JP2020071011A - Detonator body and blasting system including the detonator body - Google Patents

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Yoji Tazaki
陽治 田崎
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Abstract

To provide a detonator body for excavating a seabed or a water bottom which is easy in installation, and can reduce a possibility of detonation before work caused by an erroneous operation, and a blasting system including the detonator body.SOLUTION: A detonator body 5 has a power feed region 6 and a power receiving region 7. A power feed coil 10 which oscillates by converting a current from a blasting busbar 4 extending from a blast control unit to an electromagnetic wave is included in the power feed region 6. A power receiving coil 15, a power accumulation part and an electric detonator 29 are included in the power receiving region 7. The power receiving coil 15 generates a current by receiving the electromagnetic wave from the power feed coil 10. The power accumulation part accumulates the current from the power receiving coil 15. The electric detonator 29 detonates an explosive by being supplied with the current from the power accumulation part. Then, an electromagnetic wave permeable inclusion 8 formed of a material which allows the permeation of the electromagnetic wave more easily than water is charged between the power feed region 6 and the power receiving region 7.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、爆薬を用いて海底または水底を掘削する起爆雷管体及び該起爆雷管体を含む発破システムに関する。例えば、深海底の鉱物資源の採掘等のために用いられる爆薬を起爆する起爆雷管体及び該起爆雷管体を含む発破システムに関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a detonator for excavating a sea bottom or a water bottom with an explosive and a blasting system including the detonator. For example, the present invention relates to a detonator for detonating explosives used for mining of mineral resources on the deep sea floor, and a blasting system including the detonator.

日本は国土面積の１２倍を超える管轄海域を有し、その管轄海域に埋蔵された鉱物資源の利用が望まれている。近年、深海底においても鉱物資源の調査が進められており、採掘方法の開発も進展している（非特許文献１）。その状況において経済性の良い爆薬を用いた発破技術が模索されている。   Japan has jurisdiction over 12 times the land area, and it is desired to use the mineral resources buried in the jurisdiction. In recent years, investigation of mineral resources has been promoted even on the deep sea floor, and development of mining methods has also progressed (Non-Patent Document 1). In that situation, blasting technology using explosives with good economical efficiency is being sought.

特許文献１には、深海底鉱物資源を発破により採掘する方法が開示されている。深海底鉱物資源の所定範囲に複数の発破孔を穿孔し、発破孔に火薬カートリッジを装填する。火薬カートリッジは、超音波によって無線で爆薬を起爆させる起爆素子筒を備える。母船から海中に送信器が吊り下げられ、送信器から超音波による信号が発せられる。起爆素子筒が信号を受信して火薬カートリッジを起爆する。これにより海底の発破作業が行われる。   Patent Document 1 discloses a method for mining deep-sea bottom mineral resources by blasting. A plurality of blast holes are drilled in a predetermined range of deep sea bottom mineral resources, and a blast cartridge is loaded into the blast holes. The explosive cartridge includes a detonator tube that wirelessly detonates an explosive by ultrasonic waves. A transmitter is suspended from the mother ship in the sea, and an ultrasonic signal is emitted from the transmitter. The detonator tube receives the signal and detonates the explosive cartridge. This will blast the seabed.

特許文献２には、海底に設けられた点火装置に無線で電力を供給する装置が開示されている。該装置は、海上に設置されたループアンテナを有し、ループアンテナが海中に電磁波を送信する。点火装置は、アンテナコイルと、発火用コンデンサー回路と、点火回路を蓄える。アンテナコイルがループアンテナからの電磁場を受けて電流を発生させる。アンテナコイルで発生した電流が発火用コンデンサー回路に充電される。発火用コンデンサー回路に充電された電力を用いて点火回路が爆薬を起爆させる。   Patent Document 2 discloses a device that wirelessly supplies electric power to an ignition device provided on the seabed. The device has a loop antenna installed on the sea, and the loop antenna transmits electromagnetic waves into the sea. The ignition device stores an antenna coil, an ignition capacitor circuit, and an ignition circuit. The antenna coil receives an electromagnetic field from the loop antenna and generates a current. The current generated in the antenna coil is charged in the ignition condenser circuit. The ignition circuit detonates explosives using the electric power charged in the ignition capacitor circuit.

特許文献３には、地上における発破作業に用いられる電気雷管が開示されている。電気雷管は有線で電源と接続されている。起爆前に必要に応じて電力が電源から有線を介して雷管に供給される。この電力を用いて電気雷管が爆薬を起爆させる。   Patent Document 3 discloses an electric detonator used for blasting work on the ground. The electric detonator is connected to the power source by wire. Before the detonation, electric power is supplied from the power source to the detonator via a wire as required. An electric detonator detonates explosives using this electric power.

特許文献４には、地上におけるトンネルの掘削に用いられる無線起爆装置が開示されている。起爆装置は、切羽面の孔に装填された起爆雷管と、起爆雷管に無線で電力を供給する送信アンテナを有する。送信アンテナは、トンネルの洞床、洞壁、洞天井に沿って張り巡らされる。送信アンテナに電流が流されることで、電場または磁場が発生する。起爆雷管は、電場または磁場を受けることで電流を発生する受信コイルと、受信コイルからの電流を蓄える蓄電部を有する。蓄電部に蓄えられた電流を利用して電気雷管が爆薬を起爆する。   Patent Document 4 discloses a wireless detonator used for excavating a tunnel on the ground. The detonator has a detonator loaded in a hole in a facet and a transmitting antenna that wirelessly supplies electric power to the detonator. The transmitting antenna is stretched around the tunnel floor, wall, and ceiling. An electric field or magnetic field is generated by passing a current through the transmitting antenna. The detonator has a receiving coil that generates an electric current by receiving an electric field or a magnetic field, and a power storage unit that stores the electric current from the receiving coil. The electric detonator detonates explosives using the electric current stored in the power storage unit.

特開２０１８−９６０７５号公報JP, 2018-96075, A 特開昭４９−２１６２７号公報JP-A-49-21627 特開２０１０−２７０９５０号公報JP, 2010-270950, A 国際公開２０１７／１８３６６２号International publication 2017/183662

戦略的イノベーション創造プログラム（ＳＩＰ） 次世代海洋資源調査技術（海のジパング計画） 研究開発計画 内閣府，２０１８年４月１日Strategic Innovation Creation Program (SIP) Next-generation Marine Resources Research Technology (Marine Zipangu Plan) Research and Development Plan Cabinet Office, April 1, 2018

上述する特許文献１，２，４に開示された起爆雷管において、充電用の電波は、海中（水中）で減衰し難いものとするため、長波長の電磁波を発するループ状の送信アンテナが使用される。しかし長波長の電磁波を発生させるループ状のアンテナは、大規模であり、設置が容易でなかった。   In the detonator disclosed in Patent Documents 1, 2, and 4 described above, a radio wave for charging is not easily attenuated in the sea (underwater), and therefore a loop-shaped transmission antenna that emits a long-wave electromagnetic wave is used. It However, the loop-shaped antenna that generates electromagnetic waves of long wavelength is large-scaled and it is not easy to install.

特許文献３に開示された電気雷管を海中（水中）で使用しようする場合、電気雷管と電源を有線で繋いでから海中に投入することが考えられる。しかしこの場合、電気雷管に誤って電力が供給されるおそれがある。そこで電気雷管を設置した後に、電気雷管を電源と有線で結線することが考えられる。しかし海中で電気雷管と有線を結線することは容易でない。   When the electric detonator disclosed in Patent Document 3 is to be used in the sea (underwater), it is conceivable to connect the electric detonator and a power source by wire and then put them into the sea. However, in this case, electric power may be erroneously supplied to the electric detonator. Therefore, it is possible to install the electric detonator and then connect the electric detonator to the power source by wire. However, it is not easy to connect an electric detonator to a wire in the sea.

そのため設置が容易であり、かつ誤作動による作業前の起爆の可能性を低下させることが可能な海底または水底を掘削するための起爆雷管体および該起爆雷管体を含む発破システムが必要とされている。   Therefore, there is a need for a detonator and a blasting system including the detonator for excavating the seabed or water bottom that can be easily installed and reduce the possibility of detonation before work due to malfunction. There is.

本開示の１つの特徴は、海底または水底を掘削するための起爆雷管体に関する。起爆雷管体は、給電領域と受電領域を有する。給電領域には、発破制御器から延出する発破母線からの電流を電磁波に変換して発振する給電コイルが含まれる。受電領域には、受電コイルと蓄電部と電気雷管が含まれる。受電コイルは、給電コイルからの電磁波を受けて電流を発生させる。蓄電部は、受電コイルからの電流を蓄える。電気雷管は、蓄電部から電流が供給されることで爆薬を起爆させる。そして給電領域と受電領域との間には、水よりも電磁波の透過しやすい材料から形成された電磁波透過介在物が充填される。   One feature of the present disclosure relates to a detonator for drilling a seabed or a waterbed. The detonator has a power feeding area and a power receiving area. The power feeding region includes a power feeding coil that converts a current from the blasting bus extending from the blasting controller into an electromagnetic wave to oscillate. The power receiving area includes a power receiving coil, a power storage unit, and an electric detonator. The power receiving coil receives an electromagnetic wave from the power feeding coil and generates a current. The power storage unit stores the current from the power receiving coil. The electric detonator detonates explosives by supplying current from the power storage unit. An electromagnetic wave transmitting inclusion made of a material that allows electromagnetic waves to easily pass therethrough is filled between the power feeding region and the power receiving region.

したがって給電コイルと受電コイルが離間しているために、誤って電力が蓄電部に蓄積されること可能性が低い。したがって誤作動によって作業前に起爆が発生する可能性が低い。したがって起爆雷管体を発破母線によって発破制御器に繋げたまま海底または水底に安全に設置できる。しかるに海中の結線作業を省略できる。また無線による電力供給の距離を短くすることで、効率良く電力を蓄電部に蓄えることもできる。さらに給電領域と受電領域の間に電磁波透過介在物が充填されている。そのため水圧が高い深い海底であっても海水または水が給電領域と受電領域の間に入り難い。しかるに確実に給電コイルから受電コイルに電磁波を送ることができる。   Therefore, since the power feeding coil and the power receiving coil are separated from each other, it is unlikely that electric power is erroneously accumulated in the power storage unit. Therefore, it is unlikely that a malfunction will cause a detonation before work. Therefore, the detonator can be safely installed on the seabed or waterbed with the blast busbar connected to the blast controller. However, wiring work under the sea can be omitted. In addition, by shortening the distance of wireless power supply, power can be efficiently stored in the power storage unit. Further, an electromagnetic wave transmitting inclusion is filled between the power feeding area and the power receiving area. Therefore, it is difficult for seawater or water to enter between the power feeding region and the power receiving region even in the deep sea where the water pressure is high. Therefore, the electromagnetic wave can be reliably transmitted from the power feeding coil to the power receiving coil.

本開示の他の１つの特徴によると、給電領域は、給電コイルを収容する給電側容器によって区画される。受電領域は、受電コイルと蓄電部と電気雷管を収容する受電側容器によって区画される。したがって給電コイルと受電コイルを確実に離間させることができる。あるいは機能毎にアッセンブリを作成することで、起爆雷管体を作成しやすい。   According to another feature of the present disclosure, the power feeding region is defined by a power feeding side container that houses the power feeding coil. The power receiving area is divided by the power receiving side container that houses the power receiving coil, the power storage unit, and the electric detonator. Therefore, the power feeding coil and the power receiving coil can be reliably separated. Alternatively, by creating an assembly for each function, it is easy to create a detonator.

本開示の他の１つの特徴によると、給電側容器の内部が充填材によって充填され、受電側容器の内部が充填材によって充填される。したがって海水あるいは水が給電側容器と受電側容器に侵入することが充填材によって防止される。かくして海水あるいは水によって電磁波が透過し難くなったり、電気部品が故障したりすることが抑制される。   According to another feature of the present disclosure, the inside of the power supply side container is filled with the filler, and the inside of the power reception side container is filled with the filler. Therefore, the filler prevents seawater or water from entering the power supply side container and the power receiving side container. Thus, it is possible to prevent the electromagnetic waves from being easily transmitted by seawater or water, and to prevent the electric parts from breaking down.

本開示の他の１つの特徴によると、充填材が、液状、ゲル状または固体状であり、かつ油または樹脂である。したがって電磁波は、油または樹脂の充填剤を利用することで水よりも透過しやすい。かくして給電コイルから受電コイルに効率良く電力が供給される。   According to another feature of the disclosure, the filler is liquid, gel or solid and is oil or resin. Therefore, electromagnetic waves are more easily transmitted than water by using a filler of oil or resin. Thus, the power is efficiently supplied from the power feeding coil to the power receiving coil.

本開示の他の１つの特徴によると、給電側容器と受電側容器の間に形成される隙間が電磁波の波長よりも小さい。したがって万が一給電側容器と受電側容器の間に海水が侵入しても、電磁波は、ほとんど減衰なく給電コイルから受電コイルに送信される。   According to another feature of the present disclosure, the gap formed between the power feeding side container and the power receiving side container is smaller than the wavelength of the electromagnetic wave. Therefore, even if seawater intrudes between the power supply side container and the power reception side container, the electromagnetic wave is transmitted from the power supply coil to the power reception coil with almost no attenuation.

本開示の他の１つの特徴によると、電磁波透過介在物が、液状、ゲル状または固体状であり、かつ油または樹脂である。したがって電磁波は、油または樹脂の電磁波透過介在物を利用することで水よりも透過しやすい。かくして給電コイルから受電コイルに効率良く電力が供給される。   According to another characteristic of the present disclosure, the electromagnetic wave transmitting inclusion is a liquid, a gel or a solid, and an oil or a resin. Therefore, electromagnetic waves are more easily transmitted than water by using the electromagnetic wave transmission inclusions of oil or resin. Thus, the power is efficiently supplied from the power feeding coil to the power receiving coil.

本開示の他の１つの特徴によると、発破システムは起爆雷管体を含む。給電領域に送信アンテナからの信号を受信する受信アンテナが設けられる。受電領域に送信アンテナと制御回路が設けられる。制御回路が蓄電部の充電状態を検知して準備完了信号を送信アンテナに送信する。送信アンテナが準備完了信号を受信アンテナに発信する。受信アンテナが送信アンテナから受信した準備完了信号を発破母線を介して発破制御器に送信する。発破制御器が準備完了信号を受信に伴って起爆準備が完了したことを作業者に通知する。したがって作業者は、充電の完了の成否を発破制御器によって確認できる。   According to another feature of the disclosure, the blasting system includes a detonator. A receiving antenna that receives a signal from the transmitting antenna is provided in the power feeding area. A transmitting antenna and a control circuit are provided in the power receiving area. The control circuit detects the charge state of the power storage unit and transmits a preparation completion signal to the transmission antenna. The transmitting antenna sends a ready signal to the receiving antenna. The receive antenna transmits the ready signal received from the transmit antenna to the blast controller via the blast bus. Upon receipt of the ready signal, the blast controller notifies the operator that the detonation preparation is completed. Therefore, the operator can confirm the success or failure of charging by the blast controller.

発破システムの概略図である。It is a schematic diagram of a blasting system. 海底または水底に設置された起爆筒体の斜視図である。It is a perspective view of the detonation cylinder body installed in the seabed or the waterbed. 起爆雷管体の斜視図である。It is a perspective view of a detonator. 発破システムの電気部品のブロック図である。It is a block diagram of the electric components of the blasting system. 発破システムにおける発破作業のフローチャートである。It is a flowchart of the blasting work in a blasting system. 発破システムにおける発破作業の一部のフローチャートである。It is a partial flowchart of the blasting operation in the blasting system. 他の実施形態に係る発破システムの概略図である。It is a schematic diagram of the blasting system concerning other embodiments. 海底または水底に設置された図７の発破システムにおける起爆筒体の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a detonator cylinder in the blast system of FIG. 7 installed on the seabed or waterbed. 図７の発破システムにおける起爆雷管体の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a detonator in the blasting system of FIG. 7.

図面を用いて本発明の１つの実施形態を説明する。図１に示すように発破システム１は、例えば深海７０における海底７２を爆薬による爆破によって掘削するために用いられる。発破システム１は、発破制御器３と複数の起爆筒体２を有する。発破制御器３は、海表面７１に浮かぶ母船７３に設置される。発破制御器３から延出した発破母線４が海中７４を通って海底７２に設置された複数の起爆筒体２に連結される。海表面７１から海底７２までの距離は、例えば１０００〜１５００ｍ程度にすることができる。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the blasting system 1 is used, for example, for excavating a seabed 72 in the deep sea 70 by explosive blasting. The blasting system 1 has a blasting controller 3 and a plurality of detonating cylinders 2. The blast controller 3 is installed on a mother ship 73 floating on the sea surface 71. The blasting bus bar 4 extending from the blasting controller 3 passes through the underwater 74 and is connected to a plurality of detonation cylinders 2 installed on the seabed 72. The distance from the sea surface 71 to the sea floor 72 can be, for example, about 1000 to 1500 m.

図１に示す母船７３の発破制御器３は、入力装置、表示装置、電力・信号発生装置を有する。入力装置としては、例えばキーボードやスイッチ、タッチパネル等を挙げることができる。表示装置としては、例えばディスプレイやランプの点灯・消灯等を挙げることができる。表示部には起爆筒体２の状態等が表示される。作業者は、表示装置に表示された情報を確認しながら、入力装置を操作する。入力装置が作業者によって操作されることで、電力・信号発生装置が電流や信号を発破母線４へ発信する。   The blast controller 3 of the mother ship 73 shown in FIG. 1 has an input device, a display device, and a power / signal generation device. Examples of the input device include a keyboard, a switch, a touch panel, and the like. Examples of the display device include turning on / off of a display and a lamp. The state of the detonating cylinder 2 and the like are displayed on the display unit. The operator operates the input device while confirming the information displayed on the display device. When the input device is operated by the operator, the power / signal generating device transmits a current or a signal to the blast bus bar 4.

図１に示すように発破母線４は、発破制御器３から起爆筒体２に向かって延伸される、通電線、通信線を束ねた通信用回線である。発破母線４は、すべての起爆筒体２と直列に接続している。発破母線４は、海水による腐食や漏電を防ぐため、耐水性及び耐水圧性を持つ被膜と、被膜によって覆われる通電線、通信線（例えば銅線）を有する。図３に示すように発破母線４は、送電送信用に用いられる送信線（通電線）４ａと、信号受信に用いられる受信線（通信線）４ｂを有する。   As shown in FIG. 1, the blasting bus bar 4 is a communication line that extends from the blasting controller 3 toward the detonating cylinder 2 and is a bundle of energizing lines and communication lines. The blast bus 4 is connected in series with all the detonation cylinders 2. The blast bus bar 4 has a coating having water resistance and water pressure resistance in order to prevent corrosion and electric leakage due to seawater, and a current-carrying wire and a communication wire (for example, copper wire) covered with the coating. As shown in FIG. 3, the blast bus 4 has a transmission line (conduction line) 4a used for power transmission and transmission, and a reception line (communication line) 4b used for signal reception.

図１，２に示すように起爆筒体２は、海底７２に穿孔された各装薬孔７２ａに挿入される。装薬孔７２ａは、海底７２の面に対し、略垂直に穿孔される。装薬孔７２ａの深さは、例えば２〜１０ｍ程度とすることができる。装薬孔７２ａの数は、例えば、０．４〜１本／ｍ2程度とすることができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the detonating cylinder 2 is inserted into each charging hole 72 a formed in the seabed 72. The charging hole 72a is bored substantially perpendicular to the surface of the seabed 72. The depth of the charging hole 72a can be set to, for example, about 2 to 10 m. The number of the charging holes 72a can be, for example, about 0.4 to 1 / m 2 .

図１，２に示すように起爆筒体２は、爆薬筒３０と爆薬筒３０を起爆する起爆雷管体５を有する。爆薬筒３０は、筒本体と、筒本体内に装填された爆薬を有する。筒本体は、海水が入り込まないように爆薬を密閉する。爆薬筒３０の長手方向の一端に起爆雷管体５が連結される。各爆薬筒３０に１つの起爆雷管体５が連結されても良いし、長手方向に連結された複数の爆薬筒３０の一端に起爆雷管体５が連結されても良い。   As shown in FIGS. 1 and 2, the detonating cylinder body 2 has an explosive cylinder 30 and a detonator body 5 for detonating the explosive cylinder 30. The explosive cylinder 30 has a cylinder main body and an explosive charged in the cylinder main body. The cylinder body seals the explosive so that seawater does not enter. The detonator body 5 is connected to one end of the explosive cylinder 30 in the longitudinal direction. One detonator tube 5 may be connected to each explosive tube 30, or the detonator tube 5 may be connected to one end of a plurality of explosive tubes 30 connected in the longitudinal direction.

図３に示すように起爆雷管体５は、給電領域６と、受電領域７と、領域６，７に介在された電磁波透過介在物８を有する。給電領域６は、給電側容器６ａに囲われた領域であり、内部に給電コイル１０と受信アンテナ１１を含む。給電側容器６ａは、密閉筒状で、筒状の側壁６ｄと、側壁６ｄの上部を塞ぐ上面６ｂと、側壁６ｄの下部を塞ぐ下面６ｃを有する。給電側容器６ａの内部には充填材６ｅが充填される。充填材６ｅは、電磁波が透過しやすく、ある程度の弾性または剛性を有することが好ましい。充填材６ｅとしては、液状、ゲル状または固体状であり、かつ油または樹脂であるのが好ましい。なかでも、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、あるいはシリコンゴムなどが好ましい。   As shown in FIG. 3, the detonator body 5 has a power feeding region 6, a power receiving region 7, and electromagnetic wave transmitting inclusions 8 interposed in the regions 6 and 7. The power feeding area 6 is an area surrounded by the power feeding side container 6a and includes a power feeding coil 10 and a receiving antenna 11 inside. The power supply side container 6a is a closed cylinder, and has a cylindrical side wall 6d, an upper surface 6b that closes the upper part of the side wall 6d, and a lower surface 6c that closes the lower part of the side wall 6d. A filling material 6e is filled in the power supply side container 6a. It is preferable that the filling material 6e easily transmit electromagnetic waves and has elasticity or rigidity to some extent. The filler 6e is preferably liquid, gel or solid, and oil or resin. Of these, epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, silicone rubber, etc. are preferable.

図３に示すように給電側容器６ａは、発破母線４が挿通される発破母線固定部６ｆを有する。発破母線固定部６ｆは、給電側容器６ａの上部にて左右両方に形成される。各発破母線固定部６ｆには、発破母線４が挿通される孔が形成される。孔の内周面と発破母線４の外周面がシール部材によってシールされる。これにより給電側容器６ａの内部に海水（または水）が入り込むことが防止される。   As shown in FIG. 3, the power feeding side container 6a has a blast busbar fixing portion 6f through which the blast busbar 4 is inserted. The blast bus bar fixing portions 6f are formed on both the left and right sides of the upper portion of the power feeding side container 6a. A hole through which the blast bus 4 is inserted is formed in each blast bus fixing portion 6f. The inner peripheral surface of the hole and the outer peripheral surface of the blast bus bar 4 are sealed by a seal member. This prevents seawater (or water) from entering the inside of the power feeding side container 6a.

図３に示すように給電コイル１０は、電力を無線で供給するために円環状に巻き回されたコイルを有する。コイルの巻き数は、１周以上で例えば１０周以上である。給電コイル１０には、発破母線４の送信線４ａから電流及び信号が供給される。給電コイル１０に電流が流されることにより、給電コイル１０周囲に電場または磁場が発生し、電磁波が発信される。給電コイル１０に特定の周波数、振幅、波長の電流が流れることで、給電コイル１０は、電場または磁場を発生させ、特定の電磁波を発信する。電磁波の周波数は、例えば１００〜５００ＫＨｚである。給電コイル１０は、送電線１０ａを介して発破母線４の送信線４ａから電流及び信号を発信することができる。   As shown in FIG. 3, the power feeding coil 10 has a coil wound in an annular shape for wirelessly supplying electric power. The number of turns of the coil is 1 or more, for example 10 or more. The power supply coil 10 is supplied with a current and a signal from the transmission line 4 a of the blast bus 4. When an electric current is passed through the power feeding coil 10, an electric field or a magnetic field is generated around the power feeding coil 10 and an electromagnetic wave is emitted. By supplying a current having a specific frequency, amplitude, and wavelength to the power feeding coil 10, the power feeding coil 10 generates an electric field or a magnetic field and emits a specific electromagnetic wave. The frequency of electromagnetic waves is, for example, 100 to 500 KHz. The power feeding coil 10 can emit a current and a signal from the transmission line 4a of the blast bus 4 via the power transmission line 10a.

図３に示すように受信アンテナ１１は、例えば円環状に巻き回されたコイルを有する。コイルの巻き数は、例えば１周以上である。受信アンテナ１１は、特定の電磁場に曝されることにより、特定の周波数、振幅、波長の電流が発生し、かかる電流を信号として受信できる。受信アンテナ１１は、給電コイル１０が発生させる電磁波と異なる周波数、例えば該電磁波よりも高周波の電磁場の受信に特化している。これにより給電コイル１０が発生させる電磁波と、受信アンテナ１１が受信する電磁波について差別化が図られる。受信アンテナ１１が受信可能な電磁波の周波数は、例えば１００ＭＨｚ以上１ＧＨｚ以下である。   As shown in FIG. 3, the receiving antenna 11 has, for example, a coil wound in an annular shape. The number of turns of the coil is, for example, one or more. When the receiving antenna 11 is exposed to a specific electromagnetic field, a current having a specific frequency, amplitude, and wavelength is generated, and the current can be received as a signal. The receiving antenna 11 is specialized for receiving an electromagnetic field having a frequency different from the electromagnetic wave generated by the feeding coil 10, for example, a higher frequency than the electromagnetic wave. Thereby, the electromagnetic wave generated by the power feeding coil 10 and the electromagnetic wave received by the receiving antenna 11 are differentiated. The frequency of the electromagnetic wave that the receiving antenna 11 can receive is, for example, 100 MHz or more and 1 GHz or less.

図４に示すように給電領域６には受信回路１２とブースター１３も設けられる。受信回路１２は、受信アンテナ１１から受けた電流を解析して信号を抽出する。ブースター１３は、受信回路１２で抽出された信号を増幅して発破制御器３に向けて送信する。   As shown in FIG. 4, a receiving circuit 12 and a booster 13 are also provided in the power feeding area 6. The receiving circuit 12 analyzes the current received from the receiving antenna 11 and extracts a signal. The booster 13 amplifies the signal extracted by the receiving circuit 12 and transmits it to the blast controller 3.

図３に示すように受電領域７は、受電側容器７ａに囲われた領域であり、内部に受電コイル１５と送信アンテナ１６を含む。受電側容器７ａは、密閉筒状で、筒状の側壁７ｄと、側壁７ｄの上部を塞ぐ上面７ｂと、側壁７ｄの下部を塞ぐ下面７ｃを有する。受電側容器７ａの内部には充填材７ｅが充填される。充填材７ｅは、電磁波が透過しやすく、ある程度の弾性または剛性を有することが好ましい。充填材７ｅとしては、例えば液状、ゲル状または固体状であり、かつ油または樹脂であるのが好ましい。なかでも、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、あるいはシリコンゴムなどが好ましい。   As shown in FIG. 3, the power receiving area 7 is an area surrounded by the power receiving side container 7a and includes the power receiving coil 15 and the transmitting antenna 16 inside. The power receiving side container 7a has a closed cylindrical shape, and has a cylindrical side wall 7d, an upper surface 7b that closes an upper portion of the side wall 7d, and a lower surface 7c that closes a lower portion of the side wall 7d. A filler 7e is filled inside the power receiving side container 7a. It is preferable that the filling material 7e easily transmits electromagnetic waves and has elasticity or rigidity to some extent. The filler 7e is preferably liquid, gel or solid, and is preferably oil or resin. Of these, epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, silicone rubber, etc. are preferable.

図３に示すように受電コイル１５は、円環状に巻き回されたコイルを有する。コイルの巻き数は、１周以上で例えば１０周以上である。受電コイル１５は、電磁場に曝されることにより電流を発生させる。かかる電流は起爆用、制御用の電力として用いられる。受電コイル１５は、特定の電磁場に曝されることにより、特定の周波数、振幅、波長の電流が発生し、かかる特定の電流を信号として受信することもできる。電磁波の周波数は、例えば１００〜５００ＫＨｚである。   As shown in FIG. 3, the power receiving coil 15 has a coil wound in an annular shape. The number of turns of the coil is 1 or more, for example 10 or more. The power receiving coil 15 generates an electric current by being exposed to an electromagnetic field. This current is used as power for initiation and control. When the power receiving coil 15 is exposed to a specific electromagnetic field, a current having a specific frequency, amplitude, or wavelength is generated, and the specific current can also be received as a signal. The frequency of electromagnetic waves is, for example, 100 to 500 KHz.

図３に示すように送信アンテナ１６は、例えば円環状に巻き回されたコイルを有する。コイルの巻き数は、例えば１周以上である。送信アンテナ１６は、送信アンテナ１６を構成するコイルに特定の周波数、振幅、波長の電流が流れることで、送信アンテナ１６は電場または磁場を発生させ、特定の電磁波を発信する。送信アンテナ１６は、受電コイル１５が受信する電磁波と異なる周波数、例えば該電磁波よりも高周波の電磁場の送信に特化している。これにより送信アンテナ１６が発生させる電磁波と、受電コイル１５が受信する電磁波について差別化が図られる。送信アンテナ１６が発信する電磁波の周波数は、例えば１００ＭＨｚ以上１ＧＨｚ以下である。   As shown in FIG. 3, the transmission antenna 16 has, for example, a coil wound in an annular shape. The number of turns of the coil is, for example, one or more. The transmitting antenna 16 causes an electric field or a magnetic field to be generated by transmitting a current having a specific frequency, amplitude, and wavelength in a coil forming the transmitting antenna 16, and transmits a specific electromagnetic wave. The transmitting antenna 16 specializes in transmitting an electromagnetic field having a frequency different from the electromagnetic wave received by the power receiving coil 15, for example, a higher frequency than the electromagnetic wave. Thereby, the electromagnetic waves generated by the transmitting antenna 16 and the electromagnetic waves received by the power receiving coil 15 are differentiated. The frequency of the electromagnetic wave emitted by the transmitting antenna 16 is, for example, 100 MHz or more and 1 GHz or less.

図３に示すように受電領域７には、起爆側制御器２０と電気雷管２９も設けられる。図４に示すように起爆側制御器２０は、複数の回路、電子部品から構成され、給電領域６を介して発破制御器３からの指示を受領して起爆作業の制御を行う。図４に示すように起爆側制御器２０は、蓄電部２１と制御回路２３とスイッチ回路２６を有する。   As shown in FIG. 3, the power receiving area 7 is also provided with a detonator side controller 20 and an electric detonator 29. As shown in FIG. 4, the detonation side controller 20 is composed of a plurality of circuits and electronic parts, and receives an instruction from the blast controller 3 via the power feeding region 6 to control the detonation work. As shown in FIG. 4, the detonation side controller 20 has a power storage unit 21, a control circuit 23, and a switch circuit 26.

図４に示すように蓄電部２１は、起爆用蓄電部２１ａと制御用蓄電部２１ｂを有する。起爆用蓄電部２１ａ及び制御用蓄電部２１ｂは、共に蓄電可能な蓄電デバイス（例えばコンデンサ等）を含む。蓄電部２１は、起爆用蓄電部２１ａ及び制御用蓄電部２１ｂにより、受電コイル１５で発生した電流および電力を蓄える。   As shown in FIG. 4, power storage unit 21 has a power storage unit 21a for detonation and a power storage unit 21b for control. Both the power storage unit 21a for detonation and the power storage unit 21b for control include a power storage device (for example, a capacitor) capable of storing power. The power storage unit 21 stores the current and the power generated in the power receiving coil 15 by the power storage unit 21a for detonation and the power storage unit 21b for control.

図４に示すように制御回路２３は、例えばＣＰＵ等の電子回路を備える。制御回路２３のＣＰＵ等は、受電コイル１５を介して受領した信号に基づいて起爆側制御器２０内の回路を駆動あるいは停止させる。   As shown in FIG. 4, the control circuit 23 includes an electronic circuit such as a CPU. The CPU or the like of the control circuit 23 drives or stops the circuit in the detonation side controller 20 based on the signal received via the power receiving coil 15.

図４に示すようにスイッチ回路２６は、蓄電部２１と電気雷管２９との間に介在する。スイッチ回路２６は、例えば供給された電力によって駆動して蓄電部２１と電気雷管２９を電気的に接続するＯＮ状態になる。電力が供給されていない状態では、スイッチ回路２６は、蓄電部２１と電気雷管２９を電気的に切断するＯＦＦ状態になる。   As shown in FIG. 4, the switch circuit 26 is interposed between the power storage unit 21 and the electric detonator 29. The switch circuit 26 is driven by, for example, the supplied electric power to be in an ON state in which the power storage unit 21 and the electric detonator 29 are electrically connected. In a state where power is not supplied, the switch circuit 26 is in an OFF state in which the power storage unit 21 and the electric detonator 29 are electrically disconnected.

図４に示すように起爆側制御器２０は、送信回路２５と抵抗測定回路２８も有する。送信回路２５は、制御回路２３からの指令を受けて特定の周波数、振幅、波長の電流を発生して送信アンテナ１６に供給する。   As shown in FIG. 4, the initiator controller 20 also has a transmitter circuit 25 and a resistance measuring circuit 28. The transmission circuit 25 receives a command from the control circuit 23, generates a current having a specific frequency, amplitude, and wavelength and supplies the current to the transmission antenna 16.

図４に示すように抵抗測定回路２８は、電気雷管２９が正常か否かを判定するために制御回路２３と電気雷管２９の間に設けられる。抵抗測定回路２８は、制御回路２３の指示を受けて電気雷管２９に微弱電流を流して電気雷管２９の抵抗値を測定する。   As shown in FIG. 4, the resistance measuring circuit 28 is provided between the control circuit 23 and the electric detonator 29 to determine whether or not the electric detonator 29 is normal. The resistance measuring circuit 28 receives a command from the control circuit 23 and sends a weak current to the electric detonator 29 to measure the resistance value of the electric detonator 29.

図４に示すように起爆側制御器２０は、異常を検知した時などにおいて蓄電部２１に蓄電された電流を放電する放電回路２２をも有する。放電回路２２は、制御回路２３と電気雷管２９の間に設けられる。放電回路２２は、制御回路２３からの指示に基づいて起爆用蓄電部２１ａと電気的に接続され、起爆用蓄電部２１ａに蓄えられた電力を発散させる。   As shown in FIG. 4, the detonation side controller 20 also has a discharge circuit 22 that discharges the current stored in the power storage unit 21 when an abnormality is detected. The discharge circuit 22 is provided between the control circuit 23 and the electric detonator 29. The discharge circuit 22 is electrically connected to the detonation power storage unit 21a based on an instruction from the control circuit 23, and dissipates the electric power stored in the detonation power storage unit 21a.

図３に示すように電気雷管２９は、芯部２９ａと本体部２９ｂを有する。芯部２９ａは、柱状で本体部２９ｂから下方に延出する。芯部２９ａは、図２に示す爆薬筒３０に差し込まれ、電流が供給されることで爆薬筒３０内の爆薬を起爆する。   As shown in FIG. 3, the electric detonator 29 has a core portion 29a and a main body portion 29b. The core portion 29a has a pillar shape and extends downward from the main body portion 29b. The core portion 29a is inserted into the explosive cylinder 30 shown in FIG. 2 and is supplied with an electric current to detonate the explosive in the explosive cylinder 30.

図３に示すように給電側容器６ａと受電側容器７ａとの隙間に電磁波透過介在物８が充填される。電磁波透過介在物８は、水あるいは海水よりも電磁波を通しやすい。電磁波透過介在物８は、給電側容器６ａと受電側容器７ａともに起爆雷管体５の本体容器（図示省略）に収容される。あるいは給電側容器６ａと受電側容器７ａを電磁波透過介在物８によって接着する構造である。電磁波透過介在物８は、例えば液状、ゲル状または固体状である。そして電磁波透過介在物８は、油または樹脂であるのが好ましい。なかでも、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、あるいはシリコンゴムなどが好ましい。   As shown in FIG. 3, the electromagnetic wave transmitting inclusions 8 are filled in the gap between the power feeding side container 6a and the power receiving side container 7a. The electromagnetic wave transmitting inclusions 8 are more likely to pass electromagnetic waves than water or seawater. The electromagnetic wave transmitting inclusion 8 is housed in both the power supply side container 6a and the power receiving side container 7a in the main container (not shown) of the detonator. Alternatively, the power feeding side container 6a and the power receiving side container 7a are bonded by the electromagnetic wave transmitting inclusion 8. The electromagnetic wave transmitting inclusions 8 are, for example, liquid, gel or solid. The electromagnetic wave transmitting inclusion 8 is preferably oil or resin. Of these, epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, silicone rubber, etc. are preferable.

図２，３に示すように給電側容器６ａの下面６ｃと受電側容器７ａの上面７ｂの距離は、短いことが好ましい。例えば下面６ｃと上面７ｂの距離は、これらの間を透過する電磁波、例えば給電コイル１０が発生する電磁波の波長よりも小さい方が好ましい。万が一給電側容器６ａと受電側容器７ａの間に海水が侵入しても、電磁波は、ほとんど減衰なく給電コイル１０から受電コイル１５に送信されるためである。   As shown in FIGS. 2 and 3, the distance between the lower surface 6c of the power feeding side container 6a and the upper surface 7b of the power receiving side container 7a is preferably short. For example, it is preferable that the distance between the lower surface 6c and the upper surface 7b be smaller than the wavelength of the electromagnetic wave that passes between them, for example, the electromagnetic wave generated by the feeding coil 10. This is because even if seawater enters between the power feeding side container 6a and the power receiving side container 7a, electromagnetic waves are transmitted from the power feeding coil 10 to the power receiving coil 15 with almost no attenuation.

図１に示す発破システム１によって海底７２を爆破し、掘削する場合は、まず母船７３内にある発破制御器３を操作する。図４に示すように発破制御器３は、給電用電流を発生し、起爆雷管体５に送信する（図５のステップＳ１）。起爆雷管体５の同調回路１４が給電用電流を受信してインピーダンスを調整する（図５のステップＳ２）。インピーダンスが調整された給電用電流が給電コイル１０に流れ、給電コイル１０が電磁波を発信する（図５のステップＳ３）。   When the seabed 72 is blown up and excavated by the blasting system 1 shown in FIG. 1, the blasting controller 3 in the mother ship 73 is first operated. As shown in FIG. 4, the blast controller 3 generates a power supply current and transmits it to the detonator 5 (step S1 in FIG. 5). The tuning circuit 14 of the detonator 5 receives the power supply current and adjusts the impedance (step S2 in FIG. 5). A current for power supply, the impedance of which is adjusted, flows through the power supply coil 10, and the power supply coil 10 emits an electromagnetic wave (step S3 in FIG. 5).

図４に示すように受電コイル１５が給電コイル１０から発信された電磁波を受信する（図５のステップＳ４）。受信された電磁波は、電流に変換されて蓄電部２１に流れる。蓄電部２１は、電流を起爆用蓄電部２１ａ・制御用蓄電部２１ｂに蓄電する（図５のステップＳ５）。制御回路２３は、蓄電部２１における起爆用蓄電部２１ａ・制御用蓄電部２１ｂのいずれにも充電が完了したことを検知して、充電完了時に準備完了信号を送信する（図５のステップＳ６）。送信回路２５は、制御回路２３から準備完了信号を受信し、電流に変換する（図５のステップＳ７）。変換された電流が送信アンテナ１６に流れ、送信アンテナ１６が電磁波を発信する（図５のステップＳ８）。   As shown in FIG. 4, the power receiving coil 15 receives the electromagnetic wave transmitted from the power feeding coil 10 (step S4 in FIG. 5). The received electromagnetic wave is converted into a current and flows into the power storage unit 21. The power storage unit 21 stores a current in the detonation power storage unit 21a and the control power storage unit 21b (step S5 in FIG. 5). The control circuit 23 detects that the power storage unit 21 for detonation and the power storage unit 21b for control in the power storage unit 21 have been charged, and transmits a preparation completion signal when the charging is completed (step S6 in FIG. 5). .. The transmission circuit 25 receives the preparation completion signal from the control circuit 23 and converts it into a current (step S7 in FIG. 5). The converted current flows through the transmitting antenna 16, and the transmitting antenna 16 emits an electromagnetic wave (step S8 in FIG. 5).

図４に示すように受信アンテナ１１が送信アンテナ１６からの電磁波を受信し、受信アンテナ１１が電流を発生させる（図５のステップＳ９）。受信回路１２が受信アンテナ１１からの電流を準備完了信号に変換する（図５のステップＳ１０）。ブースター１３が準備完了信号を増幅して発破制御器３に供給する（図５のステップＳ１１）。発破制御器３が準備完了信号を受信する（図５のステップＳ１２）。発破制御器３の表示部が準備完了状態であることを表示することで作業者に起爆準備が完了したことを通知する（図５のステップＳ１３）。   As shown in FIG. 4, the receiving antenna 11 receives the electromagnetic wave from the transmitting antenna 16, and the receiving antenna 11 generates a current (step S9 in FIG. 5). The receiving circuit 12 converts the current from the receiving antenna 11 into a ready signal (step S10 in FIG. 5). The booster 13 amplifies the ready signal and supplies it to the blast controller 3 (step S11 in FIG. 5). The blast controller 3 receives the ready signal (step S12 in FIG. 5). By displaying that the display unit of the blast controller 3 is in the ready state, the operator is notified that the detonation preparation is completed (step S13 in FIG. 5).

図５に示すようにステップＳ５を行った後、ステップＳ６と並行して図６に示すステップＳ３０も行う。図４に示すように受電コイル１５から電磁波を検波回路２４が受信して、その波長、振幅、周波数を検出し（図６のステップＳ３０）、検波回路２４が信号として制御回路２３に送信する。その信号に基づいて制御回路２３が抵抗測定回路２８に信号を送信する。抵抗測定回路２８が、制御用蓄電部２１ｂに蓄えられた電力の一部を微弱電流として用いて電気雷管２９の抵抗値を測定する（図６のステップＳ３１）。制御回路２３が測定された抵抗値から電気雷管２９に不具合が有るか無いかを確認する（図６のステップＳ３２）。不具合が無い場合、制御回路２３が送信回路２５に検査完了信号を送信する（図６のステップＳ３３）。   After performing step S5 as shown in FIG. 5, step S30 shown in FIG. 6 is also performed in parallel with step S6. As shown in FIG. 4, the detection circuit 24 receives an electromagnetic wave from the power receiving coil 15, detects its wavelength, amplitude, and frequency (step S30 in FIG. 6), and the detection circuit 24 transmits it as a signal to the control circuit 23. Based on the signal, the control circuit 23 sends a signal to the resistance measuring circuit 28. The resistance measuring circuit 28 measures the resistance value of the electric detonator 29 by using a part of the electric power stored in the control power storage unit 21b as a weak current (step S31 in FIG. 6). The control circuit 23 confirms from the measured resistance value whether the electric detonator 29 is defective or not (step S32 in FIG. 6). If there is no defect, the control circuit 23 transmits an inspection completion signal to the transmission circuit 25 (step S33 in FIG. 6).

図４に示すように送信回路２５から送信された検査完了信号が電流として送信アンテナ１６に送られる。送信アンテナ１６が検査完了信号を発信し、受信アンテナ１１が検査完了信号を受信する（図６のステップＳ３４）。受信回路１２が受信アンテナ１１からの電流から検査完了信号を抽出する（図６のステップＳ３５）。ブースター１３が検査完了信号を増幅して発破制御器３に供給する（図６のステップＳ３６）。発破制御器３が検査完了信号を受信し（図６のステップＳ３７）、発破制御器３の表示部が検査完了の旨を表示する（図６のステップＳ３８）。   As shown in FIG. 4, the inspection completion signal transmitted from the transmission circuit 25 is sent to the transmission antenna 16 as a current. The transmitting antenna 16 transmits the inspection completion signal, and the receiving antenna 11 receives the inspection completion signal (step S34 in FIG. 6). The receiving circuit 12 extracts the inspection completion signal from the current from the receiving antenna 11 (step S35 in FIG. 6). The booster 13 amplifies the inspection completion signal and supplies it to the blast controller 3 (step S36 in FIG. 6). The blast controller 3 receives the inspection completion signal (step S37 in FIG. 6), and the display unit of the blast controller 3 indicates that the inspection is completed (step S38 in FIG. 6).

ステップＳ３８（図６参照）とステップＳ１３（図５参照）を終了した後に、ステップＳ１４の処理が行われる。すなわち発破制御器３の表示部にステップＳ１３による起爆準備が完了した旨と、ステップＳ３８による検査完了の旨が表示される。作業者は、これら表示を確認して発破制御器３の入力部を操作する。発破制御器３が入力部の操作に基づいて発破信号を送信する（図５のステップＳ１４）。発破信号を受信した同調回路１４が発破信号のインピーダンスの調整を行う（図５のステップＳ１５）。インピーダンスの調整が行われた発破信号が給電コイル１０から電磁波として発信される（図５のステップＳ１６）。   After finishing step S38 (see FIG. 6) and step S13 (see FIG. 5), the process of step S14 is performed. That is, the display of the blast controller 3 displays that the preparation for detonation in step S13 is completed and that the inspection is completed in step S38. The operator confirms these displays and operates the input unit of the blast controller 3. The blast controller 3 transmits a blast signal based on the operation of the input unit (step S14 in FIG. 5). The tuning circuit 14 that has received the blast signal adjusts the impedance of the blast signal (step S15 in FIG. 5). A blast signal whose impedance has been adjusted is transmitted from the power feeding coil 10 as an electromagnetic wave (step S16 in FIG. 5).

図４に示すように受電コイル１５が給電コイル１０から発破信号を電磁波として受信する（図５のステップＳ１７）。検波回路２４が受電コイル１５からの電磁波から発破信号を検出する（図５のステップＳ１８）。制御回路２３が発破信号を受信してスイッチ回路２６をＯＮにする（図５のステップＳ１９）。これにより起爆用蓄電部２１ａに蓄電された電力が起爆用蓄電部２１ａから電気雷管２９に供給される（図５のステップＳ２０）。この電力を利用して電気雷管２９が爆薬筒３０（図１，２参照）の爆薬を爆破する（図５のステップＳ２１）。   As shown in FIG. 4, the power receiving coil 15 receives the blast signal from the power feeding coil 10 as an electromagnetic wave (step S17 in FIG. 5). The detection circuit 24 detects a blast signal from the electromagnetic wave from the power receiving coil 15 (step S18 in FIG. 5). The control circuit 23 receives the blast signal and turns on the switch circuit 26 (step S19 in FIG. 5). As a result, the electric power stored in the detonation power storage unit 21a is supplied from the detonation power storage unit 21a to the electric detonator 29 (step S20 in FIG. 5). Using this electric power, the electric detonator 29 explodes the explosive in the explosive cylinder 30 (see FIGS. 1 and 2) (step S21 in FIG. 5).

図６のステップＳ３２において電気雷管２９に不具合が有ると判断した場合は、ステップＳ４０以降のステップを行い、電気雷管２９によって爆薬を爆破しない。図４に示すように制御回路２３が抵抗測定回路２８によって測定された電気雷管２９の抵抗値から電気雷管２９に不具合が有るか否か判断する（図６のステップＳ３２）。不具合が有る場合、制御回路２３が放電信号を送信する（図６のステップＳ４０）。放電回路２２が放電信号に基づいて起爆用蓄電部２１ａを放電させる（図６のステップＳ４１）。放電回路２２が起爆用蓄電部２１ａの放電が終了した際に放電完了信号を制御回路２３に送信する（図６のステップＳ４２）。   When it is determined in step S32 of FIG. 6 that the electric detonator 29 has a defect, the steps after step S40 are performed and the explosive charge is not blown up by the electric detonator 29. As shown in FIG. 4, the control circuit 23 determines from the resistance value of the electric detonator 29 measured by the resistance measuring circuit 28 whether or not there is a defect in the electric detonator 29 (step S32 in FIG. 6). When there is a defect, the control circuit 23 transmits a discharge signal (step S40 in FIG. 6). The discharge circuit 22 discharges the power storage unit 21a for detonation based on the discharge signal (step S41 in FIG. 6). When the discharge circuit 22 has finished discharging the power storage unit 21a for detonation, it sends a discharge completion signal to the control circuit 23 (step S42 in FIG. 6).

図４に示すように制御回路２３が放電完了信号を送信回路２５に送信し（図６のステップＳ４３）、送信回路２５が放電完了信号を電流として送信アンテナ１６に送る。送信アンテナ１６が放電完了信号を発信し（図６のステップＳ４４）、受信アンテナ１１が放電完了信号を受信する（図６のステップＳ４５）。受信回路１２が受信アンテナ１１からの電流から放電完了信号を抽出する（図６のステップＳ４６）。ブースター１３が放電完了信号を増幅して発破制御器３に送信する（図６のステップＳ４７）。発破制御器３が放電完了信号を受信し（図６のステップＳ４８）、発破制御器３の表示部が蓄電部２１の電力を放電した旨を表示する（図６のステップＳ４９）。これにより作業者は、電気雷管２９に異常があったために蓄電部２１の電力が放電されたことを知る。   As shown in FIG. 4, the control circuit 23 transmits a discharge completion signal to the transmission circuit 25 (step S43 in FIG. 6), and the transmission circuit 25 sends the discharge completion signal to the transmission antenna 16 as a current. The transmitting antenna 16 transmits a discharge completion signal (step S44 in FIG. 6), and the receiving antenna 11 receives the discharge completion signal (step S45 in FIG. 6). The receiving circuit 12 extracts the discharge completion signal from the current from the receiving antenna 11 (step S46 in FIG. 6). The booster 13 amplifies the discharge completion signal and sends it to the blast controller 3 (step S47 in FIG. 6). The blast controller 3 receives the discharge completion signal (step S48 in FIG. 6), and the display unit of the blast controller 3 displays that the power of the power storage unit 21 has been discharged (step S49 in FIG. 6). Thereby, the operator knows that the electric power of the power storage unit 21 has been discharged due to the abnormality of the electric detonator 29.

上述するように起爆雷管体５は、図２，３に示すように給電領域６と受電領域７を有する。給電領域６には、発破制御器３（図１参照）から延出する発破母線４からの電流を電磁波に変換して発振する給電コイル１０が含まれる。受電領域７には、受電コイル１５と蓄電部２１（図４参照）と電気雷管２９が含まれる。受電コイル１５は、給電コイル１０からの電磁波を受けて電流を発生させる。蓄電部２１は、受電コイル１５からの電流を蓄える。電気雷管２９は、蓄電部２１から電流が供給されることで爆薬を起爆させる。そして給電領域６と受電領域７との間には、水よりも電磁波の透過しやすい材料から形成された電磁波透過介在物８が充填される。   As described above, the detonator body 5 has the power feeding region 6 and the power receiving region 7 as shown in FIGS. The power supply area 6 includes a power supply coil 10 that converts a current from the blast bus bar 4 extending from the blast controller 3 (see FIG. 1) into an electromagnetic wave to oscillate. The power receiving area 7 includes the power receiving coil 15, the power storage unit 21 (see FIG. 4), and the electric detonator 29. The power receiving coil 15 receives an electromagnetic wave from the power feeding coil 10 and generates a current. Power storage unit 21 stores the current from power reception coil 15. The electric detonator 29 detonates explosives by being supplied with current from the power storage unit 21. An electromagnetic wave transmitting inclusion 8 formed of a material that allows electromagnetic waves to pass through more easily than water is filled between the power feeding area 6 and the power receiving area 7.

したがって図１〜３に示すように給電コイル１０と受電コイル１５が離間しているために、誤って電力が蓄電部２１（図４参照）に蓄積されること可能性が低い。したがって誤作動によって作業前に起爆が発生する可能性が低い。したがって起爆雷管体５を発破母線４によって発破制御器３に繋げたまま海底（または水底）７２に安全に設置できる。しかるに海中７４の結線作業を省略できる。また無線による電力供給の距離を短くすることで、効率良く電力を蓄電部２１に蓄えることもできる。さらに給電領域６と受電領域７の間に電磁波透過介在物８が充填されている。そのため水圧が高い深い海底であっても海水または水が給電領域６と受電領域７の間に入り難い。しかるに確実に給電コイル１０から受電コイル１５に電磁波を送ることができる。   Therefore, as shown in FIGS. 1 to 3, since power feeding coil 10 and power receiving coil 15 are separated from each other, it is unlikely that electric power is erroneously accumulated in power storage unit 21 (see FIG. 4). Therefore, it is unlikely that a malfunction will cause a detonation before work. Therefore, the detonator 5 can be safely installed on the seabed (or the water bottom) 72 while being connected to the blast controller 3 by the blast bus bar 4. Therefore, the wiring work under the sea 74 can be omitted. Further, by shortening the distance of wireless power supply, power can be efficiently stored in the power storage unit 21. Further, an electromagnetic wave transmitting inclusion 8 is filled between the power feeding area 6 and the power receiving area 7. Therefore, it is difficult for seawater or water to enter between the power feeding region 6 and the power receiving region 7 even on the deep seabed where the water pressure is high. Therefore, the electromagnetic wave can be reliably transmitted from the power feeding coil 10 to the power receiving coil 15.

図３に示すように給電領域６は、給電コイル１０を収容する給電側容器６ａによって区画される。受電領域７は、受電コイル１５と蓄電部２１（図４参照）と電気雷管２９を収容する受電側容器７ａによって区画される。したがって給電コイル１０と受電コイル１５を確実に離間させることができる。あるいは機能毎にアッセンブリを作成することで、起爆雷管体５を作成しやすい。   As shown in FIG. 3, the power feeding region 6 is partitioned by the power feeding side container 6 a that houses the power feeding coil 10. The power receiving area 7 is partitioned by the power receiving side container 7a that houses the power receiving coil 15, the power storage unit 21 (see FIG. 4), and the electric detonator 29. Therefore, the power feeding coil 10 and the power receiving coil 15 can be reliably separated. Alternatively, the detonator body 5 can be easily created by creating an assembly for each function.

図３に示すように給電側容器６ａの内部が充填材６ｅによって充填され、受電側容器７ａの内部が充填材７ｅによって充填される。したがって海水あるいは水が給電側容器６ａと受電側容器７ａに侵入することが充填材６ｅ，７ｅによって防止される。かくして海水あるいは水によって電磁波が透過し難くなったり、電気部品が故障したりすることが抑制される。   As shown in FIG. 3, the inside of the power feeding side container 6a is filled with the filling material 6e, and the inside of the power receiving side container 7a is filled with the filling material 7e. Therefore, the fillers 6e and 7e prevent seawater or water from entering the power supply side container 6a and the power receiving side container 7a. Thus, it is possible to prevent the electromagnetic waves from being easily transmitted by seawater or water, and to prevent the electric parts from breaking down.

図３に示す充填材６ｅ，７ｅは、液状、ゲル状または固体状であり、かつ油または樹脂である。したがって電磁波は、油または樹脂の充填剤を利用することで水よりも透過しやすい。かくして給電コイル１０から受電コイル１５に効率良く電力が供給される。   Fillers 6e and 7e shown in FIG. 3 are liquid, gel or solid, and are oil or resin. Therefore, electromagnetic waves are more easily transmitted than water by using a filler of oil or resin. Thus, the power is efficiently supplied from the power feeding coil 10 to the power receiving coil 15.

図３に示すように給電側容器６ａと受電側容器７ａの間に形成される隙間が電磁波の波長よりも小さい。したがって万が一給電側容器６ａと受電側容器７ａの間に海水が侵入しても、電磁波は、ほとんど減衰なく給電コイル１０から受電コイル１５に送信される。   As shown in FIG. 3, the gap formed between the power feeding side container 6a and the power receiving side container 7a is smaller than the wavelength of the electromagnetic wave. Therefore, even if seawater enters between the power feeding side container 6a and the power receiving side container 7a, electromagnetic waves are transmitted from the power feeding coil 10 to the power receiving coil 15 with almost no attenuation.

図２，３に示す電磁波透過介在物８は、液状、ゲル状または固体状であり、かつ油または樹脂である。したがって電磁波は、油または樹脂の電磁波透過介在物を利用することで水よりも透過しやすい。かくして図２，３に示すように給電コイル１０から受電コイル１５に効率良く電力が供給される。   The electromagnetic wave transmitting inclusions 8 shown in FIGS. 2 and 3 are liquid, gel or solid, and are oil or resin. Therefore, electromagnetic waves are more easily transmitted than water by using the electromagnetic wave transmission inclusions of oil or resin. Thus, as shown in FIGS. 2 and 3, electric power is efficiently supplied from the power feeding coil 10 to the power receiving coil 15.

図１〜３に示すように発破システム１は起爆雷管体５を含む。給電領域６に送信アンテナ１６からの信号を受信する受信アンテナ１１が設けられる。受電領域７に送信アンテナ１６と制御回路２３が設けられる。制御回路２３が蓄電部２１の充電状態を検知して準備完了信号を送信アンテナ１６に送信する。送信アンテナ１６が準備完了信号を受信アンテナ１１に発信する。受信アンテナ１１が送信アンテナ１６から受信した準備完了信号を発破母線４を介して発破制御器３に送信する。発破制御器３が準備完了信号を受信に伴って起爆準備が完了したことを作業者に通知する。したがって作業者は、充電の完了の成否を発破制御器３によって確認できる。   As shown in FIGS. 1-3, the blast system 1 includes a detonator body 5. A receiving antenna 11 that receives a signal from the transmitting antenna 16 is provided in the power feeding area 6. The transmitting antenna 16 and the control circuit 23 are provided in the power receiving area 7. The control circuit 23 detects the state of charge of the power storage unit 21 and transmits a preparation completion signal to the transmission antenna 16. The transmitting antenna 16 transmits a ready signal to the receiving antenna 11. The reception antenna 11 transmits the preparation completion signal received from the transmission antenna 16 to the blast controller 3 via the blast bus 4. The blast controller 3 notifies the operator that the detonation preparation is completed upon receipt of the preparation completion signal. Therefore, the operator can confirm the success or failure of charging by the blast controller 3.

発破システム１は、図１に示すように複数の起爆筒体２が発破母線４によって直列に連結される。例えば、各起爆筒体２は、制御回路２３に予めアドレスを記憶している。各起爆筒体２がアドレス情報とともに各信号を発破制御器３に送信する。したがって発破制御器３は、各起爆筒体２の状態を区別して認識できる。   In the blast system 1, as shown in FIG. 1, a plurality of detonating cylinders 2 are connected in series by a blast bus bar 4. For example, each detonator cylinder 2 stores an address in the control circuit 23 in advance. Each detonating cylinder 2 sends each signal to the blast controller 3 together with the address information. Therefore, the blast controller 3 can distinguish and recognize the state of each detonating cylinder 2.

発破システム１は、図１に示す発破母線４と起爆筒体２に代えて図７に示す発破母線４０と起爆筒体５０を有していても良い。図７に示す発破制御器３は、各発破母線４０によって各起爆筒体５０と連結される。すなわち発破制御器３と各起爆筒体５０が並列に連結される。そのため発破制御器３は、各起爆筒体５０の状態を区別して認識できる。この場合、アドレスが発破制御器３から各起爆筒体５０に送信され、制御回路２３に記憶されても良い。あるいはアドレスが各起爆筒体５０の制御回路２３に予め記録されていても良い。   The blasting system 1 may have the blasting busbar 40 and the detonating cylinder 50 shown in FIG. 7 instead of the blasting busbar 4 and the detonating cylinder 2 shown in FIG. The blast controller 3 shown in FIG. 7 is connected to each detonating cylinder 50 by each blast bus 40. That is, the blast controller 3 and each detonating cylinder 50 are connected in parallel. Therefore, the blast controller 3 can distinguish and recognize the state of each detonating cylinder 50. In this case, the address may be transmitted from the blast controller 3 to each detonating cylinder 50 and stored in the control circuit 23. Alternatively, the address may be recorded in advance in the control circuit 23 of each detonating cylinder 50.

図８，９に示すように起爆雷管体５１は、図３に示す起爆筒体２と同様に形成される。しかし起爆雷管体５１は、図３に示す給電領域６に代えて給電領域４１を有する。給電領域４１は、密閉筒状の給電側容器４１ａを有する。給電側容器４１ａは、筒状の側壁４１ｄと、側壁４１ｄの上部を塞ぐ上面４１ｂと、側壁４１ｄの下部を塞ぐ下面４１ｃを有する。発破母線４０が上面４１ｂから給電側容器４１ａに挿入される。   As shown in FIGS. 8 and 9, the detonation primer body 51 is formed similarly to the detonation cylinder body 2 shown in FIG. However, the detonator body 51 has a power feeding region 41 instead of the power feeding region 6 shown in FIG. The power feeding area 41 includes a power feeding side container 41a having a closed cylindrical shape. The power supply side container 41a has a cylindrical side wall 41d, an upper surface 41b that closes the upper part of the side wall 41d, and a lower surface 41c that closes the lower part of the side wall 41d. The blast bus 40 is inserted into the power supply side container 41a from the upper surface 41b.

図９に示すように発破母線４０は、送電線４０ａと通信線４０ｂを有する。送電線４０ａが給電コイル１０に接続され、通信線４０ｂが受信アンテナ１１に接続される。複数の発破母線４０は、束ねられて母船７３から延出し、海底７２近傍において各発破母線４０が分岐し、各起爆雷管体５１に接続される。   As shown in FIG. 9, the blast bus 40 has a power transmission line 40a and a communication line 40b. The power transmission line 40a is connected to the power feeding coil 10, and the communication line 40b is connected to the receiving antenna 11. The plurality of blasting buses 40 are bundled and extend from the mother ship 73, each blasting bus 40 branches near the seabed 72, and is connected to each detonator 51.

発破システム１は、図１に示すように海底７２を爆破するために使用される。これに代えて発破システム１は、水を貯蓄する池、湖、河川などの水底を爆破するために使用されても良い。   The blasting system 1 is used to blast the seabed 72 as shown in FIG. Alternatively, the blast system 1 may be used to blast the bottom of water such as a pond, lake, or river that stores water.

図３に示すように給電領域６に受信アンテナ１１が含まれる。受電領域７に送信アンテナ１６が含まれる。これに代えて給電領域６に受信アンテナ１１が含まれておらず、受電領域７に送信アンテナ１６が含まれていなくても良い。この構成の場合は、例えば起爆用蓄電部２１ａの充電が完了した際、所定の時間経過後に制御回路２３が電気雷管２９を起爆させる。   As shown in FIG. 3, the receiving antenna 11 is included in the power feeding area 6. The power receiving area 7 includes the transmitting antenna 16. Alternatively, the power feeding area 6 may not include the receiving antenna 11, and the power receiving area 7 may not include the transmitting antenna 16. In the case of this configuration, the control circuit 23 detonates the electric detonator 29 after elapse of a predetermined time, for example, when charging of the detonation power storage unit 21a is completed.

図３に示すように給電側容器６ａと受電側容器７ａには共に充填材６ｅ，７ｅが充填される。これに代えて給電側容器６ａと受電側容器７ａの一方または両方に充填材が充填されていなくても良い。この構成においては、給電側容器６ａと受電側容器７ａの一方または両方が水圧に耐える程度のシール構造および強度構造が設けられる。シール構造は、容器６ａ，７ａ内に水が入り込むことを抑制する。   As shown in FIG. 3, both the power feeding side container 6a and the power receiving side container 7a are filled with the fillers 6e and 7e. Alternatively, one or both of the power feeding side container 6a and the power receiving side container 7a may not be filled with the filler. In this configuration, a seal structure and a strength structure are provided to the extent that one or both of the power feeding side container 6a and the power receiving side container 7a can withstand water pressure. The seal structure suppresses entry of water into the containers 6a and 7a.

図４に示すように起爆雷管体５には、起爆用蓄電部２１ａを放電させる放電回路２２が設けられる。これに代えて起爆雷管体５は、放電回路２２を有していなくても良い。この構造の場合、最初の充電の際に制御用蓄電部２１ｂにのみ充電する。そのうえで抵抗測定回路２８によって電気雷管２９の抵抗値を確認し、異常がなければ起爆用蓄電部２１ａに蓄電を行う。   As shown in FIG. 4, the detonation primer 5 is provided with a discharge circuit 22 for discharging the detonation power storage unit 21a. Alternatively, the detonator body 5 may not have the discharge circuit 22. In the case of this structure, only the control power storage unit 21b is charged at the first charging. Then, the resistance value of the electric detonator 29 is confirmed by the resistance measuring circuit 28, and if there is no abnormality, electricity is stored in the power storage unit 21a for detonation.

図４に示すように起爆雷管体５は、受信回路１２からの信号を増幅させるブースター１３を有する。これに代えて起爆雷管体５は、ブースター１３を有せず、受信回路１２が直接、発破制御器３に信号を発信しても良い。   As shown in FIG. 4, the detonator 5 has a booster 13 for amplifying the signal from the receiving circuit 12. Alternatively, the detonator 5 may not have the booster 13, and the receiving circuit 12 may directly send a signal to the blast controller 3.

図４に示すように起爆雷管体５は、電気雷管２９の不具合を確認するための抵抗測定回路２８を有する。これに代えて起爆雷管体５は、抵抗測定回路２８を有していなくても良い。   As shown in FIG. 4, the detonator 5 has a resistance measuring circuit 28 for confirming a defect of the electric detonator 29. Alternatively, the detonator body 5 may not have the resistance measuring circuit 28.

１ 発破システム
３ 発破制御器
４ 発破母線
５ 起爆雷管体
６ 給電領域
６ａ 給電側容器
６ｅ 充填材
７ 受電領域
７ａ 受電側容器
７ｅ 充填材
８ 電磁波透過介在物
１０ 給電コイル
１１ 受信アンテナ
１５ 受電コイル
１６ 送信アンテナ
２１ 蓄電部
２３ 制御回路
２９ 電気雷管 1 Blasting System 3 Blasting Controller 4 Blasting Bus 5 Explosion Detonator 6 Power Supply Area 6a Power Supply Side Container 6e Filling Material 7 Power Receiving Area 7a Power Receiving Side Container 7e Filling Material 8 Electromagnetic Wave Transmission Inclusion 10 Power Supply Coil 11 Receiving Antenna 15 Receiving Coil 16 Transmission Antenna 21 Power storage unit 23 Control circuit 29 Electric detonator

Claims (7)

海底または水底を掘削するための発破システムに用いられる起爆雷管体であって、
発破制御器から延出する発破母線からの電流を電磁波に変換して発振する給電コイルと、
前記給電コイルを含む給電領域と、
前記給電コイルからの前記電磁波を受けて電流を発生させる受電コイルと、
前記受電コイルからの電流を蓄える蓄電部と、
前記蓄電部から電流が供給されることで爆薬を起爆させる電気雷管と、
前記受電コイルと前記蓄電部と前記電気雷管を含む受電領域と、
水よりも前記電磁波の透過しやすい材料から形成されかつ前記給電領域と前記受電領域との間に充填される電磁波透過介在物とを有する起爆雷管体。 A detonator used in a blasting system for drilling a seabed or a waterbed,
A power supply coil that oscillates by converting the current from the blasting bus extending from the blasting controller into an electromagnetic wave, and
A power feeding region including the power feeding coil,
A power receiving coil that receives the electromagnetic wave from the power feeding coil and generates a current,
A power storage unit that stores current from the power receiving coil,
An electric detonator that detonates explosives by supplying current from the power storage unit,
A power receiving region including the power receiving coil, the power storage unit, and the electric detonator,
A detonator, which is formed of a material that allows the electromagnetic waves to pass through more easily than water and has an electromagnetic wave transmitting inclusion filled between the power feeding region and the power receiving region. 請求項１に記載の起爆雷管体であって、
前記給電領域は、前記給電コイルを収容する給電側容器によって区画され、
前記受電領域は、前記受電コイルと前記蓄電部と前記電気雷管を収容する受電側容器によって区画される起爆雷管体。 The detonator of claim 1, wherein
The power feeding region is partitioned by a power feeding side container that houses the power feeding coil,
The power receiving region is a detonator, which is partitioned by a power receiving side container that houses the power receiving coil, the power storage unit, and the electric detonator. 請求項２に記載の起爆雷管体であって、
前記給電側容器の内部が充填材によって充填され、
前記受電側容器の内部が充填材によって充填される起爆雷管体。 The detonator body according to claim 2,
The inside of the power supply side container is filled with a filler,
A detonator which fills the inside of the power receiving side container with a filler. 請求項３に記載の起爆雷管体であって、
前記充填材が、液状、ゲル状または固体状であり、かつ油または樹脂である起爆雷管体。 The detonator body according to claim 3,
The detonator, wherein the filler is liquid, gel or solid and is oil or resin. 請求項２〜４のいずれか１つに記載の起爆雷管体であって、
前記給電側容器と前記受電側容器の間に形成される隙間が前記電磁波の波長よりも小さい起爆雷管体。 The detonator body according to any one of claims 2 to 4,
A detonator, wherein a gap formed between the power feeding side container and the power receiving side container is smaller than the wavelength of the electromagnetic wave. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の起爆雷管体であって、
前記電磁波透過介在物が、液状、ゲル状または固体状であり、かつ油または樹脂である起爆雷管体。 The detonator according to any one of claims 1 to 5,
The detonator, wherein the electromagnetic wave transmitting inclusion is liquid, gel or solid and is oil or resin. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の起爆雷管体を含む発破システムであって、
前記給電領域に受信アンテナが設けられ、
前記受電領域に送信アンテナと制御回路が設けられ、
前記制御回路が前記蓄電部の充電状態を検知して準備完了信号を前記送信アンテナに送信し、前記送信アンテナが前記準備完了信号を前記受信アンテナに発信し、
前記受信アンテナが前記送信アンテナから受信した前記準備完了信号を前記発破母線を介して前記発破制御器に送信し、
前記発破制御器が前記準備完了信号を受信に伴って起爆準備が完了したことを作業者に通知する発破システム。 A blasting system including the detonator according to claim 1.
A receiving antenna is provided in the power feeding area,
A transmission antenna and a control circuit are provided in the power receiving area,
The control circuit detects the charging state of the power storage unit and transmits a preparation completion signal to the transmission antenna, and the transmission antenna transmits the preparation completion signal to the reception antenna,
The reception antenna transmits the ready signal received from the transmission antenna to the blast controller via the blast bus,
A blasting system in which the blasting controller notifies an operator that preparation for detonation is completed upon receipt of the preparation completion signal.
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