JP3059620B2 - 発破方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は岩盤、或いは溶鉱炉の残
銑やコンクリートなどの被破砕物を爆破によって破砕さ
せる発破方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から岩盤等の被破砕物を発破工法に
よって破砕するには、破砕すべき部分に適宜間隔毎に所
定深さの断面円形状の発破孔を穿設し、これらの発破孔
内に爆薬を装填したのち爆破させることにより各発破孔
から四方に亀裂を発生させる発破工法が採用されてい
る。さらに、このような発破工法では発破孔からの亀裂
方向が不定となって効率のよい破砕が望めないので、発
破孔の孔壁面にノッチを形成して爆破時に該ノッチ部分
に応力集中を生じさせて亀裂方向を定めるようにするこ
とも行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ノ
ッチは外周面にノッチ形成用刃体を突設してなる穿孔ロ
ッドを使用して穿孔と同時に刃体によって形成されるも
のであるが、その穿設作業に手間を要するばかりでな
く、例えば岩石を穿孔すると、該ロッド先端ビットによ
り掘削される孔壁が凹凸面となるので、このビットに後
続して一体的にロッドの長さ方向に進入する刃体によっ
て孔壁の凸面にノッチを切り込み形成することができて
も、凹面にはノッチを形成できない場合が生じ、また、
その補正もできないので、ノッチが発破孔の長さ方向に
不連続に形成され且つその深さも不均一となって精度の
よい亀裂を生じさせることができなくなるという問題点
があった。本発明はこのような問題点を全面的に解消し
得る発破方法の提供を目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の発破方法は請求項１に記載したように、複
数本のロッドをその先端ビットの一部を互いに重複する
ようにして並設してなる穿孔機により被破砕物に断面長
孔形状の発破孔を穿設したのち、該発破孔の断面形状よ
りも長径及び短径寸法ともやゝ大きい断面長孔形状に形
成され且つ周壁に少なくとも１本の剛性棒状芯材を全長
に亘って固着してなる可撓性を有する筒状袋体の閉止先
端部内に火薬を挿入、固定した状態でこの筒状袋体を発
破孔内に挿入し、しかるのち、筒状袋体内に液体からな
る充填物を注入、充満させて該筒状袋体を膨張させるこ
とにより発破孔の孔壁に密着させ、火薬を爆破させるこ
とを特徴とするものである。

【０００５】また、請求項２に記載した発破方法は、複
数本のロッドをその先端ビットの一部を互いに重複する
ようにして並設してなる穿孔機により被破砕物に断面長
孔形状の発破孔を穿設したのち、該発破孔の深部に火薬
を横向き状態に装填し、次いで、該発破孔の断面形状よ
りも長径及び短径寸法ともやゝ大きい断面長孔形状に形
成され且つ周壁に少なくとも１本の剛性棒状芯材を全長
に亘って固着してなる可撓性を有する筒状袋体を発破孔
内に挿入し、しかるのち、筒状袋体内に液体からなる充
填物を注入、充満させて該筒状袋体を膨張させることに
より発破孔の孔壁に密着させると共に充填物の一部を筒
状袋体の先端に穿設している排液口から発破孔の深部内
に排出して該深部に充填物を充満させ、この状態にして
火薬を爆破させることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】複数本のロッドをその先端ビットの一部を互い
に重複するようにして並設してなる穿孔機によって岩盤
等の被破砕物に断面長孔形状の発破孔を穿設するもので
あるから、全長に亘って均一な断面長孔形状を有する発
破孔を能率よく穿設することができる。このような断面
形状の発破孔内に火薬を装填して爆破させると、該孔の
短径方向に破砕力が集中して作用して被破砕物には長径
延長方向に亀裂が生じる。従って、複数の発破孔をその
長径側の端部を互いに対向させて被破砕物に一定間隔毎
に穿設しておけば、被破砕物は、その発破孔間に確実に
亀裂を生じて破砕される。

【０００７】上記発破孔内に挿入する袋体は、該発破孔
の断面形状よりも長径及び短径寸法ともやゝ大きい断面
長孔形状に形成され且つ周壁に少なくとも１本の剛性棒
状体を全長に亘って固着してなる可撓性を有する筒状袋
体であるから、剛性棒状芯材を保持材としてその回りに
筒状袋体を巻装するか或いは筒状袋体を剛性棒状芯材側
に向かって幅方向に収縮させて束ねることにより保管や
使用時における取扱いが容易に行えると共に、発破孔に
多少の曲がりが生じていても、さらにはその孔壁に凹凸
面が生じていてもこの剛性棒状芯材によって筒状袋体を
発破孔内の深部にまで容易に且つ円滑に挿入することが
できる。その際、請求項１に記載したように予め、筒状
袋体の閉止先端部内に火薬を挿入、固定しておくことに
より、火薬を確実に発破孔内の深部の所定位置に装填す
ることができる。こうして、筒状袋体を発破孔内に挿入
したのち、筒状袋体内に液体からなる充填物を注入、充
満させて該筒状袋体を膨張させることにより発破孔の孔
壁に密着させるものであるから、発破孔と筒状袋体間に
は空隙が存在しなくなって火薬の爆破により被破砕物を
発破孔の長径方向に確実に亀裂を発生させて効率よく破
砕することができる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１は岩盤等の被破砕物１に所望深さまで穿設した断面
横長孔形状の発破孔２内の深部に火薬３を装填している
状態を示す縦断断面図であって、このような断面形状の
発破孔２は、例えば、図９に示すように、先端にビット
Ｂを装着してなる複数本のロッドＡを、該ロッドＡより
も大径の上記ビッドＢを交互に前後方向にずらした状態
で並設して正面からみた場合、隣接するロッドＡのビッ
トＢ、Ｂが互いにその対向部分を重複させた構造として
いる穿孔具を使用し、この穿孔具の各ロッドＡを回転さ
せると共に打撃しながら被破砕物１に所望深さまで穿孔
することによって得ることができる。この発破孔２の長
径寸法は短径寸法の２倍以上に形成しておくことが望ま
しい。

【０００９】発破孔２の穿設後、該発破孔２内に火薬３
を挿入し、該火薬３に接続したリード線４を孔外に引き
出すと共に火薬３と発破孔２の孔壁2aとの空隙部に充填
物５を充填する。しかるのち、リード線４を通じて火薬
３を爆破させると、その爆破力が火薬３との距離が短い
断面横長孔形状の発破孔２の長辺側に向かって即ち、短
径方向に集中的に作用し、対向する長辺間がその爆破力
により引き離されて短辺側の両端部から発破孔２の長径
延長方向に亀裂が発生し、破砕する。

【００１０】この爆破時において、火薬３と発破孔２の
孔壁2a間には充填物５を充填しているので、火薬３の爆
破力が該充填物５によって確実に孔壁2aに伝達され、被
破砕物１を効率よく破砕することができる。充填物５は
可撓性を有する袋体内に火薬３と共に収納され、しかる
のち、この袋体を発破孔２内に挿入し、袋体の外周面を
発破孔２の孔壁2aに密接させるようにすれば火薬３の装
填が能率よく行うことができる。

【００１１】上記充填物としては図２、図３に示すよう
に、水等の液体5aを使用している。この場合、可撓性を
有する筒状袋体６の閉止先端部内に火薬３を挿入、固定
した状態で該袋体６を発破孔２内に挿入し、しかるの
ち、袋体６内に加圧状態の液体5aを注入、充満させて該
袋体６を膨張させることにより発破孔２の孔壁2aに密着
させ、しかるのち、爆破させるように構成している。袋
体６内に火薬３を固定させる手段としては袋体６の先端
内面にフック形状の火薬係止具を設けておくか、或い
は、火薬３と互いに係合するベルベット式ファスナーを
装着しておくか、さらには火薬連繋用紐状物等を取付け
ておけばよい。なお、上記では火薬３を袋体６内に挿入
固定する場合について述べたが、火薬３を発破孔２内に
充填したのちに袋体６を挿入し、袋体６内に液体5aを注
入、充填させるようにしてもよい。以下の説明において
も同様である。

【００１２】袋体６としては、図４に示すように、発破
孔２と同等の長さを有し、且つ該発破孔２の断面形状よ
りも長径、短径寸法ともやゝ大きい断面長孔形状の筒形
状に形成されたものが用いられ、その先端側は密閉され
ている一方、後端壁部6aの中央部にファスナーその他の
適宜な手段によって密閉可能な装薬口6bを設けていると
共に適所に注液ホース８と接続可能な注液口6cを設けて
ある。さらに、この袋体６の周壁には全長に亘って少な
くとも１本（図においては２本）の剛性棒状芯材７をそ
の露出面が袋体６の外周面と面一状態となる埋設状態に
固着してある。なお、袋体６は合成樹脂シート材、或い
は、布地に防水剤を塗層した不透水性シート材から形成
されているが、高炉のような高温炉壁を破壊する場合に
は、セラクミッククロス等の耐火耐熱性繊維によって形
成しておく。

【００１３】この袋体６は不使用時には図５に示すよう
に、芯材７を保持材として幅方向及び厚さ方向にに収縮
させることができるので取扱性がよく、使用時には袋体
６内に火薬３を装填し、発破孔２内に挿入する。この
際、剛性棒状芯材７によって袋体６を発破孔２内に円滑
に挿入できると共に発破孔２に多少の曲がりや孔壁2aに
凹凸が生じていても袋体６が収縮しているので、その挿
入作業が容易に行える。

【００１４】こうして袋体６を発破孔２内に挿入したの
ち装薬口6bを密閉し、しかるのち、図３に示すように、
注液口6cに水等の液体注入ホース８を接続して袋体６内
に液体5aを注入すると、袋体６はその注入圧によって膨
張し、外周面を発破孔２の孔壁2aに全面的に密接させ
る。この状態になった時に注入ホース８のバルブ8aを閉
止して袋体６を発破孔２の孔壁2aに密接させた状態に保
持し、しかるのち、火薬３を爆破させて上述したよう
に、断面長孔形状の発破孔２の短辺側両端部から該発破
孔２の長径延長方向に亀裂を発生させると共に破砕する
ものである。

【００１５】図６は袋体６の変形例を示すもので、この
袋体６においては１本の剛性棒状芯材７を該袋体６の一
側部に全長に亘って装着していると共に他側部内に注液
口6cと対応させて芯材兼用パイプ９を挿入してあり、こ
のパイプ９の先端を袋体６の内底面に接近させた状態で
開口させていると共に基端を袋体６の後端壁部6aから突
出状態で固定してなる構造を有している。このような構
造の袋体６は、発破孔２が上向き傾斜状態に穿設されて
いる場合に適する。

【００１６】即ち、この袋体６の内底部（先端部内）に
火薬３を装填、固定させた状態で該袋体６を上向き傾斜
状態の発破孔２内に挿入したのち、注液口6cに接続した
ホース８から液体5aを注入すると液体5aが徐々に袋体６
の後端壁部6a側から液面を上昇させながら先端側に充満
していき、袋体６の先端部内に封入される爆破効率を低
下させる空気をパイプ９を通じて外部に排出し得るもの
である。なお、発破孔２が水平状態に穿設されている場
合には、パイプ９を液体注入用として使用し、注液口6c
を排液口として使用することができる。

【００１７】図７は袋体６の更に別な変形例を示すもの
で、袋体６の後端壁部6aに設けた注液口6cよりも小径の
排液口6dを袋体６の前端壁面に穿設していると共に注液
口6cと対応して該袋体６内に芯材兼用パイプ9aを配設
し、その先端と基端との開口部を袋体６の前後壁面から
夫々外部に突出させてなるものである。その他の構造に
ついては上記実施例と同様である。

【００１８】このように構成したので、図８に示すよう
に、発破孔２の深部に火薬３を横向き状態で装填すると
共にそれに後続して袋体６を発破孔２内に挿入したの
ち、注液口6cからホースを通じて加圧液体5aを注入する
と、袋体６は内部に注入される液体5aによって膨張して
その外周面を孔壁2aに密接させると共に該液体5aの一部
が小径の排液口6dから発破孔２の深部内に排出され、該
部に充満すると共に余剰液体は芯材兼用パイプ9aを通じ
て外部に排出される。この場合、排液口6dの径を注液口
6cの径よりも小さくしているので、注入圧によって袋体
６を膨張させることができる。この状態にして火薬３を
爆破させることにより上記同様に断面長孔形状の発破孔
２の短辺側両端部から該発破孔２の長径延長方向に亀裂
を発生し、破砕させる。

【００１９】図10は被破砕物１としての岩盤にトンネル
を上記発破手段により掘削する方法を示すもので、岩盤
切羽1aに計画トンネルの外周に沿うスロット10をトンネ
ル方向の適宜深さにまで穿設し、このスロット10で囲ま
れた岩盤切羽1aに両端が該スロット10の両側垂直部に連
続する正面水平直状のスロット11の穿設によって該岩盤
切羽1aを上下に分割した状態とし、上側の岩盤切羽部に
は円弧状に湾曲したスロット10に沿って該スロット10か
ら順次一定間隔を存し且つその長径方向の端部を互いに
一定間隔を存して対向させた状態で上記断面形状を有す
る発破孔２、２・・・を穿設する一方、下側の岩盤切羽
部には上記スロット10の下部と水平直状スロット11に沿
って上下並びに左右方向に一定間隔毎にその長径方向の
端部を互いに対向させた状態で上記断面形状を有する発
破孔２、２・・・を穿設する。

【００２０】このように穿設した各発破孔２内に上記の
ように火薬３を装填した袋体６を挿入して液体等からな
る充填物５を充填することにより袋体６を膨張させて発
破孔２の孔壁2aに密接させた状態で爆破し、隣接する発
破孔２、２間に亀裂を発生させて該亀裂で囲まれた岩盤
破砕部分、又は亀裂とスロット10、11で囲まれた岩盤破
砕部分を順次、破砕する。この際、発破孔２の爆破作業
は上側の岩盤切羽部においては外側（外周部）から内側
（中央部）の発破孔２に対して順次行い、下側の岩盤切
羽部においては下側の発破孔２の爆破後、上側の発破孔
２の爆破を行う。要するに、自由面を形成するスロット
10、11に向かって爆破するようにする。

【００２１】図11は上記のようなスロット10、11を設け
ることなく、岩盤切羽1aを多数個の発破孔２のみによっ
て破砕させるもので、岩盤切羽1aに計画トンネルの外周
に沿って一定間隔毎に長径方向の端部を互いに対向させ
た状態で上記断面形状の発破孔２を穿設すると共にこの
発破孔列の内側に一定間隔を存して該発破孔列に沿う発
破孔列を順次穿設し、岩盤切羽1aの中央部に縦長のボア
ーホール12を発破孔２と同一深さまで穿設し、このボア
ーホール12の両側に縦向きに発破孔２、２を穿設してな
るものである。

【００２２】このように穿設した各発破孔２を上記同様
に火薬３により爆破させるには、まず、ボアーホール12
の両側に設けた発破孔２、２内にこの発破孔２と同一断
面形状の上記袋体６を挿入したのち、該袋体６の内部に
加圧液体5aを注入して膨脹させることにより袋体６の外
周面を孔壁に密接させ、この状態で発破孔２、２を爆破
させたのち、内側の発破孔列から外側の発破孔列の各発
破孔２を上記同様に内部に加圧液体5aを注入した袋体６
を介して順次爆破させ、隣接する発破孔２、２間に亀裂
を発生させて亀裂で囲まれた岩盤破砕部分を破砕するも
のである。

【００２３】図12は上記図11における発破孔２の穿設形
態において、最外列、即ち、計画トンネルの外周に沿っ
て発破孔２を穿設する際に、隣接する発破孔２、２間の
中間部に断面円形の空孔13を穿設した構造としている。
このような穿設形態によれば該発破孔２を上記同様に爆
破させると、発破孔２と空孔13間に亀裂が発生して発破
孔２の穿設数を減少させることができると共に計画トン
ネルの外周縁に沿って精度のよい掘削が可能となる。そ
して、この最外列の発破孔２を爆破させたのちボアーホ
ール12側から順次、外側の発破孔２を爆破させていくも
のである。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載し
た発破方法によれば、複数本のロッドをその先端ビット
の一部を互いに重複するようにして並設してなる穿孔機
により被破砕物に断面長孔形状の発破孔を穿設したの
ち、該発破孔の断面形状よりも長径及び短径寸法ともや
ゝ大きい断面長孔形状に形成され且つ周壁に少なくとも
１本の剛性棒状芯材を全長に亘って固着してなる可撓性
を有する筒状袋体の閉止先端部内に火薬を挿入、固定し
た状態でこの筒状袋体を発破孔内に挿入し、しかるの
ち、筒状袋体内に液体からなる充填物を注入、充満させ
て該筒状袋体を膨張させることにより発破孔の孔壁に密
着させ、火薬を爆破させることを特徴とするものである
から、上記断面長孔形状の発破孔は複数本のロッドをそ
の先端ビットの一部を互いに重複するようにして並設し
てなる穿孔機を用いて上記断面長孔形状の発破孔を穿設
するので、全長に亘って均一な断面長孔形状を有する発
破孔を能率よく穿設することができる。さらに、上記発
破孔内に挿入する袋体は、該発破孔の断面形状よりも長
径及び短径寸法ともやゝ大きく形成され且つ周壁に少な
くとも１本の剛性棒状体を全長に亘って固着してなる可
撓性を有する筒状袋体であるから、剛性棒状芯材を保持
材としてその回りに筒状袋体を巻装するか或いは筒状袋
体を剛性棒状芯材側に向かって幅方向に収縮させて束ね
ることにより保管や使用時における取扱いが容易に行え
ると共に、発破孔に多少の曲がりが生じていても、さら
にはその孔壁に凹凸面が生じていてもこの剛性棒状芯材
によって筒状袋体を発破孔内の深部にまで容易に且つ円
滑に挿入することができる。

【００２５】その上、予め、筒状袋体の閉止先端部内に
火薬を挿入、固定しておくので、発破孔内に剛性棒状芯
材を挿入するだけで火薬を確実に発破孔内の深部の所定
位置に装填することができる。さらに、筒状袋体を発破
孔内に挿入したのち、筒状袋体内に液体からなる充填物
を注入、充満させて該筒状袋体を膨張させることにより
発破孔の孔壁に密着させるものであるから、火薬の爆破
力を充填物によって発破孔の孔壁に効率良く伝達させる
ことができ、しかも、爆破力が断面長円形状の発破孔の
短径方向に集中的に作用して発破孔の長径方向に確実に
亀裂を生じさせ破砕することができる。

【００２６】また、請求項２に係る発明によれば、複数
本のロッドをその先端ビットの一部を互いに重複するよ
うにして並設してなる穿孔機により被破砕物に断面長孔
形状の発破孔を穿設したのち、該発破孔の深部に火薬を
横向き状態に装填し、次いで、該発破孔の断面形状より
も長径及び短径寸法ともやゝ大きい断面長孔形状に形成
され且つ周壁に少なくとも１本の剛性棒状芯材を全長に
亘って固着してなる可撓性を有する筒状袋体を発破孔内
に挿入し、しかるのち、筒状袋体内に液体からなる充填
物を注入、充満させて該筒状袋体を膨張させることによ
り発破孔の孔壁に密着させると共に充填物の一部を筒状
袋体の先端に穿設している排液口から発破孔の深部内に
排出して該深部に充填物を充満させ、この状態にして火
薬を爆破させることを特徴とするものであるから、上記
請求項１に記載した発明と同様に複数本のロッドをその
先端ビットの一部を互いに重複するようにして並設して
なる穿孔機によって、全長に亘って均一な断面長孔形状
を有する発破孔を能率よく穿設することができると共に
剛性棒状芯材を備えた可撓性筒状袋体によって筒状袋体
を発破孔内の深部にまで容易に且つ円滑に挿入すること
ができる。さらに、断面長孔形状の発破孔の深部に火薬
をその長さ方向が発破孔の断面形状における長辺方向に
向けた状態、即ち、横向きにして装填しているので、爆
破力を発破孔の深部全体に集中させて発破孔の断面形状
における長辺延長方向に大きな亀裂を確実に発生させる
ことができるものである。その際、筒状袋体内に注入さ
れる充填物の一部を筒状袋体の先端に穿設している排液
口から発破孔の深部内に排出して該深部に充填物を充満
させるものであるから、火薬の爆破力を充填物によって
発破孔の孔壁に効率良く伝達させることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】発破孔内に火薬を挿入すると共に充填物を充填
した状態の簡略縦断面図、

【図２】発破孔２内に火薬を装填した袋体を挿入した状
態の簡略縦断面図、

【図３】その簡略縦断側面図、

【図４】袋体の簡略斜視図、

【図５】袋体を収縮させた状態の簡略斜視図、

【図６】袋体の別な構造を示す一部切欠簡略斜視図、

【図７】袋体のさらに別な構造を示す一部切欠簡略斜視
図、

【図８】その使用状態を示す簡略縦断側面図、

【図９】断面長円形状の発破孔掘削具の簡略平面図、

【図１０】トンネル掘削に本発明方法を採用した場合の
簡略正面図、

【図１１】その変形例を示す簡略正面図、

【図１２】さらに別な変形例を示す簡略正面図。

【符号の説明】

１ 被破砕物 ２ 発破孔 ３ 火薬 ５、5a 充填物 ６ 可撓性袋体 ７ 剛性棒状芯材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F42D 1/00 - 7/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本のロッドをその先端ビットの一部
   を互いに重複するようにして並設してなる穿孔機により
   被破砕物に断面長孔形状の発破孔を穿設したのち、該発
   破孔の断面形状よりも長径及び短径寸法ともやゝ大きい
   断面長孔形状に形成され且つ周壁に少なくとも１本の剛
   性棒状芯材を全長に亘って固着してなる可撓性を有する
   筒状袋体の閉止先端部内に火薬を挿入、固定した状態で
   この筒状袋体を発破孔内に挿入し、しかるのち、筒状袋
   体内に液体からなる充填物を注入、充満させて該筒状袋
   体を膨張させることにより発破孔の孔壁に密着させ、火
   薬を爆破させることを特徴とする発破方法。
2. 【請求項２】 複数本のロッドをその先端ビットの一部
   を互いに重複するようにして並設してなる穿孔機により
   被破砕物に断面長孔形状の発破孔を穿設したのち、該発
   破孔の深部に火薬を横向き状態に装填し、次いで、該発
   破孔の断面形状よりも長径及び短径寸法ともやゝ大きい
   断面長孔形状に形成され且つ周壁に少なくとも１本の剛
   性棒状芯材を全長に亘って固着してなる可撓性を有する
   筒状袋体を発破孔内に挿入し、しかるのち、筒状袋体内
   に液体からなる充填物を注入、充満させて該筒状袋体を
   膨張させることにより発破孔の孔壁に密着させると共に
   充填物の一部を筒状袋体の先端に穿設している排液口か
   ら発破孔の深部内に排出して該深部に充填物を充満さ
   せ、この状態にして火薬を爆破させることを特徴とする
   発破方法。