JP2015229831A - 穿孔ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装薬孔をより適切な位置に穿孔可能な穿孔ナビゲーション装置を提供する。
【解決手段】コントローラは、既設装薬孔３ｃに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（既設発破影響範囲２９）を切羽２の正面図に重ねてモニターに表示させる。それゆえ、オペレータは、既設装薬孔３ｃに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予想される範囲を認識することができ、既設発破影響範囲２９を考慮して装薬孔３を穿孔することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、穿孔機と、穿孔機の位置及び姿勢を変更可能なブームとを備えた穿孔装置を用いて行われる、切羽への装薬孔の穿孔作業を支援する穿孔ナビゲーション装置に関する。

従来、この種の穿孔ナビゲーション装置としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、予め計画された穿孔位置（以下、「計画穿孔位置」とも呼ぶ）と、ブームの関節部の作動量の検出データから予測される穿孔位置（以下、「予測穿孔位置」とも呼ぶ）とを画面上に重ねて表示する。それゆえ、オペレータは、計画穿孔位置と予測穿孔位置とを認識できる。これにより、特許文献１に記載の技術では、計画穿孔位置と同一の位置への装薬孔の穿孔作業を支援可能になっている。

特開平１０−９６６２７号公報

このように、特許文献１に記載の技術では、単に計画穿孔位置と予測穿孔位置とを画面上に重ねて表示するのみである。それゆえ、例えば、計画穿孔位置から装薬孔の実際の穿孔位置がずれ、穿孔位置がずれた装薬孔にあわせて、周辺の装薬孔を計画位置と異なる位置に穿孔する場合、オペレータが装薬孔を経験や勘で穿孔するしかなく、穿孔された装薬孔に爆薬を装填して爆薬を爆発させても切羽を適切に切り崩せない可能性があった。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、装薬孔をより適切な位置に穿孔可能な穿孔ナビゲーション装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、穿孔機と、穿孔機の位置及び姿勢を変更可能なブームとを備えた穿孔装置を用いて行われる、切羽への装薬孔の穿孔作業を支援する穿孔ナビゲーション装置であって、穿孔が完了している装薬孔である既設装薬孔の位置を検出する装薬孔位置検出部と、装薬孔位置検出部で検出した既設装薬孔の位置に基づき、既設装薬孔に装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される切羽上の領域である既設発破影響範囲を切羽の正面図に重ねて表示する発破影響範囲表示部と、を備えたことを特徴とする。

また、既設発破影響範囲から外れた切羽面上の領域のうち、面積が予め定めた設定閾値以上の領域を検出する領域検出部を備え、発破影響範囲表示部は、領域検出部が検出した領域への装薬孔の穿孔を促す表示を行うようにしてもよい。
さらに、オペレータからの対象領域の表示指示入力を受け付ける表示指示入力部を備え、表示指示入力部に対する表示指示入力がない場合、対象領域への装薬孔の穿孔を促す表示を行わせないようにしてもよい。なお、対象領域への装薬孔の穿孔を促す表示を行わせない方法としては、例えば、表示指示入力部に対する表示指示入力がない場合に、領域判定部に対象領域があるか否かの判定を行わせない方法や、判定の実行を許可しつつも、発破影響範囲表示部に対象領域への装薬孔の穿孔を促す表示を行わせない方法がある。

さらに、現在の位置及び姿勢から穿孔機で穿孔した場合に切羽に穿孔されると予測される装薬孔である予測装薬孔の位置を算出する装薬孔位置算出部を備え、発破影響範囲表示部は、装薬孔位置算出部で算出した予測装薬孔の位置、及び装薬孔位置検出部で検出した既設装薬孔の位置に基づき、既設発破影響範囲と、予測装薬孔に装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲である予測発破影響範囲とを切羽の正面図に重ねて表示するようにしてもよい。

また、発破影響範囲表示部は、既設装薬孔の開口部の位置に予め定められた設定形状の領域を既設発破影響範囲として表示し、オペレータからの設定形状の領域の大きさの入力を受け付ける領域情報入力部と、領域情報入力部に入力された大きさを設定形状の領域の大きさとして設定する領域情報設定部と、を備えるようにしてもよい。
さらに、発破掘削によって形成したトンネルの内空断面を計測する内空断面計測部を備え、発破影響範囲表示部は、内空断面計測部で計測した、現在穿孔作業の対象となっている切羽の１つ前に穿孔作業の対象となっていた切羽を含む他の切羽を発破掘削して形成したトンネルの内空断面である直前断面と、予め計画されたトンネルの内空断面である計画断面とを切羽の正面図に更に重ねて表示するようにしてもよい。

また、穿孔が計画されている複数の装薬孔である計画孔の位置を表す発破パターンを複数記憶する発破パターン記憶部と、前記内空断面計測部で計測した前記直前断面に基づき、前記発破パターン記憶部で記憶している前記発破パターンのうちから、前記直前断面と前記計画断面とのずれを低減可能であった前記発破パターンを選択する発破パターン選択部と、を備え、前記発破影響範囲表示部は、前記発破パターン選択部で選択した前記発破パターンが表す複数の計画孔の位置を切羽の正面図に更に重ね合わせて表示するようにしてもよい。
さらに、内空断面計測部で計測した直前断面に基づき、直前断面と計画断面とのずれを低減可能であった複数の装薬孔である計画孔の位置を表す発破パターンを生成する発破パターン生成部を備え、発破影響範囲表示部は、発破パターン生成部で生成した発破パターンが表す複数の計画孔の位置を切羽の正面図に更に重ね合わせて表示するようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、オペレータは、既設装薬孔に装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（既設発破影響範囲）を認識でき、既設発破影響範囲を考慮して装薬孔を穿孔できる。これにより、装薬孔をより適切な位置に穿孔できる。

第１実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１が搭載される穿孔装置４の概略構成を表す概念図である。 コントローラ２８が実行する穿孔支援処理を表すフローチャートである。 既設発破影響範囲２９の画像データを表す図である。 変形例において、コントローラ２８が実行する穿孔支援処理を表すフローチャートである。 既設発破影響範囲２９の画像データを表す図である。 第２実施形態おいて、コントローラ２８が実行する穿孔支援処理を表すフローチャートである。 既設発破影響範囲２９の画像データを表す図である。 第３実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１が搭載される穿孔装置４の概略構成を表す概念図である。 直前断面と計画断面との画像データを表す図である。 既設発破影響範囲２９の画像データを表す図である。

（第１実施形態）
本発明に係る穿孔ナビゲーション装置１の実施形態について図面を参照して説明する。
第１実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、トンネルの掘削工法である、爆薬による発破掘削を行うための装薬孔３の穿孔作業を支援するための装置である。

（構成）
図１に示すように、穿孔ナビゲーション装置１は、切羽２に対し、爆薬装填用の装薬孔３を穿孔するための作業用車両（以下、「穿孔装置４」とも呼ぶ）に搭載される。穿孔装置４としては、例えば、ドリルジャンボ（商標）を採用することができる。
穿孔装置４は、移動台車５と、移動台車５上に取り付けられたブーム６と、ブーム６に取り付けられて穿孔機７を搭載するガイドセル８と、を備える。

ブーム６は、ブーム６を水平方向に揺動させるブームスイング９と、ブーム６を前後に進退動させるブームスライド１０と、ガイドセル８を水平方向に揺動させるガイドスイング１１と、ガイドセル８を垂直方向に揺動させるガイドチルト１２と、ガイドセル８を前後に進退動させるガイドスライド１３と、を備える。これにより、ブーム６は、穿孔装置４のオペレータの操作に応じて、穿孔機７の位置及び姿勢を変更可能となっている。

穿孔機７は、先端部に穿孔用ビットが設けられた穿孔ロッド１４と、穿孔ロッド１４の後端部に打撃を付与するドリフタ１５と、を備える。また、穿孔機７には、穿孔機７を前後（穿孔ロッド１４の軸方向）に進退動させるフィーダ１６が配置される。これにより、穿孔機７は、オペレータの操作に応じて、穿孔ロッド１４の後端部にドリフタ１５で打撃を付与し、且つ、前方向に移動することで、切羽２に装薬孔３を穿孔可能となっている。
これにより、オペレータは、穿孔装置４を操作し、穿孔ロッド１４の先端を切羽２に押し当てる動作と、穿孔ロッド１４の後端部に打撃を付与すると共に穿孔機７を前方向に移動させる動作とを繰り返すことで、切羽２に複数の装薬孔３を穿孔可能となっている。

穿孔ナビゲーション装置１は、水平角検出部１７、１８と、垂直角検出部１９と、進退量検出部２０、２１と、ナビ装置作動スイッチ２２と、発破影響表示モード切替スイッチ２３と、穿孔状態検出部２４と、領域情報入力部２５と、装薬孔位置記憶部２６と、モニター２７と、コントローラ２８と、を備える。
水平角検出部１７は、ブームスイング９に配置され、ブーム６の水平方向への揺動角を検出する。そして、水平角検出部１７は、検出結果をコントローラ２８に出力する。水平角検出部１８は、ガイドスイング１１に配置され、ガイドセル８の水平方向への揺動角を検出する。そして、水平角検出部１８は、検出結果をコントローラ２８に出力する。

垂直角検出部１９は、ガイドチルト１２に配置され、ガイドセル８の垂直方向への揺動角を検出する。そして、垂直角検出部１９は、検出結果をコントローラ２８に出力する。
進退量検出部２０は、ブームスライド１０に配置され、ブーム６の前後方向への進退量を検出する。そして、進退量検出部２０は、検出結果をコントローラ２８に出力する。進退量検出部２１は、フィーダ１６に配置され、ガイドセル８の前後方向への進退量を検出する。そして、進退量検出部２１は、検出結果をコントローラ２８に出力する。
ナビ装置作動スイッチ２２は、穿孔ナビゲーション装置１の作動開始時にオペレータに押圧させるスイッチである。そして、ナビ装置作動スイッチ２２は、オペレータが押圧すると、穿孔ナビゲーション装置１の作動開始信号をコントローラ２８に出力する。

発破影響表示モード切替スイッチ２３は、後述する既設発破影響範囲２９を表示させるときにオペレータに押圧させるスイッチである。そして、発破影響表示モード切替スイッチ２３は、オペレータが押圧すると、モード切替信号をコントローラ２８に出力する。
穿孔状態検出部２４は、穿孔機７（ドリフタ１５）に配置され、穿孔機７（ドリフタ１５）が動作しているか否か、つまり、切羽２に装薬孔３の穿孔が行われているか否かを検出する。そして、穿孔状態検出部２４は、検出結果をコントローラ２８に出力する。

領域情報入力部２５は、オペレータからの後述する設定形状の領域の大きさの入力を受け付ける。そして、領域情報入力部２５は、入力結果をコントローラ２８に出力する。領域情報入力部２５としては、例えば、キーボードやタッチパネルを採用できる。
装薬孔位置記憶部２６は、穿孔が完了している装薬孔３の位置を記憶する。
モニター２７は、オペレータから視認可能な位置に配置され、コントローラ２８が生成した画像データ（後述する既設発破影響範囲２９の画像データ）を表示する。

コントローラ２８は、Ａ/Ｄ(Analog to Digital)変換回路、Ｄ/Ａ(Digital to Analog)変換回路、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及びＲＡＭ(Random Access Memory)等から構成した集積回路を備える。ＲＯＭは、各種処理を実現するプログラムを記憶している。ＣＰＵは、ＲＯＭが記憶しているプログラムに従って各種処理を実行する。ＣＰＵは、ナビ装置作動スイッチ２２が穿孔ナビゲーション装置１の作動開始信号を出力すると、ＲＯＭが記憶しているプログラムに従って穿孔支援処理を実行する。穿孔支援処理では、ＣＰＵは、水平角検出部１７、１８と、垂直角検出部１９と、進退量検出部２０、２１と、ナビ装置作動スイッチ２２と、発破影響表示モード切替スイッチ２３と、穿孔状態検出部２４とが出力した検出結果に基づき切羽２への装薬孔３の穿孔作業を支援するための画像をモニター２７に表示する。また、ＣＰＵは、穿孔が完了している装薬孔３（後述する既設装薬孔３ｃ）の位置を装薬孔位置記憶部２６に記憶する。

（穿孔支援処理）
次に、コントローラ２８が実行する穿孔支援処理について図面を参照して説明する。
図２に示すように、まずステップＳ１０１では、コントローラ２８は、切羽２の発破パターンを設定する。発破パターンとしては、例えば、切羽２に穿孔する、予め計画された複数の装薬孔３（以下、「計画孔３ａ」とも呼ぶ）それぞれの穿孔開始位置、穿孔さし角、穿孔長、及び発破順序を表すものがある。穿孔開始位置としては、例えば、切羽面における装薬孔３の位置がある。穿孔さし角としては、例えば、切羽面に対して装薬孔３の穿孔方向がなす角がある。発破順序としては、例えば、装薬孔３に装填する爆薬を何番目に爆発させるのかを表す数値がある。発破パターンの設定方法としては、例えば、予め定められた複数の候補のうちから、切羽２の性状等を基づき選択する方法がある。

続いてステップＳ１０２に移行して、コントローラ２８は、水平角検出部１７、１８、垂直角検出部１９及び進退量検出部２０、２１が出力した検出結果を取得する。続いて、コントローラ２８は、取得した検出結果に基づき、穿孔機７の位置及び姿勢を検出する。
続いてステップＳ１０３に移行して、コントローラ２８は、ステップＳ１０２で検出した穿孔機７の位置及び姿勢から穿孔機７で穿孔した場合に切羽２に穿孔されると予測される装薬孔３（以下、「予測装薬孔３ｂ」とも呼ぶ）の位置を算出する。予測装薬孔３ｂの位置としては、例えば、切羽面における予測装薬孔３ｂの位置（すなわち、予測装薬孔３ｂの開口部の位置）を検出する。具体的には、コントローラ２８は、穿孔機７の位置及び姿勢に基づき、穿孔ロッド１４の位置及び姿勢を算出する。続いて、コントローラ２８は、算出した穿孔ロッド１４の位置及び姿勢に基づき、穿孔ロッド１４の延長線と切羽面との交点を予測装薬孔３ｂの位置（予測装薬孔３ｂの開口部の位置）とする。

続いてステップＳ１０４に移行して、コントローラ２８は、ステップＳ１０３で算出した予測装薬孔３ｂの位置（予測装薬孔３ｂの開口部の位置）、及びステップＳ１０１で取得した計画孔３ａの穿孔開始位置を切羽２の正面図に重ねた画像データを生成する。画像データには、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とに加え、予め計画されたトンネルの内部空間断面（以下、「計画断面」とも呼ぶ）と、予測装薬孔３ｂ及び計画孔３ａの穿孔さし角と、同時に発破が行われる計画孔３ａ（発破順序が同一の計画孔３ａ）同士を繋ぐ同時起爆線と、計画孔３ａの発破順序とを表示する。また、画像データには、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの穿孔開始位置とを互いに異なる形状及び色で表示する。例えば、予測装薬孔３ｂの位置を赤色の「△」形状で表示し、計画孔３ａの穿孔開始位置を青色の「○」形状で表示する。

続いて、コントローラ２８は、生成した画像データをモニター２７に表示させる。これにより、モニター２７は、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とを表示する。
これにより、オペレータは、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とを認識できる。それゆえ、計画孔３ａの位置と同一の位置に装薬孔３を容易に穿孔できる。
続いてステップＳ１０５に移行して、コントローラ２８は、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を開始するまで待機する。具体的には、コントローラ２８は、穿孔状態検出部２４が出力した検出結果に基づき、穿孔機７が穿孔動作を行っていると判定されるまで待機し、穿孔機７が穿孔動作を行っていると判定されると、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０６では、コントローラ２８は、水平角検出部１７、１８、垂直角検出部１９、及び進退量検出部２０、２１が出力した検出結果に基づき、穿孔機７の位置及び姿勢を検出する。続いて、コントローラ２８は、検出した穿孔機７の位置及び姿勢に基づき、穿孔を開始した装薬孔３の穿孔開始位置（穿孔用ビットの位置）を算出する。続いて、コントローラ２８は、算出した穿孔開始位置（穿孔用ビットの位置）を、穿孔が完了している装薬孔３（以下、「既設装薬孔３ｃ」とも呼ぶ）の位置として装薬孔位置記憶部２６に記憶する。これにより、装薬孔位置記憶部２６には、装薬孔３の穿孔が開始されるたびに、既設装薬孔３ｃの位置（既設装薬孔３ｃの開口部の位置）が記憶される。

ステップＳ１０７では、コントローラ２８は、発破影響表示モード切替スイッチ２３が押圧されたか否かを判定する。具体的には、コントローラ２８は、発破影響表示モード切替スイッチ２３がモード切替信号を出力したか否かを判定する。そして、コントローラ２８は、発破影響表示モード切替スイッチ２３がモード切替信号を出力したと判定した場合には（Ｙｅｓ）、発破影響表示モード切替スイッチ２３が押圧されたと判定し、ステップＳ１０８に移行する。一方、コントローラ２８は、発破影響表示モード切替スイッチ２３がモード切替信号を出力していないと判定した場合には（Ｎｏ）、発破影響表示モード切替スイッチ２３が押圧されていないと判定し、ステップＳ１０２に戻る。

ステップＳ１０８では、コントローラ２８は、装薬孔位置記憶部２６が記憶している既設装薬孔３ｃの位置（既設装薬孔３ｃの開口部の位置）に基づき、図３に示すように、既設装薬孔３ｃに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（以下「既設発破影響範囲２９」とも呼ぶ）を切羽２の正面図に重ねた画像データを生成する。発破の影響が及ぶ範囲としては、例えば、発破によって亀裂が入る切羽２（岩盤）の範囲がある。

具体的には、画像データとして、既設発破影響範囲２９を、ステップＳ１０４で生成した画像データに重ねたものを生成する。既設発破影響範囲２９としては、例えば、既設装薬孔３ｃの開口部の位置に予め定められた設定形状の領域を表示する。例えば、既設装薬孔３ｃの開口部の位置を中心とした円形領域を表示する。既設発破影響範囲２９では、領域情報入力部２５が出力した入力結果に基づき、領域情報入力部２５に入力された大きさを設定形状の領域の大きさ（例えば、円形領域の半径の大きさ）として設定する。

また、既設発破影響範囲２９の内部は、ステップＳ１０４で生成した画像データが透けて見える薄い緑色とする。また、画像データには、既設装薬孔３ｃの位置を緑色の「＋」形状で表示する。続いて、コントローラ２８は、生成した画像データをモニター２７に表示させる。これにより、モニター２７は、図３に示すように、既設発破影響範囲２９を切羽２の正面図に重ねて表示する。続いて、コントローラ２８は、発破影響表示モード切替スイッチ２３がモード切替信号を出力するまで待機し、モード切替信号が出力されると、ステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０２に移行した後、再度ステップＳ１０４が実行されるときには、コントローラ２８は、ステップＳ１０８で生成した画像データを、ステップＳ１０４で生成した画像データに重ねてモニター２７に表示させる。

（動作その他）
次に、穿孔ナビゲーション装置１の動作について図面を参照して説明する。
オペレータが、穿孔装置４を操作し、穿孔作業を繰り返して、複数の装薬孔３（既設装薬孔３ｃ）を穿孔したとする。すると、装薬孔位置記憶部２６には、複数の既設装薬孔３ｃの位置（既設装薬孔３ｃの開口部の位置）が記憶される（図２のステップＳ１０６）。
ここで、オペレータが、既設発破影響範囲２９を確認するために、発破影響表示モード切替スイッチ２３を押圧したとする。すると、コントローラ２８が、装薬孔位置記憶部２６が記憶している複数の既設装薬孔３ｃの位置（既設装薬孔３ｃの開口部の位置）に基づき、図３に示すように、複数の既設発破影響範囲２９を切羽２の正面図に重ねた画像データを生成する（図２のステップＳ１０７「Ｙｅｓ」、Ｓ１０８）。続いて、コントローラ２８は、生成した画像データをモニター２７に表示させる（図２のステップＳ１０８）。

一般に、発破掘削では、既設装薬孔３ｃに爆薬を装填して爆薬を爆発させ、既設装薬孔３ｃの周囲の切羽２（岩盤）に亀裂を発生させる。そして、既設装薬孔３ｃの周囲の切羽２（岩盤）に発生した亀裂を他の既設装薬孔３ｃの周囲の切羽２（岩盤）に発生した亀裂とつなげ、切羽２（岩盤）に全体として大きな亀裂を発生させ、切羽２（岩盤）の一部を剥離させる。これにより、剥離させた切羽２（岩盤）の一部を、予め切羽２の中央部に設けておいた芯抜き孔に崩落させる。そして、このような発破作業を切羽２の中心部側の既設装薬孔３ｃから順次繰り返すことで、芯抜き孔を徐々に拡大し、切羽２を切り崩す。

それゆえ、第１実施形態の穿孔ナビゲーション装置１によれば、オペレータは、同一の同時起爆線上にある既設装薬孔３ｃの既設発破影響範囲２９が互いに重なっているか否かを確認する。そして、オペレータは、重なっていない既設発破影響範囲２９（以下、「非重複範囲２９ａ」とも呼ぶ）があると判断した場合には、非重複範囲２９ａ間に装薬孔３を穿孔し、穿孔した装薬孔３の既設発破影響範囲２９を介して、非重複範囲２９ａ同士をつなげる。これにより、切羽２（岩盤）の一部に大きな亀裂を発生させ、剥離させることができる。それゆえ、オペレータは、切羽２を適切に切り崩すことができる。

このように、第１実施形態では、既設装薬孔３ｃに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（既設発破影響範囲２９）を切羽２の正面図に重ねて表示させる。それゆえ、オペレータは、既設装薬孔３ｃに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（既設発破影響範囲２９）を認識でき、既設発破影響範囲２９を考慮して装薬孔３を穿孔できる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔できる。

第１実施形態では、図１の穿孔機７が穿孔機を構成する。以下同様に、図１のブーム６がブームを構成する。また、図２のステップＳ１０６が装薬孔位置検出部を構成する。さらに、図１のモニター２７、図２のステップＳ１０８が発破影響範囲表示部を構成する。また、図１の領域情報入力部２５が領域情報入力部を構成する。さらに、領域情報設定部を構成する。また、図２のステップＳ１０８が図１の領域情報入力部２５が表示指示入力部を構成する。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、次のような効果を奏する。
（１）第１実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２８は、既設装薬孔３ｃに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（既設発破影響範囲２９）を切羽２の正面図に重ねてモニター２７に表示させる。
これにより、オペレータは、既設装薬孔３ｃに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（既設発破影響範囲２９）を認識でき、既設発破影響範囲２９を考慮して装薬孔３を穿孔できる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔できる。

（２）第１実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２８は、領域情報入力部２５に入力された大きさを設定形状の領域の大きさとして設定する。
これにより、オペレータが、切羽２の性状等を考慮してより適切な既設発破影響範囲２９の大きさを設定できる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔できる。

（変形例）
なお、第１実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、既設発破影響範囲２９から外れた切羽面上の領域（以下、「範囲外領域３１」とも呼ぶ）のうちに、面積が予め定めた設定閾値以上の領域（以下、「対象領域３０」とも呼ぶ）があるか否かを判定し、対象領域３０があると判定した場合に、対象領域３０への装薬孔３の穿孔を促す表示を行う構成としてもよい。この場合、発破影響表示モード切替スイッチ２３は、既設発破影響範囲２９の表示指示入力を受け付けるとともに、オペレータからの対象領域３０の表示指示入力を受け付ける表示指示入力部を構成する。そして、コントローラ２８は、発破影響表示モード切替スイッチ２３への押圧操作、つまり、表示指示入力部に対する表示指示入力がある場合に、対象領域３０があるか否かの判定を行う。すなわち、領域情報入力部２５に対する表示指示入力がない場合に、対象領域３０があるか否かの判定を行わない。これにより、対象領域３０への装薬孔３の穿孔を促す表示をモニター２７に行わせない。

具体的には、本変形例では、図４に示すように、図２のステップＳ１０８の後に、ステップＳ２０１及びＳ２０２が設けられている。
ステップＳ２０１では、コントローラ２８は、装薬孔位置記憶部２６が記憶している既設装薬孔３ｃの位置に基づき、ステップＳ１０８で表示させた既設発破影響範囲２９の位置を検出する。既設発破影響範囲２９の位置としては、切羽面上に実在すると仮定した場合における位置を検出する。続いて、コントローラ２８は、検出した既設発破影響範囲２９の位置に基づき、図５に示すように、既設発破影響範囲２９から外れた切羽面上の領域（範囲外領域３１）を検出する。続いて、コントローラ２８は、検出した範囲外領域３１のうちに、面積が予め定めた設定閾値（例えば、一定値）以上の領域（対象領域３０）が存在するか否かを判定する。そして、コントローラ２８は、対象領域３０が存在すると判定した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に移行する。一方、コントローラ２８は、対象領域３０が存在しないと判定した場合には（Ｎｏ）、穿孔支援処理を終了する。

なお、本変形例では、設定閾値として一定値を用いる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、切羽面の中央部、つまり、芯抜き発破によって抜き取る部分では、その中央部の周囲の部分に比べ、設定閾値を大きな値とする構成としてもよい。大きな値としては、例えば、抜き取る部分の切羽面の面積がある。このような構成にすれば、芯抜き発破によって抜き取る部分が対象領域３０として検出されることを防止できる。

ステップＳ２０２では、コントローラ２８は、対象領域３０への装薬孔３の穿孔を促す表示を行う。具体的には、コントローラ２８は、対象領域３０の内部に、穿孔すべき装薬孔３（以下、「追加装薬孔３ｄ」とも呼ぶ）の穿孔開始位置を設定する。追加装薬孔３ｄの穿孔開始位置としては、例えば、対象領域３０の重心位置を採用できる。続いて、コントローラ２８は、設定した追加装薬孔３ｄの穿孔開始位置を計画孔３ａの穿孔開始位置として、ステップＳ１０１で設定した計画孔３ａの穿孔開始位置に追加した後、ステップＳ１０２に戻る。これにより、コントローラ２８は、追加装薬孔３ｄの穿孔開始位置を、計画孔３ａの穿孔開始位置としてモニター２７に表示させる（ステップＳ１０４）。その際、追加装薬孔３ｄの穿孔開始位置の形状は、比較的大きい「○」と「＋」とを組み合わせた形状で表示するようにしてもよい。ステップＳ１０２に移行した後、再度ステップＳ１０４が実行されるときには、コントローラ２８は、ステップＳ１０８で生成した画像データを、ステップＳ１０４で生成した画像データに重ねてモニター２7に表示させる。

なお、本変形例では、対象領域３０の内部に設定した追加装薬孔３ｄを計画孔３ａとして表示させる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、対象領域３０の内部を予め定めた色（例えば、黄色）に変更するとともに、「黄色い領域に装薬孔を穿孔して下さい。」というメッセージをモニター２７に表示する構成としてもよい。
また、変形例では、発破影響表示モード切替スイッチ２３に対する押圧操作（表示指示入力）がない場合に、対象領域３０があるか否かの判定を行わない例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、対象領域３０があるか否かの判定の実行を許可しつつも、対象領域３０への装薬孔３の穿孔を促す表示を行わせない構成としてもよい。

（変形例の効果）
本変形例に係る穿孔ナビゲーション装置１は、第１実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１の効果（１）（２）に加え、次のような効果を奏する。
（１）本変形例に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２８は、既設発破影響範囲２９から外れた切羽面上の領域（範囲外領域３１）のうちに、面積が予め定めた設定閾値以上の領域（対象領域３０）があるか否かを判定する。続いて、コントローラ２８は、対象領域３０があると判定した場合に、範囲外領域３１への装薬孔３（追加装薬孔３ｄ）の穿孔を促す表示を行う。
これにより、オペレータは、穿孔すべき装薬孔３があることを認識でき、対象領域３０に装薬孔３を穿孔できる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔できる。

（２）本変形例に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２８は、発破影響表示モード切替スイッチ２３に対する押圧操作（表示指示入力）がない場合、対象領域３０への装薬孔３の穿孔を促す表示を行わせない。
これにより、オペレータが表示指示入力を行った場合にのみ、対象領域３０への装薬孔３の穿孔を促す表示を行うことができる。それゆえ、対象領域３０への装薬孔３の穿孔を促す表示をオペレータが煩雑に感じない適切なタイミングに行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な構成等については同一の符号を使用して、その詳細は省略する。
第２実施形態は、既設発破影響範囲２９に加え、予測装薬孔３ｂに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（以下、「予測発破影響範囲」とも呼ぶ）を切羽２の正面図に重ねて表示する点が第１実施形態と異なる。具体的には、図６に示すように、図２のステップＳ１０８に代えて、ステップＳ３０１〜Ｓ３０６が設けられている。

ステップＳ３０１では、コントローラ２８は、水平角検出部１７、１８、垂直角検出部１９、及び進退量検出部２０、２１が出力した検出結果を取得する。続いて、コントローラ２８は、取得した検出結果に基づき、穿孔機７の位置及び姿勢を検出する。
続いてステップＳ３０２に移行して、コントローラ２８は、ステップＳ３０１の検出結果に基づき、予測装薬孔３ｂの位置（予測装薬孔３ｂの開口部の位置）を算出する。

続いてステップＳ３０３では、コントローラ２８は、装薬孔位置記憶部２６が記憶している既設装薬孔３ｃの位置（既設装薬孔３ｃの開口部の位置）、及びステップＳ３０２で算出した予測装薬孔３ｂの位置（予測装薬孔３ｂの開口部の位置）に基づき、図７に示すように、既設発破影響範囲２９と、予測装薬孔３ｂに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（予測発破影響範囲３２）とを切羽２の正面図に重ねた画像データを生成する。発破の影響が及ぶ範囲としては、例えば、発破によって亀裂が入る切羽２（岩盤）の範囲がある。具体的には、画像データとして、既設発破影響範囲２９と予測発破影響範囲３２とを、ステップＳ１０４で生成した画像データに重ねたものを生成する。また、画像データには、予測装薬孔３ｂの開口部の位置を赤色の「△」形状で表示する。

予測発破影響範囲３２としては、例えば、予測装薬孔３ｂの開口部の位置に予め定められた設定形状の領域を表示する。例えば、既設発破影響範囲２９と同様に、予測装薬孔３ｂの開口部の位置を中心とした円形領域を表示する。予測発破影響範囲３２では、領域情報入力部２５が出力した入力結果に基づき、領域情報入力部２５に入力された大きさを設定形状の領域の大きさ（例えば、円形領域の半径の大きさ）として設定する。また、予測発破影響範囲３２の内部は、ステップＳ１０４で生成した画像データが透けて見える薄い赤色とする。続いて、コントローラ２８は、生成した画像データをモニター２７に表示させる。これにより、モニター２７は、図７に示すように、既設発破影響範囲２９と予測発破影響範囲３２とを切羽２の正面図に重ねて表示する。

ステップＳ３０４では、コントローラ２８は、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を開始したか否かを判定する。具体的には、コントローラ２８は、穿孔状態検出部２４が出力した検出結果に基づき、穿孔機７が穿孔動作を行っているか否かを判定する。そして、コントローラ２８は、穿孔機７が穿孔動作を行っていると判定した場合には（Ｙｅｓ）、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を開始したと判定し、ステップＳ３０５に移行する。一方、コントローラ２８は、穿孔機７が穿孔動作を行っていないと判定した場合には（Ｎｏ）、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を開始していないと判定し、ステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０５では、コントローラ２８は、水平角検出部１７、１８、垂直角検出部１９、及び進退量検出部２０、２１が出力した検出結果に基づき、穿孔機７の位置及び姿勢を検出する。続いて、コントローラ２８は、検出した穿孔機７の位置及び姿勢に基づき、穿孔を開始した装薬孔３の穿孔開始位置（穿孔用ビットの位置）を算出する。続いて、コントローラ２８は、算出した穿孔開始位置（穿孔用ビットの位置）を、穿孔が完了している装薬孔３（既設装薬孔３ｃ）の位置として装薬孔位置記憶部２６に記憶する。これにより、装薬孔位置記憶部２６には、装薬孔３の穿孔が開始されるたびに、既設装薬孔３ｃの位置（既設装薬孔３ｃの開口部の位置）が記憶される。
続いてステップＳ３０６に移行して、コントローラ２８は、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を終了するまで待機する。具体的には、コントローラ２８は、穿孔状態検出部２４が出力した検出結果に基づき、穿孔機７が穿孔動作を行っていないと判定されるまで待機し、穿孔機７が穿孔動作を行っていないと判定されると、ステップＳ３０１に戻る。

（動作その他）
次に、穿孔ナビゲーション装置１の動作について図面を参照して説明する。
オペレータが、穿孔装置４を操作し、穿孔作業を繰り返して、複数の装薬孔３（既設装薬孔３ｃ）を穿孔したとする。すると、装薬孔位置記憶部２６には、複数の既設装薬孔３ｃの位置（既設装薬孔３ｃの開口部の位置）が記憶される（図６のステップＳ１０６）。

ここで、オペレータが、既設発破影響範囲２９を確認するために、発破影響表示モード切替スイッチ２３を押圧したとする。すると、コントローラ２８が、水平角検出部１７、１８、穿孔機７の位置及び姿勢に基づき、予測装薬孔３ｂの位置（予測装薬孔３ｂの開口部の位置）を算出する（図６のステップＳ３０１、Ｓ３０２）。続いて、コントローラ２８が、算出した予測装薬孔３ｂの位置（予測装薬孔３ｂの開口部の位置）及び装薬孔位置記憶部２６が記憶している既設装薬孔３ｃの位置（既設装薬孔３ｃの開口部の位置）に基づき、図７に示すように、既設発破影響範囲２９と予測発破影響範囲３２とを切羽２の正面図に重ねた画像データを生成する（図６のステップＳ３０３）。続いて、コントローラ２８は、生成した画像データをモニター２７に表示させる（図６のステップＳ３０３）。
これにより、第２実施形態の穿孔ナビゲーション装置１によれば、オペレータは、既設発破影響範囲２９の位置と予測発破影響範囲３２の位置とを認識できる。それゆえ、既設発破影響範囲２９に予測発破影響範囲３２が重なるように装薬孔３を穿孔できる。
第２実施形態では、図６のステップＳ３０２が装薬孔位置算出部を構成する。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、第１実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１の効果（１）（２）に加え、次のような効果を奏する。
（１）第２実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２８は、既設発破影響範囲２９と、予測装薬孔３ｂに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（予測発破影響範囲３２）とを切羽２の正面図に重ねてモニター２７に表示させる。

これにより、オペレータは、既設発破影響範囲２９の位置と予測発破影響範囲３２の位置とを認識できる。それゆえ、既設発破影響範囲２９に予測発破影響範囲３２が重なるように装薬孔３を穿孔できる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔できる。
なお、第２実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１ｌについても、第１実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１の変形例と同様に、既設発破影響範囲２９から外れた切羽面上の領域のうちに、対象領域３０があるか否かを判定し、対象領域３０があると判定した場合に、対象領域３０への装薬孔３の穿孔を促す表示を行う構成としてもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な構成等については同一の符号を使用して、その詳細は省略する。
第３実施形態は、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とに加え、後述する直前断面と計画断面とを切羽２の正面図に更に重ねて表示する点が第１実施形態と異なる。具体的には、図８に示すように、穿孔ナビゲーション装置１が、内空断面計測部３３と、発破パターン記憶部３４と、を更に備える。また、図２のステップＳ１０１、Ｓ１０４の処理内容が異なっている。

内空断面計測部３３は、発破掘削によって形成したトンネルの内空断面を計測する。そして、内空断面計測部３３は、計測結果をコントローラ２８に出力する。例えば、観測対象であるトンネルの内壁の計測点までの距離と角度とを同時に計測するトータルステーションを採用できる。トンネルの内空断面の計測は、発破掘削によってトンネルを伸長するたびに、トンネルの伸長部分（新たに発破掘削した部分）に対して行う。

発破パターン記憶部３４は、穿孔が計画されている複数の装薬孔３（計画孔３ａ）の位置を表す発破パターンを記憶する。
ステップＳ１０１では、コントローラ２８は、内空断面計測部３３から、現在穿孔作業の対象となっている切羽２（以下、「現在切羽２」とも呼ぶ）の１つ前に穿孔作業の対象となっていた切羽２（以下、「直前切羽２」とも呼ぶ）を発破掘削して形成したトンネルの内空断面（以下、「直前断面」とも呼ぶ）の計測結果を取得する。続いて、コントローラ２８は、取得した計測結果（直前断面）と予め計画されたトンネルの内空断面（計画断面）とのずれを検出する。続いて、コントローラ２８は、発破パターン記憶部３４が記憶している複数の発破パターンのうちから、検出した直前断面と計画断面とのずれを低減可能であった複数の装薬孔３（計画孔３ａ）の位置を表す発破パターンを選択する。

発破パターンの選択方法としては、例えば、計画断面対して直前断面が小さい場合には、直前切羽２の計画孔３ａの穿孔に用いた発破パターン（以下、「基準パターン」とも呼ぶ）に比べ、切羽２の外周部側の計画孔３ａの数及び穿孔さし角の少なくともいずれかが大きい発破パターンを選択する。また、例えば、計画断面対して直前断面が大きい場合には、基準パターンに比べ、切羽２の外周部側の計画孔３ａの数及び穿孔さし角の少なくともいずれかが小さい発破パターンを選択する。さらに、例えば、計画断面対して直前断面が適正である場合には、切羽２の基準パターンを発破パターンとする。

なお、第３実施形態では、直前切羽２を発破掘削して形成したトンネルの内空断面（直前断面）のみを取得する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、直前切羽２を含む他の切羽２を発破掘削して形成したトンネルの内空断面（直前断面）を取得する構成としてもよい。この場合、直前切羽２を含む他の切羽２を発破掘削して形成したトンネルの内空断面の平均値を直前断面とする構成としてもよい。また、直前切羽２を含む他の切羽２の内空断面の変化傾向（例えば、増大傾向、或いは減少傾向）を推定し、推定した変化傾向を考慮して現在切羽２の内空断面を推定する構成としてもよい。

ここで、直前切羽２の岩盤と現在切羽２の岩盤とが連続している場合、直前切羽２の岩盤の強度と現在切羽２の岩盤の強度とは、大きく異なることはまれで、むしろほぼ同一になる可能性が高いと考えられる。そのため、第３実施形態では、直前切羽２の岩盤の強度を現在切羽２の岩盤の強度と同一と考え、直前断面と計画断面とのずれに対応する発破パターンを、現在切羽２の発破掘削に用いる発破パターンとして選択する。

ステップＳ１０４では、コントローラ２８は、ステップＳ１０３で算出した予測装薬孔３ｂの位置、及びステップＳ１０１で取得した計画孔３ａの穿孔開始位置を切羽２の正面図に重ねた画像データを生成する。画像データには、図９に示すように、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とに加え、ステップＳ１０１で取得した情報が表す直前断面と、計画断面と、誤差許容断面と、予測装薬孔３ｂ及び計画孔３ａの穿孔さし角と、同時起爆線と、計画孔３ａの発破順序とを表示する。誤差許容断面としては、例えば、計画断面よりも予め定めた設定距離（例えば、３０cm）大きい断面がある。また、計画断面よりも直前断面が小さい部分では、計画断面と直前断面との間を薄い赤色とする。また、誤差許容断面よりも直前断面が大きい部分では、誤差許容断面と直前断面との間を薄い青色とする。さらに、画像データには、これらの部分の近傍の計画孔３ａを太い実線や太い破線で強調表示する。続いて、コントローラ２８は、生成した画像データをモニター２７に表示させる。これにより、モニター２７は、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とに加え、直前断面と計画断面とを切羽２の正面図に更に重ねて表示する。

これにより、オペレータは、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とを認識できる。それゆえ、計画孔３ａの位置と同一の位置に装薬孔３を容易に穿孔できる。
また、オペレータは、直前断面と計画断面とのずれを認識できる。それゆえ、このずれが低減するように、現在切羽２に穿孔する装薬孔３の数や穿孔さし角を変更できる。

（動作その他）
次に、穿孔ナビゲーション装置１の動作について図面を参照して説明する。
オペレータが、穿孔作業の対象となる切羽２を切り替え、新しく穿孔作業の対象となる切羽２（現在切羽２）に穿孔作業を開始するために、ナビ装置作動スイッチ２２を押圧したとする。すると、コントローラ２８は、内空断面計測部３３から直前切羽２を発破掘削して形成したトンネルの内空断面（直前断面）の検出結果を取得する（図３のステップＳ１０１）。続いて、コントローラ２８が、取得した検出結果（直前断面）と予め計画されたトンネルの内空断面（計画断面）とのずれを検出する（図３のステップＳ１０１）。続いて、コントローラ２８が、発破パターン記憶部３４が記憶している複数の発破パターンのうちから、検出した直前断面と計画断面とのずれを低減可能であった複数の装薬孔３（計画孔３ａ）の位置を表す発破パターンを選択する（図３のステップＳ１０１）。

続いて、コントローラ２８は、図９に示すように、選択した発破パターン（計画孔３ａの穿孔開始位置）と予測装薬孔３ｂの位置とに加え、直前断面と計画断面とを切羽２の正面図に重ねた画像データを生成する（図３のステップＳ１０４）。続いて、コントローラ２８は、生成した画像データをモニター２７に表示させる（図３のステップＳ１０４）。
ここで、オペレータが、既設発破影響範囲２９を確認するために、発破影響表示モード切替スイッチ２３を押圧したとする。すると、コントローラ２８が、装薬孔位置記憶部２６が記憶している複数の既設装薬孔３ｃの位置に基づき、図１０に示すように、複数の既設発破影響範囲２９を、ステップＳ１０４で生成した画像データ（直前断面、計画断面）に重ねたものを生成する（図２のステップＳ１０７「Ｙｅｓ」）。続いて、コントローラ２８は、生成した画像データをモニター２７に表示させる（図２のステップＳ１０８）。

このように、第３実施形態では、現在穿孔作業の対象となっている切羽２（現在切羽２）の１つ前に穿孔作業の対象となっていた切羽２（直前切羽２）を含む他の切羽２を発破掘削して形成したトンネルの内空断面（直前断面）と、予め計画されたトンネルの内空断面（計画断面）とを切羽２の正面図に更に重ねて表示する。それゆえ、オペレータが、モニター２７の表示内容を見ることで、直前断面と計画断面とのずれを認識することができ、現在切羽２に穿孔する装薬孔３の位置（発破パターン）を見直すことができる。例えば、オペレータが、発破パターンにおける切羽２の外周部側の計画孔３ａの数や、発破パターンにおける切羽２の外周部側の計画孔３ａの穿孔さし角を変更する。これにより、現在切羽２に対して装薬孔３をより適切な位置に穿孔できる。それゆえ、内空断面へのコンクリートの充填量の増大や、ブレーカ等による内宮断面の掘削を抑制できる。

ちなみに、発破掘削して形成したトンネルの内空断面と計画断面とが大きくずれてしまい、形成したトンネルの内空断面計画断面より大きい場合には、コンクリート充填量が増大し、施工コストが増大する。一方、形成したトンネルの内空断面が計画断面より小さい場合には、ブレーカ等でさらに掘削しなければならず、手直し時間が増大する。
また、第３実施形態では、発破パターン記憶部３４で記憶している発破パターンのうちから、内空断面計測部３３で計測した直前断面と計画断面とのずれに対応する発破パターンを選択する。続いて、選択した発破パターンが表す複数の計画孔３ａの位置を切羽２の正面図に更に重ね合わせて表示する。それゆえ、例えば、現在切羽２の岩盤と直前切羽２の岩盤とが連続し、現在切羽２の岩盤の強度と直前切羽２の岩盤の強度とがほぼ同一である場合に、適切な発破パターンを選択できる。それゆえ、選択した発破パターンを用いて発破掘削を行うことで、現在切羽２に対して装薬孔３をより適切な位置に穿孔できる。
第３実施形態では、図８の内空断面計測部３３が内空断面計測部を構成する。以下同様に、図８の発破パターン記憶部３４が発破パターン記憶部を構成する。また、図２のステップＳ１０１が発破パターン選択部を構成する。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、第１実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１の効果（１）（２）に加え、次のような効果を奏する。
（１）第３実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２８は、現在穿孔作業の対象となっている切羽２（現在切羽２）の１つ前に穿孔作業の対象となっていた切羽２（直前切羽２）を含む他の切羽２を発破掘削して形成したトンネルの内空断面（直前断面）と、予め計画されたトンネルの内空断面（計画断面）とを切羽２の正面図に更に重ねてモニター２７に表示させる。
これにより、オペレータが、モニター２７の表示内容を見ることで、直前断面と計画断面とのずれを認識でき、現在切羽２に穿孔する装薬孔３の位置（発破パターン）を見直すことができる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔できる。

（２）第３実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２８は、発破パターン記憶部３４で記憶している発破パターンのうちから、内空断面計測部３３で計測した直前断面と計画断面とのずれに対応する発破パターンを選択する。続いて、コントローラ２８は、選択した発破パターンが表す複数の計画孔３ａの位置を切羽２の正面図に更に重ね合わせてモニター２７に表示させる。
これにより、例えば、現在切羽２の岩盤と直前切羽２の岩盤とが連続し、現在切羽２の岩盤の強度と直前切羽２の岩盤の強度とがほぼ同一である場合に、適切な発破パターンを選択できる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔できる。

（変形例１）
なお、第３実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、直前断面と計画断面とのずれを低減可能であった複数の装薬孔３（計画孔３ａ）の位置を表す発破パターンを生成する構成としてもよい。具体的には、変形例１では、図２のステップＳ１０１の処理内容が異なっている。

ステップＳ１０１では、コントローラ２８は、内空断面計測部３３から直前断面の計測結果を取得する。続いて、コントローラ２８は、取得した直前断面と計画断面とのずれを検出する。続いて、コントローラ２８は、検出した直前断面と計画断面とのずれを低減可能であった複数の装薬孔３（計画孔３ａ）の位置を表す発破パターンを生成する。発破パターンの生成方法としては、例えば、検出した直前断面と計画断面とのずれに基づき、直前切羽２の計画孔３ａの穿孔に用いた発破パターン（以下、「基準パターン」とも呼ぶ）を修正して新たな発破パターンを生成する方法がある。基準パターンの修正としては、例えば、発破パターンにおける切羽２の外周部側の計画孔３ａの数や、発破パターンにおける切羽２の外周部側の計画孔３ａの穿孔さし角を変更する方法がある。

具体的には、コントローラ２８は、計画断面対して直前断面が小さい場合には、基準パターンの外周部側の計画孔３ａの数及び穿孔さし角の少なくともいずれかを増大させる。また、コントローラ２８は、計画断面対して直前断面が大きい場合には、基準パターンの外周部側の計画孔３ａの数及び穿孔さし角の少なくともいずれかを低減させる。さらに、コントローラ２８は、計画断面対して直前断面が適正である場合には、基準パターンの外周部側の計画孔３ａの数及び穿孔さし角を変更しない（修正しない）。
なお、変形例１では、直前断面と計画断面とのずれが予め定めた設定値未満である場合に、基準パターンを修正せずにそのまま発破パターンとする構成としてもよい。
変形例１では、図２のステップＳ１０１が発破パターン生成部を構成する。

（変形例１の効果）
変形例１に係る穿孔ナビゲーション装置１は、次のような効果を奏する。
（１）変形例１に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２８は、現在穿孔作業の対象となっている切羽２（現在切羽２）の１つ前に穿孔作業の対象となっていた切羽２（直前切羽２）を含む他の切羽２を発破掘削して形成したトンネルの内空断面（直前断面）と、予め計画されたトンネルの内空断面（計画断面）とを切羽２の正面図に更に重ねてモニター２７に表示させる。
これにより、オペレータが、モニター２７の表示内容を見ることで、直前断面と計画断面とのずれを認識でき、現在切羽２に穿孔する装薬孔３の位置（発破パターン）を見直すことができる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔できる。

（変形例２）
また、第３実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、第１実施形態の変形例と同様に、既設発破影響範囲２９から外れた切羽面上の領域（範囲外領域３１）のうちに、面積が予め定めた設定閾値以上の領域（対象領域３０）があるか否かを判定し、対象領域３０があると判定した場合に、対象領域３０への装薬孔３の穿孔を促す表示を行う構成としてもよい。

（変形例３）
さらに、第３実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、第２実施形態と同様に、既設発破影響範囲２９に加え、予測装薬孔３ｂに装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲（予測発破影響範囲）を切羽２の正面図に重ねて表示する構成としてもよい。

６ ブーム
７ 穿孔機
２５ 領域情報入力部
２７ モニター
２８ コントローラ
３３ 内空断面計測部
３４ 発破パターン記憶部

Claims (8)

1. 穿孔機と、前記穿孔機の位置及び姿勢を変更可能なブームとを備えた穿孔装置を用いて行われる、切羽への装薬孔の穿孔作業を支援する穿孔ナビゲーション装置であって、
   穿孔が完了している装薬孔である既設装薬孔の位置を検出する装薬孔位置検出部と、
   前記装薬孔位置検出部で検出した前記既設装薬孔の位置に基づき、前記既設装薬孔に装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲である既設発破影響範囲を切羽の正面図に重ねて表示する発破影響範囲表示部と、を備えたことを特徴とする穿孔ナビゲーション装置。
2. 前記既設発破影響範囲から外れた切羽面上の領域のうちに、面積が予め定めた設定閾値以上の領域である対象領域があるか否かを判定する領域判定部を備え、
   前記発破影響範囲表示部は、前記領域判定部が前記対象領域があると判定した場合に、前記対象領域への装薬孔の穿孔を促す表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の穿孔ナビゲーション装置。
3. オペレータからの前記対象領域の表示指示入力を受け付ける表示指示入力部を備え、
   前記表示指示入力部に対する表示指示入力がない場合、前記対象領域への装薬孔の穿孔を促す表示を行わせないことを特徴とする請求項２に記載の穿孔ナビゲーション装置。
4. 現在の位置及び姿勢から前記穿孔機で穿孔した場合に前記切羽に穿孔されると予測される装薬孔である予測装薬孔の位置を算出する装薬孔位置算出部を備え、
   前記発破影響範囲表示部は、前記装薬孔位置算出部で算出した前記予測装薬孔の位置、及び前記装薬孔位置検出部で検出した前記既設装薬孔の位置に基づき、前記既設発破影響範囲と、前記予測装薬孔に装填される爆薬による発破の影響が及ぶと予測される範囲である予測発破影響範囲とを前記切羽の正面図に重ねて表示することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の穿孔ナビゲーション装置。
5. 前記発破影響範囲表示部は、前記既設装薬孔の開口部の位置に予め定められた設定形状の領域を前記既設発破影響範囲として表示し、
   オペレータからの前記設定形状の領域の大きさの入力を受け付ける領域情報入力部と、
   前記領域情報入力部に入力された大きさを前記設定形状の領域の大きさとして設定する領域情報設定部と、を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の穿孔ナビゲーション装置。
6. 発破掘削によって形成したトンネルの内空断面を計測する内空断面計測部を備え、
   前記発破影響範囲表示部は、前記内空断面計測部で計測した、現在穿孔作業の対象となっている切羽の１つ前に穿孔作業の対象となっていた切羽を含む他の切羽を発破掘削して形成したトンネルの内空断面である直前断面と、予め計画されたトンネルの内空断面である計画断面とを切羽の正面図に更に重ねて表示することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の穿孔ナビゲーション装置。
7. 穿孔が計画されている複数の装薬孔である計画孔の位置を表す発破パターンを複数記憶する発破パターン記憶部と、
   前記内空断面計測部で計測した前記直前断面に基づき、前記発破パターン記憶部で記憶している前記発破パターンのうちから、前記直前断面と前記計画断面とのずれを低減可能であった前記発破パターンを選択する発破パターン選択部と、を備え、
   前記発破影響範囲表示部は、前記発破パターン選択部で選択した前記発破パターンが表す複数の計画孔の位置を切羽の正面図に更に重ね合わせて表示することを特徴とする請求項６に記載の穿孔ナビゲーション装置。
8. 前記内空断面計測部で計測した前記直前断面に基づき、前記直前断面と前記計画断面とのずれを低減可能であった複数の装薬孔である計画孔の位置を表す発破パターンを生成する発破パターン生成部を備え、
   前記発破影響範囲表示部は、前記発破パターン生成部で生成した前記発破パターンが表す複数の計画孔の位置を切羽の正面図に更に重ね合わせて表示することを特徴とする請求項６に記載の穿孔ナビゲーション装置。

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