JPH08261700A - 起爆装置および起爆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的エネルギーを供給することなしに無線
式に起爆させ、しかも起爆装置に起爆するための電源を
内蔵しない安全性の高い起爆装置を提供する。 【構成】 所定の間隔をあけて隣接する爆薬が起爆する
ときに発生する爆発衝撃波を電気的エネルギーに変換
し、電気的エネルギーにより点火装置を点火する。 【効果】 起爆孔に装填された爆薬を電気的エネルギー
の供給することなしに無線式に起爆させることができ
る。エネルギー供給線を持たないために装填作業が著し
く簡略され、しかも従来の結線作業が省かれるため点火
場所にいる時間が短縮され、安全上も好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数孔に装填された爆薬
を起爆させる無線式起爆装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数孔へ爆薬を装填した後にそれらを起
爆させる装置は、各装填箇所に電気雷管を一体として挿
入し、電気的に接続された遠隔に位置する電気発破装置
を操作することによって起爆させる有線式発破装置があ
る。この装置は、電気発破装置から個々の電気雷管に起
爆するための電気的エネルギーが供給され、供給された
エネルギーによって電気雷管を発火させ爆薬を起爆させ
る。一方、無線式起爆装置としては特開昭６０−１９１
２００号公報にマイクロ波を利用した起爆装置が記載さ
れている。この起爆装置はマイクロ波を照射させる発信
制御器と照射されたマイクロ波を受信して、マイクロ波
電流を誘起させ電気雷管を起爆させる。また、この技術
はある特定の周波数をもったマイクロ波を起爆側に照射
する。

【０００３】さらに、特開昭６２−４１５９８号公報に
は、起爆装置に接続された光ファイバの端にレーザー光
を入射させ、火薬類に着火エネルギーとして供給される
起爆装置が記載されている。また、特開昭６１−２０５
７９９号公報には、光送信器から供給される光エネルギ
ーを光ファイバを介して起爆装置の光受信部で受信し、
受信された光エネルギーを変換部によって電気エネルギ
ーに変換し、内蔵された起爆用蓄積コンデンサに充電さ
れ、コンデンサに充電された電気エネルギーを放電させ
ることにより電気雷管を起爆させる起爆装置が記載され
るている。

【０００４】また、特開昭５９−１３７８００号公報、
特開昭４８−２０３０２号公報、特開昭５０−１１２７
３７号公報、特開昭５０−８６６１９号公報には、起爆
装置に予め起爆させるための十分なエネルギーを有する
電源を内蔵し、電波信号、音響信号または衝撃信号等の
外部からの発火指令信号を受信することにより点火装置
をスイッチイングして電気雷管を起爆させる装置が記載
されている。また、特開平５−２１５４９９号公報記載
の起爆装置は、各々の起爆装置に直接接続された衝撃チ
ューブからの衝撃力により伝爆薬を起爆させ、この爆発
エネルギーを電気エネルギーに変換し、遅延回路を駆動
させるものである。この装置は、感応性の低い変換部を
有し、起爆装置内で衝撃チューブからの衝撃をさらに増
幅し、高い衝撃圧力を発生させる必要がある。国際公開
ＷＯ９２／００４９８号に記載の起爆装置は、エネルギ
ー変換装置に隣接した低エネルギーの火薬を起爆させこ
の爆発エネルギーを電気エネルギーに変換し、これによ
って遅延回路を駆動させるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気エネルギー
供給線を伴う有線式の起爆装置は、個々の電気雷管にそ
れぞれ電気的な接続をさせるための結線作業が煩雑で、
電気的設備からのノイズ、リーク、断線等に注意しなけ
ればならなかった。また、長時間の結線作業を必要とす
ることから発破作業場に長時間滞在する必要があった。

【０００６】特開昭６０−１９１２００号公報に記載さ
れている起爆装置は、マイクロ波エネルギーを起爆側に
照射する際に伝播空間が一定の環境を有していないと、
送信アンテナから放射されたマイクロ波が受信アンテナ
に充分なエネルギーを供給できず、不発を生じる可能性
がある。さらに、送信側から放射されるマイクロ波は起
爆対象以外に周囲への伝播がなされるために人体及び動
植物あるいは周辺に位置する機器類に障害を与える可能
性がある。

【０００７】特開昭６２−４１５９８号公報に記載され
ている起爆装置は、レーザー光を点火薬に直接加熱して
点火させるために多量の熱エネルギーを必要とし、かつ
極めて短時間に照射する必要があるので、レーザー発振
装置は高出力かつ大型で高価な構成となる。また、特開
昭６１−２０５７９９号公報に記載されている起爆装置
も同様に光エネルギーを起爆装置に供給するするために
光ファイバを必要とし、爆薬の装填の際、ファイバを傷
つけないよう充分注意する必要がある。また、個々の起
爆装置はある程度の長さの光ファイバを必要とするため
高価なものとなる。

【０００８】特開昭４８−２０３０２号公報、特開昭５
０−８６６１９号公報、特開昭５０−１１２７３７号公
報、特開昭５９−１３７８００号公報に記載されている
起爆装置は、起爆するためのエネルギーを起爆装置に内
蔵させているため、充分な注意取扱が必要である。特開
平５−２１５４９９号公報、または国際公開ＷＯ９２／
００４８９号記載の起爆装置は各雷管を衝撃チューブま
たは低エネルギー火薬によって接続する必要がある。以
上の点に鑑み、本発明は、電気的エネルギーを供給する
ことなしに無線式に起爆させ、しかも起爆装置に起爆す
るための電源を内蔵しない安全性の高い起爆装置を提供
することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に係る発明は、爆発衝撃波をエネルギー
源とする発破の起爆装置であって、所定の間隔をあけて
隣接する爆薬が起爆するときに得られる爆発衝撃波を電
気的エネルギーに変換する変換装置と、該変換装置によ
って変換された電気的エネルギーによって作動する点火
装置とを備えることを特徴とする。また、請求項２に係
る発明は、前記電気的エネルギーを蓄積する起爆用蓄積
コンデンサを備え、前記蓄積された電気的エネルギーに
より点火装置を点火することを特徴とする。さらに、請
求項３に係る発明は、前記変換手段は積層型圧電セラミ
ックからなることを特徴とする。

【００１０】さらに、請求項４に係る発明は、印加され
る爆発衝撃波の特性を識別判定し、前記点火装置の作動
を制御する識別判定制御器を備えることを特徴とする。
さらに、請求項５に係る発明は、爆発衝撃波をエネルギ
ー源とする起爆方法であって、所定の間隔をあけて隣接
する爆薬が起爆するときに発生する爆発衝撃波を電気的
エネルギーに変換し、前記電気的エネルギーにより点火
装置を点火することを特徴とする。

【００１１】好ましくは印加される衝撃波の特性を識別
判定する識別判定制御器を備え、予め設定された適正な
爆発衝撃波特性の時のみ変換手段によって得られた電気
的エネルギーを該点火装置に供給することを特徴とす
る。爆薬が爆発するときに発生する爆発衝撃波特性を識
別判定する識別判定制御器は、衝撃応力を対象とした圧
力センサ、衝撃波を対象とした加速度センサ、地殻振動
を対象とした振動センサ、爆発光を対象とした光センサ
を用いることができ、波の周波数を対象としたもの等を
識別対象とする。

【００１２】識別対象は１種でもよいし数種のセンサを
組み合わせた複合検知センサでも良い。ただし、ここで
予め設定されるセンサのレベルは、通常の作業および運
搬等にって生じる衝撃とは明らかに異なるレベル、つま
り爆発衝撃によってのみ生じる特定の範囲を設定する。
また、ここで使用されるセンサは、数百Ｈｚ〜１ＭＨｚ
の応答周波数をもったセンサが使用される。また、爆薬
孔からの爆発衝撃波を得るために、特殊な衝撃発生装置
によって起爆装置へ適切な力学的出力を供給することが
できる。または１孔のみ従来の有線式の起爆装置を用い
て爆発衝撃波を発生させて、その周辺の爆薬孔に本発明
の起爆装置を用いてもよい。

【００１３】

【作用】本発明によれば、所定の間隔をあけて隣接する
爆薬が起爆するときに発生する爆発衝撃波を電気的エネ
ルギーに変換し、前記電気的エネルギーにより点火装置
を点火する。従って、本発明の起爆装置を用いることに
よって、無線式起爆が可能となる。また、電気供給線が
不要であるため、爆薬を容易かつ短時間に装填できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明の起爆装置を用いた実施例を示す図
である。図において、１は起爆装置、２は雷管、３は点
火用抵抗線、４は点火薬、５は内管、６は起爆薬、７は
装填薬、８は筒型ケーシングである。図１は起爆装置１
と雷管部２から構成されている。図２に起爆装置１の具
体的回路図を示す。ここで示される起爆装置は、隣接孔
からの衝撃圧力を電気的エネルギーに変換する変換装置
９、変換された電気的エネルギーを整流するダイオード
１０、点火用蓄積コンデンサ１１、スイッチング装置１
２、制御器１３からなる。

【００１５】図１において、隣接する爆薬からの爆発衝
撃圧力が変換装置１に入力される。ここで入力される爆
発衝撃圧力は、隣接孔から約１０００Ｎの応力が起爆装
置に加わったときについて説明を行う。図２において、
変換装置９は例えば入力される隣接爆薬孔からの爆発衝
撃圧力に応じて圧電効果を生じ、電気的エネルギーを発
生する積層型圧電セラミックからなる。ここで用いられ
る積層型圧電セラミックは、一つのセラミック層が厚さ
２０μｍで積層数約８０枚の圧電セラミックを使用して
おり、点火装置を点火させるためのエネルギー０．２ミ
リジュール以上の電気的エネルギーを発生させる。積層
型圧電セラミックは点火装置を点火させるのに必要なエ
ネルギーを発生させるように構成される。

【００１６】発生した電気的エネルギーは、ダイオード
１０を介して点火用蓄積コンデンサ１１に充電される。
制御器１３は点火用蓄積コンデンサ１１に点火するため
の十分なエネルギーが充電されるまでの時間を制御す
る。例えば、制御器１３は抵抗とコンデンサとで組み合
わされた時定数回路で構成されてもよいし、点火用蓄積
コンデンサ１１に充電される電圧を比較することによっ
てトリガをかける電圧比較器等で構成することもでき
る。

【００１７】制御器１３からのトリガ信号によりスイッ
チング装置１２が閉じられると、点火用蓄積コンデンサ
１１に充電されたエネルギーが点火用抵抗線３に供給さ
れる。供給された電気エネルギーは点火薬４を点火さ
せ、続いて内管５に充填された起爆薬６を爆発させ、添
装薬７を起爆させる。点火薬４には、例えば約２．５ミ
リジュールの電気エネルギーが供給される。また、本発
明による点火装置は様々な点火素子の使用が可能であ
る。

【００１８】図３は、さらに本発明の他の実施例を説明
する回路図であり、図４は同実施例の回路動作の流れを
表すブロック図である。なお、図２と同様の構成には同
一の番号を付与し説明を省略する。変換素子９に隣接爆
薬孔からの爆発衝撃波が入力される。この時、変換装置
９からの電気的出力の一部が識別判定制御器１４に入力
される。識別判定制御器１４は外部より入力される衝撃
波の特性を識別判定することができる。例えば、該識別
判定制御器１４は、圧力、加速度、入力する衝撃の周波
数、振動等を識別判定する。識別判定する情報は他の力
学的出力でもよく、また判定される特性は１種類でも構
わないし、これらの組み合わせでも良い。

【００１９】識別判定制御器１４は、外部からの爆発衝
撃にたいして識別、判定することによって作業・運搬等
による外部からの衝撃を排除し、発破を安全かつ確実に
行うことができる。この識別判定制御器１４によって設
定される特定の範囲は、日常のレベルでは作り出すこと
の不可能な範囲のレベルを設定しておき、適正な爆発衝
撃波の入力のみ発火指令信号を出力するように予め設定
しておく。識別判定制御器１４からの発火指令信号が制
御器１３に出力され、制御器１３からトリガ信号がスイ
ッチンッグ装置１２に出力されると、起爆用蓄積コンデ
ンサ１１に充電された電気的エネルギーが点火装置に放
電される。点火装置に電気的エネルギーが放電されると
点火装置が点火し、続いて雷管部を起爆させる。図５
は、実際に本発明における起爆装置の使用した場合につ
いて説明する。

【００２０】最初の爆薬孔の爆発は、従来の電気エネル
ギー供給型の起爆方法を用いることによってなされる。
まず、爆薬孔１５−ａに爆薬１６−ａと電気雷管１９が
装填され、電気発破器１７で発生した電気エネルギーを
電気雷管１９に供給する。電気雷管１９の起爆に続いて
装填された爆薬１６−ａが爆発する。起爆孔１５−ａが
起爆すると隣接孔１５−ｂに爆発衝撃波が伝搬される。

【００２１】起爆孔１５−ｂ〜ｄに装填されている起爆
装置は本発明の起爆装置であり、起爆装置１８−ａに
は、隣接孔にて生じた爆発衝撃波が入力される。上記で
説明した回路動作順序に従って、起爆装置１８−ａが起
爆し、爆薬孔１５−ｂに装填された爆薬１６−ｂが爆発
する。続いて、爆薬孔１５−ｃに同様に爆発衝撃波が伝
搬され、以下、同様に起爆孔１５−ｃ、１５−ｄの全て
が爆発するまで続く。ここで最初の爆発は従来の有線式
起爆装置を使用してもよいが、特殊な衝撃波発生装置を
用いて起爆連鎖を発生させても良い。さらに、使用され
る雷管は、点火装置が点火した後爆粉部を介して添装薬
を起爆させるタイプでも良く、遅延手段を用いた雷管で
も構わない。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、各起爆孔に装填された
爆薬を電気的エネルギーの供給することなしに無線式に
起爆させることができる。また、エネルギー供給線を持
たないために装填作業が著しく簡略され、しかも従来の
結線作業が省かれるため点火場所にいる時間が短縮さ
れ、安全上も好ましい。さらにリークや断線等がない安
全な起爆装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の起爆装置を用いた構成を示す概略図で
ある。

【図２】本発明の起爆装置の実施例の回路図である。

【図３】本発明の他の実施例の回路図である。

【図４】図３の実施例の動作流れを表した図である。

【図５】本発明の起爆装置を用いた具体的な使用例を示
した図である。

【符号の説明】

１ 起爆装置部 ２ 雷管部 ３ 点火用抵抗線 ４ 点火薬 ５ 内管 ６ 起爆薬 ７ 装填薬 ８ 筒型ケーシング ９ 変換装置 １０ ダイオード １１ 点火用蓄積コンデンサ １２ スイッチング装置 １３ 制御器 １４ 識別判定装置 １５ 装填起爆孔 １６ 爆薬 １７ 電気発破器 １８ 起爆装置 １９ 電気雷管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 爆発衝撃波をエネルギー源とする発破の
   起爆装置であって、所定の間隔をあけて隣接する爆薬が
   起爆するときに発生する爆発衝撃波を電気的エネルギー
   に変換する変換手段と、前記電気的エネルギーにより点
   火する点火装置とを備えることを特徴とする起爆装置。
2. 【請求項２】 前記電気的エネルギーを蓄積する起爆用
   蓄積コンデンサを備え、前記蓄積された電気的エネルギ
   ーにより点火装置を点火することを特徴とする請求項１
   に記載の起爆装置。
3. 【請求項３】 前記変換手段は積層型圧電セラミックか
   らなることを特徴とする請求項１または２に記載の起爆
   装置。
4. 【請求項４】 印加される爆発衝撃波の特性を識別判定
   し、前記点火装置の作動を制御する識別判定制御器を備
   えることを特徴とする請求項１に記載の起爆装置。
5. 【請求項５】 爆発衝撃波をエネルギー源とする起爆方
   法であって、所定の間隔をあけて隣接する爆薬が起爆す
   るときに発生する爆発衝撃波を電気的エネルギーに変換
   し、前記電気的エネルギーにより点火装置を点火するこ
   とを特徴とする起爆方法。