JPH06501755A - 岩石内に孔を穿孔する方法 - 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】 岩石内に孔を穿孔する方法 技術分野 本発明は、所望の形状のブロックを画成するために削岩機を用いて所定の計画に 従って岩石内に孔を穿孔する方法であって、前記削岩機が、キャリヤと、前記キ ャリヤに対して回転可能に取り付けられたブームと、前記ブームの端部に取り付 けられた送りビームと、削岩中に送りビームに沿って移動するように配設された 穿孔機と、前記キャリヤに対する前記送りビームとブームの位置を指示するため のセンサと、前記センサにより測定された値に基づいてドリルビットの位置と穿 孔方向を計算する制御装置とを備えた方法に関する。

背景技術 露天掘りで更なる加工のために孔を穿孔する目的は、岩石内で所定方向に一列に 孔を穿孔することにより所定の寸法の矩形のブロックとして岩石を画成し、その 後爆破により岩石をこの列に沿って切り出すことにある。今日、そうした孔の列 は、１個以上の穿孔機を備えた長尺のフレーム構造を有する所謂ライン削岩機を 用いて穿孔される。穿孔機は、穿孔された孔が常に直線状になるように、フレー ム構造又はラインビームの長手方向に移動する。

この種の装置は重く機械的に取扱いが難しい。また、それを穿孔現場内の所定の 位置に移動させるために重い昇降プラットホーム又は搬送手段が必要となる。更 に、所望の孔のラインを得るために削岩機を芯合わせすることは困難で面倒な作 業であり、所望の孔の面内での穿孔機の芯合わせは、難しい作業である。加えて 、現存の削岩機の機構と構造は、孔の列又は個々の孔のいずれを穿孔するかによ り異なる。

発明の開示 本発明の目的は、穿孔に際して位置決めと芯合わせか容易な軽量の装置を用いて 、列内の孔と個々の孔の両方或いは孔場を容易且つ単純に穿孔することかできる 方法を提供することである。本発明に係る方法は、孔の列の一方の端部に位置す る孔の開始点に前記ドリルピッ）・を位置決めし、前記ドリルビットの位置に基 づいて制御装置のメモリ内に孔の開始点を格納し、前記ドリルビットを孔の列の 最後の孔の開始点まで移動させ、前記ドリルビットの位置に基づいて制御装置の メモリ内に前記最後の孔の開始点を格納し、更に、少なくとも前記孔の方向及び 数或いは２つの隣接した孔の間隔等のパラメータを前記制御装置内に設定するこ とにより孔の列の穿孔を行い、そｉ］により、前記制御装置内の計算手段か答礼 の開始点の位置を計算すると共に穿孔パラメータを用いてキャリヤに対する孔の 全ての位置を計算し、その後、削岩機か、計算された位置値と予め設定されたパ ラメータに基づいて自動的に孔を穿孔することを特徴とする。

本発明の基本概念は、削岩機のブームと送り装置を回転することにより、穿孔す べき孔の列の端部に位置する孔にトリルビットか位置決めされるように、孔の列 又はパターンを決定すると共に、ドリルビットが孔に位置するとき削岩機のキャ リヤに対する答礼の位置をドリルビットの位置に基づいて決定した後、穿孔すべ き孔の方向及び深さと答礼の間隔、或いは列内の孔の数を付与し、更に自動制御 装置がブーム及び送りビームの方向及び穿孔深さを計算し、所与の計画に従って 孔を穿孔することにある。かくして、例えば、横方向にも長手方向にも所定の間 隔を有する孔の場は、場のコーナ部に位置すべき孔にドリルビットを位置決めし 、それらの位置を決定し、次にドリルビットにより穿孔すべき個々の孔の位置を 同様に別個に決定することにより、決定することができる。

その後、所与の孔の方向及び穿孔深さに応じて、全ての孔を穿孔する。　本発明 に係る方法の利点は、穿孔機と孔の正確な芯合わせを要せず、穿孔機はドリルビ ットを穿孔すべき孔に案内するだけである。一方、削岩機は、所与のパラメータ に基づいて、他の必要な値を計算して穿孔を実行する。更なる利点は、直線列内 の孔の穿孔が、使用か困難な別個のフレーム構造を要しないこと、及び所望の態 様で直線穿孔を行うように案内されるブームを存する軽量のキャリヤを用いて穿 孔を実行し得ることである。送りビームの方向の制御及び穿孔工程の調整は、本 出願と同時に平行出願された案内及び制御手段を有する装置を用いて、特に容易 且つ正確に行うことかできる。

この平行出願において、装置の案内は、ある方法で案内及び制御回路を互いに独 立な２つの部分に分割することにより実行される。第一の部分は、キャリヤとブ ームの位置及び動作を決定し、送りビームに接近したブーム端部の位置、方向、 及び傾角即ちブーム端部に画定された基準点を測定して計算する。一方、第二の 部分は、基準点に対して一定の座標系内に送りビームの傾角か限定されるように 送りビームの傾角を調節する。これにより、送りビームの傾角及び長手方向の動 作は、基準点を画定する座標系に対して決定される。この実施例により、穿孔す べき孔の位置は、先ず必要な穿孔方向で且つブームの端部に対する長手方向の移 動長さの略中夫に送りビームを位置決めすることにより、最も単純な方法で決定 することかできる。これにより、穿孔すべき孔の基準面に対する高さの差は、送 りビームの長手方向の移動を介して単純に決定され得る。一方、適用された座標 系における孔の軸線の位置は、ブームの端部の位置を変更することにより決定す ることができる。

図面の簡単な説明 本発明は、添付図面を参照して、より詳細に説明することかできる。図面におい て、 図１ａ乃至１ｃは、列内の孔を穿孔する場合の本発明に係る方法の適用例を概略 的に示す。

図２は、岩石のブロックを切断する場合の本発明に係る方法の適用例を概略的に 示す。

発明を実施するための最良の形部 図１ａ乃至図ＩＣにおいては、岩石からブロック５を画成するためにドリル孔の 列を形成することが目的である。

図１ａは、ブーム２を接続したキャリヤ１を有する削岩機を示す。ブーム２の端 部には送りビーム３が接続されているが、削岩機は送りビーム３に沿って周知の 態様で移動する。ブームと送りビームの方向及び削岩前に送りビームの端部に取 り付けるドリルビットの位置は、ブーム角α、β、γ及びブーム２と送りビーム ３の長さにより決定される。ブームのジヨイント内に設けたセンサによるブーム の位置の測定、及びブームの結合構造即ちジヨイント間の距離とブームの回転角 の測定は周知であり、米国特許第４，５１４，７９６号及び仏国特許第８２００ ６４８号に基づいて当業者には明らかであるので、詳しい説明は省略する。

角度α、β、γの値、送りビームの長手方向におけるブーム端部に対する送りビ ームの位置、及び送りビームに対する削岩機の移動は、センサにより周知の方法 で測定される。センサにより得られた測定値は、削岩機内に設けた周知の制御装 置に入力され、キャリヤ１に対するドリルビットの位置を決定する。この場合、 後退位置にあるドリルビットは、孔４ａの開始点に案内され、削岩機のキャリヤ ｌに対してこの開始点を位置決めする。ドリルビットか孔の開始点に位置すると き、削岩機は、制御装置のメモリ内に、ブーム及び送り装置の位置と寸法に基づ いて孔４ａの位置を決定する座標データを格納する。

図１ｂにおいて、ドリルビットは、図１ａの位置から孔４の列の最後の孔４ｎの 開始点まで移動されている。

その後、削岩機は、再び制御装置のメモリ内に孔の位置データを格納する。次に 、孔の間隔Ｘや数ｎ、孔の方向及び必要ならば穿孔深さ等のパラメータを制御装 置に入力すると、制御装置は自動的に孔の位置を計算し、孔４ａから孔４ｎまで 一直線に配列された孔を穿孔する。この場合、削岩機は、誤動作や装置の破損が 生じた時にのみ、その動作を中断する。

孔４の列の穿孔が終了すると、削岩機は、図１０に示した位置に移動し、ブロッ ク５の下側の孔の列を穿孔する。これにより、キャリヤｌに対する第一の孔６ａ と最後の孔６ｎの位置は、トリルビットを第一の孔６ａの開始点及び最後の孔６ ｎの開始点に位置決めすることにより、ドリルビットを介して同様に決定される 。その後、制御装置は所与のパラメータに従って孔の位置及び方向を再び計算し 、自動的に孔の列を穿孔する。

図２は、目の粗い玉石をより小さな寸法のブロックに切断してそれに所望の形状 を付与する場合、上記決定がいかに利用されるかを示している。この場合、ドリ ルビットは先ず孔４ａの開始点まで搬送され、その位置は図１ａ及び図ｉｂに示 したように決定される。次に、ドリルビットは孔４ｎの開始点まで移動され、こ れはメモリ内に格納される。その後、ドリルビットは、メモリ内に格納された孔 ７ａの開始点まで搬送され、更に、同様にメモリ内に格納された孔７ｎの開始点 まで搬送される。

次に、制御装置は、二つの隣接した孔の間隔Ｘ及びｙに基づいて、或いは、所定 の方向における孔の数、及び玉石内の孔の方向や深さ、周長等の他の所与のパラ メータに従ったドリルの数に基づいて、孔の位置を計算する。

これにより、二つの画成された孔の各対が成す直線は、矩形のパターンを得るよ うに穿孔される。換言すれば、削岩機は、孔か例えば孔４ａから孔４ｎへ、更に 孔７ａに、更に孔７ｎを介して孔４ａへと穿孔されるように、穿孔工程を制御す る。穿孔順序は異なってもよいので、どの孔の間に孔線を穿孔すべきかについて 制御装置は指示される。従って、そうした孔線は、条件に応じて種々の方法で穿 孔することができ、各線は所望の態様で玉石内に位置決めすることができる。矩 形の穿孔パターンの代わりに、例えば三角形、多角形及び偏菱形パターン等のを 使用してもよく、各パターンのコーナに位置する孔の位置は、上述したように決 定される。即ち、各コーナ孔の開始点にドリルヒツトを位置決めした後、制御装 置のメモリ内にそれぞれの値を格納してコーナ間の孔の列の位置と方向を計算す ることにより決定される。ブームの動作及び位置の制御と送りビームの動作及び 位置の制御とを互いに独立して行う上述した制御及び案内装置を利用するとき、 孔の位置と穿孔深さの決定は、送りビーム３かドリル孔の軸線と平行で且つブー ムの端部に対してその移動長さの略中夫に位置するように行われる。その後、送 りビームに接近したブーム２の端部が決定すべき第一のドリル孔と略同一平面と なるまで回転され、送りビーム３は岩石の表面に対して押圧される。それにより 、前記平面内に含まれる座標を介して開始点の位置と、ブーム２の端部からドリ ルビットの端部までの送りビームの長さを決定する。かくして、上述した手順に 従って、孔の開始点の値はメモリ内に格納され、送りビーム３は必要に応して岩 石の表面からその長さ方向に離隔するように移動する。その後、ブーム２の端部 は、送りビーム３かその長手方向に再び移動してトリルビットが孔の開始点に位 置することができるまで、画成された平面内を次の孔の方へ移動する。次に、こ の孔の開始点は、ブーム端部の位置と、ドリルビット及びブーム端部間の距離と に基づいて、制御装置内のメモリ内に格納される。

場合によっては、例えば直線から偏位する線に沿って切断を行うために、所定の 正規の順序でドリル孔を位置決めすることか必要である。この結果、穿孔すべき 答礼に連続的にドリルビットを位置決めして上述したように孔の開始点を格納す ることにより、穿孔を行うことが可能となる。その後、削岩機か所望の方向と孔 の深さに応じた適当な順序で孔を穿孔する。

産業上の利用可能性 本発明は、上記説明と添付図面において例示してきたか、この例に制限されるも のではない。本発明をできるだけ簡単な例で説明するために、図においてはブー ムに対してただ一つのジヨイント角α、β及びγが示されているか、通常の状態 及び従来の装置においては、ブームはキャリヤ及び送りビームのいずれに対して も数個の方向角を有し、ビームは上述した米国特許第４５１４７９６号及び仏国 特許第８２００６４８号において説明されているように、その部品の長手方向軸 線を中心に回動可能としてもよい。従って、本発明は、キャリヤ、ブーム及び送 りビームを有するあらゆる削岩機に適用可能である。

国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／Ｆｌ　９１１００２９９ フロントページの続き （８１）指定回　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、　ＧＲ，ＩＴ、　ＬＵ、　ＮＬ、　ＳＥ）、０Ａ（ ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、 ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ、ＣＨ，Ｃ５，ＤＥ、ＤＫ。

ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、ＭＣ， ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ、ＳＤ、ＳＥ、ＳＵ、ＵＳ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．所望の形状のブロックを画成するために、削岩機を用いて所定の計画に従っ て岩石内に孔を穿孔する方法であって、 前記削岩機が、 キャリヤ（１）と、 前記キャリヤに対して回転可能に取り付けられたブーム（２）と、 前記ブームの端部に取り付けられた送りビーム（３）と、 前岩中に送りビームに沿って移動するように配設された穿孔機と、 前記キャリヤ（１）に対する前記送りビーム（３）とブーム（２）の位置を指示 するためのセンサと、前記センサにより測定された値に基づいてドリルビットの 位置と穿孔方向を計算する制御装置と、を備えた方法において、 孔の列の穿孔が、 孔（４ａ−４ｎ；６ａ−６ｎ；７ａ−７ｎ）の列の一方の端部に位置する孔（４ ａ；６ａ，７ａ）の開始点に前記ドリルビットを位置決めし、 前記ドリルビットの位置に基づいて制御装置のメモリ内に孔（４ａ；６ａ；７ａ ）の開始点を格納し、前記ドリルビットを、孔（４ａ−４ｎ；６ａ−６ｎ；７ａ −７ｎ）の列の最後の孔（４ｎ；６ｎ；７ｎ）の開始点まで移動させ、 前記ドリルビットの位置に基づいて制御装置のメモリ内に前記最後の孔（４ｎ； ６ｎ；７ｎ）の開始点を格納し、更に、 少なくとも前記孔（４ａ−４ｎ；６ａ−６ｎ；７ａ−７ｎ）の方向及び数或いは ２つの隣接した孔の間隔（ｘ）等のパラメータを前記制御装置内に設定する、こ とにより行われ、 それにより、前記制御装置内の計算手段が、孔（４ａ−４ｎ；６ａ−６ｎ；７ａ −７ｎ）の開始点の位置を計算すると共に、穿孔パラメータを用いてキャリヤ（ １）に対する孔（４ａ−４ｎ；６ａ−６ｎ；７ａ−７ｎ）の全ての位置を計算し 、 その後、削岩機が、計算された位置値と予め設定されたパラメータに基づいて自 動的に孔（４ａ−４ｎ；６ａ−６ｎ；７ａ−７ｎ）を穿孔することを特徴とする 方法。
2. ２．所望の形状の岩石ブロックを画成するために、孔（４ａ，４ｎ；６ａ，６ｎ ；７ａ，７ｎ）が岩石の所望のブロックのコーナ部に位置決めされ、この位置決 めが、 前記ドリルビットを、各コーナ孔（４ａ，４ｎ；６ａ，６ｎ；７ａ，７ｎ）の開 始点に連続的に位置決めし、各孔の開始点を制御装置のメモリ内に格納し、ブロ ックの形状を、あるコーナ点から他のコーナ点までの孔（４ａ−４ｎ；６ａ−６ ｎ；７ａ−７ｎ）の列として決定し、 それにより、削岩機が、制御装置の計算手段により計算された孔列内の孔（４ａ −４ｎ；６ａ−６ｎ；７ａ−７ｎ）の位置を表す値と、予め設定されたパラメー タとに基づいて、各孔を自動的に穿孔する、ことにより行われることを特徴とす る請求項１記載の方法。
3. ３．決定すべき各孔（４ａ，４ｎ；６ａ，６ｎ；７ａ，７ｎ）の位置が、 送りビーム（３）を、先ずドリル孔（４ａ，４ｎ；６ａ，６ｎ；７ａ，７ｎ）の 軸線と平行に且つブームの端部に対してその移動長さの略中央に位置決めし、送 りビーム内のドリルロッドが、位置決めすべき孔の軸線と整列するように、キャ リヤ（１）に対してブーム（２）を回転させる、 ことにより決定され、 その後、ドリルビットが孔の開始点で岩石と接触するように、送りビームを移動 し、 ブーム端部の位置と、ブーム端部内に形成した基準点からのドリルビットの距離 とを用いて、孔の開始点を制御装置のメモリ内に格納することを特徴とする請求 項１又は２記載の方法。