JPH09217580A - さく孔用工具類及びそれを使用するさく孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のクローラ式さく孔装置、ダウンザホー
ルドリル式さく孔装置等の問題点を緩和し、穴外に配置
したさく岩機で穴曲がりの生じにくいさく孔を行うこと
ができるようにする。 【解決手段】 外径に対する内径の比が０．７〜０．８
５の中空パイプからなり、両端部にねじ部が設けられさ
く岩機からの打撃力を伝達するさく孔ロッドと、これを
接続するシャンクロッド、ジョイント等の工具類。さく
岩機にシャンクロッドを介して上記パイプ状のさく孔ロ
ッドを接続し、その先端部にビットを取り付けて岩盤等
のさく孔を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、岩盤等のさく孔に
使用されるさく孔ロッド等のさく孔工具と、それを使用
するさく孔方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉱山や土木工事等で岩盤等に比較的口径
の大きな孔を穿孔するために使用される装置としては、
クローラドリルやダウンザホールドリル等のさく孔装置
が広く知られている。

【０００３】クローラドリルは、無限軌道式走行装置を
有する台車にガイドセルを取り付け、該ガイドセルにさ
く岩機（ドリフタ）を往復移動自在に搭載したものであ
る。さく孔に際しては、このさく岩機にシャンクロッド
を介してさく孔ロッドを取り付け、該ロッドの先端部に
ロックビットを取り付けて、該ビットにさく孔ロッドを
介して打撃力、回転力、推力を与えつつさく孔を行う。
さく孔長が長い時は、さく孔ロッドよりも若干外径の大
きい筒状のカップリングスリーブを介して複数のロッド
を直列に接続しつつさく孔する。

【０００４】また、上記ダウンザホールドリルは、中空
ケーシング内に打撃装置を内装し、先端部に設けたビッ
トを直接ピストンで打撃しつつさく孔を行うもので、上
記ケーシングは、外径の等しい長尺パイプの先端部に接
合して使用される。このパイプも必要に応じて複数本継
ぎ合わせて使用される。なお、回転力と推力は、外部に
設けた回転装置と送り装置によって与えられる。

【０００５】これら公知のさく孔方法にはいずれも長所
と短所がある。すなわち、上記クローラドリル式さく孔
装置は、さく岩機が穿孔する穴の外側にあるため、穿孔
する穴の口径によってさく岩機のサイズが制限されない
という長所があるが、従来のさく孔ロッドは径が小さく
剛性が小さいので、推力を大きくすると穴曲がりが生じ
やすいという短所がある。また、従来使用されているさ
く孔ロッドの外径が穴径に比べてかなり小さいので、フ
ラッシング用流体（通常は圧縮空気）の流量が少なく、
繰粉の排出（吹き上がり）が十分ではない。このため、
繰粉の２次破砕を招き、さく岩機の能力の割りには穿孔
速度を向上させにくい。

【０００６】これに対し、上記ダウンザホールドリル式
さく孔装置は、打撃装置自体を穴内に送り込んで穿孔す
るものであるから、穴径とさく孔装置のサイズとの間に
厳しい制限があり、さく孔装置によって穴径が決まるの
で、汎用性に問題がある。しかしながら、打撃装置自体
が穴内に入り込んで穿孔するので、穴曲がりが生じにく
く、繰粉の排出も良好であるという長所がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
クローラ式さく孔装置、ダウンザホールドリル式さく孔
装置等の問題点を緩和し、穴外に配置したさく岩機で穴
曲がりの生じにくいさく孔を行うことができるようにす
ることを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下のような工具とさく孔方法を提供す
る。まず、本発明にかかるさく孔ロッドは、さく岩機か
らの打撃力を伝達するさく孔ロッドであって、外径に対
する内径の比が０．７〜０．８５の中空パイプからな
り、両端部にはネジ部が設けられていることを特徴とし
ている。この中空パイプの両端部のねじは、共に雌ねじ
であるのが好ましい。

【０００９】つぎに、本発明にかかるさく孔用ジョイン
トは、さく孔ロッドの外径と等しい外径を持ち、芯部に
は軸方向の通孔が設けられ、その両端部には外周部に雄
ねじの切られた小径のボスが軸方向に突設されているこ
とを特徴としている。

【００１０】さらに、もう一つのジョイントは、さく孔
ロッドの外径と等しい外径を持ち、芯部には軸方向の通
孔が設けられ、その一方の端部には外周部に雄ねじの切
られた小径のボスが軸方向に突設され、他方の端部に
は、内部に雌ねじの切られたねじ穴が設けられているこ
とを特徴としている。

【００１１】また、本発明にかかるさく孔ロッド接続用
のシャンクロッドは、外周部に雄ねじが切られた小径の
ボスが先端部に一体に設けられ、該ボスの付け根部は軸
方向と直行する平面として形成され、後端部にはさく岩
機のピストンによって打撃されるシャンク部が設けられ
るとともに、芯部には軸方向に貫通する通孔が設けられ
ていることを特徴としている。

【００１２】本発明にかかるさく孔方法は、さく岩機に
よる岩盤等のさく孔方法であって、さく岩機に取り付け
られるシャンクロッドとして、先端部には外周部に雄ね
じが切られた小径のボスが一体に設けられ、該ボスの付
け根部は軸方向と直行する平面として形成され、後端部
にはさく岩機のピストンによって打撃されるシャンク部
が設けられるとともに、芯部には軸方向に貫通する通孔
が設けられているシャンクロッドを使用し、該シャンク
ロッドの先端部には、さく孔ロッドの外径と等しい外径
を持ち、芯部には軸方向の通孔が設けられ、一方の端部
には外周部に雄ねじの切られた小径のボスが一体に突設
され、他方の端部には、内部に雌ねじの切られたねじ穴
が設けられているジョイントの該ねじ穴を螺着し、端部
に雌ねじの切られたパイプ状さく孔ロッドを前記ジョイ
ントのボスに螺着することにより、さく孔ロッドをさく
岩機に接続し、該さく孔ロッドの先端部に直接又は間接
にロックビットを取り付けてさく孔することを特徴とし
ている。

【００１３】さらに、さく孔ロッドの接合部は、先行の
さく孔ロッドの後端部に設けられている雌ねじ部に、該
さく孔ロッドの外径と等しい外径を持ち、芯部には軸方
向の通孔が設けられ、一方の端部には外周部に雄ねじの
切られた小径のボスが軸方向に突設され他方の端部には
ネジ穴が設けられた第１のジョイントのボスを螺着し、
該第１のジョイントのネジ穴に、前記さく孔ロッドの外
径と等しい外径を持ち、芯部には軸方向の通孔が設けら
れ、両方の端部に外周部に雄ねじの切られた小径のボス
が軸方向に突設された第２のジョイントの先端部のボス
を螺着し、該第２のジョイントの後端部のボスに後続の
さく孔ロッドの雌ねじ部を螺着することにより、複数の
さく孔ロッドを二つのジョイントを介して順次接合する
ことを特徴としている。

【００１４】ロックビットの取り付け部は、後部がジョ
イント等を介してさく岩機に接続されたパイプ状さく孔
ロッドの先端部の雌ねじ部に、該さく孔ロッドの外径と
等しい外径を持ち、芯部に軸方向の通孔が設けられ、そ
の両方の端部に外周部に雄ねじの切られた小径のボスが
一体に突設されたジョイントを螺着し、該ジョイントの
先端部のボスにロックビットを螺着することを特徴とし
ている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しつつ、より具体的に説明する。

【００１６】図１は本発明にかかるさく孔ロッドをあら
わすもので、このさく孔ロッド１は、両端部に雌ねじ部
２，２が設けられた鋼製の中空パイプからなる。このパ
イプの断面は円形で、その外径Ｄに対する内径ｄの比は
０．７〜０．８５とするのが好ましい。この比が小さす
ぎるとパイプの肉厚と重量が不必要に大きくなって、不
経済であると共に、取り扱いに不便である。また、この
比が大きすぎると肉厚が薄くなって、雌ねじ部等の強度
が低下するという問題がある。しかしながら、このさく
孔ロッドは、同サイズのダウンザホールドリルのパイプ
よりは肉厚が大きくするのがよい。これは、ダウンザホ
ールドリルと違って、打撃力を伝達しなければならない
からである。

【００１７】さく孔ロッドの外径の大きさは、通常６０
〜１３０ｍｍ程度である。さく孔ロッドは、さく孔に用
いるロックビットの外径によって適当なサイズのものを
使用する。また、さく孔ロッドの長さは、取り扱いを容
易とするため数メートルであり、通常は約３メートル程
度である。

【００１８】パイプ状さく孔ロッドの両端部に設けられ
ている雌ねじ部のねじは、従来さく孔装置に採用された
いわゆるＴねじ、ハイリードねじ、ロープねじ等のねじ
を使用条件等に応じて採用することができるが、より好
ましいのは、メートルねじ（テーパねじ、細目ねじ等を
含む）である。これは、この部分でのねじの緩みが生じ
にくくするためである。

【００１９】図２は、さく孔ロッド接続用の第１のジョ
イントであって、このジョイント３は、胴部３ａが前記
さく孔ロッド１の外径と等しい外径を持ち、芯部には軸
方向の通孔４が設けられ、両端部には外周部に雄ねじの
切られた小径のボス５，６が軸方向に突設されている。
一方のボス５のねじはＴねじ、ハイリードねじ、ロープ
ねじ等（以下、「Ｔねじ等」という）の比較的緩み易い
ねじを採用するのが好ましく、他方のねじは、外れにく
いメートルねじを採用するのが好ましい。

【００２０】また、図３は図２のジョイントとは別の第
２のジョイントをあらわすもので、このジョイント７
は、胴部７ａが前記さく孔ロッド１の外径と等しい外径
を持ち、芯部には軸方向の通孔９が設けられ、一方の端
部には外周部に雄ねじの切られた小径のボス１０が軸方
向に突設されるとともに、他方の端部には、内部に雌ね
じの切られたねじ穴１１が設けられている。ボス１０の
ねじはメートルねじ（テーパねじ、細目ねじを含む）で
あり、ねじ穴１１のねじは、比較的緩み易いＴねじ等で
ある。

【００２１】なお、上記ジョイント３，７のボス５，
６，１０の付け根部には、軸方向と直交する平面Ｆが形
成されている。また、これらジョイントの外周部には、
パイプレンチ、スパナ等を係合して回転させるための平
面部すなわちレンチフラット１３，１３を設けておくの
が好ましい。

【００２２】図４は、シャンクロッドをあらわすもの
で、このシャンクロッド１５は、前端部に軸方向のボス
１６が突設され、該ボスの外周部には雄ねじが設けられ
ている。ボス１６のねじとしては、上記Ｔねじ等を用い
るのが好ましい。ボス１６の後部は、外径がさく孔ロッ
ド１の外径と等径の基部１７となっており、ボス付け根
部の前記基部端面は軸方向と直交する平面１９となって
いる。基部１７の後部は、外径がゆるやかに減少する胴
部２０となっており、その後端部付近に径方向に張り出
す耳状のラグ２２，２２が設けられている。また、シャ
ンクロッドの後端面２１は軸方向と直交する平面となっ
ており、芯部には軸方向の通孔２３が設けられている。

【００２３】このシャンクロッド１５は、さく岩機のチ
ャックに取り付けて使用される。さく岩機の回転力は前
記ラグ２２を介して伝えられ、さく岩機のピストンＰが
後端部の平面（打撃面）２１を打撃する。

【００２４】図５は、上記さく孔ロッド、ジョイント等
の工具とともに使用するに適したロックビットを例示す
るもので、このロックビット３０は、前端部にボタン状
超硬チップ３１，…が植設され、後部にはねじ穴３３が
設けられている。該ねじ穴の穴底部には液溜り部３５が
形成されており、該液溜り部からビットの前面に開口す
るフラッシングホール３６，３６が設けられている。ビ
ット３０の後端面３７は軸方向と直交する平面となって
いる。

【００２５】つぎに、上記工具類の使用法について説明
する。まず、公知のさく岩機にシャンクロッド１５を取
り付ける。そして、該シャンクロッドの先端部のボス１
６に図６に示すように上記第２のジョイント７のねじ穴
１１を螺着する。このとき、ジョイント７の後端面がシ
ャンクロッド１５の平面１９に当接し、ボス１６の前端
面とジョイントのねじ穴１１の穴底との間には隙間Ｓが
残っている。

【００２６】上記ジョイント７のボス１０にはさく孔ロ
ッド１の後端部のねじ穴２を螺着する。この場合、さく
孔ロッド１の後端面がジョイント７のボス付け根部の平
面Ｆに当接するまで、一杯にねじ込む。

【００２７】上記シャンクロッド１５とジョイント７を
介してさく岩機に接合したさく孔ロッドの前端部には、
さく孔開始時にはロックビットを取り付けてさく孔を行
ない、さく孔が進行して１本のさく孔ロッド分よりもさ
らに深い穴をさく孔する場合には新たなさく孔ロッドを
接合する。

【００２８】図７は、前後２本のさく孔ロッド１，１を
接合する方法をあらわすもので、元のさく孔ロッド１
（Ａ）の前端部に前記第１のジョイント３の後側のボス
６を螺着する。この場合、さく孔ロッド１（Ａ）の前端
面がジョイント３の後側の平面Ｆに当接する。また、こ
のジョイント３の前側のボス５には、新たな第２のジョ
イント７のねじ穴１１を螺着する。このとき、ジョイン
ト３の前側の平面Ｆに第２のジョイント７の後端面が当
接し、第１のジョイントのボス５前端面と第２のジョイ
ントのねじ穴１１の穴底との間には隙間Ｓが残る。

【００２９】図８は、さく孔ロッド１の前端部にロック
ビット３０を取り付ける方法をあらわすもので、さく孔
ロッド１の前端部のねじ穴２に上記第１のジョイントの
後側のボス６を前記と同様に螺着し、該ジョイントの前
側のボス５にロックビット３０のねじ穴３３を螺着す
る。このときもジョイント３の前側の平面Ｆがビット３
０の後端面３７に当接し、ボス５の前端面とビットのね
じ穴３３の穴底との間には隙間Ｓが残る。

【００３０】図９は、上記工具類を組み合わせて実際の
さく孔を行なう例をあらわすもので、さく孔ロッド１の
先端部にジョイントを介して取り付けられたビット３０
に上記さく孔ロッド１，…、ジョイント３，７、シャン
クロッド１５等を通して打撃、回転、推力が伝達され
る。また、これら工具の芯部に設けられている軸方向の
通孔を通してさく岩機からフラッシング流体（通常は圧
縮空気）がビットに供給され、該ビットのフラッシング
ホールから噴出される。これによりビットで破砕された
繰粉が穴外へ排出されるのである。

【００３１】上記図示例のさく孔工具の組み合わせで
は、打撃力と推力が工具の端面の当接部を通して、いわ
ゆるショルダードライブ式に伝達されるので、これらの
伝達効率が高い。

【００３２】また、さく孔ロッドの継ぎ足しや取り外し
は、該ロッドとジョイントのメートルねじによる螺合部
で行なわず、比較的外れ易いＴねじ等による螺合部で行
なうので、着脱が容易であり、パイプ状さく孔ロッド１
の雌ねじ部２の損傷事故が生じにくい。

【００３３】なお、表１は、上記ロックビットとさく孔
ロッドの好ましい組み合わせ及びそれに適した雌ねじ用
のＴねじの例をあらわすもので、Ｔねじは公知の呼びサ
イズであらわされている。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【実施例】つぎに、本発明の実施例について説明する。

【００３６】（実施例１） クローラ式の大型油圧さく
岩機を使用し、石灰岩のさく孔を行なった。ビットの径
は１２５ｍｍ、ベンチの高さ１２ｍであった。さく孔速
度は、従来の工具と方法でさく孔した場合が９０ｍｍ／
分であったが、上記図示例の工具類を用いる本願発明で
は１２０ｍｍ／分であった。

【００３７】（実施例２） さく孔条件は上記実施例１
と同じであったが、穴の途中５ｍのところに粘土層があ
った。さく孔速度は、従来のものが１００ｍｍ／分で、
粘土層で５度穴曲がりがあった。一方本願発明ではさく
孔速度が１２５ｍｍ／分で、穴曲がりが生じなかった。

【００３８】（実施例３） クローラ式の大型油圧さく
岩機を使用し、砂岩のさく孔を行なった。ビットの径は
７５ｍｍで、ベンチの高さ１２ｍであった。従来のさく
孔方法では、さく孔速度が１１０ｍｍ／分、崩落傾向の
ある岩質で、穴壁からレキが落下し、クリーニングを繰
り返す必要があった。一方、本願発明では、さく孔速度
が１５０ｍｍ／分で、落下したレキも大部分は吹き上げ
が可能であった。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本願発
明のさく孔工具とさく孔方法によれば、穴曲がりが生じ
にくく、繰り粉の排出性が改良されるとともに、さく孔
速度も改良された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のさく孔ロッドの具体例を示す一部断面
図である。

【図２】ジョイントの具体例の一部断面図である。

【図３】上記と異なるジョイントの具体例の一部断面図
である。

【図４】シャンクロッドを例示する一部断面図である。

【図５】ロックビットを例示する断面図である。

【図６】工具の接合法の説明図である。

【図７】工具の接合法の説明図である。

【図８】工具の接合法の説明図である。

【図９】さく孔方法の説明図である。

【符号の説明】

１ さく孔ロッド ２ ねじ部 ３ ジョイント ５，６ ボス ７ ジョイント １５ シャンクロッド ３０ ロックビット

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 さく岩機とともに岩盤等のさく孔に使用
   され該さく岩機からの打撃力を伝達するさく孔ロッドで
   あって、外径に対する内径の比が０．７〜０．８５の中
   空パイプからなり、両端部にねじ部が設けられているこ
   とを特徴とするさく孔ロッド。
2. 【請求項２】 さく孔ロッドの両端部のねじが共に雌ね
   じである請求項１に記載のさく孔ロッド。
3. 【請求項３】 さく岩機とともに使用されるさく孔ロッ
   ド接続用のジョイントであって、前記さく孔ロッドの外
   径と等しい外径を持ち、芯部には軸方向の通孔が設けら
   れ、両端部には外周部に雄ねじの切られた小径のボスが
   一体に突設されていることを特徴とするジョイント。
4. 【請求項４】 さく岩機とともに使用されるさく孔ロッ
   ド接続用のジョイントであって、前記さく孔ロッドの外
   径と等しい外径を持ち、芯部には軸方向の通孔が設けら
   れ、一方の端部には外周部に雄ねじの切られた小径のボ
   スが軸方向に突設されるとともに、他方の端部には、内
   部に雌ねじの切られたねじ穴が設けられていることを特
   徴とするジョイント。
5. 【請求項５】 さく岩機とともに使用されるさく孔ロッ
   ド接続用のシャンクロッドであって、先端部には外周部
   に雄ねじが切られた小径のボスが軸方向に突設され、該
   ボスの付け根部は軸方向と直行する平面として形成さ
   れ、後端部にはさく岩機のピストンによって打撃される
   シャンク部が設けられるとともに、芯部には軸方向の通
   孔が設けられていることを特徴とするシャンクロッド。
6. 【請求項６】 さく岩機による岩盤等のさく孔方法であ
   って、さく岩機に取り付けられるシャンクロッドとし
   て、先端部には外周部に雄ねじが切られた小径のボスが
   一体に設けられ、該ボスの付け根部は軸方向と直行する
   平面として形成され、後端部にはさく岩機のピストンに
   よって打撃されるシャンク部が設けられるとともに、芯
   部には軸方向に貫通する通孔が設けられているシャンク
   ロッドを使用し、該シャンクロッドの先端部には、さく
   孔ロッドの外径と等しい外径を持ち、芯部には軸方向の
   通孔が設けられ、一方の端部には外周部に雄ねじの切ら
   れた小径のボスが一体に突設され、他方の端部には、内
   部に雌ねじの切られたねじ穴が設けられているジョイン
   トの該ネジ穴を螺着し、端部に雌ねじの切られたパイプ
   状さく孔ロッドを前記ジョイントのボスに螺着すること
   により、さく孔ロッドをさく岩機に接続し、該さく孔ロ
   ッドの先端部に直接又は間接にロックビットを取り付け
   てさく孔することを特徴とするさく孔方法。
7. 【請求項７】 複数のさく孔ロッドを直列に接合してさ
   く岩機でさく孔を行なうさく孔方法において、先行のさ
   く孔ロッドの後端部に設けられている雌ねじ部に、該さ
   く孔ロッドの外径と等しい外径を持ち、芯部には軸方向
   の通孔が設けられ、一方の端部には外周部に雄ねじの切
   られた小径のボスが軸方向に突設され他方の端部にはネ
   ジ穴が設けられた第１のジョイントの前記ボスを螺着
   し、該第１のジョイントのねじ穴に、前記さく孔ロッド
   の外径と等しい外径を持ち、芯部には軸方向の通孔が設
   けられ、両方の端部に外周部に雄ねじの切られた小径の
   ボスが軸方向に突設された第２のジョイントの先端部の
   ボスを螺着し、該第２のジョイントの後端部のボスに後
   続のさく孔ロッドの雌ねじ部を螺着することにより、複
   数のさく孔ロッドを二つのジョイントを介して直列に接
   合してさく孔することを特徴とするさく孔方法。
8. 【請求項８】 後部がジョイント等を介してさく岩機に
   接続されたパイプ状さく孔ロッドの先端部の雌ねじ部
   に、該さく孔ロッドの外径と等しい外径を持ち、芯部に
   軸方向の通孔が設けられ、その両方の端部に外周部に雄
   ねじの切られた小径のボスが一体に突設されたジョイン
   トを螺着し、該ジョイントの先端部のボスにロックビッ
   トを螺着してさく孔を行なうことを特徴とするさく孔方
   法。