JP6854115B2 - Blasting charge method using filler - Google Patents
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Description
本発明は、充填材を用いた発破装薬方法に関するものであり、詳しくは、削孔作業から装薬作業までの間に生じる孔壁の緩みや孔崩れを防止するとともに、発破効率を高めることができる発破装薬方法に関するものである。 The present invention relates to a blasting charge method using a filler. Specifically, the present invention is to prevent loosening and collapse of the hole wall that occur between the drilling operation and the charge operation, and to improve the blasting efficiency. It is about the blasting drug method that can be done.
トンネル掘削には種々の工法があるが、現在、山岳トンネルで主流となっているNATM工法では、削孔、装薬、発破、ズリ出し、支保工設置、コンクリート吹き付け、ロックボルト設置、防水工、コンクリート覆工という手順でトンネルを形成する。具体的には、ドリルジャンボ等の削岩機を用いて切羽面から地山に対して削孔を行う。火薬取締法において、削孔と装薬の並行作業が禁止されているため、切羽面の全てにおいて削孔作業が終えた後、装薬作業に移行する。 There are various construction methods for tunnel excavation, but the NATM construction method, which is currently the mainstream in mountain tunnels, includes drilling, charging, blasting, slipping, support installation, concrete spraying, lock bolt installation, waterproofing, etc. A tunnel is formed by a procedure called concrete lining. Specifically, a rock drill such as a drill jumbo is used to drill holes from the face surface to the ground. Since the Explosives Control Act prohibits parallel work of drilling and charging, the charging work will be started after the drilling work is completed on all the face surfaces.
装薬作業では、装薬孔内へ爆薬を容易に挿入するため、圧縮空気やキューレット(キューレン)により孔崩れした岩砕を排出する。続いて、機械装填機や込め棒を用いて親ダイを装薬孔内に挿入し、続いて装薬孔内に増しダイを挿入する。最後に装薬孔の口元に込め物を挿入して口元を閉塞し、装薬を完了する。 In the charge operation, in order to easily insert the explosive into the charge hole, the rock crushed by compressed air or curette (curene) is discharged. Subsequently, the parent die is inserted into the charging hole using a machine loading machine or a filling rod, and then the additional die is inserted into the charging hole. Finally, a filling is inserted into the mouth of the charge hole to close the mouth, and the charge is completed.
上述した装薬工程において、削孔工程及び装薬工程は切羽面において作業を行うため、安全管理に十分な配慮を行う必要があるだけではなく、効率的に作業を行うための技術が種々提案されている。 In the above-mentioned charging process, since the drilling process and the charging process work on the face surface, not only it is necessary to give sufficient consideration to safety management, but also various techniques for efficient work are proposed. Has been done.
例えば、特許文献1に記載された技術は、切羽に対して複数の発破孔を削孔し、この発破孔内に爆薬を装填する準備工程と、発破孔内の爆薬を起爆させて掘進する掘削工程とを備えるトンネル掘削工法であって、工期短縮化を図るとともに、切羽周辺の地山の損傷を抑制することを目的としている。このトンネル掘削工法では、掘削工程を実施する前に、トンネルの計画断面の外周に沿ってウォータージェットを用いて切り溝を形成している。 For example, the technique described in Patent Document 1 includes a preparatory step of drilling a plurality of blasting holes in a face and loading explosives into the blasting holes, and excavation in which the explosives in the blasting holes are detonated and excavated. It is a tunnel excavation method that includes a process, and aims to shorten the construction period and suppress damage to the ground around the face. In this tunnel excavation method, a ditches are formed by using a water jet along the outer circumference of the planned cross section of the tunnel before the excavation process is carried out.
また、特許文献2に記載された技術は、発破力が発破孔内に均一かつ強力に作用して、上部に未破砕の大塊を残すことがなく、さらに発破粉塵・発破音を低く抑えて、低コストの爆薬を安全かつ簡便に使用することを目的としている。このベンチ発破方法は、有底の高圧成形紙管を帯電防止された強化ポリチューブに包み、熱収縮させた防水爆薬コンテナに爆薬を装薬して発破孔内に沈め、その外周にゲル水を充満させて発破するようになっている。
Further, in the technique described in
上述したように、火薬取締法において、発破のための削孔作業と装薬作業は同時に行うことができない。したがって、削孔から装薬まで一定時間経過してしまうため、孔壁の緩み等により孔崩れが発生するおそれがある。保孔技術としては、界面活性剤等を用いたNJD工法(Non−Jamming Drilling工法)や気泡削孔システム等がある。しかし、これらの技術は完全な保孔技術ではないことや、坑内排水が泡立ってしまい消泡作業が必要となるという問題があった。 As mentioned above, under the Explosives Control Act, drilling work and charging work for blasting cannot be performed at the same time. Therefore, since a certain period of time elapses from the drilling to the charging, there is a possibility that the hole collapses due to loosening of the hole wall or the like. Hole-retaining techniques include an NJD method (Non-Jamming Drilling method) using a surfactant and the like, a bubble drilling system, and the like. However, these techniques have problems that they are not perfect hole-retaining techniques and that the underground drainage foams and defoaming work is required.
なお、特許文献2に記載された技術は、装薬を行った後、装薬孔内にゲル水を充満させるものである。このゲル水は、装薬孔全体の内周壁面に均一かつ強い衝撃圧及びガス圧を作用させて、大塊を残すことなく均一に破砕を実施し、粉塵の飛散及び振動を弱めるために用いられている。すなわち、装薬孔内にゲル水を充満させるのは装薬後であり、このような工程では孔壁の緩みや孔崩れを防止するとともに、装薬を容易に行うことはできない。
The technique described in
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、孔壁の緩みや孔崩れを防止するとともに、装薬を容易に行うことが可能な充填材を用いた発破装薬方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and provides a blasting charge method using a filler capable of preventing loosening and collapse of the hole wall and easily charging the hole. With the goal.
本発明に係る充填材を用いた発破装薬方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明に係る充填材を用いた発破装薬方法は、トンネル切羽面から地山へ向かって削孔した装薬孔内に爆薬を装填するための発破装薬方法に関するものである。この発破装薬方法では、中空の削孔ロッドを用いて削孔が完了した装薬孔内から削孔ロッドを引き抜きながら、削孔ロッドを介して装薬孔内に充填材を充填する。 The blasting agent method using the filler according to the present invention has the following features in order to achieve the above-mentioned object. That is, the blasting charge method using the filler according to the present invention relates to a blasting charge method for loading explosives into the charge holes drilled from the tunnel face surface toward the ground. In this blasting charge method, a filling material is filled in the charge hole through the hole drilling rod while pulling out the hole drilling rod from the charge hole in which the hole has been drilled by using a hollow hole drilling rod.
そして、装薬孔内に充填材が充満した状態で、装薬孔の最奥部まで装薬パイプを挿入し、当該装薬パイプを引き抜きながら、装薬孔の最奥部に親ダイを装填し、口元にかけて増しダイを装填することを特徴とするものである。 Then, with the filling hole filled with the filler, the charge pipe is inserted to the innermost part of the charge hole, and the parent die is loaded into the innermost part of the charge hole while pulling out the charge pipe. However, it is characterized by loading an additional die toward the mouth.
本発明に係る充填材を用いた発破装薬方法によれば、装薬孔は充填材が充満した状態となるので、削孔後から装薬までの間に発生する装薬孔壁の孔崩れを防止することが可能となる。 According to the blasting charge method using the filler according to the present invention, the charge hole is in a state of being filled with the filler, so that the hole collapse of the charge hole wall that occurs between the time of drilling and the time of charge. Can be prevented.
また、削孔を終えた削孔ロッドを利用して充填材を充填するため、削孔直後に保孔が可能となる。すなわち、装薬孔の全体にわたって充填材を充満させるため、これまでの保孔技術と比較して、より一層確実に保孔を行うことができる。 Further, since the filler is filled by using the drilling rod that has finished drilling, it is possible to retain the hole immediately after drilling. That is, since the filler is filled over the entire charging hole, the hole can be more reliably retained as compared with the conventional hole retaining technique.
また、装薬の際に生じる余分な充填材は、装薬孔の口元より排出されるので、装薬の妨げになることはない。さらに、爆薬周辺に残った充填材により、起爆時の衝撃波を岩盤に伝えることができるので、爆薬の密装填に近い効果を発揮することができる。 Further, since the excess filler generated at the time of charging is discharged from the mouth of the charging hole, it does not interfere with the charging. Furthermore, since the packing material remaining around the explosive can transmit the shock wave at the time of detonation to the bedrock, the effect close to the dense loading of the explosive can be exhibited.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る充填材を用いた発破装薬方法を説明する。図1及び図2は本発明の実施形態に係る充填材を用いた発破装薬方法を説明するもので、図1は削孔状態を示す模式図、図2は発破装薬の手順を示す説明図である。 Hereinafter, the blasting charge method using the filler according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a blasting charge method using a filler according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic view showing a drilling state, and FIG. 2 is an explanation showing a procedure of a blasting charge. It is a figure.
<充填材>
本発明の実施形態で用いる充填材30は、ゲル状物質からなる。ゲル状物質は、装薬孔10内に容易に注入できるとともに、充填終了までの間、水のように口元から流れ出すことがない程度の流動性(硬さ)を有している。なお、装薬が終了した後は、装薬孔10の口元に粘土等の詰め物70を詰め込んで口元を閉鎖することにより、充填材30の漏れ出しを防止する。
<Filler>
The
<装薬孔の削孔>
図1に示すように、本発明の実施形態では、ドリルジャンボ等の削孔機を用いて、切羽面から地山へ向かって複数の装薬孔10を削孔する。この削孔機の削孔ロッド20は中空状となっており、削孔ロッド20の先端部から水等の潤滑材を吐出させながら削孔を行うようになっている。なお、削孔機の形態は特に制限されるものではないが、削孔開始位置、削孔角度、削孔速度等を自動的に制御することができるコンピュータジャンボを用いることが好ましい。
<Drilling of charge hole>
As shown in FIG. 1, in the embodiment of the present invention, a plurality of
<発破装薬の手順>
図2を参照して、本発明の実施形態における発破装薬の手順を説明する。本発明の実施形態に係る充填材30を用いた発破装薬方法では、まず削孔工程を実施し、続いて装薬工程を実施する。
<Procedure for blasting charge>
The procedure of the blasting charge according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the blasting charge method using the
削孔工程では、トンネル切羽面から地山へ向かって、略水平方向の装薬孔10を形成する。装薬孔10を形成するには、例えば、ドリルジャンボ等の削孔機の削孔ロッド20を地山内に貫入し、削孔ロッド20の先端部から水を供給しながら削孔を行う(a)。所定長まで装薬孔10を削孔したら、水の供給を停止する。この状態では、装薬孔10内に存在する水が岩盤亀裂や削孔ロッド20の口元から逸水する(b)。
In the drilling step, a
続いて、削孔ロッド20の先端部から、装薬孔10内に充填材30を供給し(c)、充填材30の供給を継続しながら削孔ロッド20を引き抜く(d)。削孔ロッド20の引き抜きが完了すると、装薬孔10内が充填材30で充填された状態となる(e)。この状態では、充填材30により孔壁を内側から保持するので、孔壁の緩みや孔崩れを防止することができる。
Subsequently, the
装薬工程では、装薬孔10の最奥部まで機械装填機の装薬パイプ40を挿入して、親ダイ50を装填する(f)。そして、装薬パイプ40を引き抜きながら、装薬孔10の口元まで増しダイ60を装填する(g、h)。なお、増しダイ60は薬包であってもよいし、粒状火薬であってもよい。
In the charging step, the charging
親ダイ50、増しダイ60の装填が終了したら、装薬孔10の口元を粘土等の詰め物70で閉塞して、装薬工程を完了する(i)。同様の手順で、各装薬孔10内に充填材30が充満した状態で装薬を行う。装薬が終了したら、所定の手順により発破作業を行い、トンネル掘削を実施する。
When the loading of the parent die 50 and the
<本発明の応用>
従来、削孔技術についてはコンピュータジャンボ等により完全自動化が実現している。しかし、装薬技術については、孔崩れの問題や小さな装薬孔10に対する遠隔操作や自動化技術等の現状技術では装薬が困難であり、遠隔装填や完全自動装填技術は実現されていない。
<Application of the present invention>
Conventionally, the drilling technology has been fully automated by computer jumbo and the like. However, with regard to the charging technology, it is difficult to charge with the current technology such as the problem of hole collapse and the remote control and automation technology for the
トンネル切羽では、万全の対策をとって安全な装薬作業を実施する必要がある。このため、切羽付近に作業員が立入ることなく作業を行うことができれば、山岳トンネルの作業環境は格段に良くなる。遠隔操作や自動化の方法として、コンピュータジャンボにて完全自動削孔を実施し、本発明の発破装薬方法を用いて、削孔完了後に削孔ロッド20を引き抜きながら、ゲル状物質からなる充填材30を自動充填する。そして、自動制御可能なロボットアームや画像認識技術を用いて、完全自動装填機による装填作業を行う。
At the tunnel face, it is necessary to take all possible measures and carry out safe charge work. Therefore, if the work can be performed without the workers entering the vicinity of the face, the working environment of the mountain tunnel will be significantly improved. As a method of remote control and automation, a fully automatic drilling is carried out by a computer jumbo, and a filler made of a gel-like substance is pulled out while the
爆薬の挿入精度に応じて、次の技術的対策も考えられる。すなわち、本発明の発破装薬方法を用いた場合には、装薬工程を容易に実施することができる。例えば、装薬を容易にするために削孔径を大きくした場合であっても、装薬孔10内に充填材30が存在するので、密装填効果を得ることができる。さらに、装薬を容易にするために親ダイ50を細径化した場合であっても、装薬孔10内に充填材30が存在するので、密装填効果を得ることができる。
The following technical measures can be considered depending on the insertion accuracy of the explosive. That is, when the blasting charge method of the present invention is used, the charge charge step can be easily carried out. For example, even when the drilling diameter is increased to facilitate charging, the filling
10 装薬孔
20 削孔ロッド
30 充填材
40 装薬パイプ
50 親ダイ
60 増しダイ
70 詰め物
10 Filling
Claims (1)
中空の削孔ロッドを用いて削孔が完了した装薬孔内から前記削孔ロッドを引き抜きながら、当該削孔ロッドを介して当該装薬孔内に充填材を充填し、
前記装薬孔内に充填材が充満した状態で、前記装薬孔の最奥部まで装薬パイプを挿入し、当該装薬パイプを引き抜きながら、当該装薬孔の最奥部に親ダイを装填し、口元にかけて増しダイを装填することを特徴とする充填材を用いた発破装薬方法。 It is a blasting charge method for loading explosives into the charge holes drilled from the tunnel face to the ground.
While pulling out the drilling rod from the charge hole for which drilling has been completed using a hollow drilling rod, the filling hole is filled with the filler through the drilling rod.
With the filling hole filled with the filler , insert the charge pipe to the innermost part of the charge hole, and while pulling out the charge pipe, insert the parent die into the innermost part of the charge hole. A blasting charge method using a filler, which comprises loading and loading an additional die over the mouth.
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