JPH06323799A - 発破工法 - Google Patents
発破工法Info
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- JPH06323799A JPH06323799A JP11076293A JP11076293A JPH06323799A JP H06323799 A JPH06323799 A JP H06323799A JP 11076293 A JP11076293 A JP 11076293A JP 11076293 A JP11076293 A JP 11076293A JP H06323799 A JPH06323799 A JP H06323799A
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- JP
- Japan
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- time
- voltage
- blasting
- circuit
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 発破作業において発生する地盤振動や騒音
を、各装薬孔内の爆薬の起爆時間間隔を制御し干渉させ
ることによって軽減したり、最終破砕面の起爆時間を揃
えることによって平滑に仕上げる。 【構成】 発破器から供給された電気エネルギーを蓄積
する蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積された電気エネル
ギーによって動作開始し、予め設定された遅延時間の後
に点火信号を出力する、遅延時間を変更可能な遅延回路
と、前記遅延回路から出力された点火信号により閉じ
て、前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギーを点火用
抵抗線に通電するスイッチング回路とを具備する電子式
遅延雷管を用い、±1ms以内の誤差の起爆時間間隔で
順次起爆する。
を、各装薬孔内の爆薬の起爆時間間隔を制御し干渉させ
ることによって軽減したり、最終破砕面の起爆時間を揃
えることによって平滑に仕上げる。 【構成】 発破器から供給された電気エネルギーを蓄積
する蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積された電気エネル
ギーによって動作開始し、予め設定された遅延時間の後
に点火信号を出力する、遅延時間を変更可能な遅延回路
と、前記遅延回路から出力された点火信号により閉じ
て、前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギーを点火用
抵抗線に通電するスイッチング回路とを具備する電子式
遅延雷管を用い、±1ms以内の誤差の起爆時間間隔で
順次起爆する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】複数の爆薬を所定の時間精度で起
爆する発破工法に関する。
爆する発破工法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に複数の爆薬を所定の時間精度で起
爆する発破工法は、起爆時間間隔を決定する遅延装置が
燃焼組成物を用いた延時導火線あるいは延時薬から成る
雷管を用いて行われていた。
爆する発破工法は、起爆時間間隔を決定する遅延装置が
燃焼組成物を用いた延時導火線あるいは延時薬から成る
雷管を用いて行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】複数の爆薬を所定の時
間精度で起爆する発破工法では、発破作業において発生
する地盤振動や騒音の低減あるいは発破作業によって発
生する岩石の粒度を小さくたり、最終破砕面の起爆時間
を揃えることによって平滑に仕上げるなどの効果が期待
できた。
間精度で起爆する発破工法では、発破作業において発生
する地盤振動や騒音の低減あるいは発破作業によって発
生する岩石の粒度を小さくたり、最終破砕面の起爆時間
を揃えることによって平滑に仕上げるなどの効果が期待
できた。
【0004】起爆時間間隔を決定する遅延装置が燃焼組
成物を用いた延時導火線あるいは延時薬から成る雷管を
用いて行う発破工法では、例えば電気雷管の場合日本工
業規格JIS K4807−1981(下記表1)にあ
るように基準となる起爆時間が固定化されており、かつ
起爆時間の精度が、基準となる起爆時間に対して約10
%〜20%であり、起爆時間が長くなるほど正確な起爆
時間間隔を得ることが困難であったため、発破設計に限
界があった。
成物を用いた延時導火線あるいは延時薬から成る雷管を
用いて行う発破工法では、例えば電気雷管の場合日本工
業規格JIS K4807−1981(下記表1)にあ
るように基準となる起爆時間が固定化されており、かつ
起爆時間の精度が、基準となる起爆時間に対して約10
%〜20%であり、起爆時間が長くなるほど正確な起爆
時間間隔を得ることが困難であったため、発破設計に限
界があった。
【0005】
【表1】
【0006】また、起爆時間精度の高い電子式遅延雷管
を用いて行う発破工法として特開昭62−261900
号あるいは特開平1−285800号が提案されてい
る。
を用いて行う発破工法として特開昭62−261900
号あるいは特開平1−285800号が提案されてい
る。
【0007】しかしながら、前記の技術においてこれら
の発破効果を得るために必要な爆薬の起爆時間間隔の精
度が明確でなかった。
の発破効果を得るために必要な爆薬の起爆時間間隔の精
度が明確でなかった。
【0008】従って本発明は、複数の爆薬を所定の時間
間隔で起爆する発破工法において、爆薬の起爆時間間隔
の精度を明らかにし、該起爆時間間隔の精度を満たす所
定の時間間隔で順次起爆させ、発破効果を向上させる発
破工法を提供することを目的とする。
間隔で起爆する発破工法において、爆薬の起爆時間間隔
の精度を明らかにし、該起爆時間間隔の精度を満たす所
定の時間間隔で順次起爆させ、発破効果を向上させる発
破工法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明において、上記目
的を達成するために、発破器から供給された電気エネル
ギーを蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積された
電気エネルギーによって動作開始し、予め設定された遅
延時間の後に点火信号を出力する、遅延時間を変更可能
な遅延回路と、前記遅延回路から出力された点火信号に
より閉じて、前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギー
を点火用抵抗線に通電するスイッチング回路とを具備す
る電子式遅延雷管を用い、±1ms以内の誤差の起爆時
間間隔で順次起爆することを特徴とする。
的を達成するために、発破器から供給された電気エネル
ギーを蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積された
電気エネルギーによって動作開始し、予め設定された遅
延時間の後に点火信号を出力する、遅延時間を変更可能
な遅延回路と、前記遅延回路から出力された点火信号に
より閉じて、前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギー
を点火用抵抗線に通電するスイッチング回路とを具備す
る電子式遅延雷管を用い、±1ms以内の誤差の起爆時
間間隔で順次起爆することを特徴とする。
【0010】好ましくは、上記目的を達成するために、
前記遅延回路は、前記蓄積手段に充電された電気エネル
ギーによって動作開始して、クロックパルスを発振する
発振手段と、計数値が変更設定可能であり、10ms以
内のリセット時間の後に前記発振手段の出力するクロッ
クパルスを計数する計数手段と、前記計数手段が予め設
定された計数値だけ前記クロックパルスを計数したとき
に、前記点火信号を出力する出力手段と、前記リセット
時間内に前記クロックパルスの周波数が前記発振手段の
固有周波数に到達するように当該発振手段を過励振する
手段とを有することを特徴とする。
前記遅延回路は、前記蓄積手段に充電された電気エネル
ギーによって動作開始して、クロックパルスを発振する
発振手段と、計数値が変更設定可能であり、10ms以
内のリセット時間の後に前記発振手段の出力するクロッ
クパルスを計数する計数手段と、前記計数手段が予め設
定された計数値だけ前記クロックパルスを計数したとき
に、前記点火信号を出力する出力手段と、前記リセット
時間内に前記クロックパルスの周波数が前記発振手段の
固有周波数に到達するように当該発振手段を過励振する
手段とを有することを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明によれば、起爆時間間隔が±1ms以内
の精度でかつ任意の起爆時間間隔で起爆される電子式遅
延雷管を用いて起爆できるので、発破する地盤あるいは
岩盤の性質に適合した制御発破が可能となる。
の精度でかつ任意の起爆時間間隔で起爆される電子式遅
延雷管を用いて起爆できるので、発破する地盤あるいは
岩盤の性質に適合した制御発破が可能となる。
【0012】本発明の発破工法に用いる好ましい電子式
遅延雷管は、発振手段の出力周波数が、過励振によって
極めて短時間で定常周波数に達し、該発振手段の出力周
波数が定常状態に入った後に計数手段がカウントを開始
するので、高精度かつ高信頼性の遅延時間が得られる。
遅延雷管は、発振手段の出力周波数が、過励振によって
極めて短時間で定常周波数に達し、該発振手段の出力周
波数が定常状態に入った後に計数手段がカウントを開始
するので、高精度かつ高信頼性の遅延時間が得られる。
【0013】その結果、雷管に点火する遅延時間の精度
が改善され、起爆時間間隔を最小1msで設定可能とな
るよう構成しても対応できる。
が改善され、起爆時間間隔を最小1msで設定可能とな
るよう構成しても対応できる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【0015】図1に本発明に用いる電子式遅延雷管の一
実施例を示す。
実施例を示す。
【0016】同図において、入力端子11および12
は、リード線6を介して図1の電気式発破器1に接続さ
れている。抵抗13および整流器14が、入力端子11
および12の間に接続されている。コンデンサ15と抵
抗16が、整流器14の出力端子の間に並列に接続され
ている。抵抗13は、発破現場においてしばしば起こる
迷走電流が、雷管を発火させるような電圧までコンデン
サ15を充電するのを防止する。さらに、抵抗13は、
多段発破システムにおいて、複数の雷管を直列に接続し
た場合、各整流器14にほぼ等しい電圧がかかるように
する分圧器の役目をする。整流器14は、コンデンサ1
5を端子11および12に供給される入力電圧の極性に
関係なく、一方向に充電することを可能にする。本実施
例において、抵抗13の抵抗値は15Ωであり、コンデ
ンサ15の容量は1,000マイクロファラドである。
この場合、コンデンサ15は、電気式発破器1から供給
される電気エネルギによって、5〜10msで15Vの
最大電圧まで充電される。
は、リード線6を介して図1の電気式発破器1に接続さ
れている。抵抗13および整流器14が、入力端子11
および12の間に接続されている。コンデンサ15と抵
抗16が、整流器14の出力端子の間に並列に接続され
ている。抵抗13は、発破現場においてしばしば起こる
迷走電流が、雷管を発火させるような電圧までコンデン
サ15を充電するのを防止する。さらに、抵抗13は、
多段発破システムにおいて、複数の雷管を直列に接続し
た場合、各整流器14にほぼ等しい電圧がかかるように
する分圧器の役目をする。整流器14は、コンデンサ1
5を端子11および12に供給される入力電圧の極性に
関係なく、一方向に充電することを可能にする。本実施
例において、抵抗13の抵抗値は15Ωであり、コンデ
ンサ15の容量は1,000マイクロファラドである。
この場合、コンデンサ15は、電気式発破器1から供給
される電気エネルギによって、5〜10msで15Vの
最大電圧まで充電される。
【0017】サイリスタ(スイッチング素子)17およ
び点火抵抗18の直列回路が、コンデンサの両端に接続
されている。さらに、定電圧回路19の入力端子が、コ
ンデンサ15の両端に接続されている。コンデンサ20
および抵抗21とコンデンサ22の直列回路が、定電圧
回路19の出力端子間に並列に接続されている。抵抗2
1とコンデンサ22が、カウンタリセット時間回路23
を構成している。さらに、デジタルタイマ30が、定電
圧回路19の出力端子に接続されている。
び点火抵抗18の直列回路が、コンデンサの両端に接続
されている。さらに、定電圧回路19の入力端子が、コ
ンデンサ15の両端に接続されている。コンデンサ20
および抵抗21とコンデンサ22の直列回路が、定電圧
回路19の出力端子間に並列に接続されている。抵抗2
1とコンデンサ22が、カウンタリセット時間回路23
を構成している。さらに、デジタルタイマ30が、定電
圧回路19の出力端子に接続されている。
【0018】デジタルタイマ30は、リセット回路4
0,雷管に点火する遅延時間をカウントする主カウンタ
50,主カウンタの初期値を予め設定するプリセット回
路60,発振器90が極めて短時間で定常状態に入るよ
うに発振器90を過励振する過励振回路70で構成され
ている。
0,雷管に点火する遅延時間をカウントする主カウンタ
50,主カウンタの初期値を予め設定するプリセット回
路60,発振器90が極めて短時間で定常状態に入るよ
うに発振器90を過励振する過励振回路70で構成され
ている。
【0019】リセット回路40は、比較器42と、抵抗
44および46からなる分圧器とで構成されている。比
較器42の反転入力端子は、抵抗21とコンデンサ22
の接続点に接続されており、比較器42の非反転入力端
子は、抵抗44および46の接続点に接続されている。
したがって、比較器42の出力は、抵抗21とコンデン
サ22の時定数で定義される予め定められた時間T1の
後に、ハイレベルからローレベルに変化する。この所定
時間T1は、本発明のカウンタリセット時間に相当す
る、たとえば5msに規定される。
44および46からなる分圧器とで構成されている。比
較器42の反転入力端子は、抵抗21とコンデンサ22
の接続点に接続されており、比較器42の非反転入力端
子は、抵抗44および46の接続点に接続されている。
したがって、比較器42の出力は、抵抗21とコンデン
サ22の時定数で定義される予め定められた時間T1の
後に、ハイレベルからローレベルに変化する。この所定
時間T1は、本発明のカウンタリセット時間に相当す
る、たとえば5msに規定される。
【0020】主カウンタ50は、分周器52からパルス
列が供給される13ビットプリセット型カウンタであ
る。分周器52は、12ビット分周器である。すなわ
ち、分周器52の出力周波数は、発振器90から供給さ
れるクロックパルス列Seの周波数の1/4096であ
る。
列が供給される13ビットプリセット型カウンタであ
る。分周器52は、12ビット分周器である。すなわ
ち、分周器52の出力周波数は、発振器90から供給さ
れるクロックパルス列Seの周波数の1/4096であ
る。
【0021】主カウンタ50は、主カウンタ50の初期
値を予め設定するプリセット回路60に接続されてい
る。プリセット回路60は、フリップフロップ56によ
って駆動される。このフリップフロップ56は、信号S
Rの立上がりでリセットされる。一方、主カウンタ50
および分周器52は、信号SRの立ち下がりでリセット
される。
値を予め設定するプリセット回路60に接続されてい
る。プリセット回路60は、フリップフロップ56によ
って駆動される。このフリップフロップ56は、信号S
Rの立上がりでリセットされる。一方、主カウンタ50
および分周器52は、信号SRの立ち下がりでリセット
される。
【0022】図2(a)は複数のスイッチング回路62
で構成されるプリセット回路60を示す。各スイッチン
グ回路62は、抵抗67を介して直列に接続されたp−
チャンネルFET64とn−チャンネルFET66とで
構成されている。二つのFETのゲートはフリップフロ
ップ56のQ出力に接続されている。フリップフロップ
56がセット状態の時、すなわち、ゲート電圧がしきい
値電圧より高い場合、p−チャンネルFET64はオフ
となり、n−チャンネルFETは導通状態となる。した
がって、各スイッチング回路62の出力レベルはロー
で、主カウンタ50のプリセット値は変らない。逆に、
フリップフロップ56がリセット状態の時、すなわち、
ゲート電圧がしきい値電圧より低い場合、p−チャンネ
ルFET64は導通され、n−チャンネルFET66は
カットオフされる。この場合、各スイッチング回路62
の出力レベルは、時間セットライン68−1,68−
2,...68−mの状態で決まる。時間セットライン
68−jが接地されている場合は、スイッチング回路6
2の出力レベルはローであるが、時間セットライン68
−jが開の時はハイとなる。
で構成されるプリセット回路60を示す。各スイッチン
グ回路62は、抵抗67を介して直列に接続されたp−
チャンネルFET64とn−チャンネルFET66とで
構成されている。二つのFETのゲートはフリップフロ
ップ56のQ出力に接続されている。フリップフロップ
56がセット状態の時、すなわち、ゲート電圧がしきい
値電圧より高い場合、p−チャンネルFET64はオフ
となり、n−チャンネルFETは導通状態となる。した
がって、各スイッチング回路62の出力レベルはロー
で、主カウンタ50のプリセット値は変らない。逆に、
フリップフロップ56がリセット状態の時、すなわち、
ゲート電圧がしきい値電圧より低い場合、p−チャンネ
ルFET64は導通され、n−チャンネルFET66は
カットオフされる。この場合、各スイッチング回路62
の出力レベルは、時間セットライン68−1,68−
2,...68−mの状態で決まる。時間セットライン
68−jが接地されている場合は、スイッチング回路6
2の出力レベルはローであるが、時間セットライン68
−jが開の時はハイとなる。
【0023】図1において、主カウンタ50の出力はフ
リップフロップ58に供給され、信号SRの立上がりで
予めリセットされていたフリップフロップ58をセット
する。フリップフロップ58がセットされると、サイリ
スタ17がトリガされてオンとなる。すなわち、遅延回
路が消費した後にコンデンサ15に残っているすべての
電気エネルギが、点火抵抗18に供給され、雷管が爆発
する。
リップフロップ58に供給され、信号SRの立上がりで
予めリセットされていたフリップフロップ58をセット
する。フリップフロップ58がセットされると、サイリ
スタ17がトリガされてオンとなる。すなわち、遅延回
路が消費した後にコンデンサ15に残っているすべての
電気エネルギが、点火抵抗18に供給され、雷管が爆発
する。
【0024】過励振回路70は、補助カウンタ72、フ
リップフロップ74−1,74−2,...74−n、
クロックドインバータ76−1,76−2,...76
−n、およびインバータ78で構成されている。カウン
タ72は1μs間隔で信号R1,R2...Rnを出力
し、これをフリップフロップ74−1,74−
2,...74−nのリセット端子にそれぞれ供給す
る。フリップフロップ74−1,74−2,...74
−nは信号SRの立上がりで同時にセットされ、信号R
1,R2,...Rnによって順次リセットされる。フ
リップフロップ74−i(i=1,2,...,n)の
出力端子は、クロックドインバータ76−iの制御端子
に接続されている。過励振回路そのものは、特開平5−
200009の図9に開示されているように、電子回路
の分野で知られている。
リップフロップ74−1,74−2,...74−n、
クロックドインバータ76−1,76−2,...76
−n、およびインバータ78で構成されている。カウン
タ72は1μs間隔で信号R1,R2...Rnを出力
し、これをフリップフロップ74−1,74−
2,...74−nのリセット端子にそれぞれ供給す
る。フリップフロップ74−1,74−2,...74
−nは信号SRの立上がりで同時にセットされ、信号R
1,R2,...Rnによって順次リセットされる。フ
リップフロップ74−i(i=1,2,...,n)の
出力端子は、クロックドインバータ76−iの制御端子
に接続されている。過励振回路そのものは、特開平5−
200009の図9に開示されているように、電子回路
の分野で知られている。
【0025】図2(b)はクロックドインバータ76−
iの回路図である。このクロックドインバータ76−i
の制御端子83および84は、フリップフロップ74−
iの出力端子に接続されている。クロックドインバータ
76−iの入力端子81および出力端子82は、発振器
90に接続されている。制御端子83にハイレベル信号
が印加され制御端子84にローレベル信号が印加される
と、クロックドインバータはインバータとして動作す
る。一方、制御端子83にローレベル信号が印加され制
御端子84にハイレベル信号が印加されると、クロック
ドインバータは発振器90から電気的に切り離される。
iの回路図である。このクロックドインバータ76−i
の制御端子83および84は、フリップフロップ74−
iの出力端子に接続されている。クロックドインバータ
76−iの入力端子81および出力端子82は、発振器
90に接続されている。制御端子83にハイレベル信号
が印加され制御端子84にローレベル信号が印加される
と、クロックドインバータはインバータとして動作す
る。一方、制御端子83にローレベル信号が印加され制
御端子84にハイレベル信号が印加されると、クロック
ドインバータは発振器90から電気的に切り離される。
【0026】発振器90は、水晶発振子92、上記水晶
発振子92と並列に接続されたフィードバック抵抗9
4、上記水晶発振子92と接地の間に接続されたコンデ
ンサ96および98で構成されている。上記水晶発振子
の周波数は、好ましくは1MHzから16MHzの範囲
である。周波数が低すぎると、発振の立上がり時間が長
くなる。その結果、カウンタリセット時間T1が増加
し、遅延時間の精度に悪影響がある。周波数が高すぎる
と、電力消費に増加する。その結果、コンデンサ15が
雷管を爆発させるのに十分な電気エネルギを供給できな
い。
発振子92と並列に接続されたフィードバック抵抗9
4、上記水晶発振子92と接地の間に接続されたコンデ
ンサ96および98で構成されている。上記水晶発振子
の周波数は、好ましくは1MHzから16MHzの範囲
である。周波数が低すぎると、発振の立上がり時間が長
くなる。その結果、カウンタリセット時間T1が増加
し、遅延時間の精度に悪影響がある。周波数が高すぎる
と、電力消費に増加する。その結果、コンデンサ15が
雷管を爆発させるのに十分な電気エネルギを供給できな
い。
【0027】次に、図1の遅延回路の動作を、図3を参
照して説明する。
照して説明する。
【0028】図3は遅延回路の各部の波形を示す。
【0029】時刻t0に電気式発破器1から電圧Saが
入力端子11および12に印加される。電圧Saによっ
て与えられた電気エネルギは、コンデンサ15に蓄えら
れ、コンデンサ15の電圧Sbが急速に増加する。定電
圧回路19は、電圧Saの印加の直後(数マイクロ秒)
の時刻t1に作動を開始し、定電圧Sc(たとえば3.
3V)を出力する。
入力端子11および12に印加される。電圧Saによっ
て与えられた電気エネルギは、コンデンサ15に蓄えら
れ、コンデンサ15の電圧Sbが急速に増加する。定電
圧回路19は、電圧Saの印加の直後(数マイクロ秒)
の時刻t1に作動を開始し、定電圧Sc(たとえば3.
3V)を出力する。
【0030】定電圧Scは抵抗21を介してコンデンサ
22に印加され、コンデンサ22の電圧Sdが次第に増
加する。電圧Sdは時刻t2に抵抗44および46より
成る分圧器によって決まる電圧を越えると、比較器42
の出力レベルがハイからローに変化し、この変化が信号
SRの立ち下がりを作る。すなわち、時刻t1の後に時
間間隔T1(本実施例では約5ms)が経過した時に、
信号SRの立ち下がりが生成する。信号SRは、時刻t
1におけるその立上がりで、フリップフロップ74−1
〜74−nをセットし、フリップフロップ56および5
8をリセットする。一方、信号SRは、時刻t2におけ
るその立ち下がりで、主カウンタ50,分周器52およ
びカウンタ72をリセットする。
22に印加され、コンデンサ22の電圧Sdが次第に増
加する。電圧Sdは時刻t2に抵抗44および46より
成る分圧器によって決まる電圧を越えると、比較器42
の出力レベルがハイからローに変化し、この変化が信号
SRの立ち下がりを作る。すなわち、時刻t1の後に時
間間隔T1(本実施例では約5ms)が経過した時に、
信号SRの立ち下がりが生成する。信号SRは、時刻t
1におけるその立上がりで、フリップフロップ74−1
〜74−nをセットし、フリップフロップ56および5
8をリセットする。一方、信号SRは、時刻t2におけ
るその立ち下がりで、主カウンタ50,分周器52およ
びカウンタ72をリセットする。
【0031】時間間隔T1の間に、水晶発振子92は、
クロックドインバータ76−1〜76−nおよびインバ
ータ78によって過励振され、定常状態に入る。すなわ
ち、水晶発振子92から出力されるパルス列の周波数
が、時間間隔T1の間に安定化する。
クロックドインバータ76−1〜76−nおよびインバ
ータ78によって過励振され、定常状態に入る。すなわ
ち、水晶発振子92から出力されるパルス列の周波数
が、時間間隔T1の間に安定化する。
【0032】時刻t2に、分周器52が作動を開始し、
間隔が1msのパルスから成るパルス列Sfを出力す
る。同時に、カウンタ72が水晶発振器90から供給さ
れるクロックパルスのカウントを開始し、1μs間隔毎
に信号R1〜Rnを発生する。信号R1は、時刻t2か
ら1μs後の時刻t3にフリップフロップ56をセット
し、フリップフロップ74−1をリセットする。したが
って、プリセット回路60に印加される信号Sgが時刻
t3に立上がり、プリセット回路60を定電圧回路19
から切り離す。これによって、遅延回路による電力消費
が低減する。
間隔が1msのパルスから成るパルス列Sfを出力す
る。同時に、カウンタ72が水晶発振器90から供給さ
れるクロックパルスのカウントを開始し、1μs間隔毎
に信号R1〜Rnを発生する。信号R1は、時刻t2か
ら1μs後の時刻t3にフリップフロップ56をセット
し、フリップフロップ74−1をリセットする。したが
って、プリセット回路60に印加される信号Sgが時刻
t3に立上がり、プリセット回路60を定電圧回路19
から切り離す。これによって、遅延回路による電力消費
が低減する。
【0033】時刻t3の後に、フリップフロップ74−
1〜74−nが信号Sh(=R1,R2,...Rn)
によって、T2間隔毎(1μs)に順次リセットされ
る。したがって、クロックドインバータ76−1〜76
−nが発振器90から順次カットオフされる。すなわ
ち、発振器90の過励振が信号Shによって次第に解除
される。その結果、水晶発振器90に供給される電流S
iは、過励振開始時にクロックドインバータ76および
インバータ78から供給されていた20mAから、0.
2mAに次第に変化し、これが定常励振の間、インバー
タ78によって供給される。
1〜74−nが信号Sh(=R1,R2,...Rn)
によって、T2間隔毎(1μs)に順次リセットされ
る。したがって、クロックドインバータ76−1〜76
−nが発振器90から順次カットオフされる。すなわ
ち、発振器90の過励振が信号Shによって次第に解除
される。その結果、水晶発振器90に供給される電流S
iは、過励振開始時にクロックドインバータ76および
インバータ78から供給されていた20mAから、0.
2mAに次第に変化し、これが定常励振の間、インバー
タ78によって供給される。
【0034】水晶発振子92は発振の初期段階ではかな
り大きい電力を消費し、発振が定常状態に近付くにつれ
てその電力消費を自動的に減少する。したがって、定電
圧で駆動されているクロックドインバータによる水晶発
振子の過励振は、発振子の熱損傷を起こさず、発振を極
めて短時間に定常状態に導く。
り大きい電力を消費し、発振が定常状態に近付くにつれ
てその電力消費を自動的に減少する。したがって、定電
圧で駆動されているクロックドインバータによる水晶発
振子の過励振は、発振子の熱損傷を起こさず、発振を極
めて短時間に定常状態に導く。
【0035】水晶発振子のこの特徴を利用することによ
り、クロックドインバータ76およびインバータ78
を、水晶発振子の過励振を誘起するのに十分な電流を供
給できるインバータで置き換えることができる。この場
合、クロックドインバータ76およびフリップフロップ
74を省略できる。
り、クロックドインバータ76およびインバータ78
を、水晶発振子の過励振を誘起するのに十分な電流を供
給できるインバータで置き換えることができる。この場
合、クロックドインバータ76およびフリップフロップ
74を省略できる。
【0036】主カウンタ50の電流値がプリセット値に
達すると、主カウンタ50はフリップフロップ58をセ
ットする。これはサイリスタ17のトリガ信号Sjを生
成し、電流Skがコンデンサ15から点火抵抗18に供
給される。こうして、雷管が爆発する。
達すると、主カウンタ50はフリップフロップ58をセ
ットする。これはサイリスタ17のトリガ信号Sjを生
成し、電流Skがコンデンサ15から点火抵抗18に供
給される。こうして、雷管が爆発する。
【0037】本実施例に従って製作した電子式遅延雷管
の起爆時間を計測したところ表2に示す結果が得られ、
設定起爆時間間隔に対して±1ms以内の誤差範囲で起
爆が可能であることを確認した。
の起爆時間を計測したところ表2に示す結果が得られ、
設定起爆時間間隔に対して±1ms以内の誤差範囲で起
爆が可能であることを確認した。
【0038】
【表2】
【0039】以下、前記実施例に示す電子式遅延雷管を
用いて実施した発破工法の実施例を具体的に説明する。
用いて実施した発破工法の実施例を具体的に説明する。
【0040】<実施例1>実施例1−1 ベンチ高さ3mの採石場において、孔径50mmφ,孔
長3.0m,孔間隔1.5mでベンチ発破を行った。ま
ず、本発明実施に先立ち爆薬の起爆時間間隔を決定する
ために柱状装薬によりアンホ(AN−FO)爆薬1.5
kg/孔、親ダイとしてカーリット200gに瞬発電気
雷管を装着し、切羽より280m地点の振動波形を測定
した。この波形を基にコンピュータにより線形重ね合わ
せ原理を用いて合成して解析を行った結果、振動が最小
となる起爆時間間隔は27msであった。
長3.0m,孔間隔1.5mでベンチ発破を行った。ま
ず、本発明実施に先立ち爆薬の起爆時間間隔を決定する
ために柱状装薬によりアンホ(AN−FO)爆薬1.5
kg/孔、親ダイとしてカーリット200gに瞬発電気
雷管を装着し、切羽より280m地点の振動波形を測定
した。この波形を基にコンピュータにより線形重ね合わ
せ原理を用いて合成して解析を行った結果、振動が最小
となる起爆時間間隔は27msであった。
【0041】つづいてこの秒時設計結果に基づき、前記
の電子式遅延雷管を装着したカーリット200gを親ダ
イとして、ベンチ孔8孔に前記と同様な装薬を行い、起
爆時間間隔27msで、切羽より170m地点における
発破振動を測定した。この結果を(1)式に基づいて距
離補正計算し、表3に示す。
の電子式遅延雷管を装着したカーリット200gを親ダ
イとして、ベンチ孔8孔に前記と同様な装薬を行い、起
爆時間間隔27msで、切羽より170m地点における
発破振動を測定した。この結果を(1)式に基づいて距
離補正計算し、表3に示す。
【0042】
【数1】 V′=V×(d′/d)-0.7 …(1)式 ただし、V′は、補正振動速度(cm/sec) Vは、振動速度(cm/sec) d′は、補正距離(m) dは、測定距離(m)実施例1−2 さらに実施例1−1で用いたものと同じ起爆時間間隔の
電子式遅延雷管を用い、装薬条件は実施例1−1と同じ
で孔数を15孔にして、実施例1と同じ位置で発破振動
を測定した。この結果を(1)式に基づいて距離補正計
算し、表3に示す。
電子式遅延雷管を用い、装薬条件は実施例1−1と同じ
で孔数を15孔にして、実施例1と同じ位置で発破振動
を測定した。この結果を(1)式に基づいて距離補正計
算し、表3に示す。
【0043】<比較例1>また比較例として、DS(起
爆時間間隔250ms;延時導火線による起爆遅延)電
気雷管を親ダイに装着する以外は実施例1と同様に装薬
し、実施例1と同じ位置で発破振動を測定した。この結
果を(1)式に基づいて距離補正計算し、表3に示す。
爆時間間隔250ms;延時導火線による起爆遅延)電
気雷管を親ダイに装着する以外は実施例1と同様に装薬
し、実施例1と同じ位置で発破振動を測定した。この結
果を(1)式に基づいて距離補正計算し、表3に示す。
【0044】
【表3】
【0045】ただし、軽減率は比較例1の補正振動速度
を基準として計算した結果である。
を基準として計算した結果である。
【0046】実施例1−1,1−2によれば、実験を行
った発破現場における地盤振動軽減のための最適起爆時
間間隔は27msと推定され、これに従って発破を行っ
たところ、推定通り振動値が軽減された。
った発破現場における地盤振動軽減のための最適起爆時
間間隔は27msと推定され、これに従って発破を行っ
たところ、推定通り振動値が軽減された。
【0047】<実施例2>図4に示すような、A鉱山の
標高550m坑口より約1500m入った、細粒花崗岩
の硬質岩盤で地山弾性波速度が6000m/s前後の小
断面トンネルTにてスムーズブラスティング発破を実施
した。
標高550m坑口より約1500m入った、細粒花崗岩
の硬質岩盤で地山弾性波速度が6000m/s前後の小
断面トンネルTにてスムーズブラスティング発破を実施
した。
【0048】発破パターンは図5に示す通りであり、最
外周発破孔は、スムースブラスティング爆薬を用い、さ
らに、切羽に向かって左側の発破孔にDS電気雷管、右
側の発破孔に本発明にかかる高秒時精度の電子式遅延電
気雷管(遅延時間2300ms±1ms)を用いた。他
の各段には全てDS電気雷管を用いた。ただし、内側の
口内の数字1〜10で示したものは前記と同じ電子式遅
延電気雷管であって、同数字は段数を示し、発破開始か
ら100ms後、つづいて各々100ms経過毎に起爆
した。
外周発破孔は、スムースブラスティング爆薬を用い、さ
らに、切羽に向かって左側の発破孔にDS電気雷管、右
側の発破孔に本発明にかかる高秒時精度の電子式遅延電
気雷管(遅延時間2300ms±1ms)を用いた。他
の各段には全てDS電気雷管を用いた。ただし、内側の
口内の数字1〜10で示したものは前記と同じ電子式遅
延電気雷管であって、同数字は段数を示し、発破開始か
ら100ms後、つづいて各々100ms経過毎に起爆
した。
【0049】この2種類の雷管を用いたスムースブラス
ティング工法による地山の損傷領域を調査するため、図
4および図6に示すような、Line−A(電子式遅延
電気雷管側)と、Line−B(DS電気雷管側)の2
測線上にセンサS1 〜Sn を設置し、弾性波探査を行
い、損傷領域を測定した。
ティング工法による地山の損傷領域を調査するため、図
4および図6に示すような、Line−A(電子式遅延
電気雷管側)と、Line−B(DS電気雷管側)の2
測線上にセンサS1 〜Sn を設置し、弾性波探査を行
い、損傷領域を測定した。
【0050】上記の弾性波探査により得られたLine
−A(電子式遅延電気雷管側)の走時曲線を図7(a)
に、Line−B(DS電気雷管側)の走時曲線を図7
(b)に各々示す。
−A(電子式遅延電気雷管側)の走時曲線を図7(a)
に、Line−B(DS電気雷管側)の走時曲線を図7
(b)に各々示す。
【0051】両図において、図6に示す打撃点(Sho
t point)から距離2m地点の走時をみると、L
ine−Aでは約0.4ms、Line−Bでは約0.
8msであり、Line−B側の方がLine−A側に
比べて到達時間がかなり遅く、この分の岩盤の損傷が進
んでいるものと考えられる。
t point)から距離2m地点の走時をみると、L
ine−Aでは約0.4ms、Line−Bでは約0.
8msであり、Line−B側の方がLine−A側に
比べて到達時間がかなり遅く、この分の岩盤の損傷が進
んでいるものと考えられる。
【0052】また、トンネルTの周辺の損傷領域は層構
造をなし、下層になるにしたがい弾性波速度が大きいと
仮定し、表層除去法を行った結果を、図8(a)および
(b)に示す。
造をなし、下層になるにしたがい弾性波速度が大きいと
仮定し、表層除去法を行った結果を、図8(a)および
(b)に示す。
【0053】なお、走時曲線より、Line−A側を2
層構造、Line−B側を3層構造として計算した。こ
れによると、Line−A側の表層(第1層)は、その
厚みが最大100mm程度で、弾性波速度V1 が178
0m/sであるのに対し、Line−B側の表層(第1
層)は最大250mm程度の厚みで弾性波速度V1 が1
040m/sであり、Line−B側の方がLine−
A側に比較し損傷層が厚いことがわかる。
層構造、Line−B側を3層構造として計算した。こ
れによると、Line−A側の表層(第1層)は、その
厚みが最大100mm程度で、弾性波速度V1 が178
0m/sであるのに対し、Line−B側の表層(第1
層)は最大250mm程度の厚みで弾性波速度V1 が1
040m/sであり、Line−B側の方がLine−
A側に比較し損傷層が厚いことがわかる。
【0054】また、Line−B側は、さらに弾性波速
度V2 が4560m/sの第2層(中間層)の岩盤が1
m前後の厚さで存在しており、Line−A側に比べて
かなりの損傷を受けていることがわかる。Line−B
側の最大1m前後の岩盤の痛みに対して、Line−A
側は上述のように最大100mm程度であり、格別の効
果の差異が確認された。以上の結果を表4に示す。
度V2 が4560m/sの第2層(中間層)の岩盤が1
m前後の厚さで存在しており、Line−A側に比べて
かなりの損傷を受けていることがわかる。Line−B
側の最大1m前後の岩盤の痛みに対して、Line−A
側は上述のように最大100mm程度であり、格別の効
果の差異が確認された。以上の結果を表4に示す。
【0055】<実施例3>実施例2と同一トンネル現場
で、3000m/s程度の弾性波速度のクラッキーな岩
盤を選択し、他の条件を同じとして同工法を使用した結
果、Line−B側の最大1400mm前後の岩盤の痛
みに対して、Line−A側は最大250mm程度であ
り、岩盤の質が変化しても顕著な効果が出ることを確認
した。この結果を表4に示す。なお、痛み軽減率は {(LineB−LineA)/LineB}×100
(%) で表した。
で、3000m/s程度の弾性波速度のクラッキーな岩
盤を選択し、他の条件を同じとして同工法を使用した結
果、Line−B側の最大1400mm前後の岩盤の痛
みに対して、Line−A側は最大250mm程度であ
り、岩盤の質が変化しても顕著な効果が出ることを確認
した。この結果を表4に示す。なお、痛み軽減率は {(LineB−LineA)/LineB}×100
(%) で表した。
【0056】
【表4】
【0057】
【発明の効果】本発明の発破工法によれば、発破作業に
おいて発生する地盤振動や騒音を、各装薬孔内の爆薬の
起爆時間間隔を制御し干渉させることによって軽減した
り、最終破砕面の起爆時間を揃えることによって平滑に
仕上げる発破工法などにおいて、著しい発破効果が得ら
れる。
おいて発生する地盤振動や騒音を、各装薬孔内の爆薬の
起爆時間間隔を制御し干渉させることによって軽減した
り、最終破砕面の起爆時間を揃えることによって平滑に
仕上げる発破工法などにおいて、著しい発破効果が得ら
れる。
【図1】本発明に係る点火素子用の電子式遅延回路の一
実施例を示すブロック図である。
実施例を示すブロック図である。
【図2】(a)は図1のプリセット回路を示す回路図、
(b)は図1のクロックドインバータを示す回路図であ
る。
(b)は図1のクロックドインバータを示す回路図であ
る。
【図3】図1の各部の波形を示す図である。
【図4】実験現場の位置関係を示した断面図である。
【図5】この発明をトンネルスムースブラスティング工
法に適用した場合の発破孔配置を示す断面図である。
法に適用した場合の発破孔配置を示す断面図である。
【図6】発破後に地山の損傷領域をセンサを使用し、弾
性波探査を行った時の測線とセンサの位置関係を示す断
面図である。
性波探査を行った時の測線とセンサの位置関係を示す断
面図である。
【図7】弾性波探査により得られた走時曲線を示すグラ
フである。
フである。
【図8】図7の結果から、表層除去法により求めた結果
を示すグラフである。
を示すグラフである。
1 電気発破器 6 リード線 11,12 入力端子 13 抵抗 14 整流器 15 コンデンサ 17 サイリスタ 18 点火抵抗 19 定電圧回路 20,22 コンデンサ 21 抵抗 23 カウンタリセット時間回路 30 デジタルタイマ 40 リセット回路 42 比較器 44,46 分圧抵抗 50 主カウンタ 52 分周期 56,58 フリップフロップ 60 プリセット回路 62 スイッチング回路 64 p−チャンネルFET 66 n−チャンネルFET 67 抵抗 68−1〜68−m 時間セットライン 70 過励振回路 72 補助カウンタ 74−1〜74−n フリップフロップ 76−1〜76−n クロックドインバータ 81 クロックドインバータの入力端子 82 クロックドインバータの出力端子 83,84 制御端子 90 発振器 92 水晶発振器 94 フィードバック抵抗 96,98 コンデンサ
Claims (2)
- 【請求項1】 発破器から供給された電気エネルギーを
蓄積する蓄積手段と、 前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギーによって動作
開始し、予め設定された遅延時間の後に点火信号を出力
する、遅延時間を変更可能な遅延回路と、 前記遅延回路から出力された点火信号により閉じて、前
記蓄積手段に蓄積された電気エネルギーを点火用抵抗線
に通電するスイッチング回路とを具備する電子式遅延雷
管を用い、 ±1ms以内の誤差の起爆時間間隔で順次起爆すること
を特徴とする発破工法。 - 【請求項2】 前記遅延回路は、前記蓄積手段に充電さ
れた電気エネルギーによって動作開始して、クロックパ
ルスを発振する発振手段と、計数値が変更設定可能であ
り、10ms以内のリセット時間の後に前記発振手段の
出力するクロックパルスを計数する計数手段と、前記計
数手段が予め設定された計数値だけ前記クロックパルス
を計数したときに、前記点火信号を出力する出力手段
と、前記リセット時間内に前記クロックパルスの周波数
が前記発振手段の固有周波数に到達するように当該発振
する手段を過励振する手段とを有することを特徴とする
請求項1に記載の発破工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11076293A JPH06323799A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 発破工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11076293A JPH06323799A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 発破工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323799A true JPH06323799A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14543932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11076293A Pending JPH06323799A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 発破工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06323799A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100665878B1 (ko) * | 2005-10-27 | 2007-01-09 | 에스케이건설 주식회사 | 전자뇌관의 최적 지연초시 결정을 통한 저진동저소음발파패턴 설계방법 |
| JP2013092274A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Kayaku Japan Co Ltd | 制御発破システム |
| CN119820067A (zh) * | 2025-03-17 | 2025-04-15 | 大连六一九化工有限公司 | 一种爆炸焊接的均匀性控制方法 |
-
1993
- 1993-05-12 JP JP11076293A patent/JPH06323799A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100665878B1 (ko) * | 2005-10-27 | 2007-01-09 | 에스케이건설 주식회사 | 전자뇌관의 최적 지연초시 결정을 통한 저진동저소음발파패턴 설계방법 |
| JP2013092274A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Kayaku Japan Co Ltd | 制御発破システム |
| CN119820067A (zh) * | 2025-03-17 | 2025-04-15 | 大连六一九化工有限公司 | 一种爆炸焊接的均匀性控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011130 |