JP2703663B2 - 硬質高密度岩石及びコンクリート材料を破壊するための制御された破砕方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 背景技術 1866年のダイナマイトの発明以来発破法は、硬質岩石
の掘削のために利用される重要な技術であり続けてき
た。長年に亘り岩石掘削技術に幾多の改良が加えられて
きたけれども、硬質岩石の連続掘削に適合できる方法
は、鉱山及び土木工事のいずれに対しても未だ実現され
ていない。従来からの穿孔及び発破法は、花崗岩や片麻
岩のようなより硬質な岩石の掘削に、適度な効率で利用
し得る唯一つの技術として残っている。より軟質の一般
的な沈積岩石を効率的に掘削するため、水ジェット技術
に支えられた数多くの機械的な装置が開発されてきた。
トンネル掘削機における最近の改良によって、これらの
機械は、300MPaまでの圧縮力の、比較的硬質な岩石を切
断することができるようになってきたが、カッタの摩耗
は重要な問題として残っている。しかしこれらの装置
は、より硬質の岩石を効率よく掘削することはできな
い。またTBM（トンネル掘削機）型式の機械は、その移
動性能及び不規則形状の開口部の掘削性能において劣っ
ている。

通常の穿孔及び発破作業は、最も硬い岩石の掘削を許
容可能な能率で行うことができるけれども、一方ではこ
の技術は、穿孔、発破及びずり処理を周期的に行わなけ
ればならないという制約があり、そのため各サイクルに
必要な機械の稼動率が非効率的で、作業が屡屡中断せし
められる。また通常の穿孔及び発破作業は、掘削された
構造体の周囲に残された岩石に著しい損傷を与えてお
り、この残留損傷に対し高価で付加的な基盤支持体が必
要になる。通常の坑内作業の場合従来の穿孔及び発破作
業は、１回の穿孔及び発破によって切羽面から掘削され
る総ての岩石をごたまぜに混合して、総ての岩石を坑内
から搬出、破砕、粉砕して鉱石のために除去作業を行わ
なければならないという制約がある。鉱石を含んだ岩石
が掘削面の小部分に制限されているような鉱脈型鉱床の
掘削には、多様な坑内作業が含まれる。鉱石を含んだ岩
石を選択的に採掘し、かつ粉砕及び抽出のために不要な
岩石は坑内に残したままで鉱石を坑外へ搬出するという
方法は、多くの坑内作業の経済性を著しく向上せしめる
であろう。土木工事の場合従来からの穿孔及び発破法
は、各発破作業に関連して発生する大量空気の衝撃及び
基盤衝撃のために、都市土木工事には使用することがで
きないという制約がある。また残留した岩石に起因する
残留損傷によって構造体の機械的な健全性が損われる場
合が多く、その場合は高価な付加的基盤支持体が必要で
ある。

急速掘削技術 通常の穿孔及び発破方法には上述のような固有の限界
が存在しているため、20年以上に亘り硬質岩石に適用可
能な個別の、急速掘削技術の開発に関する数多くの研究
が成されてきた。この20年間の研究の間に考えられてき
た解決法は、高速射出衝撃法（ラングィスト（Lundquis
t）,1974）による水ジェット衝撃法（ヤング（Young）,
1977）から小量装薬発破法（ラングィスト及びペターソ
ン（Lundquist and Peterson）,1983）に及んでいる。
連続式水ジェット衝撃技術（ジンク（Zink）外,1983）
及び脈動式水ジェット衝撃技術（ヤング（Young）,1977
及び1985）の両者については、極めて詳細な研究が行わ
れている。一般的に連続式水ジェット衝撃技術にあって
は、より硬質な岩石を効率的に切削するのに充分な高さ
の水ジェット圧力を生成せしめることができない。一方
脈動式水ジェット衝撃技術は、最も硬質な岩石を切削す
ることができるけれども、この技術のエネルギ効率及び
水ジェット生成装置の機械的な複雑さが、この技術の商
業的な発展を阻害している。射出衝撃法に基礎を置く急
速掘削技術では、非常に小さな射出体（ペレット）衝撃
法（シンフ（Singh）,1960）、非常に大きな射出体衝撃
法（この場合射出体は通常の104mm軍事用大砲で発射さ
れうる）（ラングィスト（Lundquist）,1974）に対する
考慮がなされており、また衝撃の際それらの爆発によっ
て岩石損傷を増加せしめるおそれのある爆発性の射出体
に対する考慮も払われている。小さいペレット衝撃によ
る解決法は、効率が劣っているためその開発が阻害され
てきたが、一方では大きな射出体に特有な大量エア爆風
問題及び爆発性ペレットの解決手段が、これらの商業的
な開発を妨害してきた。

小量装薬発破法 通常の穿孔及び発破技術が比較的良好な効率特性を有
しているため、小量装薬連続式穿孔発破法に適用できる
ように、穿孔及び発破法のスケールダウンと自動化とに
対する多くの研究が行われてきた。これらの諸対策の内
最も注目すべきものは、1970年代に顕著な研究成果を収
めた（ラングィスト及びペターソン,1983）ラピデック
ス（Rapidex）社のスパイラル穿孔発破方式である。連
続式穿孔発破技術における更なる発展は、スケールダウ
ン装置になお要求される比較的大量の爆薬と、それに関
連して要求される、掘削面における又は掘削面の近く
の、機械及び操作員の保護のために払われる多くの試み
とによって制限されてきた。これらの連続式穿孔発破法
における爆薬量は、従来からの装薬装填方式が採用され
ており、かつ幾つかの爆破孔がこの技術の適正な作業の
ために殆んど同時に爆発せしめられることが要求されて
いたため、なお高いままであった（クラーク他,197
9）。

破面制御発破法 より効率的な掘削技術の発展のための第３の解決法
は、岩石破壊プロセスに対し制御された破壊技術を適用
するための方法を考えることであった。通常の穿孔発破
法では、消費される全エネルギの１パーセントより少な
いエネルギーが岩石内の所望の引張破壊を進展させるた
めに使用されるに過ぎないので、岩石破壊のために必要
なエネルギが破壊プロセスに対して更に良好な効率で利
用できるような方法を研究することは極めて魅力的であ
る。メリーランド（Maryland）の大学（ダリー及びファ
ウネ（Dally and Fourney）,1977）、スエーデンの爆発
研究財団（バヨンホルト外（Bjarnholt etal.）,1983）
及びその他（ヤング及びハウネイ（Young and Fourne
y）,1983）によって最近開発された制御破壊技術は、適
正な破壊の開始と制御とによって、所望の破壊を達成す
るのに必要な爆薬の量を著しく減少せしめることができ
ることを示している。岩石の制御された破壊に関するそ
の他の研究によって、静的及び動的技術の両者を大きく
発展させることができた。この研究には、破壊プロセス
の幾何学的形状が所要エネルギを著しく減少せしめるこ
とができるということが示されている。一般的にこれら
の解決法は、一次岩石破壊面が自由面にほぼ平行に進行
可能であって、破壊面の進行のために必要なエネルギは
少なくて済むという方法によって実現されている。この
解決法をベースにした１つの静的な方法は、比較的浅い
穿孔内でグリッパによって作業することができて、孔が
穿孔されている自由面に向って岩石を引張る（破砕す
る）ことができるような機械装置によって実現されてい
る（クーパ（Cooper）外,1980及びアンダーソン及びス
ワンソン（Anderson and Swanson）,1982）。比較可能
な幾何学的形状を採用している動的な解決法は、スチー
ルピストンを浅い水充填孔内に発射させるもので、孔の
急速な加圧が、孔底部のシャープなコーナ部に発生する
応力集中によって破壊の発生及び伝播を惹起せしめてい
る（デニスアート（Denisart）外,1976）。このように
発生した破壊面は、孔から外方に伝播し、かつ孔が穿孔
されている自由面に平行に伝播する傾向を有している。
この方法は極めて魅力的な岩石掘削効率を有している
が、一方では破壊が孔底部以外の処で発生した場合、加
圧流体が急速に失われ、かつ不完全に破壊された孔内で
スチールピストンのジャミングが屡々発生するという困
難性があり、そのためにこの技術の更なる発展が阻害さ
れてきた。このピストンのジャミング問題を回避するた
め、浅い孔内に発射された高圧高速水を利用する方法が
提案されている（ラフォン（Lavon）,1980）。

岩石破壊の特別な幾何学的形状に適用される破壊制御
技術で達成可能な優れた岩石破壊効率に立脚し、かつこ
れらの破壊面を加圧しかつ伝播せしめるためのより良好
な方法が開発されるであろうという仮定に立脚した小さ
な研究努力によって、制御された破壊技術をユニークな
岩石破壊形状に効率的に適用するために、小量の爆薬又
は推進薬を利用することができるということが、1984年
に実証された（ヤング及びバーカ（Young and Barke
r）,1984）。その際に考慮された主要な形状が図１に図
示されており、かつ該形状は部分的に、デニスアート外
によって提案された（1976）形状に基礎を置いている。
図１に示されているように、この破壊現象は、急激に加
圧された浅い穿孔部の底部からの破壊の開始と伝播とに
基づいている。このような破壊は、最初岩石内を下方に
向って伝播し、かつ引続き表面効果が重要になるのにつ
れて自由表面の方に向って曲り、このようにして岩石の
大容積の除去を可能にしている。岩石内への破壊の最初
の貫通によって岩面上に残された残留円錐部が、この形
式の破壊に対して与えられた名前（貫通円錐破壊又はPC
F）についての根拠を与えている。デニスアート外の初
期の研究と対照的に、最近の研究努力は小量の推進薬及
び衝撃緩和型の爆薬による浅い穿孔部からの円錐破壊の
発生及び伝播に関する可能性に向けられている。

発明の開示 本発明の意図する処は、貫通円錐破壊（PCF）方式に
基礎を置いた連続式穿孔発破型急速掘削系（装置及び方
法）を開示することにある。

坑内作業及び土木建設作業の両者のための硬質岩石の
掘削は、通常は伝統的な穿孔及び発破法で行われてい
る。穿孔及び発破作業（穿孔、発破、換気及びずり処
理）は周期的な性質を有しているので、掘削率は制限さ
れかつ装置の稼働率は低い。新規な破壊開始及び伝播技
術を採用している小量装薬式急速掘削装置は、最も硬い
岩石の掘削を、従来の穿孔発破法に比較して４倍から10
倍も良好な効率（除去される岩石の単位容量当りのエネ
ルギ）で行い得ることが実証されている。この考え方に
対する重要な進展は、爆薬よりもむしろ推進薬の使用に
よって達成されており、また装薬を封じ込めるための装
置の設計と発破孔の効果的なシールとによって達成され
た。

本発明の課題は、改良された急速掘削方法とその装置
とを提供することにある。穿孔作業と、小量装薬の発破
作業と、連続運転中掘削面に残るずりの処理作業とを統
合している機械を開示することにある。この機械を使用
する掘削方法には次のようなものが含まれている。つま
り貫通式円錐破壊技術による岩石破壊の最適化、最適な
孔パターンと間隔及び位置による円錐破壊の相互作用の
確立、確立された閉塞パラメータと新しいシール技術を
結合させることによる穿孔部シールの最適化、確立され
た岩石破壊パラメータと穿孔パラメータと推進薬（爆
薬）パラメータとを結合させることによる連続的な穿
孔、発破及びずり処理の最適化等が含まれている。更に
機械は、ロボット制御装置を、特定の岩石の状態に対し
て発破孔の配置と幾何学的形状と装薬の特性とを最適化
せしめることのできるスマートな装置に、協働せしめる
ことができるでろう。

この小量装薬急速掘削装置は、敏感な構造体、装置及
び人員が掘削面の極く近くに存在している坑内作業及び
土木建設作業に対して極めて魅力的である。またこの小
量装薬急速掘削装置は、原鉱石を破砕しかつ無価値な母
岩から別個に処理される選択的な坑内作業に対して特に
魅力的である。この場合無価値な岩石は、坑内に留め置
かれて、伝統的な運搬及び粉砕作業によって排除され
る。

岩石やコンクリート等のような硬質高密度材料は、孔
内に位置せしめられるか、又は特殊な幾何学的形状の予
備的に穿孔された孔内に挿入されかつシールされている
短い砲身を備えた特殊な装薬封じ込め装置内に保持され
た爆薬又は推進薬の発火によって破壊せしめられる。又
は１つ又は複数のほぼ円筒形の孔が、坑内作業及び建設
作業に使用されているような通常の穿孔手段によって、
破壊可能な材料内に穿孔される。

この孔は直径に対する深さの割合が比較的小さく、約
2.5対１から10対１の範囲内に、好ましくは約３対１か
ら４対１の範囲内にある。この孔は、孔底部における破
壊開始を強化することができるように、孔底部がシャー
プに穿孔されるか、又は有利な破壊開始が行われるよう
に、孔底部又はその他の位置に切欠きが施される。衝撃
的な穿孔作業による微細な破壊部が、破壊開始位置の提
供によるプロセスに対して極めて有利である。

この爆薬又は推進薬は、標準的な軍事用又は商用の小
銃火薬及び最近開発された種々の液体推進薬を含む、商
用的に使用可能な幾つかの爆薬又は推進薬のいずれであ
っても宜い。

推進薬は、固体又は液体のどちらであっても装薬封じ
込め装置内に位置して点火可能であり、該装置は、破壊
すべき材料内に穿孔された孔内に挿入可能な短い砲身を
内包している。この装置の円筒部は更に、螺旋状鋏み金
シール法によって孔内にシールされるか、又は孔壁部上
の小さな段部に対して押圧されている、砲身上の小さな
肩部によって孔内でシールされる。装薬封じ込め装置
は、装薬封じ込め装置の後端部に対して固定された重い
鋼製バー又は同等な構造体によって、孔から外へ加速さ
れることが阻止されている。

爆薬及び又は推進薬の適正な組合せと、装薬封じ込め
装置と、孔封止方法と、重み鋼製バー又は構造体による
孔内への装薬又は装薬封じ込め装置の拘束とにより実現
された孔の制御された高圧密封により、材料の制御され
た破壊が実現可能である。

１つの有利な破壊形式にあっては、その内方に孔が穿
孔されている表面にほぼ平行に破壊が伝播するような形
式で、孔底部から破壊の開始及び伝播が行われる。この
破壊作用は、自由面に対するその関係に基いて少ないエ
ネルギ消費で伝播し、かつこのようにして、通常の穿孔
及び発破又はボーリング法よりも良好な効率で、被破壊
材料を除去しかつ掘削することができる。被破壊材料の
効果的な破壊のために必要なエネルギが少ないことによ
って、破壊された材料に与えられる速度は通常の発破法
よりも小さく、このため機械及び又は人員は、穿孔され
かつ掘削される切羽面の近くに留まることができて、プ
ロセスの連続的な作業が可能になる。

本発明のこれらの、及び更なるその他の対象物及び特
徴は、請求の範囲及び図面と共に、上述の仕様及び現在
述べている仕様を含めた明細書で明らかである。

図面の簡単な説明 図１は、急速に加圧された穿孔部からの貫通円錐破壊
の展開を示す従来技術の概略図であって、一般的な円錐
破壊の軌道を図示している。

図２は、実験室的な試験で評価された芯抜き孔、丸味
孔、切欠き孔及び衝撃的に穿孔された孔の底部の詳細図
であって、良好な円錐破壊開始が衝撃的に穿孔された総
ての孔で得られている。

図3A,3B及び3Cは、傾斜したノズル区分を有している
坑内ガンの詳細と、PCF孔内における坑内ガン筒状体の
効果的な封止部とを示している。

図４は、改良された穿孔シール部のためのPCFガン円
筒部上の傾斜部の詳細を示し、また２重に段付きされた
穿孔設計部が図示されている。

図５は、PCF穿孔部及びPCFガンを有するブームを装備
した穿孔機械を使用している実現可能な機械の輪郭を表
わしている。

図６は、坑内機械シャーシがPCF穿孔及びPCFガンのた
めのブームによって修正された機械の、別の実現可能な
輪郭を示しており、ずり処理エプロン及びコンベア装置
も図示されている。

図7A,7B及び7Cは、図６に図示の修正された坑内機械
シャーシのために使用される可能性のある３つの先端部
ずり処理装置を示している。

図８は、穿孔装置、装薬取扱装置及び点火装置を備え
たPCFブーム延長部の更なる詳細図である。

図9A及び9Bは、穿孔シール部のための小さな直径変更
部と、ガンクリアランスのためのより大きな穿孔変化部
とを備えている多段式ドリルビットを示しており、穿孔
部の最も深くて最も狭い部分は、急激な高圧密封部が発
生しかつPCF破壊が開始される処である。

図10A,10B,10C及び10Dは、付加的な推進薬を支持する
ための中空シェルを備えた標準的な50口径カートリッジ
の詳細図である。

図11A及び11Bは、PCFガンの砲尾機構を示している充
填及び発破装置の概略図であり、修正された50口径カー
トリッジが使用されている。

図面の詳細な説明 図１は、ほぼ円筒形の穿孔部１がシールされかつ推進
薬又は爆薬３が孔の内方で点火された時に発生する、貫
通円錐破壊（PCF）による従来技術の展開を図示してい
る。燃焼中穿孔部は急激に加圧され、かつ岩石破壊が孔
底部５の周辺部に沿って発生せしめられる。最初の破壊
は、一般的に岩石内を下方に向って伝播し、続いて表面
効果が因子として影響するにつれて自由面の方に向って
折れ曲る。このような形式で行われる従来の作業に比較
して本明細書における貫通円錐破面７は、小量の推進薬
と一緒に浅い穿孔部を使用して形成せしめられる。

図２は、PCF破壊を容易にするために使用可能な、種
々の孔の型式を示している。孔９は、シャープな90°の
コーナを備えた孔底部11を有するように穿孔されてい
る。丸められた又は巻き付けられたカーバイドの先端ビ
ットは、丸められた半径を備えた孔底部13を形成する。
このような丸められた孔底部は不利である。孔の底部で
孔の側壁に垂直な切欠き16を備えた円筒形の孔15を生成
することができるように、別のビットを使用することも
できる。たとえ切り欠かれていなくても極端にシャープ
な穿孔底部は、有効な円錐破壊の発生に役立つ。有利な
孔17と底部18とは衝撃穿孔ビットによって生成される。
ダイヤモンドコアで穿孔された孔底部にはシャープでは
ないけれども、衝撃的に穿孔された孔17及び底部18は非
常に良好な円錐破壊発生部を形成する。付加的な微小疵
の損傷部19が衝撃穿孔によって岩石内に、特に孔底部の
半径部内に引き起こされており、該損傷部19が一貫した
破壊の発生に対してより良好に適合している。つまり穿
孔部のこの有利な衝撃的な穿孔によって、特殊な孔底部
の幾何学的形状を形成する必要性を無くすことができ
る。

図３は、坑内砲身25の傾斜区分23の周りに螺旋状に巻
き付けられた真鍮シム条片21を使用している穿孔部のシ
ール方法を図示している。簡単な円筒状の坑内ガンは、
これを穿孔部のシールのために使用することができる
が、一方では螺旋状のシムシール部によって、ガス圧力
及びより高いピーク圧力を良好に封じ込めることができ
る。螺旋状のシムは、加圧及び破壊伝播中推進薬のガス
の漏洩を効果的に遮断し、また坑内砲身外方周辺の焼蝕
も減少せしめる。

図3B及び3Cは、推進薬砲尾29と、プラグ栓32を受容す
るねじ付き破口31とを備えた坑内ガン27を示している。
玉継手33は、閉塞バー41の端部39を受容する孔37を備え
た根元部35を有している。

図４は、坑内砲身を使用している別のシール手段を示
しており、該砲身は、二重段部45及び47を備えた穿孔部
43をシールすることができるよう特別に設計されてい
る。この穿孔部43は、非常に小さな直径の変化がシール
肩部49において発生するように穿孔されている。肩部が
余りにも大きな直径を有していると、加圧中肩部に著し
いチッピング又は破壊作用が発生し、そのためにガス圧
力の損失が発生しかつPCF破壊の阻止が行われるように
なる。僅かな直径の変化は、有利には肩部におけるその
ようなピッチング又は破壊作用を減少せしめる。砲身51
は、PCF孔43内に部分的に適合できるように傾斜部53を
有し、かつシール肩部49におけるシール部55を形成して
いる。

図５及び図６は坑内装置の実施例を示している。商用
的に利用可能なクローラ型式の坑内機械57が、１つ又は
それより多いブーム59と共に使用されている。ブームは
それらの長手方向軸線を中心に回転可能である。延長部
61は、ブームに組み付けられて油圧シリンダを有してお
り、またブームの長手方向軸線に沿って前方に運動可能
である。ピボット円錐体63が、延長部に組み付けられ
て、連続的な穿孔発破作業のための回転軸線を規定して
いる。PCFガン65及び掘削ドリル67が延長部61の反対側
の側部に組み付けられている。ずり処理エプロン68及び
コンベア装置69が坑内台車に取り付けられている。

図7A,7B及び7Cは、本発明の坑内装置と一緒に使用す
るための３つの可能な従来技術のずり処理装置を示して
いる。標準的なずり処理装置の装備品は、集ずりアーム
71、捕集ディスク73又は積込チエン75である。更に先端
プレート77とコンベア79とが含まれている。また機械
は、パイナップル型又はドラム型ピックカッタを装備し
た機械が標準的である。多くの坑内作業に伴って発生す
る岩石の破片は微細であって、捕集ディスク又は積込チ
エンの装備品のいづれかによって容易に処理され得る。
２本のブーム、PCF穿孔装置及び装薬処理装置で改装さ
れた機械のために、発生する岩石破片の粒度分布は、大
きな破片がより多くかつ小さな破片がより少ないので、
一般的には集ずりアームの装備が好ましい。ずり処理作
業は、孔が穿孔されかつ発破される間も連続して行われ
る。

図８は、内部油圧シリンダ87、穿孔装置67、装薬処理
装置83及び発射装置65を有しているブームの延長部61を
図示している。油圧シリンダはシールされた管状シャー
シ85内に封じ込められている。延長部は組付けプレート
によってブームに取り付けられている。穿孔部67及びガ
ン65の両者は、スライドプレート81及び89を備えた延長
部61上に組み付けられていて、更に受け台91及び93によ
って支持されている。ピボット指向部63は、掘削面66に
ほぼ平行な、延長部の端部64の中心に位置している。

図9A及び9Bは、ある１つのシール方法を実施するため
に、僅かの直径変化の穿孔部を形成するのに使用され
る、特殊な超硬スチール穿孔ビット95の詳細を示してい
る。３つの部分の組合せビットは、ビットの段付き部分
のための超硬スチール挿入体97,98を有している。孔の
円錐破壊部分を穿孔するための小直径の案内ビット99
は、最も激しく摩耗に晒されており、かつ別個に取換可
能である。

図10A,10B,10C及び10Dは、付加的な推進薬104を保持
するための中空シェル103を備えた50口径カートリッジ1
01を図示している。中空シェル又はブーツは、プラスチ
ック又はアルミニウムから製造可能である。アルミニウ
ムシェル又はブーツは、付加的な推進薬のエネルギによ
り燃焼する推進薬と幾らか反応し、かつ溶融したアルミ
ニウムは、僅かに段付きされた肩部における穿孔部のシ
ールの更なる改善に役立っている。より大規模なPCF破
壊のためには、又は大量の推進薬を必要とする作業のた
めには、標準的な20ミリの軍事用カートリッジが使用可
能である。カートリッジ101は、雷管キャップ105、主装
薬107及び選択的な詰め物109を有している。

図11A及び11Bは、修正された50口径カートリッジ111
を使用しているPCFガン111のための砲尾機構を示してい
る。ガンは、図面に図示の砲尾ブロック又は砲尾ピン11
5を作動せしめるための、簡単な複動式油圧シリンダ113
を有している。揺動供給ゲート117は、カートリッジが
カートリッジ供給管121から受容される時砲尾119に整合
するようにカートリッジを位置せしめるのに役立ってい
る。揺動ゲート117は空圧シリンダ又は油圧シリンダに
よって作動せしめられる。カートリッジの除去は簡単な
機械的ばねクリップ123によって行われる。ガンのカー
トリッジ案内管127の下方に位置している小さなエアジ
ェットマニホルド125はカートリッジを排除するために
使用されている。

液体推進薬は、本発明の使用に対して特に適合してい
る。砲身は、押し込まれて、衝撃的に穿孔された段付き
孔内にシールされている。液体を開口部を貫通してチャ
ンバ内へ供給し、開口部を閉鎖しそして液体推進薬を点
火せしめる。破壊が孔底部の位置から伝播し、そして大
きくてほぼ平らな掘削部分を破壊せしめられ、かつ切羽
面から落下してずり処理されかつ坑内から搬出せしめら
れる。

本発明を特別な実施例を参照し乍ら説明してきたが、
本発明の修正及び変化態様は、次の請求の範囲で述べる
本発明の範囲から逸脱することなしにこれを構成するこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−142192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−133288（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−55294（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49891（ＪＰ，Ａ) 米国特許1585664（ＵＳ，Ａ) 米国特許3721471（ＵＳ，Ａ) 米国特許4900092（ＵＳ，Ａ) 英国公開800883（ＧＢ，Ａ)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】材料を破壊するための装置において、 （ａ）ガスを発生させるために、爆薬及び推進薬の少な
   くとも１つを点火させるための手段と、 （ｂ）発生したガスを前記材料の孔内に噴射するための
   手段とが設けられていて、前記点火用の手段とガス噴射
   用の手段とが連通しており、 （ｃ）前記孔内にガスを噴射することによって前記孔内
   に高いガス圧力を達成するために、前記孔内にガスを噴
   射する手段をシールするためのシール手段が設けられて
   おり、該シール手段が、前記孔の底部付近で孔の面によ
   ってシールされていて、これによって、前記孔の底部コ
   ーナーから破面が形成されて前記材料の自由な面へと伝
   播されるようになっていることを特徴とする、材料を破
   壊するための装置。
2. 【請求項２】前記ガス噴射用の手段が、発生したガスを
   前記孔の底部の方向に噴射して、前記孔の底部コーナか
   ら破面の形成と伝播とを惹き起すことができるようにな
   っており、前記シール手段が材料の自由な面から間隔を
   保って配置されていることを特徴とする、請求項１記載
   の装置。
3. 【請求項３】前記シール手段が膨張不能であることを特
   徴とする、請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】前記ガス噴射用の手段が （ａ）前記孔よりも小さな直径を有する前記円筒部の部
   分を備えたほぼシリンダ状の円筒部と、 （ｂ）前記孔内にガスを噴射するための出口を有する前
   記円筒部内の孔と、 （ｃ）前記孔に連通している、前記ガス発生用の手段を
   収容するためのチャンバと、 を有していることを特徴とする、請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】前記シール手段が、前記孔内に挿入された
   細長い部材であって、該細長い部材に力を作用させるた
   めの手段を有していて、前記増大したガス圧力によって
   前記細長い部材に働く力に充分に対抗しうるように構成
   されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
6. 【請求項６】前記シール手段間の間隔が、前記孔の底部
   コーナから破面を伝播させるために、充分に増大したガ
   ス圧力を前記孔内で維持することができるようになって
   いて、前記孔の底部が、孔の深さの50％よりも大きくな
   いことを特徴とする、請求項１記載の装置。
7. 【請求項７】ガスを発生させるために、爆薬及び推進薬
   の少なくとも１つを点火させ、かつ、ガス噴射手段を用
   いて材料の孔内にガスを噴射することによって材料を破
   壊する方法において、ガス噴射用の手段を、前記孔の底
   部付近で該孔の面によってシールし、前記材料を破壊す
   るため前記孔の底部コーナから前記孔の自由な面に向か
   って破面を形成しかつ伝播せしめうるようにしたことを
   特徴とする、材料を破壊するための方法。
8. 【請求項８】前記ガス噴射手段を、細長い部材より構成
   し、さらに、該細長い部材を前記孔内に挿入し、かつ、
   ガス圧によって前記細長い部材に働く力に対抗する力を
   前記細長い部材に加えることを特徴とする、請求項７記
   載の方法。
9. 【請求項９】材料を破壊するための装置において、 （ａ）破壊されるべき前記材料の表面に孔を形成する手
   段と、 （ｂ）前記孔の底部コーナから破面の形成及び伝播を惹
   き起しうるように、圧力下で孔底部に向って前記孔内に
   ガスを噴射する手段と、 （ｃ）前記ガス噴射用手段にガスを供給するため、前記
   ガス噴射用の手段と連通して、前記ガスを発生させるた
   めに、爆薬及び推進薬のうちの少なくとも１つを点火さ
   せるための手段と、 （ｄ）前記孔内で前記ガス噴射用の手段をシールするた
   めのシール手段が設けられていて、該シール手段が、孔
   の底部に圧力を加えて、該孔の底部コーナーから前記材
   料の自由な表面に向かって破面を伝播させるようになっ
   ており、 （ｅ）前記ガス噴射用の手段に働く力に充分に対応しう
   るように、ガス噴射用の手段に力を作用させる手段と、 （ｆ）前記ガス発生用の手段及び前記ガス噴射用の手段
   を前記孔に連続的に整合せしめることができるように、
   前記ガス形成用手段及び前記ガス噴射用手段を整合して
   協働的に結合せしめる手段と を有していることを特徴とする、材料を破壊するための
   装置。