JPS6282197A - さく岩用穿孔工具の制御方法 - 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】 この発明は、複数の隣接する孔の自動式穿孔用のさく岩
作業における穿孔工具を制御する方法に関し、その方法
によれば、穿孔工具は、岩石表面から成る距離に設定さ
れた移動レベルに沿って孔から孔へ移動される。

穿孔工具を制御すること、すなわち穿孔・発破方法によ
ってトンネルが掘さくされるとき穿孔工具を孔から孔へ
移動するように穿孔工具を制御することは既知ｔあり、
それにより、掘さくされる１つの場所が互いに一定距離
を保って設けられかつ火薬を充てんして発破される予定
数の錐孔が穿孔される。自動穿孔方法によって、穿孔機
器の作用を一層効率よくさせ、かつ穿孔装置がその所定
場所に配置された後圧、前もって企画された穿孔計画に
よって孔が方向づけられかつ完全に穿孔されるとき１人
の人が多数のブームを有する単一の穿孔装置を操作する
ことがフきる。

米国特許ｍ４．１１３，０３５号は、プログラムを組む
ことがｔきる制御装置によって作用する穿孔ブームおよ
び穿孔工具を一つの孔から別の孔へ移動する方法を開示
している。この方法において、６孔の位置は岩盤面から
成る一定の安全距離に位置決めされた仮想移動レベル上
に定められ、孔が既に穿孔されたＶ）ちにこのしにルま
で穿孔工具が引き戻され、次いｆこのレベルに沿って穿
孔工具が穿孔すべき次の孔に移動される。

この米国特許による方法において、穿孔工具を移動する
レベルは穿孔されるすべての孔に共通である。しρ・し
、実際の場合、トンネルの背部は直線ｆはなく、彎曲形
状をもつ。トンネルの背部の彎曲がはげしく形成される
程、穿孔工具は孔の穿孔開始点７１１）ら移動レベルま
で一層長い距離を、特にトンネルの背部Ｃ−中間区域に
おいて、戻さなければならない。このことはまた移動す
るのに一層長い時間を要することを意味する。

この発明の目的は、上述の欠点を回避し、かつ穿孔速度
を増大【７かつ装置の作用を増強することを可能にさせ
る方法を提供するにある。上記目的は、この発明による
方法によって達成され、すなわち該方法は、穿孔工具が
６孔について個々に定められた移動レベルに沿って一つ
の孔から別の孔へ移動されろことを特徴とする。

この発明は、穿孔工具が一つの孔から別の孔へ移動され
るとき、トンネル背部の予想または実際の形状が一層正
確に考慮され、従って不必要な程の安全距離が避けられ
かつ穿孔工具が各特定の場合において最適の移動レベル
に沿って孔から孔へ移動！きるという思想を基礎にして
いる。この発明の方法によって、１つの孔があけられた
後に所要の移動レベルまで穿孔工具を戻し、か、つそれ
ぞれに、この移動レベルから岩盤に向って穿孔予定の次
の孔に穿孔工具を移動するのに要する時間を可成り短縮
ｆきろ。

この発明による方法は、いくつ７！ｌｌ）の異なる方式
１式％ １、すべての孔において、一定の安全距離、すなわち一
つの等しい距離を使用することが〒き、穿孔工具は穿孔
予定の次の孔まで横方向に移動される前に、穿孔された
孔の岩盤面から戻される。

錐先が岩盤面に接触した瞬間に、穿孔工具の軸方向の長
さが記録され、次いで孔があけ終った後に、岩盤面との
記録された接触点から錐先が設定距離ヲ戻すれ、その後
にはじめて次の孔まで横方向に移動される。

２３個々の孔において、異なるサイズの安全距離が用い
られ、穿孔工具は次の孔まで横方向に移動される前に、
この距離だけ戻される。次に、既設の孔と穿孔予定の孔
の接触レベル間の距離が測定され、この距離を基準にし
て必要と考えられる１つの安全距離が、例えばこれらの
接触レベル間の距離に成る関連をもたせる方法、あるい
はいくつρ）のつぎつぎの孔の穿孔開始点によって形成
された曲線に数学的に従った別の方法で、決定される０ ６、個々の孔の安全距離は、成る適切な方法によって岩
盤面の距離を測定することによって決定される。次に、
通常１つの一定安全距離が用いられ、その距離まで穿孔
工具が岩盤面との接触点から戻されるが、この場合、所
定安全距離よりも大きい距Ｋａ偏差が生ずるときは、そ
れに応じて、さらに大きい安全距離が用いられる。

４、個々の孔の安全距離は、岩盤面の数学的形状を決定
するため、または掘さくに関する統計上の知識および経
験を基にして岩盤面の形状を推定するために、錐先を適
切な諸点ｆ岩盤面と接触させることによって得られる岩
盤面の形状を基にして計算される〇 図面を参照して、この発明を以下に詳細に説明する。

岩盤にトンネルを掘さくする際、第１図に示すように、
予め定めた若干数ｎのほぼ平行な孔Ｒ１〜Ｒｎが区域ｔ
ＪＶＸＹにおいて穿孔され、これらの孔には爆薬が装て
んされかつ発破される。米国特許第４．１１３，０３５
号において記述された方法によれば、これらの孔の位置
決めは、岩盤面１から成る距離に位置する仮想横移動レ
ベルＳ上に定められ、錐孔が穿孔された後にこのレベル
まで穿孔工具２が戻され、次い１このレベルに沿って次
の孔まｔ穿孔工具が横移動される。例えば、孔Ｒ６が穿
孔された後に、穿孔工具は距離Ａ５だけ横移動レベルま
で軸方向へ引ぎ戻され、次にこのレベルＳに沿って次の
孔Ｒ４まで横方向に移動され、次に新規の孔をあけるた
めに岩盤面と接触するま１距離Ｂ４を軸方向へ前方に押
動される。孔Ｒ４があけられた後に、７孔工具は再び横
移動レベルＳまで戻され、以下、これに準する。穿孔工
具の運動は、すべての孔に対して共通の横移動レベルＳ
から開始する。

第２図から第４図ま１において見られる方法においては
、穿孔工具は６孔に対して個別に定められたレベルに沿
って孔から孔へ横移動される。

第２図の実施例において、穿孔工具は６孔をあけたのち
に岩盤面１から安全圧ｍｅまで戻され、この距離は一定
に保たれている。安全距離とは、穿孔済み孔またはり孔
される孔のいずれかにおける既知の、さもなければ推定
もしくは想像される岩盤面からの距離をいう。例えば、
孔Ｒ４があけられた後に、穿孔工具はこの孔の前端から
その軸方向延長線上に位置する点４まで軸方向へ引き戻
される。この点は横移動レベルＳ５を定め、このレベル
はあけられた孔の方向に対して垂直１ある。

穿孔工具はこのレベル上を穿孔される次の孔Ｒ５の軸方
向延長線上に位置する点５まｔ横移動され、次に穿孔工
具は岩盤面に向って移動され、該工具は距離Ｄ５を進行
した後に穿孔開始点６に達する。

孔Ｒ５は通常の方法ｆ所望法さに穿孔され、その後、岩
盤面から同一の安全距離Ｃを再び孔から引き戻される。

この点から、穿孔工具は横移如ルベルＳ６に沿って穿孔
される次の孔Ｒ６まで横移動され、以下、これに準する
。

岩盤面上の種々起り得ろ不規則な突出部と当らないよう
に横移動レベルＳＫ沿って穿孔工具が移動できることを
保証するようにこの一定の安全距離Ｃは大きく選定され
る。この一定の安全距離は、作業者がその変史を望まな
い限り維持される。実際には、作業者は常に、一群の孔
の穿孔を開始する際に必要とする一定の安全距離を推定
し、かつこの孔群に対して制御システム内でこの距離を
一定に調節する〇 ここ１注目することは、穿孔工具の縦方向移動距離が第
１図に示された従来方式による距離よりもげ［＃：り短
かいこと１ある。このことはトンネルを掘さくするのに
必要なこれらの穿孔作業速度が可成り高められることに
なる。

第６図に示す実施例において、名札あけ後に、名札に対
し個別に定められた戻し距離Ｅを順次に戻される。岩盤
面の形状は、穿孔に先だって測定する距離によって調査
されるのｆ、名札の始まり点における深さの座標は既知
ｆある。戻し距離は、工具が穿孔される次の孔に辛うじ
て横移動〒きるような距１ｉｉｉＥだけ丁度戻されるよ
うに自動的に計算されている。

例えば、孔Ｒ４があけられた後に、穿孔工具は孔の始ま
る点３からその軸線上の延長部に位置する点４まで上述
の方式↑計算された戻し距離Ｅ４を軸方向に引き戻され
る。穿孔工具はこの点４を通過する横移動レベルＳ５に
沿って、穿孔されろ次の孔Ｒ５の軸方向延長線上に位置
する点５まで移動される。孔Ｒ５は通常の方法フ所望深
さに穿孔される。この孔があけられた後に、穿孔工具は
、穿孔される次の孔まで横移動レベルＳ６に沿って伺等
の障害なし処移動〒きるような、この孔の始まり点ρ）
も短かい戻し距離をこの孔から引き戻される。

岩盤面の予め定められた形状を基にした穿孔工具の制御
によって、この戻し距離Ｅを最小に維持することが可能
になることが注目される。第３図は、この制御方法に関
連して一定の大きさの安全距離を使用することが破線フ
示している。従ってこの安全距離は第２図に関連して示
された推定安全距離よりも可成り短かい。

第４図に示す実施例において、穿孔工具の戻し距離Ｇは
、岩盤面の推定形状を基にして名札に対し個々に定めら
れている。成る棟の（強さ、割れ感受性など）岩盤を掘
さくするとき、トンネル面の表面は発破後はほとんど類
似している。従って、岩盤面の形成は類似の岩盤面の既
往の穿孔作業および掘さくに際してのそれまでの経験を
基にして経験的に知ることができる。岩盤面の平均的な
形状およびその形態の大よその深さはそのようにして知
ることが〒きる。これにより、岩盤面の突出部と当らず
に一つの孔から他の孔へ穿孔工具を横移動するのに十分
な確率をもつ戻し距離を計算す　−ることか可能になる
。この確率は例えば９０％、９５％または９９％が選択
される。

紀４図において、穿孔される岩盤面の形態の平均形状は
破線Ｐで記され、かつ９０％の確率内にある岩盤面は点
線Ｐ−９０で位置づけられている。

例えば、孔Ｒ４があけられた後に、穿孔工具は始まり点
６から点４まｔ、始まり点から孔の軸方向延長線上の確
率限度縁Ｐ−９０の距離に対応する戻し距離に加えて点
４′への所望の一定安定距離Ｈを引き戻される。その後
に、穿孔工具はこの点を通る横方向移動レベルＳ５上を
、穿孔されろ次の孔Ｒ５の軸方向延長線上に位置する点
５まで横方向に移動される。この点から、穿孔工具は岩
盤面に向って移動され、孔Ｒ５の始まり点までの距離を
経て岩“盤面に到達する。孔Ｒ５は通常の方法で穿孔さ
れ、その後に、穿孔工具は制限、［ｊ［Ｐ−９０から一
定安全距離Ｈを戻され、以下、これに準する。

第５図において、この発明による方法の２つの実施例が
示され、この方法により、穿孔工具は移動に要する時間
を短縮するために、一つの錐孔から次の孔まで穿孔方向
に対して傾斜するレベルに沿って横移動゛される。

第１実施例は、岩盤面の形状が予め定められた方式で、
例えば測定によってまたはこの出願において既述した成
る方法によって定められるという思想を基にしている。

順次に継続する孔の始まり点が、それに応じて決定され
、かつ安全距離を基にして工具の移動が決められ、それ
によって孔の始まり点ρ）ら安全距離を隔てた点におい
て、あけられた孔に位置した工具は、穿孔される次の孔
までこの孔に対して決定された始まり点から安全距離ま
で直接に移動される〇 紀５図によれば、孔Ｒ６があけられた後に、工具は孔Ｒ
３の始まり点から距離Ｅ３’まフ移動される。孔Ｒ４の
始まり点６が予め定められた岩盤面を基にして決定され
た後に、工具は横移動レベルＳ４’に沿って斜めに安全
距離Ｅ３’から孔Ｒ４のはじまり点３から安全距離Ｅ４
’に横移動される。この後、さらに孔Ｒ４が穿孔されこ
の作用は所望の方法で、または前もってプログラムを組
んだ予定に従って継続される。

第５図に示す第２実施例は、最小の安全距離を得ようと
企図するとき、穿孔方向に対して傾斜する面に沿って安
全に横移動されるという思想を基にしている。孔Ｒ５が
あけられた後に、工具は孔Ｒ５から孔Ｒ６まマ横移動さ
れるとき、図示のように孔Ｒ５の始まり点６からいわゆ
る最小安全距離Ｃ′まで移動されろ。この後に、工具は
岩盤面からさらに外方へかつ同時に孔Ｒ６の軸線に向っ
て移動され、それに本って工具は傾斜横移動レベルＳ６
’に沿って移動するのｔ、工具が孔Ｒ６の軸線に到達す
ると、工具は同時に予め定められた安全距離Ｃまで孔Ｒ
５の始まり点６ρ）ら移動されているＯ 第５図のそれぞれの実施例によって、工具は一つの錐孔
ρ・ら別の錐孔へ可能な限り短１３）い経路に沿って移
動されるので、工具の移動時に時間が節約される。岩盤
面の形状により、これらの実施例では横移動レベルは穿
孔方向に対してほとんど傾斜しているが、成る場合には
、横移動レベルは穿孔方向に対（７て垂直であることも
ある。

穿孔作業を可能な限り効率よくかつ迅速に行うように努
力するときは、普通の方法で堀さくされた岩盤面の中央
線の左側に第５図に示された方法を周込ることが好適ｆ
、それにより、工具はあけられた孔の安全距離から穿孔
される次の孔の安全距離へ移動され、かつこれと同様に
、右側においても最小安全距離に基づく傾斜横移動が行
われ、それにより横移動レベルは恐らく岩盤面の共通方
向に従うｔあろう。

この発明についての図面および明細書の説明はこの発明
を具現イヒするためにのみ用いられたものに過ぎず、こ
の発明による方法は、その特許請求の範囲内を女史する
ことがｔきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トンネル後端部を堀さくするとき穿孔工具を
制御する前記米国特許から知られた上述の方法の概略図
、第２図は、一定安全距離な用いたときのこの発明によ
る方法の第１実施例の第１図と対応する図、第３図は、
岩盤面形状に基づく戻し距離を用いたときの、方法の第
２実施例、第４図は経験的確率に基づく戻し距離を用い
たときの方法の第３実施例、第５図は、穿孔工具の移動
レベルづ！移動速度を上げるために錐孔に対して傾斜位
置を占める場合の２つの別個の方法の実施例を示す。 図中の符号、　　　　　１・・・岩盤面、２・・・穿孔
工具、　　　　６・・・穿孔開始点、４・・・戻し点、
　　　　５・・・隣接孔の穿孔開始点、６・・・穿孔開
始点、　　Ａ・・・戻し距離、Ｂ・・・接触距離、　　
　Ｃ・・・安全距離、Ｄ・・・接触距離、　　　　Ｅ・
−・最小戻し距離、Ｆ・・・安全距離、　　　Ｇ・・・
戻し距離、Ｈ・・・安全距離、を示す。 代理人　弁理士（８１０７）佐々木　清　隆（ほか３名
）　　゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、岩盤面（１）から一つの距離に位置した横移動レベ
   ル（Ｓ）に沿つて穿孔工具（２）が孔から孔（Ｒ１〜Ｒ
   ｎ）へ横移動される方法による複数の隣接する孔を自動
   的に穿孔するさく岩作業における穿孔工具の制御方法で
   あつて、 穿孔工具（２）が各孔に対して個別に定められた横移動
   レベル（Ｓ４′、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ６′）に沿つて一つの
   孔から別の孔（Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）へ横移動され
   ることを特徴とするさく岩用穿孔工具の制御方法。 ２、１つの孔（Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５）があけられた後に、
   穿孔工具（２）が錐孔のはじまり点（３）からの安全距
   離（Ｅ３′、Ｃ、Ｃ′）に始まる横移動レベル（Ｓ４′
   、Ｓ５、Ｓ６′）まで引かれることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３、安全距離（Ｃ）が一定であり、かつ各横移動レベル
   （Ｓ５、Ｓ６）が穿孔方向に対してほぼ垂直であること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、孔（Ｒ５）があけられた後に、穿孔工具（２）が錐
   孔の始まり点（６）から少くとも最小安全距離（Ｃ′）
   までまず引かれ、かつその後に穿孔工具（２）が前記錐
   孔のはじまり点（６）から一定安全距離（Ｃ）までさら
   に引かれ、それにより、前記錐孔のはじまり点から最小
   安全距離において始まる横移動レベル（Ｓ６′）が穿孔
   方向に対して傾斜する位置にあることを特徴とする方法
   。 ５、１つの穿孔レベルにおける岩盤面（１）の位置が距
   離測定によつて決定され、かつ孔（Ｒ３、Ｒ４）があけ
   られた後に、穿孔工具（２）が横移動レベルが岩盤面（
   １）に接線をなし、該岩盤面から所望の安全距離（Ｆ）
   をもつて増加されるような前記錐孔の始まり点からの距
   離（Ｅ３′、Ｅ４）に位置する横移動レベル（Ｓ４′、
   Ｓ５）まで引かれることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ６、孔（Ｒ３）があけられた後に、穿孔工具（２）が錐
   孔のはじまり点から少くとも安全距離（Ｅ３′）まで引
   かれ、かつ穿孔工具（２）が錐孔のはじまり点から安全
   距離（Ｅ３′）に位置する点で始まり次の孔（Ｒ４）か
   らの安全距離（Ｅ４′）における点まで横移動レベル（
   Ｓ４′）に沿つて直接に移動されることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項記載の方法。 ７、横移動レベル（Ｓ４′）が穿孔方向に対して傾斜位
   置にあることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
   方法。 ８、孔（Ｒ４）があけられた後に、穿孔工具（２）が錐
   孔の始まり点（３）から距離（Ｇ４）に位置された横移
   動レベル（Ｓ５）まで引かれ、前記距離（Ｇ４）が所望
   の安全距離（Ｈ）を増加させて、所望の確率をもつ穿孔
   レベルにおいて岩盤面の推定形状（Ｐ−９０）に対応す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。