JPS611797A - 掘削方法および装置 - Google Patents
掘削方法および装置Info
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- JPS611797A JPS611797A JP60049196A JP4919685A JPS611797A JP S611797 A JPS611797 A JP S611797A JP 60049196 A JP60049196 A JP 60049196A JP 4919685 A JP4919685 A JP 4919685A JP S611797 A JPS611797 A JP S611797A
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- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 37
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
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- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 abstract 2
- 241000251131 Sphyrna Species 0.000 abstract 1
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
- E21D9/106—Making by using boring or cutting machines with percussive tools, e.g. pick-hammers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
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- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
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。
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、岩などの堅い物質を掘削する方法、およびこ
の方法を実施する装置に関する。
の方法を実施する装置に関する。
従来の技術
堅い物質を掘削し穴をあける公知の方法では、ドリルヘ
ッドを引いたシ、ドリルヘッドを掘削する物質の前面に
向けて押したりする工程が行われる。通常ドリルヘッド
はあけるべき穴に対応した大きさの円形基部を備える。
ッドを引いたシ、ドリルヘッドを掘削する物質の前面に
向けて押したりする工程が行われる。通常ドリルヘッド
はあけるべき穴に対応した大きさの円形基部を備える。
円形基部には粉砕ロールもしくは衝撃ハンマが取付けら
れていて、物質を粉砕したり粉粉にしたりするようにな
っている。ドリルヘッドの効率を高めるために、ドリル
ヘッドが引かれたりあるいは物質の前面に向けて押され
たりしている間、通常円形基部はその軸を中心として回
されるようになっている。
れていて、物質を粉砕したり粉粉にしたりするようにな
っている。ドリルヘッドの効率を高めるために、ドリル
ヘッドが引かれたりあるいは物質の前面に向けて押され
たりしている間、通常円形基部はその軸を中心として回
されるようになっている。
このよりな公知の方法は非常に効率が良い反面、次の欠
点がある。消費エネルギが大きいこと、および粉砕ロー
ルもしくは衝撃ハンマの粉砕作用部を頻繁に來換せねば
ならぬこと。
点がある。消費エネルギが大きいこと、および粉砕ロー
ルもしくは衝撃ハンマの粉砕作用部を頻繁に來換せねば
ならぬこと。
発明が解決しようとする問題点
本発明の第1の目的は、岩などの堅い物質に例えば大き
な穴を迅速にあける簡単かつ安価な方法の提供にある。
な穴を迅速にあける簡単かつ安価な方法の提供にある。
本発明の第2の目的は、前記本発明の方法を実施する簡
単かつ効率的な装置の提供にある。
単かつ効率的な装置の提供にある。
問題を解決するための手段および作用
本発明では、互いに隔てられた複数の区域に沿って岩な
どの堅い物質を衝撃により粉砕する。この工程によフ容
易に大きな穴をあけられる一隣接する区域は互いに異な
る平面に存在しており、衝撃による物質の直接粉砕と同
時に、直接には衝撃が加えられていない区域の間の部分
が崩壊する。
どの堅い物質を衝撃により粉砕する。この工程によフ容
易に大きな穴をあけられる一隣接する区域は互いに異な
る平面に存在しており、衝撃による物質の直接粉砕と同
時に、直接には衝撃が加えられていない区域の間の部分
が崩壊する。
衝撃を加える手段はいかなる型でもよい。例えば、空気
圧衝撃ハンマなどの標準的な衝撃ハンマが使える。区域
の間の部分での崩壊を実現するにけ、2つ以上の衝撃印
加手段が必要である。あけるべき穴の大きさに応じて衝
撃印加手段の型を選定すればよい。
圧衝撃ハンマなどの標準的な衝撃ハンマが使える。区域
の間の部分での崩壊を実現するにけ、2つ以上の衝撃印
加手段が必要である。あけるべき穴の大きさに応じて衝
撃印加手段の型を選定すればよい。
このようにして半分以上の物質が直接衝撃によらず崩壊
するので6D、物質のすべてを削り落とす場合に比べて
、消費エネルギを節約できる。
するので6D、物質のすべてを削り落とす場合に比べて
、消費エネルギを節約できる。
衝撃が加えられる区域は互いに平行で′あることとが好
ましい。このため実施例では、サポートに沿って衝撃ハ
ンマが一列に並べられておシ、そしてサポートが往復並
進運動するようになっている。
ましい。このため実施例では、サポートに沿って衝撃ハ
ンマが一列に並べられておシ、そしてサポートが往復並
進運動するようになっている。
ここで往復並進運動の方向は任意でよい。 □実施例
第1図の掘削装置1は例えば水平の穴もしくはトンネル
8をあけるように構成される。掘削装置lは駆動手段5
,11を備える。駆動手段5は、掘削される堅い物質の
前面9に向けてドリルヘッド7を動かす。ドリルヘッド
7がこのように駆動されている間、駆動手段11は物質
前面9と平行な平面内でドリルヘッド7を動かす。
8をあけるように構成される。掘削装置lは駆動手段5
,11を備える。駆動手段5は、掘削される堅い物質の
前面9に向けてドリルヘッド7を動かす。ドリルヘッド
7がこのように駆動されている間、駆動手段11は物質
前面9と平行な平面内でドリルヘッド7を動かす。
駆動手段5は自動車両によって構成される。例えば、駆
動手段5は標準掘削機の運搬車両でよい。
動手段5は標準掘削機の運搬車両でよい。
ドリルヘッド7は複数の衝撃ハンマ13a、、18b。
18c、lad、18eを備える。これら衝撃ノ1ンマ
は互いに所定の間隔を置いて、水平方向に延びたサボー
)15に固定される。衝撃ハンマ18a、18b、18
c、18d、18eはサポート15の長手方向に沿って
一列に並んでおシ、そして掘削すべき物質の前面9に向
かってサボー)15から突出する。
は互いに所定の間隔を置いて、水平方向に延びたサボー
)15に固定される。衝撃ハンマ18a、18b、18
c、18d、18eはサポート15の長手方向に沿って
一列に並んでおシ、そして掘削すべき物質の前面9に向
かってサボー)15から突出する。
各衝撃ハンマ18(18a、18b、18e。
18d、18e)は岩粉砕ヘッド17(17a。
17b、17el17d、17e)ff:備える。岩粉
砕ヘッド17はサポート15から離して配置される。岩
粉砕ヘッド17とサポート15の間の距離は、隣接する
衝撃ノ・ンマ18に関しては互いに異なる値となるよう
に設定される。
砕ヘッド17はサポート15から離して配置される。岩
粉砕ヘッド17とサポート15の間の距離は、隣接する
衝撃ノ・ンマ18に関しては互いに異なる値となるよう
に設定される。
全衝撃ハンマL8a、18b、13c、18d、18e
は同一の標準構造でよく、円形ハウジングと、円形ハウ
ジングから突出する衝撃ロッドと、衝撃ロッドの先端(
自由端)に固定された衝撃ヘッドとを備える。また、円
形ハウジング内に駆動手段が設けられていて、衝突実行
時に衝撃ロッドと衝撃ヘッドを動かす。さらに、回転手
段が設けられていて、衝撃ロッドと衝撃ヘッドをそれら
の軸線を中心として回わす。これらの駆動手段と回転手
段はこの分野では標準的で1、また全衝撃′ ハンマ
に共通の構造で設けてもよいし、各衝撃ハンマごとに変
えた構造で設けてもよい。さらに、これら駆動手段と回
転手段は公知の態様でサポー)15の内部に設置しても
よい。「衝撃ハンマ」は単に本明細書で使用した語であ
り、実際には衝撃ハンマとして他の適当な衝撃具を用い
てもよい。
は同一の標準構造でよく、円形ハウジングと、円形ハウ
ジングから突出する衝撃ロッドと、衝撃ロッドの先端(
自由端)に固定された衝撃ヘッドとを備える。また、円
形ハウジング内に駆動手段が設けられていて、衝突実行
時に衝撃ロッドと衝撃ヘッドを動かす。さらに、回転手
段が設けられていて、衝撃ロッドと衝撃ヘッドをそれら
の軸線を中心として回わす。これらの駆動手段と回転手
段はこの分野では標準的で1、また全衝撃′ ハンマ
に共通の構造で設けてもよいし、各衝撃ハンマごとに変
えた構造で設けてもよい。さらに、これら駆動手段と回
転手段は公知の態様でサポー)15の内部に設置しても
よい。「衝撃ハンマ」は単に本明細書で使用した語であ
り、実際には衝撃ハンマとして他の適当な衝撃具を用い
てもよい。
前述のように、岩粉砕ヘッド17とサポート15の間の
距離は、隣接する衝撃ハンマ18に関しては互いに異な
る値となるように設定される。第1図および第2図に示
すよう9に、中央の衝撃ハンマ18eはサポー)15か
ら最も遠方1で延びており、他の衝撃ハンマ18a、1
8b、18d。
距離は、隣接する衝撃ハンマ18に関しては互いに異な
る値となるように設定される。第1図および第2図に示
すよう9に、中央の衝撃ハンマ18eはサポー)15か
ら最も遠方1で延びており、他の衝撃ハンマ18a、1
8b、18d。
13eはこの中央衝撃ハンマ18cから離れるものほど
その長さが短い。この構成では、岩粉砕ヘッド17b、
17dを同一の平面P2に配置してもよい。この場合、
中央衝撃ハンマ18cの岩粉砕ヘッド17cが存する平
面P1に比較して、この平面P2の方がよシサポート1
5に近い。同様に、岩粉砕ヘッド17a、L7ee同一
の平面P8に配置してもよい。この場合、岩粉砕ヘッド
17.b。
その長さが短い。この構成では、岩粉砕ヘッド17b、
17dを同一の平面P2に配置してもよい。この場合、
中央衝撃ハンマ18cの岩粉砕ヘッド17cが存する平
面P1に比較して、この平面P2の方がよシサポート1
5に近い。同様に、岩粉砕ヘッド17a、L7ee同一
の平面P8に配置してもよい。この場合、岩粉砕ヘッド
17.b。
ladの存する平面P2に比べて、この平面P8の方が
よシサポー)15に近い。
よシサポー)15に近い。
駆動手段5がドリルヘッド7を動かしている間に物質前
面9と平行な平面内にてドリルヘッド7を動かす駆動手
段11は、運動伝達手段を備える。
面9と平行な平面内にてドリルヘッド7を動かす駆動手
段11は、運動伝達手段を備える。
この運動伝達手段はサポー)15に連結していて、衝撃
・・ンマの列と直交jる方向の往復並進運動をサポート
15に伝達する。
・・ンマの列と直交jる方向の往復並進運動をサポート
15に伝達する。
図示実施例の場合、この往復並進運動は上下に行わnる
。ただし、サボー)15を図示とは異なる方向、例えば
垂直方向に向けて配置した場合には、駆動手段11はサ
ボー)15を地面と平行の横方向に動かすように構成さ
nねばならない。サポー)15をその他の方向、゛例え
ば傾斜した方向に向けてもよい。
。ただし、サボー)15を図示とは異なる方向、例えば
垂直方向に向けて配置した場合には、駆動手段11はサ
ボー)15を地面と平行の横方向に動かすように構成さ
nねばならない。サポー)15をその他の方向、゛例え
ば傾斜した方向に向けてもよい。
上記の運動伝達手段は軸旋回アーム19を備えていても
よい。軸旋回アーム19は互いに平行な2つのリンク2
1 、 ’28から構成される。こ九らリンク21.2
8の両端部は旋回可能にそれぞn軸25,27に取付け
られる。軸25.27はそれぞれ複数であジ両者は互い
に離してサポー)15または駆動手段5に取付けられて
おり、またサボ−)15上の衝撃ハンマの列と同一方向
に延びる。
よい。軸旋回アーム19は互いに平行な2つのリンク2
1 、 ’28から構成される。こ九らリンク21.2
8の両端部は旋回可能にそれぞn軸25,27に取付け
られる。軸25.27はそれぞれ複数であジ両者は互い
に離してサポー)15または駆動手段5に取付けられて
おり、またサボ−)15上の衝撃ハンマの列と同一方向
に延びる。
軸旋回アーム19のリンク21.28は、これらリンク
が連結する駆動手段5の本体ならびにサポ−)15と共
同して、平行四辺形リンケージを構成する。軸旋回アー
ム、19の角度を変えるのにいかなる種類の操作手段(
例えば駆動手段5に設けた治産シリンダ)−を用いたと
しても、この平行四辺□形すンケージは物質前面9に向
かう一定の方向に衝撃ハンff18a 、18b 、1
8c 、1f3d 。
が連結する駆動手段5の本体ならびにサポ−)15と共
同して、平行四辺形リンケージを構成する。軸旋回アー
ム、19の角度を変えるのにいかなる種類の操作手段(
例えば駆動手段5に設けた治産シリンダ)−を用いたと
しても、この平行四辺□形すンケージは物質前面9に向
かう一定の方向に衝撃ハンff18a 、18b 、1
8c 、1f3d 。
18eを常に維持する。軸旋回アーム19を上下に往復
運動させるものであれば、上記構成に限らずその他のも
のを用いてもよい。
運動させるものであれば、上記構成に限らずその他のも
のを用いてもよい。
次に作゛用を説明する。まず、駆動手段5がトリ゛ルヘ
ッド7を掘削すべき物質(岩)の前面9に向けて押し出
す。この押出と同時に、第1図中実線と破線で示さする
ように、ドリルヘッド7が上下□に動かされる。
ッド7を掘削すべき物質(岩)の前面9に向けて押し出
す。この押出と同時に、第1図中実線と破線で示さする
ように、ドリルヘッド7が上下□に動かされる。
他のものに比べてハウジングから最も遠方に突出した中
央の°衝撃ハンマ13cの岩粉砕ヘッド17cが最初に
物質前面9に当接し、そして第8図に示すように垂直の
溝もしくはステップ29eを物質前面9に形成する。こ
の溝Z9eは衝撃による物質(岩)の粉砕の結果できた
ものであり、平面P1に沿って延びる。
央の°衝撃ハンマ13cの岩粉砕ヘッド17cが最初に
物質前面9に当接し、そして第8図に示すように垂直の
溝もしくはステップ29eを物質前面9に形成する。こ
の溝Z9eは衝撃による物質(岩)の粉砕の結果できた
ものであり、平面P1に沿って延びる。
中央衝撃・・ン→18eが物質(岩)を掘り、その深さ
が中央衝撃ハンマ13cとこれに隣接する衝撃ハンマ1
7b、l?dとの長さの差に達するど、衝撃ハンマ18
b、18dの岩粉砕ヘッド17b、17dが物質(岩)
に当接する。そして、衝撃ハンマ17b 、17 dが
同様にして一対の溝もしくはステップ29b 、29d
を物質(岩)に形成する。これらめ溝29b 、29d
は同一の平面P2に沿って延びる。平面P1と比べて平
面P2の方がよりサポート15に近い。第8図に示すよ
うに、溝29b 、29dは溝29eに平行である。
が中央衝撃ハンマ13cとこれに隣接する衝撃ハンマ1
7b、l?dとの長さの差に達するど、衝撃ハンマ18
b、18dの岩粉砕ヘッド17b、17dが物質(岩)
に当接する。そして、衝撃ハンマ17b 、17 dが
同様にして一対の溝もしくはステップ29b 、29d
を物質(岩)に形成する。これらめ溝29b 、29d
は同一の平面P2に沿って延びる。平面P1と比べて平
面P2の方がよりサポート15に近い。第8図に示すよ
うに、溝29b 、29dは溝29eに平行である。
所定の間隔で互いに離れかつ前後位置が互いに異なるよ
うに岩粉砕ヘッド17c、l?d、17bが配置されて
いるので、衝撃ハンマの間で物質(岩)は自然と崩れ落
ち、この結果溝29e 。
うに岩粉砕ヘッド17c、l?d、17bが配置されて
いるので、衝撃ハンマの間で物質(岩)は自然と崩れ落
ち、この結果溝29e 。
29b 、29dの間で物質の表面は傾斜する。このよ
うにして衝撃が直接には加えられない溝29c。
うにして衝撃が直接には加えられない溝29c。
29b、29dの間の部分でも物質(岩)は崩れ落ちて
ゆく。
ゆく。
駆動手段5がドリルヘッド7をさらに前進させると、最
後に衝撃ハンマ18a、18eの岩粉砕ヘッド17a、
17eが物質前面9に当接し、そして互いに平行な溝も
しくはステップ29a。
後に衝撃ハンマ18a、18eの岩粉砕ヘッド17a、
17eが物質前面9に当接し、そして互いに平行な溝も
しくはステップ29a。
29eを物質に形成する。これらの溝29a。
29eは平面P8に沿って延びる。平面P2と比べて平
面P8の方がよりサボー)15に近い。同様にして、岩
粉砕ヘッドleaと17bの間、および岩粉砕ヘッド1
7d、17sの間で物質(岩)は自然と崩れ落ち、この
結果溝29Bと29bの間、および溝29dと29eの
間で物質の表面は傾斜する。
面P8の方がよりサボー)15に近い。同様にして、岩
粉砕ヘッドleaと17bの間、および岩粉砕ヘッド1
7d、17sの間で物質(岩)は自然と崩れ落ち、この
結果溝29Bと29bの間、および溝29dと29eの
間で物質の表面は傾斜する。
ドリルヘッド7による衝撃で粉砕された物質(岩)や岩
粉砕ヘッド17の間を通過して落下したトンネル8内の
物質(岩)は、いかなる公知手段を用いて集めそして排
出してもよい。
粉砕ヘッド17の間を通過して落下したトンネル8内の
物質(岩)は、いかなる公知手段を用いて集めそして排
出してもよい。
・ 上記の説明から明らかなように、要約すると、・駆
動手段5.11により物質剪面9に対して上下に動かさ
れる大型かつ強力なくま手としてドリルヘッド7は機能
する。
動手段5.11により物質剪面9に対して上下に動かさ
れる大型かつ強力なくま手としてドリルヘッド7は機能
する。
、、 隣接する衝撃ハンマ18間の距離すなわち隣接す
る溝29(a9a 、29b 2g9C,Z9d 。
る溝29(a9a 、29b 2g9C,Z9d 。
29e)間の距離は、これら溝29の存する平面PL
、P2 、P8の間の距離と等しくすることが好ましい
。このように構成した場合、非常に効率的であり満足で
きる結果が得られることが判明した。
、P2 、P8の間の距離と等しくすることが好ましい
。このように構成した場合、非常に効率的であり満足で
きる結果が得られることが判明した。
上記の説明から明らかなように、掘削される物質のトン
ネル8内の表面はおおよその半分が自然崩壊させられる
。したがって従来の装置や方法で掘削するのに比べて消
費エネルギを減らすことができる。
ネル8内の表面はおおよその半分が自然崩壊させられる
。したがって従来の装置や方法で掘削するのに比べて消
費エネルギを減らすことができる。
また上記の説明から明らかなように、本発明の装置は構
造が非常に簡単である。したがってその保守は容易であ
る。
造が非常に簡単である。したがってその保守は容易であ
る。
発明の効果
本発明によれば掘削に要するエネルギを減らすことがで
きる。また本発明によれば堅い物質に穴を迅速にあける
ことができる。
きる。また本発明によれば堅い物質に穴を迅速にあける
ことができる。
本発明の装置は構造が簡単であり、その保守も
□容易である。
□容易である。
第1図は本発明の掘削装置を示す側面図である。
第2図は同じく掘削装置を示す上面図である。第8図は
第1図および第2図の掘削装置によって得 ′ら
れた掘削パターンを示す正面図である。 ■・・・掘削装置、5・・・駆動手段、7・・・ドリル
ヘッド、l l−・・駆動手段、18a 、18b 、
18c 。 18d、18e・・・衝撃ハンマ、15・・・サポート
、17a、、17b、17c、17d、17e−岩粉砕
ヘッド。
第1図および第2図の掘削装置によって得 ′ら
れた掘削パターンを示す正面図である。 ■・・・掘削装置、5・・・駆動手段、7・・・ドリル
ヘッド、l l−・・駆動手段、18a 、18b 、
18c 。 18d、18e・・・衝撃ハンマ、15・・・サポート
、17a、、17b、17c、17d、17e−岩粉砕
ヘッド。
Claims (10)
- (1)互いに隔てられた複数の区域に沿つて岩などの堅
い物質を衝撃により粉砕する工程を含み、また隣接する
前記区域同志は互いに異なる平面に存在しており、そし
て衝撃による物質の直接粉砕と同時に前記区域の間で物
質が崩壊するようにした掘削方法。 - (2)上記区域は互いに平行である特許請求の範囲第(
1)項に記載の掘削方法。 - (3)互いに隣接する上記区域間の距離はこれら区域の
存在平面間の距離に実質的に等しい特許請求の範囲第(
2)項に記載の掘削方法。 - (4)掘削すべき岩などの堅い物質の前面に向けてドリ
ルヘツドを動かす第1の駆動手段と、ドリルヘツドが第
1の駆動手段によつて動かされている間に物質前面と平
行な平面内でドリルヘツドを動かす第2の駆動手段と、
ドリルヘツドに設けられたサポートと、ドリルヘツドに
設けられると共にサポートに取付けられかつ互いに平行
に隔てられた複数の衝撃ハンマと、衝撃ハンマに設けら
れた岩粉砕ヘツドとを備えていて、岩粉砕ヘツドとサポ
ート間の距離は隣接する衝撃ハンマに関しては互いに異
なるように設定された掘削装置。 - (5)上記衝撃ハンマはサポートに沿つて一列に配置さ
れ、また上記第2の駆動手段は運動伝達手段を備え、そ
して運動伝達手段はサポートに連結すると共に衝撃ハン
マ列に直交する方向の往復並進運動をサポートに伝達す
るように構成された特許請求の範囲第(4)項に記載の
掘削装置。 - (6)上記運動伝達手段は軸旋回アームと操作手段を備
え、そして軸旋回アームの一端はサポートに連結されそ
の他端は衝撃ハンマ列と平行な軸を介して第1の駆動手
段に旋回可能に取付けられ、一方操作手段は前記軸を中
心として軸旋回アームを回わしその角度を変えるように
構成された特許請求の範囲第(5)項に記載の掘削装置
。 - (7)上記軸旋回アームは平行な2つのリンクを備え、
そしてこれらリンクの一端は軸旋回可能に互いに離れた
位置にてサポートに取付けられまた他端は軸旋回可能に
互いに離れた位置にて第1の駆動手段に取付けられ、さ
らにこれらリンクは平行四辺形リンケージを構成し、平
行四辺形リンケージにより衝撃ハンマが常に一定の方向
に維持される特許請求の範囲第(6)項に記載の掘削装
置。 - (8)上記第1の駆動手段は自動車両である特許請求の
範囲第(7)項に記載の掘削装置。 - (9)隣接する上記衝撃ハンマ間の距離は、これら衝撃
ハンマの岩粉砕ヘツドとサポート間の距離の差に実質的
に等しい特許請求の範囲第(8)項に記載の掘削装置。 - (10)隣接する上記衝撃ハンマ間の距離は、これら衝
撃ハンマの岩粉砕ヘツドとサポート間の距離の差に実質
的に等しい特許請求の範囲第(5)項に記載の掘削装置
。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/588,741 US4682819A (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Method and apparatus for drilling hard material |
US588741 | 1984-03-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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