22 sieved in the
(4) A
Thus, the
次に、非火薬ガス発生剤30について説明する。
本発明において、非火薬ガス発生剤30は、下記のように分類される。
1)大分類
テルミット反応薬剤+気化性の良い薬剤
テルミット反応により生じる高熱(発熱)により、加熱により気化しやすい成分を瞬 時に気化・膨張させ、そのエネルギーを利用する。
テルミット反応薬剤とは、酸化剤成分と燃料成分よりなる
Next, the non-explosive gas generating agent 30 will be described.
In the present invention, the non-explosive gas generating agent 30 is classified as follows.
1) Major classification Thermite reaction agent + agent with good vaporization The high temperature (exotherm) generated by the thermite reaction instantly vaporizes and expands components that are easily vaporized by heating, and uses the energy.
Thermite reactive agent consists of an oxidant component and a fuel component
2)中分類
酸化剤成分:酸化鉄、酸化銅(酸化第二銅)、二酸化マンガンなどの金属酸化物
燃料成分:アルミニウム、マグネシウム、マグナリウム(アルミニウムとマグネシウ ムの合金)、アリシウム(アルミニウムとリチウムの合金)などの金属、ホウ素
ガス発生剤:硫酸マグネシウム・7水和物、硫酸ニッケル・6水和物、硫酸カリウム アルミニウム・12水和物(汎用名:カリウム明礬)、硫酸アンモニウムアルミニウム ・12水和物(汎用名:アンモニウム明礬)、硫酸ナトリウム・10水和物、硫酸銅・ 5水和物 などの、熱によって分離可能な結晶水を有する化合物
ポリエチレン・蔗糖・メタアルデヒド などの炭化水素の微粉末、水素化ホウ素ナト リウムなど、熱により容易に分解して、水素などの気体を生じる化合物
*基本は微粉体どうし、比表面積の大きな粉体どうしの混合物
*酸化剤と燃料は、そのテルミット反応式より、量論反応式となる組成が良い。
*ガス発生剤は、テルミット反応により発生する熱量より、気化成分が全量ガス化す る量論組成が良い。
*ガス発生剤には、ポリエチレン微粉末など、熱によって容易に分解し、水素ガスな どを発生する物質も使用することができる。
2) Middle classification Oxidizer component: Metal oxide such as iron oxide, copper oxide (cupric oxide), manganese dioxide Fuel component: Aluminum, magnesium, magnalium (alloy of aluminum and magnesium), alicium (of aluminum and lithium) Metals such as alloys), boron Gas generators: Magnesium sulfate heptahydrate, nickel sulfate hexahydrate, potassium aluminum sulfate 12 hydrate (generic name: potassium alum), aluminum ammonium sulfate 12 hydrate (Generic name: ammonium alum), sodium sulfate decahydrate, copper sulfate pentahydrate, etc., compounds with water that can be separated by heat, fine powders of hydrocarbons such as polyethylene, sucrose, methaaldehyde, Compounds such as sodium borohydride that decompose easily by heat to generate gases such as hydrogen * This is fine powder each other, mixture * oxidant and fuel large flour body with each other in specific surface area, than the thermite reaction formula, the composition comprising a stoichiometric reaction scheme is good.
* The gas generating agent has a stoichiometric composition in which the vaporized components are completely gasified rather than the heat generated by the thermite reaction.
* As the gas generating agent, substances such as polyethylene fine powder that easily decomposes by heat and generate hydrogen gas can be used.
3)小分類
非火薬ガス発生剤組成物は、酸化第二銅CuO(酸化剤)とアルミニウムAl(燃 料)と硫酸カリウムアルミニウム・12水和物AlK(SO4)2・12H2O(ガス発 生)とからなる。カリウム明礬は、酸化第二銅とアルミニウムの混合物に対して、外割 で混合される。添加剤成分として、ステアリン酸カリウム、ポリテトラフルオロエチレ ンが配合されている。
表1に、非火薬ガス発生剤組成物の可能範囲、適している範囲、望ましい範囲、実用 組成を示す。
3) Sub-category Non-explosive gas generant composition is composed of cupric oxide CuO (oxidizer), aluminum Al (fuel), potassium aluminum sulfate 12 hydrate AlK (SO 4 ) 2 · 12H 2 O (gas) Occurrence). Potassium alum is mixed in an external ratio to a mixture of cupric oxide and aluminum. As additive components, potassium stearate and polytetrafluoroethylene are blended.
Table 1 shows the possible range, suitable range, desirable range, and practical composition of the non-explosive gas generant composition.
表中、適している組成及び実用組成のカリ明礬*は、内割で表記している。
望ましい範囲に使用される非火薬ガス発生剤組成物は、例えば、下記のものがある。
(1)粒子径44μm以下の微粒子を粒度分布で95%以上含み、且つポリテトラフルオロエチレンから成る粉塵飛散防止剤とステアリン酸又はステアリン酸アルミニウムから成る酸化防止剤を含んだアルミニウム粉15〜30重量%と、粒子径74μm以下の微粒子を粒度分布で95%以上含む酸化第二銅70〜80重量%とから成るテルミット剤100重量部と、分解ガス発生剤80〜120重量部とで構成される非火薬破砕組成物。
(2)アルミニウム、酸化第二銅から成るテルミット剤と、カリウム明礬又はアンモニウム明礬から成るガス発生剤と、塩化ビニルから成るバインダーと、ステアリン酸カルシウムから成る小ガス炎着火感度を低減する鈍感化剤とで構成し、鈍感化剤の含有量が、0.5〜5.0重量%の範囲である非火薬破砕組成物。
In the table, the suitable composition and the practical composition of potash lucidity * are indicated by internal division.
Examples of the non-explosive gas generant composition used in a desired range include the following.
(1) Aluminum powder containing 30% or more of fine particles having a particle size of 44 μm or less in a particle size distribution, and containing 15 to 30 weights of a dust scattering inhibitor made of polytetrafluoroethylene and an antioxidant made of stearic acid or aluminum stearate And 100 parts by weight of a thermite agent containing 70 to 80% by weight of cupric oxide containing 95% or more of fine particles having a particle size of 74 μm or less in particle size distribution, and 80 to 120 parts by weight of a cracking gas generating agent. Non-explosive crushing composition.
(2) a thermite agent composed of aluminum and cupric oxide, a gas generating agent composed of potassium alum or ammonium alum, a binder composed of vinyl chloride, and a desensitizing agent for reducing small gas flame ignition sensitivity composed of calcium stearate; A non-explosive crushing composition comprising the desensitizing agent in a range of 0.5 to 5.0% by weight.
適している範囲に使用される非火薬ガス発生剤組成物は、例えば、下記のものがある。
24タイラーメッシュ通過42タイラーメッシュ止まりの篩分け品から成る非火薬ガス発生剤。
Examples of the non-explosive gas generant composition used in a suitable range include the following.
24 Tyler mesh passage 42 Tyler mesh non-explosive gas generating agent consisting of a screened product.
実用組成に使用される非火薬ガス発生剤組成物は、例えば、下記のものがある。
酸化第二銅38.5重量部とアルミニウム11.5重量部ととから成るテルミット剤と、カリウム明礬又はアンモニウム明礬50重量部から成るガス発生剤と、塩化ビニル粉1.5重量部から成るバインダーと、ステアリン酸カリウム2.5重量部から成る鈍化剤とで構成される造粒物を、24タイラーメッシュ通過42タイラーメッシュ止まりの篩分け処理して成る前記非火薬ガス発生剤。
添加剤のステアリン酸カリウム 2.5%、塩化ビニル1.5%が更に加えられる。
Examples of the non-explosive gas generating composition used for the practical composition include the following.
A thermite agent comprising 38.5 parts by weight of cupric oxide and 11.5 parts by weight of aluminum, a gas generating agent comprising 50 parts by weight of potassium alum or ammonium alum, and a binder comprising 1.5 parts by weight of vinyl chloride powder. And a non-explosive gas generating agent obtained by subjecting a granulated product composed of 2.5 parts by weight of potassium stearate to a sieving process of passing through 24 Tyler mesh and 42 Tyler mesh.
The additives potassium stearate 2.5% and vinyl chloride 1.5% are further added.
本発明において、非火薬ガス発生剤を使用する理由としては、下記の事項が挙げられる。
長期の保存に耐える。燃焼残渣があるが、燃焼残渣は装置を腐食しない。火薬類と異なり、火薬類取締法による規制が無いため、取り扱いが容易である。
In the present invention, the reason for using the non-explosive gas generating agent is as follows.
Withstand long-term storage. There are combustion residues, but the combustion residues do not corrode the equipment. Unlike explosives, there is no regulation by the Explosives Control Law, so handling is easy.
次に、本実施形態に係る転石除去装置1の使用方法について説明する。
先ず、転石除去装置1を安定に設置できる場所を確保する。
次に、ガス圧の作用のさせ方を考慮し、地面を掘る、土嚢袋などを積み上げる、足場を作るなどする。
転石除去装置1がその反力で、設置面に対して潜りこむのを防止すため、敷板、角材などで土台を整える、金属製の敷板でも良い。
転石除去装置1は、転倒や反力による移動を防止するために、土嚢袋などで周囲を養生する。
次に、転石除去装置1をサポート金具などで強固に固定する。
Next, the usage method of the
First, a place where the
Next, considering how to apply gas pressure, digging the ground, stacking sandbags, and making scaffolds.
In order to prevent the
The tumbling
Next, the
次に、具体的な使用例として、斜面上の転石除去工事について説明する。
1)岩を単純移動させる場合
図3に示すように、斜面50上の岩51を上方に持ち上げる場合は、岩51の下の土を掘るなどして、転石除去装置1の作用方向が岩51の重心を通り上向きになるように設置部52を形成する。
次に、転石除去装置本体(容器)10から引き出されたリード線(電線)28を転石除去時に安全な場所で作業者が操作できる場所まで延長し、遠隔点火装置40に接続する。
Next, as a specific example of use, a stone removal work on a slope will be described.
1) When the rock is simply moved As shown in FIG. 3, when the
Next, the lead wire (electric wire) 28 drawn from the boulder removing device main body (container) 10 is extended to a place where the operator can operate at a safe place when removing the boulders, and connected to the remote ignition device 40.
次に、図4に示すように、遠隔点火装置40により転石除去装置1の非火薬組成の着火具20を点火し、非火薬ガス発生剤30を燃焼し発生したガス圧Gを瞬時に岩51に向かって開放端より噴出させ、岩51を上向きに移動させる。図4において、転石除去装置1から噴出されるガス圧Gの噴出状態を一点鎖線によって拡大して示す。
上向きに移動させられた岩51は、図5に示すように、斜面50の下方に向かって転動させられる。
なお、複数の転石除去装置1を使用する場合は、例えば、図6に示すように、その作用方向の合成ベクトルが、岩石の中心を通り、上向きになるように設置する。
Next, as shown in FIG. 4, the remote ignition device 40 ignites the
The
In addition, when using the several
次に、水平方向や、斜面下方向に動かす(ずらす)場合には、斜面や足場などを利用し、ガス圧の作用方向が、岩石の中心付近を通り、動かしたい方向へ向かうようにする。
また、複数の転石除去装置1を使用する場合は、その作用方向の合成ベクトルが、岩石の中心を通り、動かしたい方向になるように設置する。
Next, when moving (shifting) in the horizontal direction or the downward direction of the slope, the slope or scaffolding is used so that the direction of the gas pressure passes through the vicinity of the center of the rock and moves in the desired direction.
Moreover, when using the several
2)岩を回転移動させる場合
岩の重心に対して、できるだけ離れた位置にセットし、回転モーメントを大きく取る。
また、複数の転石除去装置1を使用する場合は、その作用方向の合成ベクトルの回転モーメントが大きくなる位置になるように設置する。
2) When the rock is rotated Set the rock as far as possible with respect to the center of gravity of the rock and increase the rotational moment.
Moreover, when using the several
なお、上記実施形態では、鋼管11の開放端11bを噴出口とする場合について説明したが、本発明はこれに限らず、底付きの鉄管、角管などガスを特定の方向へ噴出することができる容器であれば良い。また、ロケットのように噴出しノズルを用いることもできる。更に、複数の噴出孔を設け、ガス圧が広い面に作用する構造にすることもできる。
また、上記実施形態では、遠隔電気点火が可能な非火薬組成の着火具20を1つ用いる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、遠隔電気点火が可能な着火具を2個以上用いることができる。
In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the one
また、複数の転石除去装置1を用いる場合には、同時に点火、或いは、順次時間差をつけて点火することで、より大きな対象物の移動・部分破砕が可能である。
また、上記実施形態では、非火薬ガス発生剤30と、遠隔電気点火が可能な非火薬組成の着火具20とを使用する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、非火薬ガス発生剤30に代えて、例えば、黒色火薬、発射薬などの火薬としても良い。
また、遠隔電気点火が可能な非火薬組成の着火具20の代わりに、例えば、導火管、導火線、電気点火玉を用いることもできる。ただし、爆薬は、鋼管に詰めて作動すると、衝撃波がガスの移動よりも早く発生し、ガスが噴出するだけでなく、鋼管を飛散するので好ましくない。
In addition, when using a plurality of rolling
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the non-explosive gas generating agent 30 and the
Further, instead of the
以上のように、本実施形態によれば、底付き鉄管11の一端が開放された転石除去装置本体(容器)10に、非火薬ガス発生剤30と被火薬組成の着火具20を入れ、岩51に極めて近傍か接する形で設置し、遠隔操作で点火し、ガスを一瞬にして発生させ、そのガス圧で岩51を移動させることができる。
そのため、転石除去装置1の保持具以外の付帯設備が不要である。
しかも、重量も軽く、人力での移動が容易なため、込み入った機械装置であっても使用が可能である。
As described above, according to the present embodiment, the non-explosive gas generating agent 30 and the
Therefore, ancillary facilities other than the holder of the
In addition, since it is light in weight and easily moved by human power, even a complicated mechanical device can be used.
また、転石除去装置1は、転石除去装置本体(容器)10と非火薬ガス発生剤30と非火薬組成の着火具20とを別々の現場に搬送し、岩51を移動させるのか、回転移動させるのかなどの現場における状況に応じて、大きさや薬量を調整することが可能である。
なお、非火薬ガス発生剤30の量を多くすること、岩51に対するガス噴出の向きを調整することによって、岩51の一部を破壊することも可能である。
Further, the
In addition, it is also possible to destroy a part of the
図1に示す転石除去装置1を用意する。
本実施例において、転石除去装置1は、外径42mm、内径34mm、全長60mmの鋼管11の一方の開放端11aに、50mm角で厚さ3.2mmの鋼板12を溶接し、他方の開放端11bがガスの噴出口となる転石除去装置本体(容器)10と、転石除去装置本体(容器)10の中央部に配置された非火薬組成の着火具20と、非火薬組成の着火具20を中央部に配置した転石除去装置本体(容器)10内に填薬される非火薬ガス発生剤30とを有し、非火薬組成の着火具20のリード線(電線)28を穴13から外部に導き、穴13をエポキシ系接着剤でガスが漏れないよう閉塞した。穴13はエポキシ系接着剤でガスが漏れないよう閉塞されている。
A rolling
In this embodiment, the
非火薬ガス発生剤30の填薬量を、30g、40g、50gとし、以下の実験を行った。
図3に示すように、40kgの硬質砂岩である転石を用い、転石除去装置1のガス圧による応力が、その重心を通り上方へ向かうように、転石下部に転石除去装置1をセットした。転石の周囲は、適宜支えるようにした。
40kgの転石に対して、非火薬ガス発生剤30が40gでは上方へ1.7cmガス圧により飛翔した。その時の飛び出し速度0.2m/sであった。同様に非火薬ガス発生剤30が50gでは、上方へ3.2cmガス圧により飛翔した。その時の飛び出し速度は0.6m/sであった。
The following experiments were conducted with the amount of filler of the non-explosive gas generating agent 30 set to 30 g, 40 g, and 50 g.
As shown in FIG. 3, a boulder that is 40 kg of hard sandstone was used, and the
When 40 g of the non-explosive gas generating agent 30 is 40 kg, 40 g of the non-explosive gas generant 30 flies upward by 1.7 cm gas pressure. The pop-out speed at that time was 0.2 m / s. Similarly, when the non-explosive gas generating agent 30 was 50 g, it flew upward at a gas pressure of 3.2 cm. The jumping speed at that time was 0.6 m / s.
非火薬ガス発生剤30を50gとして、30kgの転石では、飛翔距離3.2cm、飛び出し速度0.6m/sであった。同様に、非火薬ガス発生剤30を50gとして、14kgの転石では飛翔距離は20cm、飛び出し速度は1.6m/sであった。
このように、僅か50gの非火薬ガス発生剤30で、40kgの転石であっても、上方へ飛翔させることが確認できた。
When the non-explosive gas generating agent 30 was 50 g and a 30 kg roll, the flying distance was 3.2 cm and the jumping speed was 0.6 m / s. Similarly, when the non-explosive gas generating agent 30 was 50 g, the flying distance was 20 cm and the jumping speed was 1.6 m / s with a 14 kg roll.
Thus, it was confirmed that the non-explosive gas generating agent 30 of only 50 g was allowed to fly upward even with 40 kg of calculus.
次に、斜面上の危険石を、数cm程度浮き上がらせ、落下させる場合の例を表2に示す。 Next, Table 2 shows an example in which a dangerous stone on a slope is lifted by about several centimeters and dropped.
表中、装置の長さLは、外径42mm、内径34mmの鋼管11を基準にしているが、内径Dを大きくし、L/Dを小さくすることで短くすることは可能であるが、非火薬組成の着火具20の大きさと燃焼性能を考えると、L/Dは1程度以上が好適である。装置の取扱を考えると、L/Dは2〜6程度が好適である。L/Dは10程度までは使用可能である。
In the table, the length L of the apparatus is based on a steel pipe 11 having an outer diameter of 42 mm and an inner diameter of 34 mm, but it can be shortened by increasing the inner diameter D and decreasing L / D. Considering the size and combustion performance of the
1 転石除去装置
10 転石除去装置本体(容器)
11 鋼管
12 鋼板
13 穴
20 非火薬組成の着火具
28 リード線(電線)
30 非火薬ガス発生剤
40 遠隔点火装置
50 斜面
51 岩
1 Rolling stone removal device 10 Rolling stone removal device body (container)
11 Steel pipe 12 Steel plate 13
30 Non-explosive gas generating agent 40
Claims (9)
前記容器の内部に配される非火薬組成の着火具と、
前記容器の内部に配される非火薬ガス発生剤と
を備え、
前記容器の開放端を斜面上の転石に向かって配し、前記非火薬組成の着火具による点火によって前記非火薬ガス発生剤の燃焼により発生したガス圧を前記転石に向かって前記容器の開放端より噴出させる
ことを特徴とする転石除去装置。 A container open at one end;
An ignition tool having a non-explosive composition disposed inside the container;
A non-explosive gas generating agent disposed inside the container,
The open end of the container is arranged toward the boulder on the slope, and the gas pressure generated by the combustion of the non-explosive gas generating agent by the ignition with the non-explosive composition is directed toward the boulder. A boulder removal device characterized in that it is ejected more.
前記非火薬組成の着火具は、前記容器の中央部に配され、ガス洩れ防止処理を施してリード線を前記容器の側壁から取り出され、前記リード線を介して遠隔点火装置に接続されている
ことを特徴とする転石除去装置。 The boulder removal apparatus according to claim 1,
The non-explosive composition igniter is disposed at the center of the container, subjected to gas leakage prevention treatment, the lead wire is taken out from the side wall of the container, and connected to the remote ignition device via the lead wire. A boulder removal device characterized by that.
前記容器の長さLと前記容器の内径Dとの比は、L/D=1〜10、好ましくはL/D=2〜6である
ことを特徴とする転石除去装置。 In the roll removal device according to claim 1 or 2,
A ratio of the length L of the container to the inner diameter D of the container is L / D = 1 to 10, preferably L / D = 2 to 6.
前記転石の下流側に請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置のガス圧が前記転石の重心を通り上向きに噴出するように配置し、前記転石除去装置に連絡する遠隔点火装置によって前記非火薬組成の着火具を点火して前記非火薬ガス発生剤の燃焼により発生したガス圧を前記転石に向かって前記容器の開放端より噴出させる
ことを特徴とする転石除去方法。 When lifting a boulder on a slope,
The gas pressure of the boulder removing device according to any one of claims 1 to 3 is arranged downstream of the boulder so as to eject upward through the center of gravity of the boulder, and the remote ignition device communicating with the boulder removing device A method for removing a calculus, comprising igniting an ignition tool having a non-explosive composition and ejecting a gas pressure generated by the combustion of the non-explosive gas generating agent toward the calculus from an open end of the container.
請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置を複数配置する場合には、各前記転石除去装置のガス圧の作用方向の合成ベクトルが、前記転石の中心を通り、上向きになるように配置する
ことを特徴とする転石除去方法。 In the method for removing a boulder according to claim 4,
In the case of arranging a plurality of boulder removing devices according to any one of claims 1 to 3, the combined vector of the action direction of the gas pressure of each of the boulder removing devices is arranged so as to face upward through the center of the boulder. A method for removing tumbles.
前記法面や足場に、請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置のガス圧が前記転石の中心を通り動かしたい方向へ噴出するように配置し、前記転石除去装置に連絡する遠隔点火装置によって前記非火薬組成の着火具を点火して前記非火薬ガス発生剤の燃焼により発生したガス圧を前記転石に向かって前記容器の開放端より噴出させる
ことを特徴とする転石除去方法。 When moving a boulder on a slope,
The remote ignition which arrange | positions so that the gas pressure of the boulder removal apparatus in any one of Claim 1 thru | or 3 may spout in the direction which wants to move through the center of the boulder, and communicates with the said boulder removal apparatus on the said slope and a scaffold. A calculus removal method, comprising: igniting an igniter having the non-explosive composition by means of an apparatus, and causing gas pressure generated by combustion of the non-explosive gas generating agent to be ejected from the open end of the container toward the calculus.
請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置を複数配置する場合には、各前記転石除去装置のガス圧の作用方向の合成ベクトルが、前記転石の中心を通り、動かしたい方向になるように配置する
ことを特徴とする転石除去方法。 In the method for removing boulders according to claim 6,
When a plurality of boulder removing devices according to any one of claims 1 to 3 are arranged, the combined vector of the gas pressure action directions of each of the boulder removing devices passes through the center of the boulder and is in the direction in which it is desired to move. A method for removing a boulder, characterized in that
前記転石の回転モーメントを大きく取るように、前記転石の重心に対し、請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置を前記転石より離れた位置に配置し、前記転石除去装置に連絡する遠隔点火装置によって前記非火薬組成の着火具を点火して前記非火薬ガス発生剤の燃焼により発生したガス圧を前記転石に向かって前記容器の開放端より噴出させる
ことを特徴とする転石除去方法。 When rotating the rolling stone on the slope,
4. A remote controller for disposing the boulder removal device according to claim 1 at a position farther from the boulder than the boulder removal device with respect to the center of gravity of the boulder so as to increase the rotation moment of the boulder. A calculus removing method, comprising: igniting an igniter having the non-explosive composition by an igniter and causing gas pressure generated by combustion of the non-explosive gas generating agent to be ejected from an open end of the container toward the calculus.
請求項1乃至3の何れか記載の転石除去装置を複数配置する場合には、各前記転石除去装置のガス圧の作用方向の合成ベクトルの回転モーメントが大きくなる位置に配置する
ことを特徴とする転石除去方法。
In the method for removing a boulder according to claim 8,
When a plurality of boulder removing devices according to any one of claims 1 to 3 are arranged, the boulder removing devices are arranged at positions where the rotational moment of the combined vector in the gas pressure acting direction of each of the boulder removing devices becomes large. Rolling stone removal method.
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CN115807398A (en) * | 2022-11-30 | 2023-03-17 | 西南交通大学 | Multi-purpose falling stone protective baffle |
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