JPH0462400A - 爆発作業方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、爆発作業方法及びその方法を実施するための
爆発作業装置に関し、特に騒音を低減させ、しかも安全
性を確保することのできる爆発作業方法及びその装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

爆薬の爆発を利用した金属材料の圧着、硬化、難成形性
物質の成形、難焼結性物質の焼結、新物質の合成、種々
の化学反応等（以下本明細書では総括的に材料の処理と
いう）が各方面で行われてきているが、爆薬の爆発によ
る騒音の被害が発生する恐れがあるし、人間の居住して
いる区域でこれらの作業をオープンの状態で行うことは
危害防止の上からも好ましいことではない。オーブンで
爆発作業を行う場合に危害を避けるもっとも簡単な方法
は、周囲に人間の居住していない山間部等に作業場を設
けることであるが、長区間の道路工事、電気設備工事等
が必要となり経済的でない。

また、爆発の規模が大きくなると、爆発による騒音は気
象条件、地形等により場合によっては数１０ｋｍ離れた
場所まで伝わることがある。

さらには、作業場周囲に生息する動植物への被害も懸念
され、こうした被害を発生させる恐れがない場所を作業
場として確保するのは地理的、経済的に極狛で困難であ
る。

このような理由で、比較的大量の爆薬を使用した作業を
行う場合には、爆発作凛専用の爆発作業室を設け、この
中で爆発作業を行う方法が一般的である。爆発作業室は
その機能上２種類に大別される。１つは、爆発室を完全
に密閉して爆発ガスを閉じ込めてしまう密閉型であり、
もう１つは、爆発室の一部を外部に解放して爆発ガスを
外部に排出する解放型である。

爆薬の爆発による騒音は主として爆発により生じた爆発
ガスに起因する圧力波がその源であるが、密閉型爆発室
は爆発ガスを閉じ込めてしまうため騒音の低減にとって
は有利である。しかしながら、この種の爆発室は密閉型
であるとはいえ、人間や機材等が出入りする出入口扉が
必要であるため、いくつかの不都合を生じる。

すなわち、爆発室の内壁には強大な負荷が加えられるた
め、出入口扉が強度的に最も弱い箇所となる。従って、
出入口の面積をできるだけ小さくして出入口扉全体に加
わる負荷を小さくすることが望ましいが、出入口を小さ
くすることにより、人間の出入時、機材、特に重量物や
長大物の搬出入時等の作業性は極めて悪くなってしまう
。さらに、爆発室内で行う作業の種類によっては金属の
破片が飛散する場合もあり、扉と爆発室壁の接合部に破
片が高速で衝突すると破片は衝突時の衝撃により高温と
なって溶融し扉と爆発室壁を溶着してしまい、扉が開か
なくなる恐れがある。

以上のような理由で、でき得れば爆発室には作業性を低
下させない程度に大きな面積でかつ扉のない出入口を設
けること、すなわち爆発室を解放型にすることが望まし
い。しかし、このような方法は、前述のオープンで爆発
作業を行う場合と同様、騒音による危害が発生する可能
性が高いた杓、適切な騒音低減対策が必要となるが、解
放型爆発室の騒音を低減させるのは難しく、実用性のあ
る技術は知られていないのが実情である。

特公昭４６−３３２０４号公報には、岩盤中にトンネル
を掘り、これを爆風の通路とし、最奥部に爆発室を設け
、爆発により生じた爆風を、爆風が通過するのに合わせ
て通路内に設置した別の爆薬を起爆させることにより分
散させた水の粒子中を通過させ、さらにトンネル入口（
通路出口）に設けた「がっしりした可動の栓」に衝突さ
せて栓の移動により生じた隙間から外部へ排出させるよ
うにした、爆薬の起爆から生ずる騒音を低減する方法が
記載されている。この方法は、一種の解放型といえるが
、この方法では、爆発室の設置場所が限定され、「がっ
しりした可動の栓」の設備を必要とするほか、爆発のた
び毎に栓を移動させ入口を解放する作業が必要となり、
作業効率が悪い。さらにこの方法では騒音の低減効果が
なお不充分である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来の爆発室にみられる前記問題点を解決し
、良好な作業性を維持しつつ、爆薬の爆発により発生す
る騒音を効果的に低減する方法及び、設置が容易で騒音
低減効果の大きい爆発作業室を提供することをその目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、出入口に扉のない解放型の爆発室の出入口に、特
定の爆風減衰手段を有する爆風減衰路を接続することに
よって、爆発室で発生した爆風の圧力をいちはやく低減
させ、騒音を極めて低レベルまで低減できることを見畠
し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、爆薬の爆発による高圧を利用して
材料の処理を行うに当たり、爆発室の爆風排出口に接続
して、内部に水の噴射装置及び網目状格子戸を備えた屈
曲した通路からなる爆風減衰路を設け、この爆風減衰路
を通して爆風を排出させることを特徴とする爆発作業方
法、及び爆発室の爆風排出口に接続して、内部に水の噴
射装置及び網目状格子戸を備えた屈曲した通路からなる
爆風減衰路を設けたことを特徴とする解放型の爆発作業
装置であり、これにより効果的に騒音を防止することが
できる。

一般に爆薬の爆発により空気中を伝播する圧力波を爆風
と呼んでいるが、爆風は爆源近傍では衝撃波であり、距
離を経るにしたがい音波へと移行していく。従って、衝
撃波をいちはやく減衰させて音波にし、さらに−層低音
圧レベルにすること、すなわち、爆風圧を速やかに低減
させることが、周囲へ与える騒音を低減することにほか
ならない。

本発明においては、爆発室の一部に作業性を低下させな
い程度に十分大きな面積の出入口を設け、この出入口に
接続して作業性を低下させない程度に十分大きな断面積
のトンネル状の爆風通路（以下爆風減衰路と称する）を
設ける。

ここでいう爆発室とは特別なものではなく、従来使用さ
れている爆発室に本発明の爆風減衰路を設置することに
より爆発作業の騒音を低減させることができる。しかし
ながら爆発室に角度を有する接合部があるとそこに応力
の集中が起こり、強度的に不利になるので、本発明の爆
発作業装置における爆発室としては、従来密閉型の爆発
室として知られている、球形または球形と円筒形を組み
合せた、角度を有する接合部を持たない形状の爆発室と
するのが望ましい。爆発室を構成する材料は必要な強度
を有するものであれば特に制限はないが、通常は鋼板で
構成され、望ましくはその周囲を鉄筋コンクリートで被
覆した構造とする。鋼板は特別なものである必要はなく
、爆発による高圧に耐える強度を有するものであれば一
般構造用鋼材で十分である。鉄筋コンクリートは、万一
鋼板が破損した際に飛散物を防ぎ、かつ鋼板を透過して
放出される騒音を低減させる機能を有している。

爆風減衰路の断面の形状には特□に制限はなく、作業の
種類により円形、四角形、半円形等の最も適した形状を
選択することができる。爆風減衰路についても材質に特
に制限はないが、通常は爆発室と同様鋼板で構成され、
望ましくその周囲を鉄筋コンクリートで被覆した構造と
するのがよい。また、爆薬の使用量等の条件により爆風
減衰路の一部を鋼板製とし、他をコンクリート等のより
簡単な構造とすることもできる。

爆風は壁に衝突させて方向を変えることによって減衰さ
せることができるので、爆風減衰路は屈曲を有する構造
とする。屈曲部の形状は特に制限はなく、折れ曲がった
直線状、曲線状又はこれらの組み合わせとすればよいが
、なかでも鋭角的に折れ曲がった直線状とするのが効果
的であり、さらに屈曲の角度を９０度以上とするのが好
ましい。例えば１２０°の屈曲を６カ所設けた場合を模
式的に第３図に示す。本発明の爆風減衰路はこのような
屈曲部を複数個所設けた構造とする。

また、壁面に凹凸があると爆風は反射干渉を起こしてそ
の流れが乱され、爆風圧が弱まるので、爆風減衰路の壁
面、特に屈曲部付近の壁面はできるだけ凹凸のある構造
とするのが望ましい。凹凸の形状は、波状、襞状、角柱
状、円柱状、角錐状、円錐状等作成容易な形状でよい。

凹凸の高さは爆風減衰路の幅の２〜１０％とするのがよ
く、各々凹凸が隣接した凹凸からその高さの１〜２倍の
距離を隔てて配置されるようにするのが好ましい。壁面
の凹凸の効果は爆風圧の高い部分で特に顕著である。

前記爆風減衰路中には、水の噴霧装置を設ける。空中に
分散した水の粒子は爆風のエネルギーを熱エネルギーに
変換し、爆風圧を低減させる。噴霧装置は爆風減衰路全
断面にむらなく水の粒子を分散させることができるもの
が望ましい。水を噴霧する方向は、通路の天井部、側壁
部、床部いずれの方向からでもよいが、いずれか２方向
以上からの噴霧を組み合わせることにより爆風圧低減効
果はさらに向上する。噴霧する水の量は多い方が効果的
であるが、作業性等を考慮し、目安としては１分間当た
り、使用する爆薬の重量の０．５〜２倍の重量の水を噴
霧するのがよい。また、噴霧装置を、爆風減衰路内の複
数個所に設置することにより爆風圧は段階的に低減され
るのでより大きな効果が発揮される。

さらに爆風圧低減効果を高めるため、爆風減衰路内に網
目状の通気孔を有する格子戸を設置する。爆風が格子戸
の網目の中を通過することにより流れが乱れ、爆風圧は
さらに低減される。

網目の寸法が小さくかつ格子戸全体の面積に対する網目
の面積比（以下網目面積比と称する）が小さい方が爆風
圧の低減効果は大きいものの、格子戸が受ける爆風圧に
対して、網目の寸法あるいは網目面積比が小さくなり過
ぎると、格子戸が受ける負荷が大きくなり過ぎ変形、破
損のおそれがあるので、変形、破損を起こさない程度に
網目の寸法と網目面積比を大きくした（網目面積比０．
２〜０．６程度が好ましい）格子戸を複数個所に設ける
のが望ましい。さらに網目の寸法や網目の寸法や網目面
積比を爆源側（爆風圧が高いところ）から出口側（爆風
圧が低いところ）へ向かって段階的に小さくした格子戸
を２個所以上設置することにより、爆風圧を段階的に減
衰でき効果的な爆風圧低減が可能となる。

以上のような爆風減衰手段の組み合わせにより、良好な
作業性を維持しつつ、爆発室内の爆薬の爆発による騒音
を効果的に低減することができる。

さらに、爆発室及び爆風減衰路の外側に十分な厚さの覆
土を施すことにより、爆発室、爆風減衰路の壁を透過し
て外部へ放出される騒音を大幅に減少させ゛ることかで
き、安全性の向上とともに、−層の騒音防止効果が得ら
れる。またこの場合、覆土の厚さをさらに厚くすれば、
爆発室及び爆風減衰路の周囲の鉄筋コンクリートを省略
することも可能である。

〔実施例〕

次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

第１図及び第２図は、本発明の爆発作業装置の一実施例
を示す図面であり、第１図は縦断面図、第２図は平面図
である。

爆発室１は厚さ２５ｍｍの鋼板（ＳＳ４１製）からなる
容器であり、中央部は直径６ｍ、長さ２ｍの円筒状であ
り、上下端はそれぞれ半径３ｍの半球状で、その周囲は
厚さ５００ｍｍの鉄筋コンクリート２で取り囲んである
。

爆発室１には幅１２００ｍｍ、高さ２０００　ｍｍの出
入口３が設けられ、出入口３に接続して爆風減衰路４が
取り付けられている。爆風減衰路４は、鋼製（ＳＳ４１
）で、その断面の寸法は、高さ２４００ｍｍ、幅１５０
０ｍｍの長方形である。

爆風減衰路４は６カ所で屈曲しており、その総延長は約
１３ｍで、爆発室から格子戸６までの間の壁面及び天井
面には深さ約５’Ｏｍｍの波形の凹凸をつけである。こ
の爆風減衰路４の途中には、３ケ所に設けられた水の噴
霧装置５及び格子戸６．７が設けられている。格子戸６
は金網線径１０ｍｍ、目開き３０」の金網、格子戸７は
金網線径７肛、目開き２０ｍｍの金網で構成されている
。

爆発室内には作業用の架台８があり、この上に爆薬９を
設置する。爆発室の人口及び爆風減衰路の断面の大きさ
は十分大きくしであるので、重量物を爆発室内に運搬す
る場合は、小型のフォークリフト等が容易に爆発室内ま
で走行できるので、作業性は極めて良好である。

爆発室及び爆風減衰路の外側には覆土１０が施してあり
、その厚さは最も薄い部分で約１ｍである。

この爆発作業室において、水噴霧装置から１分間当たり
合計で爆薬重量の１．５倍の重量の水を噴霧させながら
、硝安を主成分とする爆薬を爆発させ、所定位置（第２
図のＡ、Ｂ及び作業室より３００ｍの位置）における爆
風圧の強さと騒音の大きさを測定した。結果を表１に示
す。

表１から、本発明の爆発作業装置の減衰路出口（測定位
置Ｂ）においては、爆薬の爆発による爆風圧が大幅に低
減されているのがわかる。

また、実施例４に示した４５ｋｇの爆薬をオーブンで爆
発させた場合、爆源から３００ｍの位置では衝撃波はま
だ完全に減衰しきらず、衝撃波と音波が混在した状態と
なっており、体に強い圧力波を感じるのが普通であるが
、本発明の爆発作業装置を使用することにより、爆風は
よく減衰され６４ｄＢの騒音レベルを持つ音波へと移行
しており、騒音の減衰効果が大きいことがわかる。

表　　１ 注１） 注２） 爆風圧はブラストメーターによる測定値爆風圧の（）内
の数値はζ昭和６２年 度矢ロ別（北海道）火薬類の保安技術実験報告書く通産
省立地公害局保安課、工業技術院化学技術研究所　１９
８８年３）月）に記載されている換算距離（爆薬をオー
ブンで爆発させた場合の爆源がらある地点までの距離（
ｍ）を爆薬量（ｋｇ＞の３乗根で除した値）と爆風圧の
関係から推定した値 爆薬の爆発による騒音に関しては、特に法で定狛られて
いないが、特定工場等において発生する騒音について規
制する基準（昭和６１年３月１１日　環境庁告示第１１
号）によれば、第４種区域（主として工業等の用に供さ
れている区域であって、その区域内の住民の生活環境を
悪化させないた約、著しい騒音の発生を防止する必要が
ある区域）における特定工場等（騒音規制法施行令第１
条で定められている）において発生する騒音を規制する
基準の範囲は、その特定工場等の敷地の境界線において
昼間で６５ｄＢ以上７０ｄＢ以下であり、本実施例にお
ける騒音レベルはこの規制基準値の範囲を下回っている
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、大量の爆薬を解放型の爆発室内で爆発
させた場合でも、爆発による騒音を、法に定められた騒
音の規制値以下に抑えることができ、比較的人家に近い
場所で、住民の居住環境を保持しながら大量の爆薬の使
用による作業が可能になった。また、岩盤をくり抜いた
りする必要もなく、ある程度の広さの敷地さえ確保でき
れば建設は容易であり、爆発室の出入口の面積は大きく
、扉も不用であるため、作業性は極めて良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の爆発作業装置の一実施態
様（屈曲の角度９０°）を示す図面であり、第１図は縦
断側面図、第２図は縦断平面図である。第３図は本発明
の爆発作業装置の他の実施態様（屈曲の角度１２０°）
を示す模式図である。 １・・爆発室、２・・鉄筋コンクリート、３・・爆発室
出入口、４・・爆風減衰路、５・・水噴霧装置、Ｇ、７
・・格子戸、８・・作業用架台、９　・爆薬、１０・・
覆土

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）爆薬の爆発による高圧を利用して材料の処理を行
   うに当たり、爆発室の爆風排出口に接続して、屈曲した
   通路からなる爆風減衰路を設け、この爆風減衰路を通し
   て爆風を排出させることを特徴とする爆発作業方法。
2. （２）屈曲した通路がその途中に水の噴霧装置及び／又
   は編目状格子を備えている請求項（１）に記載の爆発作
   業方法。
3. （３）爆発室の爆風排出口に接続して、屈曲した通路か
   らなる爆風減衰路を設けたことを特徴とする解放型の爆
   発作業装置。
4. （４）屈曲した通路がその途中に水の噴霧装置及び／又
   は編目状格子を備えている請求項（３）に記載の爆発作
   業装置。
5. （５）屈曲した通路が表面に凹凸のある内壁によって形
   成されたものである請求項（３）に記載の爆発作業装置
   。