JP2945173B2 - Postponed laser detonator - Google Patents

Postponed laser detonator

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JP2945173B2
JP2945173B2 JP3166256A JP16625691A JP2945173B2 JP 2945173 B2 JP2945173 B2 JP 2945173B2 JP 3166256 A JP3166256 A JP 3166256A JP 16625691 A JP16625691 A JP 16625691A JP 2945173 B2 JP2945173 B2 JP 2945173B2
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explosive
layer
optical fiber
tubular container
face
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雅司 中野
孝 池上
康晴 蛯谷
幹雄 鷹野
俊和 宮嶋
俊文 佐藤
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Kajima Corp
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NIPPON YUSHI KK
Kajima Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10Initiators therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10Initiators therefor
    • F42B3/113Initiators therefor activated by optical means, e.g. laser, flashlight

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバーを介して
伝送されたレーザー光により起爆させる延時レーザー起
爆雷管、特に低エネルギーでも確実に起爆することがで
きる延時レーザー起爆雷管に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detonation laser detonator detonated by laser light transmitted through an optical fiber, and more particularly to a detonation laser detonation detonator capable of reliably detonating even with low energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から導火線を使用する工業雷管と電
流で起爆させる電気雷管とが、雷管として既知であった
が、近年光ファイバーを使用するレーザー起爆雷管が開
発されている。例えば、レーザー光により起爆する雷管
としてはYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネ
ット)レーザー発振装置で起爆する雷管が特開昭第63−
273800号に開示されている。上記特許文献に開示されて
いるレーザー起爆雷管は、図3に示すように、光ファイ
バー2と接触する上部に装填された爆薬3を黒色のレー
ザー光吸収物質を含む第2種クラスの高性能爆薬とし、
かつ下部に装填させた爆薬4の装填比重を前記上部に装
填させた爆薬3よりも高くし、拘束用壁5によって上部
に装填された爆薬3の側面のみを囲む構成になってい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, an industrial detonator using a squib and an electric detonator detonated by electric current have been known as detonators. Recently, a laser detonator using an optical fiber has been developed. For example, as a detonator detonated by laser light, a detonator detonated by a YAG (yttrium aluminum garnet) laser oscillation device is disclosed in
No. 273800. As shown in FIG. 3, the laser detonator described in the above-mentioned patent document uses the explosive 3 mounted on the upper part in contact with the optical fiber 2 as a second class high-performance explosive containing a black laser light absorbing substance. ,
In addition, the specific gravity of the explosive 4 loaded at the lower portion is made higher than that of the explosive 3 loaded at the upper portion, and only the side surface of the explosive 3 loaded at the upper portion is surrounded by the restraining wall 5.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来のレーザー
起爆雷管は、次の2点の問題点を有している。その1
は、起爆するために 2.5J程度の高いエネルギーを必要
とするため、レーザー起爆雷管を使用する発破現場で実
際的に取り扱えることのできる大きさのレーザー発振装
置では、そのレーザー光出力から見て、レーザー光で同
時に起爆させることのできるレーザー起爆雷管の斉発本
数は制限されることである。その2は、瞬発雷管として
の機能のみを有するため、使用範囲が限定されているこ
とである。上記従来技術の問題点に対応して、本発明
は、低エネルギーのレーザー光により起爆し、かつ起爆
の延時機構を有する延時レーザー起爆雷管を提供するこ
とを目的とする。
The above-described conventional laser detonator has the following two problems. Part 1
Requires a high energy of about 2.5J to detonate, so a laser oscillating device of a size that can be practically handled at a blast site using a laser detonator, in view of its laser light output, The number of laser detonators that can be simultaneously detonated by laser light is limited. Second, since it has only a function as an instantaneous detonator, its use range is limited. In view of the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a delayed laser detonator detonated by a low-energy laser beam and having a delay mechanism for detonation.

【0004】[0004]

【問題点を解決するための手段】本発明者は、研究の
末、爆薬の上部に酸化剤と還元剤を主とする混合物であ
る伝火薬を配することにより低エネルギーのレーザー光
で着火させ得ること、及び拘束用壁の上端面を外向き上
方に傾斜させることにより伝火薬及び延時薬から熱を伝
播させて拘束用壁内の爆薬を確実にかつ延時的に爆燃か
ら爆轟へ移行させ得ることを見出した。
[Means for Solving the Problems] After research, the present inventor placed a charge transfer agent, which is a mixture mainly composed of an oxidizing agent and a reducing agent, on top of an explosive to ignite with low-energy laser light. And, by inclining the upper end surface of the restraining wall outward and upward, the heat is propagated from the explosive charge and the delaying material so that the explosive in the restraining wall is reliably and postponedly shifted from deflagration to detonation. I found that I got it.

【0005】この知見に基づいて、本発明に係る次の特
徴を有する構成により、上記目的は達成された。即ち、
その特徴とは、上部開口が塞栓により閉塞された管状容
器と、レーザー光を伝送するために、塞栓を貫通して管
状容器に導入された光ファイバーと、管状容器内で光フ
ァイバーの端面より下に配置された、管状の長手方向壁
からなる拘束用壁を有する内管とを備え、拘束用壁の上
部端面は、上方に向かって開口面積が拡大するじょうご
状の環状面を形成して管状容器の内側壁面まで延在し、
管状容器内には光ファイバーの端面側から管状容器の底
部に向かって順次、伝火薬層、延時薬層、上部爆薬層、
及び下部爆薬層が装填されており、伝火薬層には、酸化
剤と還元剤とを主成分とし、その配合比率が5:5から
9:1の範囲の黒色、灰色、又は褐色を呈している混合
物からなる伝火薬が装填されており、光ファイバーの端
面は伝火薬層の上表面に対向しており、延時薬層には延
時薬が装填されており、その下層に位置する上部爆薬層
との境界面は管状容器の内側壁面と接する拘束用壁の上
部端面の上部周縁より下に位置し、上部爆薬層は内管内
に拘束用壁のほぼ下部端部まで装填された第2種クラス
の高性能爆薬からなり、下部爆薬層はその装填比重が上
部爆薬層の装填比重より大きくなるように装填された第
2種クラスの高性能爆薬からなる、ことである。
[0005] Based on this finding, the above object has been achieved by a configuration having the following features according to the present invention. That is,
Its features are: a tubular container whose upper opening is closed by an embolus; an optical fiber introduced into the tubular container through the embolus to transmit the laser light; and placed below the end face of the optical fiber in the tubular container. And an inner tube having a constraining wall composed of a tubular longitudinal wall, the upper end face of the constraining wall forms a funnel-shaped annular surface having an opening area that increases upward, thereby forming a tubular container. Extend to the inner wall,
In the tubular container, in order from the end face side of the optical fiber toward the bottom of the tubular container, a transfer agent layer, a spreading agent layer, an upper explosive layer,
And a lower explosive layer. The explosive layer has an oxidizing agent and a reducing agent as main components, and has a compounding ratio of black, gray, or brown in a range of 5: 5 to 9: 1. The explosive charge of the mixture is loaded, the end face of the optical fiber is opposed to the upper surface of the explosive charge layer, the spreading medicine layer is loaded with the spreading medicine, and the lower explosive layer located below it Is located below the upper edge of the upper end face of the constraining wall in contact with the inner wall surface of the tubular container, and the upper explosive layer is a second class of the second class loaded in the inner tube to almost the lower end of the constraining wall. The lower explosive layer is composed of a high-class explosive, and the lower explosive layer is composed of a second class of high explosives loaded so that its specific gravity is greater than that of the upper explosive layer.

【0006】以下に、本発明の構成を添付図面を参照し
てより詳細に説明する。図1は、本発明に係るレーザー
起爆雷管10の模式的断面図である。レーザー起爆雷管
10は、爆薬等を収容する容器として管状容器12を備
えている。管状容器12は上部に開口14を有し底部が
閉塞された細長い管状の容器で、その断面形状は一般的
には円筒形であるが、特に制約はなく用途に応じ楕円
形、四角形等自由に設定できる。本発明で用いる管状容
器12の材質は、銅、鉄、アルミニウム、強化プラスチ
ック等から選定され、長さ、径、肉厚は、用途、爆薬量
等に応じて任意に設定できる。管状容器12の上部開口
14は、塞栓16により緊密に閉塞されている。外部の
レーザー光発振装置からレーザー光を管状容器12内に
導入するために、レーザー光発振装置に接続された光フ
ァイバー18が、塞栓16のほぼ中心部に設けられた貫
通孔を貫通してほぼ管状容器12の中心線に沿って管状
容器の上部空間に導入されている。塞栓16が光ファイ
バー18を管状容器12に固定して保持できるものであ
る限り、その材質及び寸法は任意である。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of a laser detonator 10 according to the present invention. The laser detonator 10 includes a tubular container 12 as a container for storing explosives and the like. The tubular container 12 is an elongated tubular container having an opening 14 at the top and a closed bottom. The cross-sectional shape of the tubular container 12 is generally cylindrical, but there is no particular limitation, and an elliptical shape, a square shape, or the like can be freely used depending on the application. Can be set. The material of the tubular container 12 used in the present invention is selected from copper, iron, aluminum, reinforced plastic, and the like, and the length, diameter, and wall thickness can be arbitrarily set according to the application, the amount of explosive, and the like. The upper opening 14 of the tubular container 12 is tightly closed by an embolus 16. In order to introduce laser light from an external laser light oscillation device into the tubular container 12, an optical fiber 18 connected to the laser light oscillation device passes through a through hole provided at a substantially central portion of the embolus 16 and has a substantially tubular shape. It is introduced into the upper space of the tubular container along the center line of the container 12. The material and size of the embolus 16 are arbitrary as long as the embolus 16 can fix and hold the optical fiber 18 to the tubular container 12.

【0007】管状容器12内には、管状の長手方向壁か
らなる拘束用壁20を有する内管22が、光ファイバー
18の端面26より下方に配置されている。拘束用壁2
0の上部端面24は、上方に向かって開口面積が拡大す
るじょうご状の環状面を形成して前記管状容器の内側壁
面25まで延在している。上部端面24の環状面の母線
の傾斜角は、水平面から上方に30〜70°の角度が好まし
く、最適には55〜65°である。内管22を管状容器12
とは別個の別体として形成し、それを管状容器12内に
装着してもよく、又は管状容器12と一体的に形成して
もよい。内管22の材質は、鉄、ステンレス、銅、アル
ミニウム、強化プラスチック等から選定し、拘束用壁2
0の肉厚及び長さは、薬室の内径、容積及び使用する材
質によって決定される。内径 4.5mmの鉄製の拘束用壁の
場合は、肉厚が0.5mm 以上、長さが30mm以上であれば良
い。本発明で用いる光ファイバー18については、特に
限定が無く、石英、樹脂等の材質の市販の光ファイバー
が使用でき、コア径及びレーザー光発振装置から管状容
器12までの長さは任意である。
[0007] Inside the tubular container 12, an inner tube 22 having a constraining wall 20 formed of a tubular longitudinal wall is disposed below an end face 26 of the optical fiber 18. Restraint wall 2
The upper end surface 24 of the tube 0 forms a funnel-shaped annular surface whose opening area increases upward and extends to the inner wall surface 25 of the tubular container. The inclination angle of the generatrix of the annular surface of the upper end surface 24 is preferably 30 to 70 ° above the horizontal plane, and most preferably 55 to 65 °. The inner tube 22 is connected to the tubular container 12
And may be mounted in the tubular container 12 or formed integrally with the tubular container 12. The material of the inner tube 22 is selected from iron, stainless steel, copper, aluminum, reinforced plastic, and the like.
The thickness and length of 0 are determined by the inner diameter and volume of the medicine chamber and the material used. In the case of an iron restraining wall with an inner diameter of 4.5 mm, the wall thickness should be 0.5 mm or more and the length should be 30 mm or more. The optical fiber 18 used in the present invention is not particularly limited, and a commercially available optical fiber made of a material such as quartz or resin can be used, and the core diameter and the length from the laser light oscillation device to the tubular container 12 are arbitrary.

【0008】本発明に係るレーザー起爆雷管10は、次
に詳しく説明するように、上述の管状容器12内に、光
ファイバー18の端面26側から管状容器12の底部に
向かって順次、伝火薬層30、延時薬層32、上部爆薬
層34及び下部爆薬層36を有する。伝火薬層30には
伝火薬が装填されており、その上表面は光ファイバー1
8の端面26に対向して接触しているか、又は僅かな間
隙を有して離隔している。光ファイバー18の端面26
と伝火薬層30の上表面との間隙は、レーザー光の強
さ、光ファイバーのコア径に応じて任意に設定できる
が、好ましくは0〜10mm、最適には4〜8mmである。最
適の範囲の間隙では、より低いエネルギーのレーザー光
で着火することができる。伝火薬層30の下には、延時
薬層32が装填されており、伝火薬層30と延時薬層3
2との境界面は、拘束用壁20の上部端面24の上部周
縁28より上に位置している。延時薬層32とその下層
の上部爆薬層34との境界面は、拘束用壁20の上部端
面24の上部周縁28より下に位置する。尚、延時薬層
32と上部爆薬層34との境界面が、上部周縁28より
上に位置すると、延時薬層32からスムーズに上部爆薬
層34へ着火しないおそれがある。
As will be described in detail below, the laser detonator 10 according to the present invention includes a charge transfer layer 30 in the above-described tubular container 12 sequentially from the end face 26 of the optical fiber 18 toward the bottom of the tubular container 12. , An extended explosive layer 32, an upper explosive layer 34, and a lower explosive layer 36. The explosive charge is loaded in the explosive charge layer 30, and the upper surface thereof is the optical fiber 1
8 are oppositely contacting or spaced apart by a slight gap. End face 26 of optical fiber 18
The gap between the layer and the upper surface of the transfer charge layer 30 can be arbitrarily set according to the intensity of the laser beam and the core diameter of the optical fiber, but is preferably 0 to 10 mm, and most preferably 4 to 8 mm. In the optimal range of the gap, it is possible to ignite with lower energy laser light. Under the explosive charge layer 30, an extended charge layer 32 is loaded, and the explosive charge layer 30 and the extended charge layer 3 are loaded.
2 is located above the upper peripheral edge 28 of the upper end surface 24 of the restraining wall 20. The boundary surface between the extended charge layer 32 and the lower upper explosive layer 34 is located below the upper peripheral edge 28 of the upper end surface 24 of the restraining wall 20. If the boundary surface between the extended explosive layer 32 and the upper explosive layer 34 is located above the upper peripheral edge 28, the upper explosive layer 34 may not be ignited smoothly from the extended explosive layer 32.

【0009】伝火薬層30に装填する伝火薬は、酸化剤
と還元剤を主とし、酸化剤と還元剤の配合比率は、5:
5から9:1の範囲の黒色、灰色、又は褐色を呈してい
る混合物である。伝火薬が黒色、灰色、又は褐色を呈し
ていることにより、伝火薬は光ファイバー18を介して
伝送されたレーザー光を殆ど反射せずにほぼ吸収し、そ
の吸収したエネルギーにより容易に着火する。黒色、灰
色、又は褐色を呈する伝火薬を調製するためには、酸化
剤としては金属の酸化物、例えば鉛丹、酸化第2銅、酸
化第2鉄、過酸化バリウム、クロム酸鉛等を使用し、還
元剤としては金属または合金の粉末、例えばケイ素鉄、
ケイ素、ホウフッ化カリウム、アルミニウム、3硫化ア
ンチモン等を使用する。酸化剤と還元剤の組合せの例と
して、例えば、 鉛丹−ケイ素鉄−3硫化アンチモン 鉛丹−ケイ素鉄−酸化第2鉄 鉛丹−ケイ素 鉛丹−ケイ素−ホウフッ化カリウム 酸化第2銅−アルミニウム 酸化第2鉄−ケイ素 過酸化バリウム−マグネシウム 等を挙げることができる。 延時薬層32に装填する延時薬には、延時電気雷管又は
延時工業雷管に使用する既知の延時薬を使用する。この
種の延時薬は、伝火薬と同じく酸化剤と還元剤を主とす
る混合物からなり、その燃焼時間により遅発時間を維持
する。これに対し、伝火薬は、延時秒時が短く、着火性
が高い。伝火薬同様、延時薬に使用する酸化剤として
は、金属の酸化物、例えば過酸化バリウム、鉛丹、クロ
ム酸鉛等を使用し、還元剤としては金属または合金の粉
末等、例えばケイ素鉄、3硫化アンチモン等を使用する
が、その酸化剤と還元剤の混合比率は、伝火薬に比べて
還元剤を多く配合し、好適には1:9〜9:1である。
The explosive charged in the explosive charge layer 30 mainly includes an oxidizing agent and a reducing agent, and the mixing ratio of the oxidizing agent and the reducing agent is 5:
Mixtures exhibiting a black, gray or brown color ranging from 5 to 9: 1. Since the transfer charge has a black, gray or brown color, the transfer charge substantially absorbs the laser beam transmitted through the optical fiber 18 with little reflection, and easily ignites by the absorbed energy. To prepare a black, gray, or brown explosive, an oxidizing agent such as a metal oxide such as lead red, cupric oxide, ferric oxide, barium peroxide, or lead chromate is used. And, as the reducing agent, metal or alloy powder, for example, silicon iron,
Silicon, potassium borofluoride, aluminum, and antimony trisulfide are used. Examples of the combination of the oxidizing agent and the reducing agent include, for example, leadtan-siliconiron-3antimony leadleadtan-siliconiron-ferric oxide leadtan-silicon leadtan-silicon-potassium borofluoride cupric aluminum-aluminum Ferric oxide-silicon peroxide-magnesium peroxide and the like. As the delay medicine loaded into the delay medicine layer 32, a known delay medicine used for a delay electric detonator or a delay industrial detonator is used. This type of delaying agent is composed of a mixture mainly composed of an oxidizing agent and a reducing agent, as in the case of the transfer charge, and maintains a delayed time by the burning time. On the other hand, the transfer charge of the transfer charge is short and the ignitability is high. As with the transfer charge, the oxidizing agent used in the postponed medicine is a metal oxide, for example, barium peroxide, lead tin, lead chromate, etc., and the reducing agent is a metal or alloy powder, such as silicon iron, Antimony trisulfide or the like is used, and the mixing ratio of the oxidizing agent and the reducing agent is larger than that of the transfer agent, and is preferably 1: 9 to 9: 1.

【0010】延時薬層32の下層には、第2種クラスの
高性能爆薬が、上部爆薬層34として内管22内に拘束
用壁20の下部端部29付近まで装填されている。第2
種クラスの高性能爆薬とは、Anon. Ordn. Tech. Term
(1962), 267-L で定義されている爆薬で、例えばPE
TN(ペンタエリスリトールテトラナイトレート)、テ
トリル(トリニトロフェニルメチルニトロアミン)、R
DX(トリメチレントリニトロアミン)、HMX(シク
ロテトラメチレンテトラニトラミン)、TNT(トリニ
トロトルエン)、ペントライト(PETNとTNTとの
混合物)等から選択して使用する。第2種クラスの高性
能爆薬と限定したのは、DDNP等の保安上危険な爆薬
を除外するためである。上部爆薬層の装填比重は 0.8〜
1.4 の範囲内に選定し、好ましくは 1.0〜1.3 の範囲内
にする。図2の如く拘束用壁内の上部爆薬層34を多層
にし、下層に行くに従って順次装填比重が高くなるよう
にすると起爆性能が一層向上する。上部爆薬層34の下
層には、下部爆薬層36が、その装填比重が上部爆薬層
34の装填比重より大きくなるようにして装填されてい
る。下部爆薬層36の装填比重が上部爆薬層34の装填
比重より小さい場合には、爆轟が中断する可能性があ
り、下部爆薬層36の装填比重を上部爆薬層34のそれ
より大きくすることによりスムーズに下部爆薬層36に
爆轟が転移する。下部爆薬層36に使用する第2種クラ
スの高性能爆薬は、上部爆薬層34と同様に、例えばP
ETN、テトリル、RDX、HMX、TNT、ペントラ
イト等から選択して使用する。その装填比重は、上部爆
薬層34の装填比重より高くなるように1.0 〜1.7 の範
囲内に設定し、好ましくは1.2 〜1.7 の範囲内とする。
A high-class explosive of the second class is loaded as an upper explosive layer 34 in the inner tube 22 near the lower end 29 of the constraining wall 20 under the spreading agent layer 32. Second
See Anon. Ordn. Tech. Term
Explosives as defined in (1962), 267-L, for example PE
TN (pentaerythritol tetranitrate), tetrile (trinitrophenylmethylnitroamine), R
DX (trimethylenetrinitroamine), HMX (cyclotetramethylenetetranitramine), TNT (trinitrotoluene), pentrite (a mixture of PETN and TNT) and the like are used. The reason for limiting the explosives to the second class is to exclude explosives that are dangerous for security such as DDNP. The loading specific gravity of the upper explosive layer is 0.8 ~
It is selected within the range of 1.4, preferably within the range of 1.0 to 1.3. As shown in FIG. 2, when the upper explosive layer 34 in the constraining wall is multi-layered, and the specific gravity is gradually increased toward the lower layer, the detonation performance is further improved. Below the upper explosive layer 34, a lower explosive layer 36 is loaded so that its loading specific gravity is larger than that of the upper explosive layer 34. If the loading specific gravity of the lower explosive layer 36 is smaller than the loading specific gravity of the upper explosive layer 34, the detonation may be interrupted. The detonation is smoothly transferred to the lower explosive layer 36. The second class of high explosive used for the lower explosive layer 36 is, for example, P
Select and use from ETN, tetrile, RDX, HMX, TNT, pentrite and the like. The loading specific gravity is set in the range of 1.0 to 1.7, preferably in the range of 1.2 to 1.7, so as to be higher than the loading specific gravity of the upper explosive layer 34.

【0011】[0011]

【作用】本発明の上述の構成により、光ファイバーを通
してレーザー光発振装置からレーザー光が照射される
と、上部に装填された伝火薬が加熱、発火し、引き続き
次層の延時薬が発火する。伝火薬、延時薬の発火にり拘
束用壁内の上部爆薬層の爆薬が着火し、爆燃から爆轟に
転移する。上部爆薬層の爆薬の爆轟により最下部の爆薬
も爆轟に至り、これによりダイナマイト、含水爆薬など
を起爆するための十分な威力に達する。更に説明すれ
ば、上部に装填された伝火薬は低いエネルギーのレーザ
ー光により容易に着火して下層の爆薬層を順次起爆さ
せ、一方伝火薬層、延時薬層、上部爆薬層及び下部爆薬
層の構成により起爆作用の延時機構が形成される。更
に、拘束用壁の上部端面を外向き上方に傾斜させること
により、伝火薬及び延時薬から拘束用壁内の爆薬への着
火をスムーズにしている。
According to the above-mentioned structure of the present invention, when laser light is irradiated from the laser light oscillating device through the optical fiber, the transfer charge loaded on the upper portion is heated and ignited, and then the spreading agent of the next layer is ignited. The explosive in the upper explosive layer in the restraint wall ignites due to the ignition of the explosive and postponed medicine, and the blast detonates and transfers to detonation. The detonation of the explosive in the upper explosive layer also causes the explosive at the bottom to detonate, thereby achieving sufficient power to detonate dynamite and hydrous explosives. More specifically, the explosive loaded at the top is easily ignited by a low energy laser beam to sequentially detonate the lower explosive layer, while the explosive layer, the spreading layer, the upper explosive layer and the lower explosive layer The configuration forms a delay mechanism for the detonation action. Further, the upper end surface of the restraining wall is inclined outward and upward, so that the explosive in the restraining wall can be ignited from the explosive and the delaying agent smoothly.

【0012】[0012]

【実施例】以下に、本発明を実施例に基づきより具体的
にに説明する。実施例1 以下に説明するようにして図1に示す本発明に係る延時
レーザー起爆雷管を作製した。管状容器12として、外
径6.5mm 、厚さ0.3mm 、長さ65mmの銅管を使用し、その
管状容器12の底部に下部爆薬層36として、PETN
(150 メッシュパス)200mg を装填比重 1.40 で装填し
た。次に、外径5.9m、厚さ1mm、長さ35mmの拘束用壁2
0を有する内管22を管状容器12の中に挿入し、内管
22の下部端部を下部爆薬層36の上表面に当接して設
置した。尚、内管22の上部端面24は、上方に開口面
積が拡大するじょうご状の環状面に形成されて管状容器
12の内側壁面25まで延在し、その面の母線は水平面
に対して外向き上方に45°の傾斜をなしている。次い
で、上部爆薬層34として、内管22の中にPETN
(150 メッシュパス) 600mg を装填比重 1.20 で装填し
た。上部爆薬層の上表面34は、拘束用壁20の上部端
面のほぼ下部周縁に位置していた。次に、延時薬層32
として、鉛丹、ケイ素鉄及び3硫化アンチモンをそれぞ
れ重量比で62.00 %、6.00%及び32.00 %の混合物から
なる延時薬を 300mg圧搾して、装填した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. Example 1 An extended laser detonator according to the present invention shown in FIG. 1 was manufactured as described below. A copper tube having an outer diameter of 6.5 mm, a thickness of 0.3 mm, and a length of 65 mm is used as the tubular container 12, and PETN is formed as a lower explosive layer 36 at the bottom of the tubular container 12.
(150 mesh pass) 200 mg was loaded at a loading specific gravity of 1.40. Next, a restraining wall 2 with an outer diameter of 5.9 m, a thickness of 1 mm, and a length of 35 mm
0 was inserted into the tubular container 12, and the lower end of the inner tube 22 was placed in contact with the upper surface of the lower explosive layer 36. The upper end surface 24 of the inner tube 22 is formed in a funnel-shaped annular surface whose opening area is enlarged upward and extends to the inner wall surface 25 of the tubular container 12, and the generatrix of the surface faces outward with respect to the horizontal plane. Inclined 45 ° upward. Next, as the upper explosive layer 34, PETN is inserted into the inner tube 22.
(150 mesh pass) 600 mg was loaded at a loading specific gravity of 1.20. The upper surface 34 of the upper explosive layer was located substantially at the lower periphery of the upper end face of the restraining wall 20. Next, the time delay medicine layer 32
300 mg of a spreader consisting of a mixture of lead red, silicon iron and antimony trisulfide in a weight ratio of 62.00%, 6.00% and 32.00%, respectively, was pressed and charged.

【0013】更に、伝火薬層30として、鉛丹、ケイ素
鉄及び3硫化アンチモンをそれそれ71.43%、2.30%及
び26.19 %の混合物からなる伝火薬を 250mg圧搾して、
装填した。次にコア径0.4 mm、長さ30mの石英光ファイ
バー18の一端をゴム塞栓14の貫通孔を介して管内に
導入し、その端面26が伝火薬層30の上表面に接する
ように固定して、本発明に係る延時レーザー起爆雷管の
実施例1を作製した。このようにして得た実施例1の延
時レーザー起爆雷管にYAGレーザー装置から30mの
長さの石英光ファイバー18を介してレーザー光を照射
し、JISK4806−1978に規定されている鉛板試験によ
り起爆性能を確認した。 0.20 Jと0.15 Jとの照射エ
ネルギーでそれぞれ5回ずつ試験を実施した結果、0.20
Jでは全て完爆、0.15Jでは1回のみが完爆であった。
更に0.20Jで同JISに規定されている鈍性爆薬試験を
行なった結果、6号工業雷管と同程度の爆痕を得ること
ができた。
Further, as the charge transfer layer 30, 250 mg of a transfer charge composed of a mixture of lead red, silicon iron and antimony trisulfide, each of which is 71.43%, 2.30% and 26.19%,
I loaded it. Next, one end of the quartz optical fiber 18 having a core diameter of 0.4 mm and a length of 30 m is introduced into the tube through the through hole of the rubber plug 14, and fixed so that the end surface 26 thereof is in contact with the upper surface of the transfer charge layer 30, Example 1 An extended laser detonator according to the present invention was manufactured in Example 1. The thus obtained extended laser detonator of Example 1 was irradiated with laser light from a YAG laser device through a 30 m-long quartz optical fiber 18, and the detonation performance was determined by a lead plate test specified in JIS K4806-1978. It was confirmed. The test was performed five times with irradiation energy of 0.20 J and 0.15 J, respectively.
In J, all explosions occurred, and in 0.15J, only one explosion occurred.
Further, as a result of conducting a blunt explosive test specified in the JIS at 0.20 J, it was possible to obtain blast marks similar to those of the No. 6 industrial detonator.

【0014】実施例2 石英光ファイバー18の端面26が伝火薬層30の上表
面から6mm離れる位置に石英光ファイバー18をゴム塞
栓16で固定したことを除いて、実施例1と同様にして
本発明に係る延時レーザー起爆雷管の実施例2を作製し
た。このようにして得た実施例2の延時レーザー起爆雷
管について実施例1と同様にして起爆性能を確認した。
0.15 Jの照射エネルギーで5回実験を行なった結果、
5回とも完爆であった。同JISに規定されている鈍性
爆薬試験を0.15Jの照射エネルギーで行なった結果、6
号工業雷管と同程度の爆痕を得ることができた。
Embodiment 2 The present invention is carried out in the same manner as in Embodiment 1 except that the quartz optical fiber 18 is fixed with the rubber plug 16 at the position where the end face 26 of the quartz optical fiber 18 is separated from the upper surface of the explosive charge layer 30 by 6 mm. Example 2 of such a delayed laser detonator was produced. The ignition performance of the extended laser detonator of Example 2 obtained in this manner was confirmed in the same manner as in Example 1.
As a result of five experiments with irradiation energy of 0.15 J,
Five explosions were completed. As a result of conducting the blunt explosive test specified in the JIS at an irradiation energy of 0.15 J, 6
Bomb scars comparable to the No. industrial detonator were obtained.

【0015】実施例3 拘束用壁20内の上部爆薬層を4回に分けて圧搾して多
層に装填し、下層から順番に装填比重が 1.20 、1.15、
1.05、1.00になるように充填したこと以外は、実施例1
と同様にして本発明に係る延時レーザー起爆雷管の実施
例3を作製した。このようにして得た実施例3の延時レ
ーザー起爆雷管について実施例1と同様にして起爆性能
を確認した。 0.15 Jの照射エネルギーで5回実験を行
なった結果、5回とも完爆であった。同JISに規定さ
れている鈍性爆薬試験を0.15Jの照射エネルギーで行な
った結果、6号工業雷管以上の爆痕を得ることができ
た。
Example 3 The upper explosive layer in the constraining wall 20 was squeezed into four layers and loaded in multiple layers, and the specific gravity was 1.20, 1.15,
Example 1 except that the filling was performed to 1.05 and 1.00.
Example 3 of the extended laser detonator according to the present invention was produced in the same manner as in Example 1. The detonation performance of the extended laser detonator of Example 3 thus obtained was confirmed in the same manner as in Example 1. The experiment was performed five times at an irradiation energy of 0.15 J. As a result, all five explosions were completed. As a result of performing the blunt explosive test specified in the JIS at an irradiation energy of 0.15 J, a blast mark larger than the No. 6 industrial detonator could be obtained.

【0016】比較例1 以下の方法により図3に示す従来型のレーザー起爆雷管
を作成した。外径7.6mm 、厚さ0.3mm 、長さ50mmの銅管
体1に、下部の爆薬層4としてPETN(150 メッシュ
パス) 200mg を装填比重1.40で圧搾して装填した。次に
厚さ1mm、長さ30mmの鉄製拘束用壁5を挿入し、上部の
爆薬層3として拘束用壁5の内側にレーザー光吸収物質
であるカーボンブラックを1重量%添加したPETN
(150 メッシュパス) 600mg を装填比重1.15で装填し
た。次にコア径0.4mm の30mの石英光ファイバー2の一
端をその端面が爆薬面に接触するようにゴム塞栓6で固
定して、比較例1のレーザー起爆雷管を作製した。この
ようにして得た比較例1のレーザー起爆雷管について実
施例1と同様にして起爆性能を確認した。0.20Jの照射
エネルギーで5回実験を行なった結果、5回とも不爆で
あった。5回とも完爆させるには、2.5Jの照射エネルギ
ーのレーザー光が必要であった。
Comparative Example 1 A conventional laser detonator shown in FIG. 3 was prepared by the following method. A copper tube 1 having an outer diameter of 7.6 mm, a thickness of 0.3 mm and a length of 50 mm was loaded with 200 mg of PETN (150 mesh pass) as a lower explosive layer 4 by squeezing at a loading specific gravity of 1.40. Next, a 1 mm thick, 30 mm long iron restraining wall 5 is inserted, and PETN in which 1% by weight of carbon black as a laser light absorbing substance is added to the inside of the restraining wall 5 as an upper explosive layer 3.
(150 mesh pass) 600 mg was loaded at a loading specific gravity of 1.15. Next, one end of a quartz optical fiber 2 having a core diameter of 0.4 mm and a length of 30 m was fixed with a rubber plug 6 so that the end face thereof was in contact with the explosive surface, thereby producing a laser detonator of Comparative Example 1. The detonation performance of the laser detonator of Comparative Example 1 thus obtained was confirmed in the same manner as in Example 1. The experiment was performed five times at an irradiation energy of 0.20 J. As a result, none of the five experiments was non-explosive. A laser beam with an irradiation energy of 2.5 J was required to complete all five explosions.

【0017】比較例2 上部端面24が傾斜していない、即ち平坦な上部端面2
4を有する拘束用壁20を用いたこと以外は、実施例1
と同様の構成で比較例2のレーザー起爆雷管を作製し
た。このようにして得た比較例2について実施例1と同
様にして起爆性能を確認した。0.20Jの照射エネルギー
で5回の実験を行なった結果、2回のみ完爆であった。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 The upper end face 24 is not inclined, that is, the flat upper end face 2
Example 1 except that a restraining wall 20 having a four was used.
A laser detonator according to Comparative Example 2 was manufactured in the same configuration as described above. The firing performance of Comparative Example 2 thus obtained was confirmed in the same manner as in Example 1. As a result of performing five experiments with irradiation energy of 0.20 J, only two explosions were completed.

【0018】実施例と比較例との対比から、比較例1、
即ち従来のレーザー起爆雷管は、起爆するために 2.5J
のレーザー照射エネルギーを必要とするのに対して、実
施例の延時レーザー起爆雷管は 0.2Jのレーザー照射エ
ネルギーで起爆できた。実施例1と比較例2との対比か
ら、拘束用壁の上部端面を上方に向かって開口面積が拡
大するじょうご状の環状面にすることにより、伝火薬及
び延時薬から拘束用壁内の爆薬への着火をスムーズにで
きることが確認された。光ファイバーの端面と伝火薬層
の上表面との間に6mmの間隙が存在する実施例2のレー
ザー起爆雷管は、光ファイバーの端面と伝火薬層の上表
面とが接触している実施例1のレーザー起爆雷管より更
にエネルギーの低い0.15Jの照射エネルギーでも起爆で
きる。鈍性爆薬試験の結果から、拘束用壁内の上部爆薬
層が多層でその装填比重が下層に行くに従って順次高く
なる装填構造の実施例3は、実施例1及び実施例2のレ
ーザー起爆雷管に比べて、上部爆薬層がスムーズに爆燃
から爆轟に移行し、より高い起爆性能を有していること
が確認された。
From the comparison between the embodiment and the comparative example, the comparative example 1
That is, the conventional laser detonator requires 2.5J to detonate.
The laser detonation detonator of the example was able to be detonated with the laser irradiation energy of 0.2 J, while the laser irradiation energy of 0.2 mm was required. From the comparison between Example 1 and Comparative Example 2, the upper end face of the restraining wall is formed into a funnel-shaped annular surface having an opening area increasing upward, so that explosives in the restraining wall can be reduced from the explosive charge and the spreading agent. It was confirmed that the ignition of the gas could be performed smoothly. The laser detonator according to the second embodiment, in which there is a gap of 6 mm between the end face of the optical fiber and the upper surface of the explosive charge layer, has the laser of the first embodiment in which the end face of the optical fiber is in contact with the upper surface of the explosive charge layer. It can be detonated with 0.15J irradiation energy, which is even lower than the detonator. According to the results of the blunt explosive test, Example 3 of the loading structure in which the upper explosive layer in the constraining wall has a multilayer structure and the specific gravity of the upper explosive layer gradually increases toward the lower layer is the laser detonator of Examples 1 and 2. In comparison, it was confirmed that the upper explosive layer smoothly transitioned from deflagration to detonation, and had higher detonation performance.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明に係る延時レーザー起爆雷管は、
特定の構造の雷管容器に伝火薬層、延時薬層及び爆薬層
を多層に装填する構成により、従来のレーザー起爆雷管
に比べて格別に低いエネルギーのレーザー光で起爆し、
かつ起爆作用に対する確実な延時機能と高い起爆性能と
を有する。因って、本発明は、発破現場でのレーザー起
爆雷管の斉発本数を大幅に増加させて発破作業の効率化
に寄与し、高い起爆性能により起爆雷管の所要本数を減
少させることができ、かつ延時機構により発破作業の安
全性を高める効果を奏する。
The delayed laser detonator according to the present invention comprises:
With a configuration in which the primer layer, the delay layer, and the explosive layer are loaded in multiple layers in a primer vessel of a specific structure, it detonates with a laser beam of extremely low energy compared to a conventional laser detonator,
And it has a reliable postponement function for detonation action and high detonation performance. Therefore, the present invention significantly increases the number of simultaneous laser detonators at the blast site and contributes to the efficiency of the blasting operation, and the required number of detonators can be reduced due to high detonation performance. And the effect of enhancing the safety of the blasting work is exerted by the delay mechanism.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明に係る延時レーザー起爆雷管の
一例を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an extended laser detonator according to the present invention.

【図2】図2は、拘束用壁内の爆薬の装填構造を多層に
して、起爆性能を向上させた延時レーザー起爆雷管の一
例を示す模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of an extended laser detonator in which the explosive loading structure in the restraining wall is multi-layered and the detonation performance is improved.

【図3】図3は、従来のレーザー起爆雷管の断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view of a conventional laser detonator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 管体 2 光ファイバー 3 吸収物質を含む爆薬 4 爆薬 5 拘束用壁 6 塞栓 10 延時レーザー起爆雷管 12 管状容器 14 上部開口 16 塞栓 18 光ファイバー 20 拘束用壁 22 内管 24 拘束用壁の上部端面 25 管状容器の内側壁面 26 光ファイバーの端面 28 拘束用壁の上部端面の上部周縁 29 拘束用壁の下部端部 30 伝火薬層 32 延時薬層 34 上部爆薬層 36 下部爆薬層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tube 2 Optical fiber 3 Explosive containing an absorbing substance 4 Explosive 5 Restriction wall 6 Embolus 10 Delayed laser detonator 12 Tubular container 14 Top opening 16 Embolism 18 Optical fiber 20 Restriction wall 22 Inner tube 24 Upper end face of restriction wall 25 Tubular Inner wall surface of container 26 End face of optical fiber 28 Upper edge of upper end face of constraining wall 29 Lower end of constraining wall 30 Explosive layer 32 Spreading agent layer 34 Upper explosive layer 36 Lower explosive layer

フロントページの続き (72)発明者 鷹野 幹雄 東京都北区赤羽北2−22−10−1002 (72)発明者 宮嶋 俊和 神奈川県大和市南林間9−1−10 (72)発明者 佐藤 俊文 神奈川県相模原市相模大野5−18−9 (56)参考文献 特開 昭63−273800(JP,A) 特開 昭62−123299(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F42B 3/113 Continued on the front page (72) Inventor Mikio Takano 2-22-10-1002 Kita-ku, Kita-ku, Tokyo (72) Inventor Toshikazu Miyajima 9-1-10, Minamirinma, Yamato-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Toshifumi Sato Kanagawa Prefecture 5-18-9 Sagamihara, Sagamihara-shi (56) References JP-A-63-273800 (JP, A) JP-A-62-123299 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB Name) F42B 3/113

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 上部開口が塞栓により閉塞された管状容
器と、レーザー光を伝送するために、前記塞栓を貫通し
て前記管状容器に導入された光ファイバーと、前記管状
容器内で前記光ファイバーの端面より下に配置された、
管状の長手方向壁からなる拘束用壁を有する内管とを備
え、前記拘束用壁の上部端面は、上方に向かって開口面
積が拡大するじょうご状の環状面を形成して前記管状容
器の内側壁面まで延在し、前記管状容器内には前記光フ
ァイバーの端面側から前記管状容器の底部に向かって順
次、伝火薬層、延時薬層、上部爆薬層、及び下部爆薬層
が装填されており、前記伝火薬層には、酸化剤と還元剤
とを主成分とし、その配合比率が5:5から9:1の範
囲の黒色、灰色、又は褐色を呈している混合物からなる
伝火薬が装填されており、前記光ファイバーの前記端面
は前記伝火薬層の上表面に対向しており、前記延時薬層
には延時薬が装填されており、その下層に位置する上部
爆薬層との境界面は前記拘束用壁の上部端面の上部周縁
より下に位置し、前記上部爆薬層は前記内管内に前記拘
束用壁のほぼ下部端部まで装填された第2種クラスの高
性能爆薬からなり、前記下部爆薬層はその装填比重が前
記上部爆薬層の装填比重より大きくなるように装填され
た第2種クラスの高性能爆薬からなる、ことを特徴とす
る延時レーザー起爆雷管。
1. A tubular container having an upper opening closed by an embolus, an optical fiber penetrating the embolus into the tubular container for transmitting a laser beam, and an end face of the optical fiber in the tubular container. Located below,
An inner tube having a constraining wall consisting of a tubular longitudinal wall, wherein an upper end surface of the constraining wall forms a funnel-shaped annular surface having an opening area that increases upward and forms an inside of the tubular container. Extending to the wall surface, in the tubular container is sequentially loaded from the end face side of the optical fiber toward the bottom of the tubular container, the explosive charge layer, the extended charge layer, the upper explosive layer, and the lower explosive layer, The explosive charge layer is loaded with an explosive charge composed of a black, gray, or brown mixture having an oxidizing agent and a reducing agent as main components, and having a compounding ratio in the range of 5: 5 to 9: 1. The end face of the optical fiber is opposed to the upper surface of the explosive charge layer, the spread medicine layer is loaded with a spread medicine, and the boundary surface with the upper explosive layer located thereunder is Located below the upper edge of the upper end face of the restraining wall, The upper explosive layer is composed of a high-class explosive of the second class loaded in the inner tube to almost the lower end of the restraining wall, and the lower explosive layer has a loading specific gravity higher than that of the upper explosive layer. A deferred laser detonator comprising a class II high explosive loaded to be large.
【請求項2】 前記光ファイバーの端面とこの端面と対
向する伝火薬層の上表面の距離が4〜8mmであることを
特徴とする請求項1に記載の延時レーザー起爆雷管。
2. The laser detonator according to claim 1, wherein the distance between the end face of the optical fiber and the upper surface of the explosive charge layer facing the end face is 4 to 8 mm.
【請求項3】 前記上部爆薬層が、下層に行くに従って
順次装填比重を高くした多層の爆薬層からなることを特
徴とする請求項1に記載の延時レーザー起爆雷管。
3. The detonation laser detonator according to claim 1, wherein the upper explosive layer comprises a multi-layer explosive layer whose loading specific gravity is sequentially increased toward a lower layer.
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