NO124451B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO124451B NO124451B NO440370A NO440370A NO124451B NO 124451 B NO124451 B NO 124451B NO 440370 A NO440370 A NO 440370A NO 440370 A NO440370 A NO 440370A NO 124451 B NO124451 B NO 124451B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- energy
- charge
- explosive
- drilling
- explosives
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 166
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 66
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 57
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 21
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 20
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 36
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 17
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 17
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 6
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 6
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 4
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 3
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 3
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N Pentaerythritol Tetranitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(CO[N+]([O-])=O)(CO[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 2
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 2
- 206010061688 Barotrauma Diseases 0.000 description 1
- 235000014653 Carica parviflora Nutrition 0.000 description 1
- 241000243321 Cnidaria Species 0.000 description 1
- 239000000026 Pentaerythritol tetranitrate Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- WETZJIOEDGMBMA-UHFFFAOYSA-L lead styphnate Chemical compound [Pb+2].[O-]C1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C([O-])=C1[N+]([O-])=O WETZJIOEDGMBMA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000009931 pascalization Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229960004321 pentaerithrityl tetranitrate Drugs 0.000 description 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C37/00—Other methods or devices for dislodging with or without loading
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
-
- 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
- E21D9/006—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries by making use of blasting methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
- F42D1/04—Arrangements for ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
- F42D1/04—Arrangements for ignition
- F42D1/045—Arrangements for electric ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Description
Fremgangsmåte ved og apparat for bearbeidelse Method and apparatus for processing
av en geologisk masse ved boring og sprengning. of a geological mass by drilling and blasting.
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved bearbeidelse av The invention relates to a method for the processing of
en geologisk masse ved boring og sprengning, ved hvilken det i massen bores ett eller flere hull og en ladning med konsentrert sekundærsprengstoff anbringes i hvert av hullene, og hvor bearbeidelsen skjer ved at ladningen eller ladningene bringes til å detonere. Oppfinnelsen angår videre et apparat for utførelse av den nevnte fremgangsmåte, omfattende en boreanordning i form av en avlang del med en borkrone i den ene ende, og en sprengstoff-mateanordning for tilførsel av sprengstoff til et hull som er boret av boreanordningen, hvilken mateanordning inneholder et rør med en tømmeende og en mate-ende. a geological mass by drilling and blasting, whereby one or more holes are drilled in the mass and a charge of concentrated secondary explosive is placed in each of the holes, and where the processing takes place by causing the charge or charges to detonate. The invention further relates to an apparatus for carrying out the aforementioned method, comprising a drilling device in the form of an elongated part with a drill bit at one end, and an explosives feeding device for supplying explosives to a hole drilled by the drilling device, which feeding device contains a pipe with a discharge end and a feed end.
De forskjellige metoder ved boring og sprengning har The different methods of drilling and blasting have
lenge utgjort et effektivt verktøy for utførelse av nyttig arbeid, has long been an effective tool for carrying out useful work,
idet de skaffer den nødvendige energi f.eks. for utgravningsopera-sjoner av forskjellig slag, det vil si operasjoner hvor materialet graves ut og fjernes ved eller under jordoverflaten, enten for å danne et nyttig hulrom, f.eks. ved boring av tunneler, eller for å frembringe utbytte fra det fjernede materiale, f.eks. ved gruvedrift, Den eksplosjonsenergi som frembringes ved bore- og sprengningspro-sesser, har også vært benyttet for andre formål, f.eks. ved seismiske undersøkelser for å skaffe informasjon angående beliggenheten av nyttige geologiske lag, såsom gass- eller oljeførende lag. I as they provide the necessary energy, e.g. for excavation operations of various kinds, i.e. operations where the material is excavated and removed at or below the earth's surface, either to form a useful cavity, e.g. when drilling tunnels, or to produce yield from the removed material, e.g. in mining, The explosive energy produced by drilling and blasting processes has also been used for other purposes, e.g. by seismic surveys to obtain information regarding the location of useful geological layers, such as gas- or oil-bearing layers. IN
vår tid er det et stadig økende behov for undersøkelses- og utgrav-ningsoperasjoner, og særlig for utgravninger under jorden, f.eks. ved konstruksjon av vann- og kjøretøytunneler, parkeringsplasser eller militære forsvarsanlegg, og for utnyttelse av meget store mineralforekomster under hensyn til naturvernbestenuneIser. Det er imidlertid nødvendig med en betraktelig kostnadsreduksjon og økning av den vedvarende arbeidshastighet, f.eks. tunnelfremdrift, dersom undersøkelser og utgravninger skal utnyttes effektivt for å møte utfordringene i forbindelse med urbanisering og bevarelse av natur-rikdommene. in our time, there is an ever-increasing need for investigation and excavation operations, and especially for excavations underground, e.g. in the construction of water and vehicle tunnels, car parks or military defense facilities, and for the exploitation of very large mineral deposits with regard to nature conservation standards. However, a considerable cost reduction and increase in the sustained work speed is necessary, e.g. tunnel progress, if investigations and excavations are to be used effectively to meet the challenges in connection with urbanization and conservation of the natural resources.
Véd den konvensjonelle bore- og sprengningsmetode ved bearbeidelse eller utgravning av en geologisk masse, såsom fjell, bores det først hull i et forutbestemt mønster i fjellet. Etter at alle hull er boret, anbringes en ladning med sekundærsprengstoff i hullene, vanligvis manuelt, og en tennanordning, det vil si en fenghette eller tennhette, anbringes i kontakt med ladningen i hvert hull, eller med en detonerende lunte som leder til ladningen og forbindes med en fjerntliggende felles utløseranordning, såsom et tenn-apparat. Deretter tennes ladningen ved energisering av tennappa-ratet. Ved underjordiske gravningsarbeider er det nødvendig med en utluftningsperiode for å fjerne dunster og støv som forårsakes av sprengningen og som føres gjennom luften. Etter denne utluft-ning eller "røktid" avsluttes runden eller syklusen med utlastings-operasjonen, det vil si lasting og transport av det knuste matériale (sprengningsmassen) fra utgravningen til et anbringelsesområde. Deretter gjentas den beskrevne syklus. With the conventional drilling and blasting method when processing or excavating a geological mass, such as rock, holes are first drilled in a predetermined pattern in the rock. After all holes have been drilled, a charge of secondary explosive is placed in the holes, usually manually, and an ignition device, that is, a fuze cap or fuze cap, is placed in contact with the charge in each hole, or with a detonating fuse leading to the charge and connected with a remote common trigger device, such as a detonator. The charge is then ignited by energizing the igniter. During underground excavation work, a venting period is necessary to remove fumes and dust caused by the blasting and carried through the air. After this venting or "smoke time", the round or cycle ends with the unloading operation, i.e. the loading and transport of the crushed material (explosive mass) from the excavation to a placement area. The described cycle is then repeated.
I de senere år er det blitt utviklet mekaniske gravemaskiner eller "muldvarper" som kan bore en tunnel eller en sjakt eller grave ut malm ved hjelp av et roterende skjærehode som drives ved hjelp av elektriske eller hydrauliske motorer, idet sprengningsmassen tas opp av et hjul som tømmer massen på et transport-belte som fører den bakover til et sted bak maskinen. På sine nå-værende respektive nivåer med hensyn til teknologisk utvikling har de mekaniske gravemaskiner større driftsevne pr. dag i løst og mid-dels fast fjell enn bore- og sprengningsmetoden. Dette skyldes hovedsakelig det faktum at den mekaniske metode innebærer en nesten kontinuerlig drift, selv om det inntreffer forsinkelser på grunn av endringer i geologiske betingelser, mekaniske og elektriske feil og nødvendigheten av hyppige skjærehodeutskiftninger og så videre. In recent years, mechanical excavators or 'mole' have been developed which can bore a tunnel or shaft or excavate ore by means of a rotating cutting head driven by electric or hydraulic motors, the blasting mass being taken up by a wheel which empties the mass onto a conveyor belt which takes it backwards to a place behind the machine. At their current respective levels with respect to technological development, the mechanical excavators have greater operational capacity per day in loose and semi-solid rock than the drilling and blasting method. This is mainly due to the fact that the mechanical method involves an almost continuous operation, although delays occur due to changes in geological conditions, mechanical and electrical faults and the necessity of frequent cutting head replacements and so on.
Det eksisterer imidlertid alvorlige begrensninger med hensyn til bruken av mekaniske gravemaskiner. En av disse er at de ikke kan benyttes effektivt i hardt og/eller slipende fjell, f.eks. fjell med en trykkfasthet på mer enn ca. 1000 kg/cm 2, eller en hardhet som ifølge Moh's skala er større enn ca. 5. Fjell av denne type påtreffes nå ved ca. 1/3 av gravningsprojektene, og det antas at denne prosent vil øke etterhvert som fremtidige offentlige kon-struksjonskrav tvinger gravningsarbeidene til å bli utført ved større dybder og i områder med kjente hardfjell-betihgelser. En annen begrensning er at startinvesteringen i mekaniske gravemaskiner er høy, og følgelig kan anvendelsen av disse i mange korte tunneler ikke rettferdiggjøres økonomisk selv om gravemaskinen teknisk sett ville være istand til å bore ut tunnelen. Videre er det vanligvis nødvendig å investere i en ny gravemaskin for hvert mekanisk tunnel-drivende prosjekt da de forskjellige diameterkrav og geologiske betingelser som påtreffes fra prosjekt til prosjekt, gjør det nødven-dig å konstruere en maskin for hver enkelt tunnel, selv om maskiner som er blitt benyttet i fullførte prosjekter fremdeles kan ha en viss levetid. Når det gjelder bergverksdrift, er kontinuerlige gruvemaskiner i blant for store og usmidige til å tillate effektiv brytning av snevre malmårer. Av de grunner som er nevnt ovenfor, However, serious limitations exist with respect to the use of mechanical excavators. One of these is that they cannot be used effectively in hard and/or abrasive rock, e.g. rock with a compressive strength of more than approx. 1000 kg/cm 2, or a hardness which, according to Moh's scale, is greater than approx. 5. Mountains of this type are now encountered at approx. 1/3 of the excavation projects, and it is assumed that this percentage will increase as future public construction requirements force the excavation work to be carried out at greater depths and in areas with known hard rock conditions. Another limitation is that the initial investment in mechanical excavators is high, and consequently the use of these in many short tunnels cannot be economically justified even if the excavator would be technically capable of drilling the tunnel. Furthermore, it is usually necessary to invest in a new excavator for each mechanical tunneling project as the different diameter requirements and geological conditions encountered from project to project make it necessary to design a machine for each individual tunnel, although machines that has been used in completed projects may still have a certain lifespan. When it comes to mining operations, continuous mining machines are sometimes too large and unwieldy to allow efficient mining of narrow ore veins. For the reasons stated above,
er bore- og sprengningsmetoden ved gravningsarbeider den fremgangsmåte som foretrekkes ved mange operasjoner i våre dager. the drilling and blasting method for excavation work is the preferred method for many operations these days.
Slik den nå praktiseres har imidlertid bore- og sprengningsmetoden ved utgravning iboende forsinkelser i hver syklus, hvilket bevirker at hastigheten.av stollfremføringen eller drift-evnen pr. dag, er lav. Den lave fremføringshastighet, nødvendig-heten av større arbeidsmannskaper og utgiftene til benyttede materialer gjør at de totale utgravningskostnader blir høye. Syklus-forsinkelser og.høye arbeidskraftbehov er uløselig forbundet med de fremgangsmåter som for tiden benyttes for å forberede formasjonen på knusetrinnet, det vil si sprengningen, og med omg-ivelsestilstan-den i arbeidsområdet under og etter sprengningen. De innledende operasjoner omfatter flytting av boreutstyret til fronten, boring av hullene, tilbakeflytting av boreutstyret, lading av hullene med sekundærsprengstoff, anbringelse av montasjer (det vil si fenghetter) som innéholder primærsprengstoffladninger i kontakt med sekun-dærsprengstof fet , eller i kontakt med detonerende lunter som leder til det sekundære sprengstoff i hullene, og forbindelse av montasj-ene som inneholder primærsprengstoffladninger med en energikilde, slik at det dannes en kontinuerlig energilagrende og energioverfør-ende krets fra en fjerntliggende felles energikilde, såsom et tenn-apparat eller en kraftlinje, til de sekundære sprengstoffladninger. Startenergien, f.eks. en elektrisk puls som utsendes fra den felles energikilde,1 overføres således til det sekundære sprengstoff gjennom et aktivt medium, det vil si et medium som inneholder lagret energi (primærsprengstoffet) som på sin side benyttes til å tenne sekundærsprengstoffet. As it is now practiced, however, the drilling and blasting method of excavation has inherent delays in each cycle, which means that the speed of the stone advance or the operability per day, is low. The low advance speed, the need for larger work crews and the costs of materials used mean that the total excavation costs will be high. Cycle delays and high manpower requirements are inextricably linked with the methods currently used to prepare the formation for the crushing stage, i.e. the blasting, and with the environment in the work area during and after the blasting. The initial operations include moving the drilling equipment to the face, drilling the holes, moving the drilling equipment back, charging the holes with secondary explosives, placing assemblies (that is, fuze caps) containing primary explosive charges in contact with secondary explosives, or in contact with detonating fuses leading to the secondary explosive in the holes, and connecting the assemblies containing primary explosive charges with an energy source, so that a continuous energy-storing and energy-transferring circuit is formed from a remote common energy source, such as a detonator or a power line, to the secondary explosive charges. The starting energy, e.g. an electrical pulse emitted from the common energy source,1 is thus transferred to the secondary explosive through an active medium, that is, a medium containing stored energy (the primary explosive) which in turn is used to ignite the secondary explosive.
På grunn av den tid som kreves for å bore, lade og på annen måte forberede hullene for sprengning, har det for å oppnå bedre effektivitet vært nødvendig å anordne skuddsalvene (arrange-mentet av borehull på overflaten) slik at store tverrsnittsarealer av overflaten avfyres i én sprengning, f.eks. hele tverrsnittsarea-let (gavlsprengningsmetoden), eller en stor del av dette (takstoll-og pallsprengningsmetoden). Salver av denne størrelse krever et stort antall borehull og følgelig detonering av et stort antall sprengstoffladninger. F.eks. for en gavlsprengningssalve i en typisk jernbanetunnel med en høyde på 9 m og en bredde på 7 m, kan ca. 4 00 kg sprengstoff detoneres i hver salve. På grunn av trykket og steinsprangvirkningene ved sprengninger av denne størrelse, må det nærmeste sprengningsområde ryddes for personell og utstyr. Dette er grunnen til at fjernutsendelse av tennpulsen, og dermed innkop-ling av alle ladningene i en energioverførende krets, har vært nød-vendig . Because of the time required to drill, charge and otherwise prepare the holes for blasting, in order to achieve better efficiency it has been necessary to arrange the volleys (arrangement of drill holes on the surface) so that large cross-sectional areas of the surface are fired in one blast, e.g. the entire cross-sectional area (gable blasting method), or a large part of it (roof toll and pallet blasting method). Salvos of this size require a large number of boreholes and consequently the detonation of a large number of explosive charges. E.g. for a gable blast volley in a typical railway tunnel with a height of 9 m and a width of 7 m, approx. 400 kg of explosives are detonated in each volley. Due to the pressure and rock blasting effects of blasts of this size, the nearest blast area must be cleared of personnel and equipment. This is the reason why remote transmission of the ignition pulse, and thus connection of all the charges in an energy-transmitting circuit, has been necessary.
Store enkeltstående sprengninger av den type som har Large isolated explosions of the type that have
vært benyttet tidligere, kan forårsake sterke grunnvibrasjoner som kan være skadelige for omgivende konstruksjoner. Dessuten frembringer slike sprengninger store mengder dunster og støv som føres gjennom luften og som må blåses ut før personell kan komme inn med ut-lastingsutstyret. Vanligvis må det benyttes vifter i en periode på minst ca. 20 min. for å rydde området slik at arbeidet kan gjen-opptas. Etter denne "røktid" flyttes utlastingsmaskinen inn, sprengningsmassen transporteres ut og masselaéteren flyttes. been used in the past, can cause strong ground vibrations that can be harmful to surrounding structures. In addition, such explosions produce large quantities of fumes and dust which are carried through the air and which must be blown out before personnel can enter with the unloading equipment. Generally, fans must be used for a period of at least approx. 20 min. to clear the area so that work can resume. After this "smoke time", the unloading machine is moved in, the blasting mass is transported out and the mass loader is moved.
Boremetodene er blitt gjort mer effektive i de senere år med innføringen av moderne boremaskiner, såsom trykkluftdrevne slagbor montert på en borvogn eller jigg (en mobil arbeidsplattform), og borehull-ladetiden er blitt betraktelig redusert idet man har fått til rådighet slike anordninger som en pneumatisk patronlader med et halvautomatisk bakstykke for automatisk mating av patroner til et laderør, og en robotlader eller lademaskin for bevegelse av røret inn i borehullet. For å oppnå effektiv utnyttelse av utstyr og arbeidskraft har det likevel vært nødvendig å benytte sprengninger med store skuddsalver, og forsinkelsene har derfor fortsatt vært betydelige på grunn av den tid som krevas for fremflytting av boreutstyret til den formasjon som skal sprenges, tilbakeflytting av utstyret før sprengningen, inn- og utflytting av ladepersonale og utstyr, utførelse av de manuelle operasjoner for forbindelse av tenn-ledningene (tennhettetråder eller lengder av detonerende lunte eller sikkerhetslunte) for å danne en tennkrets til den fjernutløs-ende anordning, og "røktid". Drilling methods have been made more efficient in recent years with the introduction of modern drilling machines, such as pneumatically driven impact drills mounted on a drill carriage or jig (a mobile working platform), and borehole loading time has been considerably reduced by the availability of such devices as a pneumatic cartridge loader with a semi-automatic tailpiece for automatically feeding cartridges into a loading tube, and a robotic loader or loading machine for moving the tube into the borehole. In order to achieve efficient utilization of equipment and manpower, it has nevertheless been necessary to use blasting with large volleys of shots, and the delays have therefore continued to be significant due to the time required for moving the drilling equipment forward to the formation to be blasted, moving the equipment back before the blasting, moving in and out of loading personnel and equipment, performing the manual operations for connecting the igniter wires (ignitor cap wires or lengths of detonating fuse or safety fuse) to form an ignition circuit for the remote triggering device, and "smoke time".
Det innsees således at bruken av fenghetter i en fjern-utløst, omfattende tennkrets for å tenne ladningene i borehullene ved en bore- og sprengningsprosess, er uøkonomisk med hensyn til forbruk av tid og arbeidskraft. Da dessuten fenghettene brukes opp ved sprengningen, må også prisen på disse tas med i betraktningen. Når det gjelder sikkerhetsbetraktninger, er heller ikke bruken av fenghetter helt uten fare, da de inneholder en primær (ytterst føl-som) hovedladning med sekundærsprengstoff, slik at det dannes et kontinuerlig reaksjonstog fra primærsprengstoffet i fenghetten til sekundærsprengstoffladningen i borehullet når fenghetten er blitt anbragt i tennstilling. Det er således meget viktig å sikre seg mot tilfeldig antenning av tennladningen som ligger ved siden av primærsprengstoffladningen, både i anbragte fenghetter og i fenghetter som er plasert på en lagringsplass eller som overføres til ladningen i borehullet. Når det gjelder elektrisk tenning, er det videre innbyrdes avhengighet mellom alle ladningene i en salve så-snart disse er blitt sammenkoplet, og ved en tilfeldig spennings-generering på et hvilket som helst sted i den elektriske krets er det derfor sannsynlig at alle ladningene avfyres. Ved siden av be-traktninger med hensyn til sikkerhet og materialutgifter er det imidlertid en annen alvorlig ulempe ved de tenningsmetoder som nå benyttes ved sprengning, idet de ikke kan underkastes mekanisering og effektiv drift ved små sprengningssykluser. Disse tenningsmetoder representerer følgelig en meget vesentlig hindring når det gjelder å gjennomføre bore- og sprengningsoperasjonene på en rask og nesten kontinuerlig basis, det vil si som en i det vesentlige kontinuerlig, periodisk rekkefølge av uavbrutte bore- og sprengningsserier, en driftsmåte som åpenbart er den mest fornuftige fremgangsmåte for å redusere utgifter og tidsforbruk. En slik mekanisering og Ismåsprengningsdrift ville ikke bare føre til en kraftig økning av effektiviteten ved bore- og sprengningsoperasjoner, men også skaffe et effektivt hjelpemiddel for utnyttelse av bore- og sprengningsteknikken ved den felles dybdepunktmetode ved seismiske undersøkelser. Særlig i områder der overflatelaget (f. eks. istyk-kersprengt fjell, korallformasjoner, ikke-konsolidert is eller tele) i sterk grad absorberer seismisk energi, ville bruken av sprengstoff i borehull ifølge den sistnevnte metode skaffe signaler med høyere energi og informasjon angående dypereliggende lag enn de gassdetonatorer som for tiden er i bruk. It is thus realized that the use of catch caps in a remote-triggered, comprehensive ignition circuit to ignite the charges in the boreholes during a drilling and blasting process is uneconomical in terms of consumption of time and manpower. As the fang caps are also used up during blasting, the price of these must also be taken into account. As far as safety considerations are concerned, the use of arrestor caps is also not completely without danger, as they contain a primary (extremely sensitive) main charge with secondary explosive, so that a continuous reaction train is formed from the primary explosive in the arrestor cap to the secondary explosive charge in the borehole when the arrestor cap has been placed in the ignition position. It is thus very important to ensure against accidental ignition of the incendiary charge which is located next to the primary explosive charge, both in fitted arrestor caps and in arrestor caps which are placed in a storage area or which are transferred to the charge in the borehole. In the case of electrical ignition, there is further interdependence between all the charges in a volley as soon as these have been connected, and in the event of a random voltage generation at any point in the electrical circuit, it is therefore likely that all the charges will be fired . Alongside considerations with regard to safety and material costs, however, there is another serious disadvantage to the ignition methods currently used in blasting, in that they cannot be subjected to mechanization and efficient operation with small blasting cycles. Consequently, these ignition methods represent a very significant obstacle in carrying out the drilling and blasting operations on a rapid and almost continuous basis, that is, as an essentially continuous, periodic sequence of uninterrupted drilling and blasting series, a mode of operation which is obviously the most reasonable method to reduce expenses and time consumption. Such mechanization and ice blasting operation would not only lead to a sharp increase in the efficiency of drilling and blasting operations, but also provide an effective aid for the utilization of the drilling and blasting technique by the common depth point method in seismic surveys. Particularly in areas where the surface layer (e.g. ice-blasted rock, coral formations, unconsolidated ice or tele) strongly absorbs seismic energy, according to the latter method the use of explosives in boreholes would provide signals with higher energy and information about deeper layer than the gas detonators currently in use.
Oppfinnelsen skaffer en forbedret fremgangsmåte ved boring og sprengning, ved hvilken sekundærsprengstoffladninger som er begrenset i borehull i en geologisk masse som skal bearbeides, f. eks. fjell', antennes ved rask utløsning i massen av energi som utsendes til ladningene i borehullene gjen om et inaktivt medium, f.eks. atmosfæren, i stedet for via en kontinuerlig reaksjonskjede som inneholder et primærsprengstoff. The invention provides an improved method of drilling and blasting, in which secondary explosive charges are confined in boreholes in a geological mass to be processed, e.g. fjell', is ignited by rapid release in the mass of energy that is emitted to the charges in the boreholes again about an inactive medium, e.g. the atmosphere, rather than via a continuous reaction chain containing a primary explosive.
i in
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at et antall serier bestående av trinnene boring, lading og sprengning, utføres i rekkefølge etter hverandre og i det vesentlige kontinuerlig på forskjellige steder i massen, idet antennelsestrinnet i hver serie utføres ved at forplantbar energi utsendes gjennom et inaktivt medium til ladningen med sekundærsprengstoff fra et sted som ligger like overfor og er adskilt fra hullet, på en slik måte at energi frigjøres til ladningen med tilstrekkelig hastighet til å forårsake detonasjon av denne. The method according to the invention is characterized by the fact that a number of series consisting of the steps drilling, charging and blasting are carried out one after the other and essentially continuously at different places in the mass, the ignition step in each series being carried out by transmitting propagating energy through an inactive medium to the charge of secondary explosive from a location immediately opposite and separated from the hole, in such a way that energy is released to the charge at a sufficient rate to cause its detonation.
"Forplantbar energi" er energi som skyldes intensiteten og tidsavhengigheten av de dynamisk-fysiske fenomener som benyttes for å overføre energien fra et sted til et annet, f.eks. den energi som skyldes intensiteten og tidsavhengigheten av et elektromagnetisk felt eller trykket fra en sjokkbølge, hastigheten av et prosjektil osv. "Propagnant energy" is energy that results from the intensity and time dependence of the dynamic-physical phenomena that are used to transfer the energy from one place to another, e.g. the energy due to the intensity and time dependence of an electromagnetic field or the pressure of a shock wave, the speed of a projectile, etc.
UIttrykket "inaktivt medium" slik det benyttes her for å beskrive de omgivelser gjennom hvilke den forplantbare energi utsendes til ladningen, angir et medium, såsom atmosfæren, som ikke inneholder noen lagret egen energi, og som således ikke gir noe energibidrag til tennprosessen. Energien skytes således inn i ladningen uten nærvær eller innvirkning av et primærsprengstoff i en fysisk kontinuerlig reaksjonskjede med ladningen, eller mer spesielt, uten at det benyttes en fenghette. The expression "inactive medium" as used here to describe the environment through which the propagating energy is emitted to the charge, denotes a medium, such as the atmosphere, which does not contain any stored energy of its own, and which thus does not contribute any energy to the ignition process. The energy is thus shot into the charge without the presence or influence of a primary explosive in a physically continuous reaction chain with the charge, or more specifically, without the use of a capture cap.
En "serie" slik uttrykket benyttes i denne beskrivelse, betegner en operasjon som består av boring, lading (ladningsanbringelse) og sprengning (ladningsantennelse) på et visst sted, altså boring av et hull, lading av dette med sprengstoff, og antennelse av sprengstoffet i samme hull. Denne serie etterfølges av en eller flere slike serier på forskjellige steder, slik at det frembringes en "rekke" serier eller sykluser. A "series" as the term is used in this description, denotes an operation which consists of drilling, charging (charge placement) and detonation (charge ignition) at a certain location, i.e. drilling a hole, charging it with explosives, and igniting the explosives in same hole. This series is followed by one or more such series in different places, so that a "series" of series or cycles is produced.
Uttrykket "i det vesentlige kontinuerlig" når det benyttes for å beskrive bore-lade-sprengnincsseriene, betyr at trinnene i serien følger umiddelbart etter hverandre uten innblanding av ytterligere trinn som ikke er direkte knyttet til operasjoner som utføres på den masse som bearbeides. Seriene avbrytes eksempelvis ikke i det tidsrom som trengs for å flytte kjørende utstyr bort fra formasjonen og føre frem annet utstyr, forbinde tennledninger med sprengstoffladningene og flytte alt utstyr og personell bort fra området til et fjerntliggende sted. En "i det vesentlige kontinuerlig" serie ved den foreliggende fremgangsmåte er typisk en serie i hvilken den totale "dødtid", det vil si tiden mellom bore- og ladningsanbringelse-trinnene pluss tiden mellom ladningsanbringelse- og ladningsantennelse-trinnene, bare er av størrelsesorden 5 minutter eller mindre. The term "substantially continuous" when used to describe the drill-charge-blast series means that the steps in the series follow one another immediately without the interposition of additional steps not directly related to operations performed on the mass being processed. The series are not interrupted, for example, in the time needed to move moving equipment away from the formation and bring forward other equipment, connect ignition cables with the explosive charges and move all equipment and personnel away from the area to a remote location. A "substantially continuous" series in the present method is typically a series in which the total "dead time", that is, the time between the drilling and charge application steps plus the time between the charge application and charge ignition steps, is only of the order of 5 minutes or less.
Uttrykket "i det vesentlige kontinuerlig" når det benyttes for å beskrive rekken av serier i en foretrukket utførelse, har generelt den samme betydning som beskrevet ovenfor for kontinuitet av serietrinnene. Dette betyr at seriene følger umiddelbart etter hverandre både før og etter avslutning av den foregående serie, fra den første til den siste i rekken, uten forsinkelser eller avbrudd mellom det siste trinn i en serie (sprengning) og det første trinn i den neste (boring) for å rense området for dunster eller for å bevege utstyr frem til massen fra en fjerntliggende stilling. En "i det vesentlige kontinuerlig" rekke serier ved den foreliggende fremgangsmåte er typisk en rekkefølge i hvilken "dødtiden", det vil se tiden mellom seriene, er mindre enn ca. 10 minutter, idet død-tiden mellom seriene når fremgangsmåten benyttes ved gravningsarbeider, vanligvis er mye mindre, det vil si mindre enn 1-2 minutter. The term "substantially continuous" when used to describe the sequence of series in a preferred embodiment, generally has the same meaning as described above for continuity of the series steps. This means that the series follow each other immediately both before and after the completion of the previous series, from the first to the last in the series, without delays or interruptions between the last step of one series (blasting) and the first step of the next (drilling ) to clear the area of fumes or to move equipment up to the mass from a remote position. A "substantially continuous" series of series in the present method is typically a sequence in which the "dead time", i.e. the time between series, is less than approx. 10 minutes, as the dead time between the series when the method is used for excavation work is usually much less, i.e. less than 1-2 minutes.
Ved en særlig effektiv utførelse av fremgangsmåten utføres et antall serier stort sett samtidig som en gruppe eller et sett av serier, etterfulgt av en eller flere andre slike grupper, i en vanligvis stort sett kontinuerlig rekkefølge. I denne forbindelse kan flere bore- og ladetrinn utføres samtidig eller etter hverandre, før antennélsestrinnet i hver serie startes. I dette tilfelle er hver "syklus" i den sykliske prosess eller rekkefølge en syklus av seriegrupper. Uttrykket "stort sett samtidig" slik det benyttes her på utførelsen av seriene i en gruppe, angir at alle seriene påbegyn-nes og avsluttes i løpet av en viss tid hvoretter en annen syklus starter. Uttrykket benyttes ikke for å antyde at det samme trinn utføres nøyaktig samtidig i hver serie i gruppen. In a particularly efficient execution of the method, a number of series are performed largely simultaneously as a group or a set of series, followed by one or more other such groups, in a usually largely continuous sequence. In this connection, several drilling and charging steps can be carried out simultaneously or one after the other, before the antenna heating step in each series is started. In this case, each "cycle" in the cyclic process or sequence is a cycle of serial groups. The expression "substantially at the same time" as used here for the execution of the series in a group, indicates that all the series are started and finished within a certain time after which another cycle starts. The term is not used to imply that the same step is performed exactly at the same time in each series of the group.
Alle bore-lade-sprengningsserier, og fortrinnsvis også sykliske serierekker eller seriegrupper, utføres i det vesentlige kontinuerlig slik som forklart ovenfor. Den spesifikke tid som anvendes for hver sekvens og rekkefølge, og det tidsforløp i hvilket seriene utføres i forhold til andre serier, kan imidlertid variere avhengig av slike faktorer som tilgjengelig utstyr, tilgjengelig arbeidsrom osv. Det kan benyttes, én eller flere boreanordninger, én eller flere sprengstoffladere, og én eller flere energiutsendende anordninger. All drilling-charging-blasting series, and preferably also cyclic series series or series groups, are carried out essentially continuously as explained above. However, the specific time used for each sequence and order, and the time course in which the series are performed in relation to other series, may vary depending on such factors as available equipment, available work space, etc. One or more drilling devices may be used, one or several explosive chargers, and one or more energy-emitting devices.
For å oppnå en rask og effektiv utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, særlig i områder som er beheftet med restriksjoner, er det også konstruert et nytt bore- og sprengnings-apparat. Dette apparat som er av den innledningsvis angitte type, er ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved at boreanordningen og sprengstoffrnateanordningen er anbragt med en viss innbyrdes innstilling på hver sin eller en felles støtteanordning og hver for seg kan beveges aksialt i forhold til denne, og at det på en egen eller den felles støtteanordning, med en viss innstilling i forhold til boreanordningen og sprengstoff-rnateanordningen, er anbragt en anordning for energiutsendelse for å antenne sprengstoff som av mateanordningen er anbragt i hullet, idet de tre anordninger er understøttet slik at boreanordningens borkrone, sprengstoff-rnate-anordningens tømmeende og energianordningens utgangsende er anordnet nær en felles arbeidsende, og videre er innstilt eller tilpasset til å innstilles slik at energianordningen sender ut energi i en bane som leder til sprengstoffladningen i hullet, idet boreanordningen og sprengstoff-mateanordningen kan beveges slik i forhold til støtteanordningen at boreanordningens borkrone og mateanord- In order to achieve a fast and efficient performance of the method according to the invention, particularly in areas subject to restrictions, a new drilling and blasting apparatus has also been constructed. This device, which is of the type indicated at the outset, is characterized, according to the invention, by the fact that the drilling device and the explosive device are placed with a certain mutual adjustment on each of them or on a common support device and each can be moved axially in relation to this, and that on a own or the common support device, with a certain setting in relation to the drilling device and the explosives-rnate device, a device is placed for sending out energy to ignite explosives placed in the hole by the feeding device, the three devices being supported so that the drill bit of the drilling device, explosives- The discharge end of the rnate device and the output end of the energy device are arranged near a common working end, and further are set or adapted to be set so that the energy device emits energy in a path leading to the explosive charge in the hole, the drilling device and the explosive feeding device being able to move in this way in relation to the support device to drill the device's drill bit and feeding device
J-t- X X TJ X J-t- X X TJ X
ningens tømmeende i rekkefølge strekker seg aksialt utenfor alle andre deler av apparatet ved den nevnte arbeidsende. the emptying end of the ning in sequence extends axially beyond all other parts of the apparatus at the said working end.
Når apparatet anbringes nær en materialmasse som skal sprenges, f.eks. en fjellformasjon eller jordens overflate, og drives på passende måte, borer apparatet i rask rekkefølge et hull i massen, lader sprengstoff i hullet og antenner sprengstoffet ved utsendelse og utløsning av energi i sprengstoffet, fortrinnsvis ved prosjektilanslag, og apparatet kan gjenta serien i et hvilket som helst ønsket antall på andre steder. Av denne grunn er de tre arbeidskomponenter, det vil si boreanordningen, den sprengstoffleverende anordning og den energiutsendende anordning, anbragt eller tilpasset til å bli anbragt på en slik måte at den sprengstoffleverende anordning avgir sprengstoff i et hull som er laget av boreanordningen, og den energiutskytende anordning sender ut energi i en bane som leder til sprengstoffet i hullet. Med andre ord passerer lengdeaksene i boreanordningen, den sprengstoffleverende anordning og den energiutsendende anordning samtidig eller i rekkeføl-ge gjennom et i hovedsaken felles punkt i rommet som er beliggende i en ønsket avstand utenfor apparatet nær den driftsende som svarer til det sted på hvilket borkronen i begynnelsen trenger inn i formasjonen, det vil si ved munningem av borehullet. Med uttrykket "i hovedsaken felles punkt" menes at alle tre lengdeakser på det ønskede sted utenfor apparatet, det vil si ved munningen av borehullet, på en normal til boraksen passerer gjennom samme punkt, eller at aksene i den sprengstoffleverende og den energiutsendende anordning passerer gjennom punkter som ligger innenfor en borehull-radius fra det punkt gjennom hvilket boren passerer (det vil si på borehullets akse). Denne passasje gjennom et i hovedsaken felles punkt kan oppnåes ved at de tre arbeidskomponenter anbringes på akser som konvergerer med det ønskede punkt, eller ved å skaffe en innstillingsanordning, f.eks. en matemekanisme som bevirker at aksene i det vesentlige faller sammen i rekkefølge. Selv om en konvergerende, ikke sammenfallende konstruksjon kan benyttes, blir en sådan likevel ikke foretrukket, da den krever en nøyaktig innstilling av apparatet med hensyn til avstanden fra et punkt på den masse som skal bearbeides, og nøyaktig opprettholdelse av denne samme avstand under hele bore-lade-antennelsesserien. Ved en foretrukket utførelse samarbeider derfor støtteanordningen med en innstillingsanordning som er tilpasset for fortløpende innstilling, f.eks. ved dreining og/eller glidning, av boreanordningen, den sprengstoffleverende og den energiutsendende anordning på en i hovedsaken felles lengdeakse. When the device is placed near a mass of material to be blasted, e.g. a rock formation or the surface of the earth, and operated in a suitable manner, the device in rapid succession drills a hole in the mass, charges explosives in the hole and ignites the explosives by sending out and releasing energy in the explosives, preferably by projectile impact, and the device can repeat the series in which any desired number elsewhere. For this reason, the three working components, i.e. the drilling device, the explosive device and the energy-emitting device, are arranged or adapted to be arranged in such a way that the explosive-delivering device emits explosives in a hole made by the drilling device, and the energy-emitting device device emits energy in a path that leads to the explosive in the hole. In other words, the longitudinal axes of the drilling device, the explosives supplying device and the energy emitting device pass simultaneously or in sequence through an essentially common point in space which is located at a desired distance outside the device near the operating end which corresponds to the place at which the drill bit in the beginning penetrates the formation, i.e. at the mouth of the borehole. By the expression "mainly common point" is meant that all three longitudinal axes at the desired location outside the device, that is at the mouth of the borehole, on a normal to the drill axis pass through the same point, or that the axes of the explosives supplying and the energy emitting device pass through points that lie within a borehole radius from the point through which the drill passes (that is, on the axis of the borehole). This passage through an essentially common point can be achieved by placing the three work components on axes that converge with the desired point, or by providing a setting device, e.g. a feed mechanism which causes the axes to essentially collapse in sequence. Although a converging, non-coincident design may be used, such is not preferred, as it requires accurate setting of the apparatus with respect to the distance from a point on the mass to be machined, and accurate maintenance of this same distance throughout drilling -charge-ignition series. In a preferred embodiment, the support device therefore cooperates with a setting device which is adapted for continuous setting, e.g. by turning and/or sliding, of the drilling device, the explosives-delivering device and the energy-emitting device on an essentially common longitudinal axis.
"Lengdeaksene" i boreanordningen, den sprengstoffleverende og den| energiutsendende anordning som fortløpende faller sammen eller konvergerer slik som beskrevet, er lengdeaksen i den avlange del. f.eks. det borstål til hvilket borkronen er festet, lengdeaksen i forsyningsrørets borehull, og den akse langs hvilken energi utsendes fra den energiutskytende anordning, f.eks. lengdeaksen i et geværløp. The "longitudinal axes" in the drilling device, the explosive-supplying and the| energy-emitting device that continuously coincides or converges as described, the longitudinal axis of the elongated part. e.g. the drill steel to which the drill bit is attached, the longitudinal axis in the supply pipe's borehole, and the axis along which energy is emitted from the energy-launching device, e.g. the longitudinal axis of a rifle barrel.
Apparatet ifølge oppfinnelsen er oppbygd som en modul, hvilket innebærer at det er et apparat som er en funksjonell enhet eller montasje av komponenter som er tilpasset til å virke som en enhet eller modul i en større montasje, i hvilken den kan utskiftes med en annen sådan enhet og dersom det er ønskelig, benyttes sammen med andre sådanne enheter. The device according to the invention is structured as a module, which means that it is a device that is a functional unit or assembly of components that is adapted to act as a unit or module in a larger assembly, in which it can be replaced with another such unit and, if desired, used together with other such units.
På tegningene som viser spesielle utførelser av apparatet ifølge oppfinnelsen, viser fig. 1-4 lengdesnitt av en typisk modul ifølge oppfinnelsen ved forskjellige tidspunkter, gjennom et gitt i hovedsaken vertikalt plan, fig. IA - 4A viser tverrsnitt etter de respektive linjer A-A ifølge fig. 1 - 4 og sett i pilenes retning, fig. 5 viser et langsgående snitt av en del av modulen ifølge> oppfinnelsen i hvilken den energiutsendende anordning er forskjellig fra den som er vist på fig. 1 - 4, og fig. 6 er et bilde sett forfra og delvis ovenfra, av en overflate i en geologisk masse som bearu beides i små sprengningssykluser i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. In the drawings showing particular embodiments of the apparatus according to the invention, fig. 1-4 longitudinal sections of a typical module according to the invention at different times, through a given mainly vertical plane, fig. IA - 4A show cross-sections along the respective lines A-A according to fig. 1 - 4 and set in the direction of the arrows, fig. 5 shows a longitudinal section of a part of the module according to the invention in which the energy emitting device is different from that shown in fig. 1 - 4, and fig. 6 is a picture seen from the front and partly from above, of a surface in a geological mass which is treated in small blasting cycles in accordance with the method according to the invention.
Ved den foreliggende fremgangsmåte anbringes ladninger av konsentrert sekundærsprengstoff i borehull, og deretter antennes hver ladning ved rask utløsning av energi til ladningen idet forplantbar energi sendes ut til ladningen gjennom et inaktivt medium, f.eks. atmosfæren. Denne antennelsesmetode er forskjellig fra de som anvender et primærsprengstoff i en kontinuerlig reaksjonskjede med ladningen, og fra den som benyttes ved bore- og sprengningspro- In the present method, charges of concentrated secondary explosive are placed in boreholes, and then each charge is ignited by rapid release of energy to the charge, as propagating energy is sent out to the charge through an inactive medium, e.g. the atmosphere. This ignition method is different from those that use a primary explosive in a continuous reaction chain with the charge, and from that used in drilling and blasting pro-
i in
sesser slik de vanligvis utføres, det vil si antennelse av ladningene i alle borehullene ved hjelp av en felles energiutsendelse, det vil si en elektrisk puls eller flamme som frembringes fjernt fra borehullene, idet de mange ladninger på forhånd er blitt sammenkob-let i en enkelt energioverførende krets. Bruken av den antennelsesmetode som benyttes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, elimi-nerer de tidkrevende operasjoner som kreves for å frembringe konvensjonelle elektriske eller ikke elektriske tennkretser, reduserer arbeidskraftbehovet og tillater at gravningsarbeider kan utføres sessions as they are usually carried out, i.e. igniting the charges in all the boreholes by means of a common energy emission, i.e. an electric pulse or flame that is produced far from the boreholes, as the many charges have been connected in advance in a single energy transmitting circuit. The use of the ignition method used in the method according to the invention eliminates the time-consuming operations required to produce conventional electric or non-electric ignition circuits, reduces labor requirements and allows excavation work to be carried out
med betydelig mindre sprengningssykluser enn tidligere. Dessuten unngåes den fare for tilfeldig detonering som er tilstede når føl-somme primærsprengstoffsammensetninger, slik som i fenghetter, benyttes i kontinuerlige reaksjonskjeder med ladningene. with significantly fewer blast cycles than before. Moreover, the danger of accidental detonation which is present when sensitive primary explosive compositions, such as in arresting caps, are used in continuous reaction chains with the charges is avoided.
En effektiv bore- og sprengningsprosess krever at så mye som mulig av den tilgjengelige eksplosjonsenergi gjør seg gjeldende i form av høytrykksbearbeidelse av den formasjon som omgir borehullet, f.eks. for å sprenge i stykker formasjonen. Dette oppnåes ved at man lar så mye som mulig av sprengstoffet omgis av formasjonen, idet man unngår ethvert vesentlig mellomliggende, sammentrykkbart sjikt, f.eks. en luftring, mellom sprengstoffet og formasjonen. Av denne grunn anbringes sprengstoffladningen i borehullet på en slik måte at den begrenses av formasjonen og berører hullets vegger i tilstrekkelig grad til å understøttes" av disse. I hver bore-lade-sprengningsserie bores hullet på det utvalgte sted, og deretter anbringes sprengstoffet i det borede hull på en av de forskjellige måter som er egnet for den type sprengstoffladning som benyttes, og lengden og retningen av borehullet. Dersom ladningen f.eks. består av én eller flere sprensstoffpatroner eller pakninger, eller et fast sprengstoff i løs masse, kan det benyttes pneumatisk lading. Vanngelsprengstoffer kan pumpes inn i borehullet. Ladehastigheten bør være så lav at sprengstoffet ikke detonerer av seg selv ved sammenstøt med formasjonen eller med en tidligere ladet patron. Sådan spontan detonering under ladingen må unngåes da den kan øde-legge ladeutstyret. An efficient drilling and blasting process requires that as much as possible of the available explosive energy is applied in the form of high-pressure processing of the formation surrounding the borehole, e.g. to break up the formation. This is achieved by allowing as much of the explosive as possible to be surrounded by the formation, while avoiding any significant intermediate, compressible layer, e.g. an air ring, between the explosive and the formation. For this reason, the explosive charge is placed in the borehole in such a way that it is confined by the formation and touches the walls of the hole sufficiently to be supported by them. In each drill-charge blast series, the hole is drilled at the selected location, and then the explosive is placed in the drilled holes in one of the various ways suitable for the type of explosive charge used, and the length and direction of the borehole. For example, if the charge consists of one or more explosive cartridges or packings, or a solid explosive in bulk, it may pneumatic charging is used. Water-based explosives can be pumped into the borehole. The charging rate should be so low that the explosive does not detonate by itself on impact with the formation or with a previously charged cartridge. Such spontaneous detonation during charging must be avoided as it can destroy the charging equipment.
Valget av det sprengstoff som skal benyttes ved den foreliggende fremgangsmåte, foretas slik som i enhver annen sprengningsprosess, på grunnlag av sikkerhet, ytelse, bekvemmelighet og økono-mi. For å tilveiebringe det trykk som kreves i hardt fjell, bør sprengstoffet være konsentrert, f.eks. fast (støpt eller pakket pul-ver), halvfast eller flytende, detonerende sprengstoff, og det bør være forholdsvis ufølsomt overfor varme og svake støt, det vil si et sekundærsprengstoff snarere enn et primærsprengstoff. Et primært sprengstoff er et sprengstoff som detonerer når det bringes i berør-ing med en flamme eller en glødende tråd, mens et sekundært sprengstoff krever, i det minste ved praktisk kommersiell anvendelse, at det benyttes en detonator og ofte en overdrager for detonerings-start (Melvin A. Cook, The science og High Explosives, Reinhold, 1958 side 1 - 4). Representative-sekundære sprengstoffer omfatter dynamitt, blandinger av ammoniumnitrat og brenselolje, TNT, PETN, nitrostivelse og de nå populære vannbærende sprengstoffer som er angitt i de amerikanske patenter 3 202 556, 3 355 336, 3 431 155 og 3 444 014. Bestanddelene i sprengstoffsammensetningen kan være blandet på forhånd og blandingen lades i hullene, eller når det er mulig slik som tilfellet er med ammoniumnitrat og brenselolje, kan bestanddelene blandes under ladingen idet de mates i en felles strøm, eller de kan lades hver for seg og blandes i hullene. Sprengstoffladningen i et gitt borehull kan ha ensartet sammensetning og/eller tetthet gjennom hele sinlengde, eller det kan benyttes forskjellige sammensetninger, eller samme sammensetning med forskjellige tettheter. Dersom en spesielt valgt sammensetning ikke er tilstrekkelig følsom for et gitt energiutsendende system, kan vellykket detonering oppnåes ved at sammensetningen tilsettes en liten mengde av en bestanddel som øker følsomheten, f.eks. et finfordelt metall-brennstoff, eller ladningen kan gjøres mer følsom bare i den del av ladningen der energien i begynnelsen utløses, det vil si den del der prosjektilanslaget inntreffer,, idet man imidlertid må sørge for å unngå at ladningen gjøres så følsom som de nivåer som er karakteris-tiske for primærsprengstoffer (f.eks. blytrinitroresorcinat eller blyacid), som er farlige å håndtere i løs tilstand under de forhold som råder på arbeidsplassen. Spesielle forholdsregler for å øke følsomheten kan imidlertid unngåes ved å endre betingelsene i det energiutsendende system, såsom prosjektilhastighet, anslagsområde, nesekonfigurasjon, osv. slik det skal beskrives nedenfor. The choice of the explosive to be used in the present method is made as in any other blasting process, on the basis of safety, performance, convenience and economy. To provide the pressure required in hard rock, the explosive should be concentrated, e.g. solid (cast or packed powder), semi-solid or liquid detonating explosive, and it should be relatively insensitive to heat and weak shocks, i.e. a secondary explosive rather than a primary explosive. A primary explosive is an explosive that detonates when brought into contact with a flame or a glowing wire, while a secondary explosive requires, at least in practical commercial use, the use of a detonator and often a detonator to initiate detonation (Melvin A. Cook, The science and High Explosives, Reinhold, 1958 page 1 - 4). Representative secondary explosives include dynamite, mixtures of ammonium nitrate and fuel oil, TNT, PETN, nitrostarch, and the now popular waterborne explosives set forth in U.S. Patents 3,202,556, 3,355,336, 3,431,155, and 3,444,014. may be pre-mixed and the mixture charged into the holes, or when possible as is the case with ammonium nitrate and fuel oil, the components may be mixed during charging as they are fed in a common stream, or they may be charged separately and mixed into the holes. The explosive charge in a given borehole can have a uniform composition and/or density throughout its length, or different compositions can be used, or the same composition with different densities. If a specially chosen composition is not sufficiently sensitive for a given energy-emitting system, successful detonation can be achieved by adding to the composition a small amount of an ingredient that increases sensitivity, e.g. a finely divided metal fuel, or the charge can be made more sensitive only in the part of the charge where the energy is initially released, i.e. the part where the projectile impact occurs, however care must be taken to avoid making the charge as sensitive as those levels which are characteristic of primary explosives (e.g. lead trinitroresorcinate or lead acid), which are dangerous to handle in a loose state under the conditions that prevail in the workplace. However, special precautions to increase sensitivity can be avoided by changing the conditions of the energy emitting system, such as projectile velocity, impact area, nose configuration, etc., as will be described below.
Etter at borehullet er ladet, antennes sekundærspreng-stof f ladningen i hullet ved hjelp av forplantbar energi som gjennom et inaktivt medium sendes ut til ladningen fra et sted som ligger like overfor og er adskilt fra hullet, idet energien tilføres ladningen med høy hastighet pr. volumenhet av ladningen i nærheten av energiutløsningen. Høy utløsnings- eller frigjørelseshastighet kreves for å oppnå et høyt lokalt trykk og derved starte detonasjonen. Forskjellige typer av forplantbar energi kan utsendes på denne måte og utløses slik at den ønskede eksplosjon frembringes. Det kan f.eks. benyttes kinetisk energi (f.eks. ved hjelp av et prosjektil), elektromagnetisk stråling (f.eks. ved hjelp av en fokusert lyspuls fra en laser), eller elektrisk energi (f.eks. ved hjelp av en elektrisk utladning med høy energi gjennom en elektrode). Det medium gjennom hvilket energien vandrer til ladningen fra punktet for utskytning eller utstråling, f.eks. et skytekammer, en laser eller en kilde for elektrisk energi, såsom en kondensator, er inaktivt eller uvirksomt (det vil si det inneholder ikke noen lagret energi), og består i de fleste tilfeller ganske enkelt av atmosfæren i nærheten av den masse som bearbeides. Når det gjelder elektrisk energi, over-føres energien i det minste delvis gjennom en elektrode. Da energien utsendes stedvis, og en energipuls utsendes for hver av ladningene, kan antennelsestrinnet utføres etter lading uten de forsinkelser som kreves for å forbinde ladningene med hverandre og med en felles energikilde. Dette tillater effektiv sprengning i små sprengningssykluser. After the borehole has been charged, the secondary explosive f the charge is ignited in the hole by means of propagating energy which is sent out to the charge through an inactive medium from a location directly opposite and separated from the hole, as the energy is supplied to the charge at a high rate per volume unit of the charge in the vicinity of the energy release. A high release or release rate is required to achieve a high local pressure and thereby initiate the detonation. Different types of propagating energy can be emitted in this way and triggered so that the desired explosion is produced. It can e.g. using kinetic energy (e.g. using a projectile), electromagnetic radiation (e.g. using a focused light pulse from a laser), or electrical energy (e.g. using a high-energy electrical discharge through an electrode). The medium through which the energy travels to the charge from the point of launch or emission, e.g. a firing chamber, a laser, or a source of electrical energy, such as a capacitor, is inactive or inactive (that is, it does not contain any stored energy), and in most cases simply consists of the atmosphere in the vicinity of the mass being processed. In the case of electrical energy, the energy is at least partially transferred through an electrode. Since the energy is emitted locally, and an energy pulse is emitted for each of the charges, the ignition step can be performed after charging without the delays required to connect the charges to each other and to a common energy source. This allows efficient blasting in small blast cycles.
Av de forskjellige måter for utskytning og utløsning av energi som kan benyttes ved den foreliggende fremgangsmåte, er fremdrift av et prosjektil med høy hastighet og sammenstøt mellom dette og ladningen den måte som foretrekkes på grunn av den lette betjening og utstyrets tilgjengelighet og pris. Forskjellige typer av prosjektiler og prosjektil-fremdriftsmåter kan benyttes. Forutsatt at anslagshastigheten er tilstrekkelig høy og massen av prosjektilet tilstrekkelig stor til å utløse energien med tilstrekkelig stor hastighet, det vil si utsette ladningen for høyt nok trykk over et tilstrekkelig område og i tilstrekkelig tid, slik at den bringes til å detonere fullstendig med den forventede hastighet under de betingelser som er tilstede i borehullet. En fullstendig, høy-ordens detonasjon kreves slik at sprengstoffets maksimale potensial kan utnyttes, f.eks. for splintring av eller innføring av seismisk energi i den omgivende formasjon. Uttrykket "antennelse" slik det benyttes her, angår således tilførselen av en impuls som bringer sprengstoffladningen i borehullet til fullstendig detonasjon med en hastighet som ligger innenfor det område som er vanlig med den spesielle, aktuelle sprengstoffsammensetning når denne antennes med konvensjonelle midler. Of the various ways of launching and releasing energy that can be used in the present method, propelling a projectile at high speed and impacting it with the charge is the preferred way because of the ease of operation and the availability and cost of the equipment. Different types of projectiles and projectile propulsion methods can be used. Provided that the impact velocity is sufficiently high and the mass of the projectile is sufficiently large to release the energy with a sufficiently high velocity, that is, subjecting the charge to high enough pressure over a sufficient area and for a sufficient time, so that it is caused to detonate completely with the expected velocity under the conditions present in the borehole. A complete, high-order detonation is required so that the explosive's maximum potential can be utilized, e.g. for splintering or introduction of seismic energy into the surrounding formation. The term "ignition" as used here thus relates to the supply of an impulse which brings the explosive charge in the borehole to complete detonation at a speed that is within the range that is common with the particular explosive composition in question when it is ignited by conventional means.
I det foretrukne tilfelle med antennelse ved hjelp av prosjektilanslag, er de viktigste faktorer som bestemmer om en slik detonasjon vil inntreffe eller ikke i et gitt sprengstoff, prosjektilets hastighet ved anslag., prosjektilets støtimpedans og dets masse og form. Den minimale prosjektilhastighet stiger når sprengstoffets følsomhet for sammenstøt og prosjektilets støtimpedans synker. Med gitt sprengstoff- og prosjektilmateriale vil den minimale anslagshastighet som kreves for å frembringe detonasjon, vanligvis synke når massen av prosjektilet øker (opp til et visst mak-simum) og når arealet av prosjektilnesen, det vil si det areal av prosjektiloverflaten som støter rett mot sprengstoffet, øker. For et gitt system og med et stumpneset prosjektil kan videre den ønsk-ede detonasjon oppnåes med lavere anslagshastigheter dersom prosjek-tilbanen ligger i det vesentlige på borehullets akse (front-mot-front eller ikke-streifende støt). Slik det vil fremgå av de etter-følgende eksempler, antennes visse dynamitt-typer pålitelig av 22-kalibers kuler (3,5 g, spiss nese) ved anslagshastigheter så lave som 500 m/s, mens visse vanngel-sprengstoffer krever høyere anslagshastigheter, f.eks. 900 m/s, med samme ammunisjon. På grunnlag av bredere anvendelse med hensyn til sprengstoffer med hvilke prosjek-tilsystemet er effektivt, foretrekkes derfor et system i hvilket kulene utskytes med en utgangshastighet på minst ca. 1000 m/s, hvilket gir en anslagshastighet på ca. 900 m/s i en avstand av 5 m fra munningen. In the preferred case of ignition by projectile impact, the most important factors that determine whether or not such detonation will occur in a given explosive are the velocity of the projectile at impact, the impact impedance of the projectile, and its mass and shape. The minimum projectile velocity increases as the explosive's sensitivity to impact and the projectile's impact impedance decrease. With a given explosive and projectile material, the minimum impact velocity required to produce detonation will usually decrease as the mass of the projectile increases (up to a certain maximum) and as the area of the projectile nose, i.e. the area of the projectile surface that directly impacts the explosive, increases. For a given system and with a blunt-nosed projectile, the desired detonation can also be achieved with lower impact velocities if the projectile trajectory lies essentially on the axis of the borehole (front-to-front or non-stroking impact). As will be seen from the following examples, certain types of dynamite are reliably ignited by 22-gauge bullets (3.5 g, pointed nose) at impact velocities as low as 500 m/s, while certain water gel explosives require higher impact velocities, e.g. 900 m/s, with the same ammunition. On the basis of wider application with regard to explosives with which the projectile system is effective, a system is therefore preferred in which the bullets are launched with an exit velocity of at least approx. 1000 m/s, which gives an impact speed of approx. 900 m/s at a distance of 5 m from the mouth.
Prosjektilet er et legeme av materiale som drives frem med stor hastighet. Det kan være et udelt fast legeme, f.eks. en gevær-kule, eller faste partikler, f.eks. et skudd. En væskestråle med høy hastighet, såsom en vannstråle, kan også benyttes. Da den ønskede anslagshastighet og høye prosjektil-støtimpedans kan oppnåes lettere med faste prosjektiler, foretrekkes faste legemer og fortrinnsvis enhetslegemer. Prosjektiler som består av enhetslegemer må fremstilles av materialer, fortrinnsvis metaller, som er tilstrekkelig sterke til å motstå det trykk og den varme som anvendes under fremdriften. Formen er vanligvis sylindrisk, med den fremre ende spiss, stump eller sfærisk. For sprengstoffer som lett antennes ved prosjektilstøt, f.eks. gelatindynamitt, kan det spissnesede prosjektil som'finnes i kommersielle ammunisjonspatroner, benyttes. For mindre følsomme sprengstoffer kan det være nyttig å bruke et stumpneset prosjektil, eller et som har et konisk hulrom i nesefla-ten. Selv om prosjektilets nese kan medbringe en sekundærspreng-stof f ladning for å bistå ved antennelsen, foretrekkes uvirksomme prosjektiler da disse er sikrere å lagre og levere, og dessuten billigere. Når prosjektilet skytes ut, kan geværet være i hovedsaken aksialt på linje med borehullet, eller danne en liten vinkel med dette. Så godt som aksial innretting foretrekkes for å sikre nøyaktig anslag og fullstendig detonasjon. Dersom prosjektilet har en spiss nese, kan det imidlertid komme inn ved en viss vinkel, f.eks. opp til ca. 15° med hullaksen, idet det tillatte avvik i hvert gitt tilfelle er avhengig av egenskapene til den masse som bearbeides og støtbetingelsene. The projectile is a body of material that is propelled forward with great speed. It can be an undivided solid body, e.g. a rifle bullet, or solid particles, e.g. a shot. A high velocity liquid jet, such as a water jet, can also be used. As the desired impact velocity and high projectile impact impedance can be achieved more easily with solid projectiles, solid bodies and preferably unitary bodies are preferred. Projectiles consisting of unitary bodies must be made of materials, preferably metals, which are sufficiently strong to withstand the pressure and heat applied during propulsion. The shape is usually cylindrical, with the front end pointed, obtuse or spherical. For explosives that are easily ignited by projectile impact, e.g. gelatin dynamite, the pointed projectile found in commercial ammunition cartridges, can be used. For less sensitive explosives, it may be useful to use a blunt-nosed projectile, or one that has a conical cavity in the nose surface. Although the nose of the projectile may carry a secondary explosive charge to assist in ignition, inert projectiles are preferred as these are safer to store and deliver, and also cheaper. When the projectile is fired, the rifling may be essentially axially aligned with the bore, or form a slight angle with it. Near axial alignment is preferred to ensure accurate impact and complete detonation. If the projectile has a pointed nose, it can, however, enter at a certain angle, e.g. up to approx. 15° with the hole axis, as the permitted deviation in each given case depends on the properties of the mass being processed and the impact conditions.
Den type gevær som benyttes for å skyte ut prosjektilet, er ikke kritisk forutsatt at den kan skaffe den nødvendige utgangs-og anslagshastighet med den type prosjektil og drivmiddel, eller ammunisjon som benyttes. Hvilke som helst små våpen, f.eks. rifler, haglgeværer og pistoler kan benyttes. Også luftgeværer kan anvendes . The type of rifle that is used to launch the projectile is not critical, provided that it can provide the required exit and impact velocity with the type of projectile and propellant, or ammunition that is used. Any small arms, e.g. rifles, shotguns and pistols can be used. Air guns can also be used.
En annen passende metode for antennelse av sprengstoffladningen i borehullet, er å la det fokuserte utgangssignal fra en pulset laser støte mot ladningen. Ved en slik utførelse kan antennelsen av en gitt sprengstoffladning gjøres enda lettere ved at laser-effekten økes, f.eks. ved bruk av en Q-koplet laser i stedet for en frittløpende, og ved at enden av ladningen nærmest borehullets munning holdes innesperret på passende måte. Et gjennomsiktig plast-lag kan f.eks. benyttes over enden av ladningen, enten som en adskilt enhet eller som en ende av en patronenhet, og den fokuserte laserstråle tillates å passere gjennom plastlaget til ladningen. Selv om den spesifikke energi-mengde som kreves for pålitelig antennelse av et sprengstoff ved hjelp av en laserstråle, varierer med den spesielle sprengstoffsammensetning, vil for de mer følsomme sekundærsprengstoffer, såsom pentaerytritol-tetranitrat, gelatindynamitt osv., en innfallende energimengde på ca. 0,025 joule/mm<2 >være i stand til å forårsake antennelse når en Q-koplet laserstråle fokuseres på ladningens overflate. Ladningen kan ofte gjøres mer følsom for antennelse ved at det innføres en liten mengde av et materiale med høy lysabsorpsjonskoeffisient, f.eks. kjønrøk. Dette øker hastigheten av energiutløsningen pr. volumenhet. Another suitable method of igniting the explosive charge in the borehole is to allow the focused output of a pulsed laser to impinge on the charge. With such an embodiment, the ignition of a given explosive charge can be made even easier by increasing the laser power, e.g. by using a Q-coupled laser instead of a free-running one, and by keeping the end of the charge closest to the borehole mouth appropriately confined. A transparent plastic layer can e.g. is used over the end of the charge, either as a separate unit or as the end of a cartridge unit, and the focused laser beam is allowed to pass through the plastic layer of the charge. Although the specific amount of energy required for reliable ignition of an explosive by means of a laser beam varies with the particular explosive composition, for the more sensitive secondary explosives, such as pentaerythritol tetranitrate, gelatin dynamite, etc., an incident energy amount of approx. 0.025 joule/mm<2 >be capable of causing ignition when a Q-coupled laser beam is focused on the surface of the charge. The charge can often be made more sensitive to ignition by introducing a small amount of a material with a high light absorption coefficient, e.g. secondhand smoke. This increases the rate of energy release per volume unit.
Ved enda en annen metode for antennelse av sprengstoffladningen i borehullet, anbringes en eller flere forbrukselektroder i, eller i umiddelbar nærhet av ladningen, f.eks. ved hjelp av en. trådmatemekanisme av den type som er blitt utviklet for å mate sveisetråd fra en rull, og energi utsendes via elektroden ved hjelp av en elektrisk utladning av en kondensator gjennom elektroden. In yet another method for igniting the explosive charge in the borehole, one or more expendable electrodes are placed in, or in the immediate vicinity of, the charge, e.g. by means of a. wire feed mechanism of the type that has been developed to feed welding wire from a roll, and energy is emitted via the electrode by means of an electrical discharge of a capacitor through the electrode.
En stor fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skriver seg fra det faktum at alle trinn i fremgangsmåten, iberegnet antennelsen av ladningene, utføres på stedet, idet det nødvendige utstyr arbeider nær den masse som det arbeides på. Den energi som skal frigjøres til ladningene, utsendes således fra et sted som ligger like overfor massen, selv om det er adskilt fra denne. Den minimale avstand mellom den energiutskytende anordning, f.eks. et gevær, og borehullene vil i hovedsaken være avhengig av den totale vekt av det sprengstoff som detoneres i en sprengningssyklus (det vil si i hull som detonerer med få millisekunders mellomrom), arten av den frembragte fjellbrekasje (retning og hastighet av stener), og anordningens slagfasthet og støtmotstand. Som en generell regel vil den energiutsendende anordning være adskilt fra massen med en avstand som er tilnærmet proporsjonal med kubikkroten av vekten av det sprengstoff som detoneres pr. syklus. Selv om store adskillelsesavstander kan benyttes, f.eks. opp til ca. 1 til 2 tunnel- eller sjaktdiametre, foretrekkes det å arbeide så nær opp til massen som mulig med det utstyr som benyttes. Dette gjelder spesielt når bore- og sprengningsmodulen ifølge oppfinnelsen benyttes. I dette tilfelle anbringes modulen så nær fronten at boren kan fremstille hull med den ønskede dybde, f.eks. ca. lm, og det er mer effektivt å utføre sprengningstrinnet, f.eks. avfyring av geværet, med modulen i tilnærmet samme stilling, eller i hvert fall unngå at modulen må flyttes tilbake fra borestedet før sprengningen. A major advantage of the method according to the invention arises from the fact that all steps in the method, including the ignition of the charges, are carried out on site, as the necessary equipment works close to the mass being worked on. The energy that is to be released to the charges is thus emitted from a location directly opposite the mass, even if it is separated from it. The minimum distance between the energy projecting device, e.g. a rifle, and the boreholes will mainly depend on the total weight of the explosive that is detonated in a blasting cycle (that is, in holes that detonate at intervals of a few milliseconds), the nature of the rock fracture produced (direction and speed of rocks), and the device's impact strength and impact resistance. As a general rule, the energy-emitting device will be separated from the mass by a distance that is approximately proportional to the cube root of the weight of the explosive that is detonated per cycle. Although large separation distances can be used, e.g. up to approx. 1 to 2 tunnel or shaft diameters, it is preferred to work as close to the mass as possible with the equipment used. This applies in particular when the drilling and blasting module according to the invention is used. In this case, the module is placed so close to the front that the drill can produce holes with the desired depth, e.g. about. ch, and it is more efficient to perform the blasting step, e.g. firing the rifle, with the module in approximately the same position, or at least avoid the module having to be moved back from the drilling site before the blast.
Lengden av sprengstoffladningen i forhold til lengden av borehullet vil variere avhengig av den type arbeide som utføres. The length of the explosive charge in relation to the length of the borehole will vary depending on the type of work being carried out.
Ved gravningsarbeider vil det normalt være mest effektivt at hullet så godt som fylles med sprengstoff. Et lag av gass eller væske, såsom luft eller vann, eller et fast lag, såsom papp eller plast, mellom hullets:munning og enden av ladningen der energien skal utløses, utelukker ikke tilfredsstillende antennelse av ladningen under visse betingelser, selv om egenskapene og den maksimale dybde av et slikt lag utover hvilken antennelse blir umulig eller ujevn, varierer med den spesielle type av forplantbar energi som benyttes for antennelse, og med sprengstoffsammensetningen og størrelsen av energien. Materialet mellom borehullets munning og den ende av ladningen der energi skal utløses, såvel som mellom energiutskytningsstédet og borehullets munning, må være et materiale som i den tilstedeværende mengde ikke absorberer noen stor del av den utsendte energi. When digging, it will normally be most effective to fill the hole with explosives. A layer of gas or liquid, such as air or water, or a solid layer, such as cardboard or plastic, between the mouth of the hole and the end of the charge where the energy is to be released does not preclude satisfactory ignition of the charge under certain conditions, although the properties and the the maximum depth of such a layer beyond which ignition becomes impossible or uneven varies with the particular type of propagating energy used for ignition, and with the explosive composition and magnitude of the energy. The material between the mouth of the borehole and the end of the charge where energy is to be released, as well as between the energy launch site and the mouth of the borehole, must be a material which, in the quantity present, does not absorb any large part of the emitted energy.
F.eks. må en lysabsorberende, lysspredende eller lysavfokuserende omgivelse unngås mellom en laseranordning og ladningen, og en elektrisk ledende omgivelse må unngås rundt en elektrode. Med laser-antennelse kan et hvilket som helst optisk gjennomsiktig materiale være tilstede. Når det gjelder antennelse ved prosjektilanslag, kan gasser være tilstede, såvel som væsker eller faste stoffer inntil en viss dybde. F.eks. kan sprengstoffer, såsom visse dynamitt-typer ("Gelex" 2), når de er innpakket i en papirpatron (hvor patronenden eksempelvis har en tykkelse på ca. 0,5 mm) og er dekket av et lag av vann opp til en tykkelse på ca. 10 cm i et borehull med en diameter på 4,5 - 5 cm, lett antennes ved støtet fra et vanlig hel-mantlet 22-kalibers prosjektil (3,5 g) som rammer vannet med en hastighet på 900 - 1000 m/s. I praksis vil ethvert lag av væske eller fast materiale som er tilstede over ladningens ende, vanligvis skyldes forhold som påtreffes i det område som skal sprenges, f.eks. vann, eller tilstanden av det ladede sprengstoff, f.eks. en patronende. E.g. a light-absorbing, light-scattering or light-defocusing environment must be avoided between a laser device and the charge, and an electrically conductive environment must be avoided around an electrode. With laser ignition, any optically transparent material can be present. When it comes to ignition on projectile impact, gases may be present, as well as liquids or solids up to a certain depth. E.g. can explosives, such as certain types of dynamite ("Gelex" 2), when they are wrapped in a paper cartridge (where the cartridge end, for example, has a thickness of about 0.5 mm) and is covered by a layer of water up to a thickness of about. 10 cm in a borehole with a diameter of 4.5 - 5 cm, easily ignited by the impact of a standard fully jacketed 22 caliber projectile (3.5 g) hitting the water at a speed of 900 - 1000 m/s. In practice, any layer of liquid or solid material present above the end of the charge will usually be due to conditions encountered in the area to be blasted, e.g. water, or the condition of the charged explosive, e.g. a cartridge end.
Anbringelsesmønsteret for seriene (hullmønsteret), den tidsrekkefølge i hvilken bore-lade-sprengningsseriene utføres, det antall serier som utføres samtidig (hull pr. syklus), og den spreng-stoffmengde som detoneres for hver serie eller samtidig gruppe av serier, er alle sammen forhold som kan variere i stor utstrekning, avhengig av mange faktorer, såsom arten av det arbeide som skal ut-føres, den totale størrelse og de fysiske egenskaper for den masse som bearbeides, det antall bore- og sprengningsmoduler (eller ad-skilte komponenter) som er tilgjengelig, utstyrets slagfasthet og støtsikkerhet (da det ligger like overfor massen under sprengning), arbeidsområdets tranghetsgrad, ventilasjon samt krav og evne til støydempning osv. For slike operasjoner som seismiske undersøkel-ser, sekundære sprengninger osv., kan en kjøretøymontert modul flyttes langs overflaten etter ønske og benyttes til å utføre en rekke enkeltstående og raske bore-lade-sprenghingsserier på ønskede steder i et ønsket tidsmønster. Ved slike operasjoner som grøftegraving og underjordisk graving, er det mer effektivt å benytte flere moduler for å utføre flerfoldige serier samtidig i grupper, idet flere moduler (eller flere serier pr. gruppe eller syklus) gir raskere fremdrift. Det spesifikke antall serier som benyttes for hver samtidig gruppe (det vil si hull pr. syklus), avhenger av antall moduler og av det tilgjengelige rom, slagfastheten og støtsikkerheten for modulene og den benyttede monteringssammenstilling, hvor nær opptil formasjonen modulene anvendes, størrelsen av ladningene og tidsintervallet mellom sprengningene. Når det tas hensyn til alle disse faktorer, vi-1 størrelsen av syklusene i de fleste tilfeller være mindre enn ca. halvparten av størrelsen av hele skuddsalven, The emplacement pattern of the series (hole pattern), the time order in which the drill-charge-blast series are performed, the number of series simultaneously performed (holes per cycle), and the amount of explosive detonated for each series or simultaneous group of series are all conditions that can vary widely, depending on many factors, such as the nature of the work to be carried out, the total size and the physical properties of the mass being processed, the number of drilling and blasting modules (or separate components) which is available, the equipment's impact resistance and impact safety (as it is directly opposite the mass during blasting), the working area's degree of narrowness, ventilation as well as the requirements and ability for noise attenuation, etc. For such operations as seismic surveys, secondary blasting, etc., a vehicle-mounted module can be moved along the surface as desired and is used to carry out a number of individual and rapid drill-load-blasting series at desired locations in a desired time pattern. For operations such as trenching and underground digging, it is more efficient to use several modules to perform multiple series simultaneously in groups, since more modules (or more series per group or cycle) provide faster progress. The specific number of series used for each simultaneous group (that is, holes per cycle) depends on the number of modules and on the available space, the impact and shock resistance of the modules and the mounting assembly used, how close to the formation the modules are used, the size of the charges and the time interval between the blasts. When all these factors are taken into account, we-1 the size of the cycles in most cases be less than approx. half the size of the full salvo,
og som oftest opptil ca. 35 % av det totale antall nødvendige hull, eller, slik at ikke mer enn ca. 45 kg, vanligvis opp til ca. 15 kg, sprengstoff detonerer pr. syklus. and usually up to approx. 35% of the total number of required holes, or, so that no more than approx. 45 kg, usually up to approx. 15 kg, explosive detonates per cycle.
Borehullets vinkel med overflaten vil også avhenge av den type arbeide som ønskes. I noen tilfelle må hullene bores ikke normalt på overflaten på grunn av romrestriksoner ved sidene, taket og bunnen av en tunnel. I andre tilfeller vil skjeve hull bli benyttet for å skaffe en spesiell type skjæring. Hvilket som helst av de mønstre som vanligvis anvendes ved bore- og sprengningsopera- The angle of the borehole with the surface will also depend on the type of work desired. In some cases, the holes must be drilled not normally on the surface due to space restriction zones at the sides, roof and bottom of a tunnel. In other cases, crooked holes will be used to obtain a special type of cut. Any of the patterns commonly used in drilling and blasting operations
sjoner kan benyttes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. tions can be used in the method according to the invention.
Den foreliggende prosess kan benyttes ved utgraving av enhver geologisk masse, men er særlig godt egnet når den benyttes i hardt, slipende fjell, f.eks. fjell med en trykkfasthet på mer enn 1000 kg/cm o eller en hardhet som er større enn ca. 5 etter Moh's skala, der mekaniske gravemaskiner nå for tiden ikke er effektive. Da fremgangsmåten videre er anvendelig under mange forskjellige geologiske forhold, gir fremgangsmåten den viktige fordel at den kan tilpasses for bruk med foranderlige betingelser slik de vanligvis påtreffes, det vil si store differanser med hensyn til fjelltyper og arrangementer som inntreffer innenfor forholdsvis små vertikale og horisontale avstander. Fremgangsmåten kan selvsagt benyttes ved gravningsarbeider for konstruksjonsformål, såvel som for mineralut-vinning, f.eks. malmbryting av jernholdig og ikke jernholdig metall, steinminering og steinbryting osv, og ved seismiske undersøkelses-operasjoner. The present process can be used when excavating any geological mass, but is particularly well suited when it is used in hard, abrasive rock, e.g. rock with a compressive strength of more than 1000 kg/cm o or a hardness greater than approx. 5 on Moh's scale, where mechanical excavators are currently not effective. Furthermore, as the method is applicable under many different geological conditions, the method provides the important advantage that it can be adapted for use with changing conditions as they are usually encountered, that is, large differences with regard to rock types and arrangements that occur within relatively small vertical and horizontal distances . The method can of course be used for excavation work for construction purposes, as well as for mineral extraction, e.g. ore mining of ferrous and non-ferrous metal, rock mining and quarrying, etc., and in seismic survey operations.
Bore- og sprengningsmodulen ifølge oppfinnelsen inneholder tre hoved-arbeidsdeler i sin struktur, nemlig en boreanordning, en anordning for avgivelse av sprengstoff som inneholder et spreng-stof f leverende eller borehull-ladende rør, og en energiutsendende anordning, såsom et gevær, såvel som en støtteanordning på hvilken de tre deler er montert og som opprettholder de ønskede innbyrdes stillinger av de tre deler. Ethvert monteringssystem som er hen-siktsmessig kan benyttes, forutsatt at hver dels arbeidsende, nemlig borkronen, tilførselsrørets tømmeende og den energiutsendende dels energiutgangsende, f.eks. en geværmunning, er anbragt nær en felles ende, det vil si modulens driftsende, og forutsatt at delene kan beveges som ønsket, det vil si at boret og tilførselsrøret kan beveges aksialt i forhold til støtteanordningen, og at støtteanord-ningen ved den foretrukne utførelse kan beveges f.eks. svingbart og/eller glidbart, slik at det er mulig å anbringe de tre hoveddeler i rekkefølge på en felles akse. Med disse grunnleggende deler og bevegelser kan modulen i rask rekkefølge bore et hull i en geologisk masse, lade sprengstoff i borehullet, antenne sprengstoffet, og raskt gjenta serien, hvorved den utfører det ønskede arbeide på maskinen. The drilling and blasting module according to the invention contains three main working parts in its structure, namely a drilling device, a device for releasing explosives containing an explosives f delivering or borehole charging pipe, and an energy emitting device, such as a gun, as well as a support device on which the three parts are mounted and which maintains the desired relative positions of the three parts. Any fitting system that is appropriate can be used, provided that the working end of each part, namely the drill bit, the discharge end of the supply pipe and the energy output end of the energy-emitting part, e.g. a gun muzzle, is placed close to a common end, i.e. the operating end of the module, and provided that the parts can be moved as desired, i.e. that the drill and the supply pipe can be moved axially in relation to the support device, and that the support device in the preferred embodiment can moved e.g. pivotable and/or sliding, so that it is possible to place the three main parts in sequence on a common axis. With these basic parts and movements, the module can in rapid succession drill a hole in a geological mass, load explosives into the borehole, ignite the explosives, and quickly repeat the series, whereby it performs the desired work on the machine.
Den generelle utforming og dimensjonene på modulen be-stemmes på grunnlag av økonomiske faktorer såvel som det omfang av borehulldybder det vil være nødvendig å frembringe og lade, antall og typer av konstruksjonselementer og typer av drivmekanismer som benyttes i modulen, hoveddelenes stillinger i forhold til hverandre, osv. Idet man tar hensyn til de relative dimensjoner av borehull som vanligvis anvendes ved sprengning, det vil si diametre på 1,2 - 40 cm og dybder på opp til ca. 35 m, og idet man unngår teleskopis-ke komponenter som selv om de kan anvendes, ikke foretrekkes da det kan være vanskelig å oppnå pålitelig gjentatt funksjon med disse i en muligens støvet atmosfære, vil modulen vanligvis bli avlang, det vil si lang i forhold til dens bredde. Den totale utforming av modulen, det vil si formen på det legeme som dannes når en eller flere flater genereres rundt omkretsen av dens deler, er uvesentlig for dens funksjon, og den kan være stort sett sylindrisk eller prismeformet, med hvilket som helst passende tverrsnitt, f.eks. sirku-lært, ovalt eller polygonalt, slik tilfellet er når hoveddelene er i det vesentlige innbyrdes parallelle, eller med form som en avkor-tet kjegle eller med kileform, hvilket kan inntreffe når hoveddelenes akser konvergerer. Da det som foran nevnt foretrekkes at den riktige innstilling av hoveddelene under deres funksjon avhenger av at de fortløpende bringes til å falle sammen, i stedet for at deres akser konvergerer, og da konvergens er unødvendig når aksene er tilpasset til å falle sammen fortløpende, og dessuten mindre effektivt med hensyn til romutnyttelsen, foretr kkes en stort sett parallell anbringelse av hoveddelene, og derfor en i det vesentlige sylindrisk modul. Ved denne foretrukne utførelse vil det forståes at sylinder-ens tverrsnittsareal langs sylinderaksen kan variere, f.eks. avta fra den ene ende til den andre, på grunn av nærvær av visse konstruksjonselementer, eller en svak skråstilling, f.eks. opp til ca. 10°, av hoveddelene i forhold til sylinderaksen. The general design and dimensions of the module are determined on the basis of economic factors as well as the extent of borehole depths that will be necessary to produce and charge, the number and types of structural elements and types of drive mechanisms used in the module, the positions of the main parts in relation to each other , etc. Taking into account the relative dimensions of boreholes that are usually used for blasting, i.e. diameters of 1.2 - 40 cm and depths of up to approx. 35 m, and while avoiding telescopic components which, even if they can be used, are not preferred as it can be difficult to achieve reliable repeated function with these in a possibly dusty atmosphere, the module will usually be oblong, i.e. long in relation to its width. The overall design of the module, that is, the shape of the body formed when one or more surfaces are generated around the circumference of its parts, is immaterial to its function, and it may be broadly cylindrical or prismatic, of any suitable cross-section, e.g. circular, oval or polygonal, as is the case when the main parts are essentially mutually parallel, or shaped like a truncated cone or wedge-shaped, which can occur when the axes of the main parts converge. Whereas, as aforesaid, it is preferred that the correct setting of the principal parts under their function depends on their being successively brought to coincide, instead of their axes converging, and as convergence is unnecessary when the axes are adapted to coincide successively, and also less efficient with regard to space utilization, a largely parallel arrangement of the main parts is preferred, and therefore an essentially cylindrical module. In this preferred embodiment, it will be understood that the cylinder's cross-sectional area along the cylinder axis can vary, e.g. decrease from one end to the other, due to the presence of certain structural elements, or a slight inclination, e.g. up to approx. 10°, of the main parts in relation to the cylinder axis.
Støtteanordningen for de tre arbeidende deler kan være et enhetselement, f.eks. en stang, en stav, et rør eller en plate, eller en skjelettramme av elementer med stiv konstruksjon, fortrinnsvis av metall, f.eks. stål. Dersom en ytre kappedel, såsom en sylinder eller en boks, anvendes for å beskytte delene mot støt, kan kappedelen tjene som støtteanordning med hver av de tre deler montert i kappeveggen. Alternativt kan kappedelen tjene som støttean-ordning sammen med en indre støtte. Når f.eks. den energiutsendende anordning er en laser, kan det være ønskelig å montere laseren i kappedelens vegg, og det sprengstoffleverende rør og boreanordningen på en felles indre støtteanordning. Enhver passende anordning for montering av delene på støtteanordningen kan benyttes, forutsatt at boreanordningen og det sprengstoffleverende rør kan beveges uhindret i aksial retning i forhold tilOstøtteanordningen, slik at de begge fortløpende kan rage utenfor alle andre komponenter av modulen ved dennes driftsende, idet borkronen må kunne rage utenfor de andre deler en avstand som i det minste er lik dybden av det nødvendige borehull, og tilførselsrøret må kunne rage utenfor i det minste den korte distanse som kreves for å innføre dets tømmeende i borehullet, selv om det fortrinnsvis vil være i stand til å strekke seg ytterligere inn i hullet. The support device for the three working parts can be a unit element, e.g. a bar, rod, tube or plate, or a skeletal frame of elements of rigid construction, preferably of metal, e.g. steel. If an outer casing part, such as a cylinder or a box, is used to protect the parts against impact, the casing part can serve as a support device with each of the three parts mounted in the casing wall. Alternatively, the casing part can serve as a support device together with an internal support. When e.g. the energy-emitting device is a laser, it may be desirable to mount the laser in the wall of the casing, and the explosives-supplying pipe and the drilling device on a common internal support device. Any suitable device for mounting the parts on the support device can be used, provided that the drilling device and the explosive supply tube can be moved unhindered in an axial direction in relation to the support device, so that they can both continuously project beyond all other components of the module at its operating end, as the drill bit must be able to project beyond the other parts a distance at least equal to the depth of the required borehole, and the supply pipe must be capable of projecting beyond at least the short distance required to introduce its discharge end into the borehole, although preferably it will be capable of to extend further into the hole.
For at modulen skal kunne arbeide på en forutbestemt måte, det vil si slik at de oppnådde betingelser, såsom borehullets belig-genhet og vinkel, sprengstoffets lading og tetthet, og den utsendte energis bane, er i overensstemmelse med de på forhånd valgte betingelser, er det nødvendig at hoveddelenes innbyrdes stillinger opp-rettholdes under drift av modulen, det vil si at delene er under-støttet både i de forlengede og i de tilbaketrukne stillinger. Av denne grunn foretrekkes at enhver askialt bevegelig hoveddel som ikke er tilstrekkelig stiv til å beholde sin ønskede stilling under drift, holdes i stilling av støtteanordningen langs størstedelen av delens lengde, og helst langs hele dens lengde når den er i tilbaketrukket stilling, og at avstanden mellom støtteanordningens ende ved modulens driftsende og den masse som skal bearbeides når delen er forlenget utenfor støtteenden, ikke er tilstrekkelig til å forårsake at delen beveger seg ut av dens forutbestemte aksials stilling. Ekstra sikkerhet for riktig innstilling av de forlengbare deler oppnås ved å sørge for styreanordninger på støtteanordningen nær dennes ende, gjennom hvilke delene vandrer når de beveges aksialt utenfor støtteenden. Avstanden mellom støtteenden og overflaten kan også minskes uten at hele modulen må flyttes nærmere overflaten, ved at støtteanordningen uavhengig kan beveges aksialt i forhold til en modulmonteringsdel på hvilken den er festet. En fremstikkende plugg som er i stand til å forankre seg selv i en fjellformasjon, f.eks. ved gjennomboring (en brodd) eller ved suge-virkning, kan dersom det er ønskelig, være anordnet ved støttean-ordningens ,ende. In order for the module to be able to work in a predetermined way, i.e. so that the conditions achieved, such as the location and angle of the borehole, the charge and density of the explosive, and the path of the emitted energy, are in accordance with the conditions chosen in advance, it is necessary that the relative positions of the main parts are maintained during operation of the module, that is to say that the parts are supported both in the extended and retracted positions. For this reason, it is preferred that any axially movable main part which is not sufficiently rigid to retain its desired position during operation is held in position by the support device along most of the length of the part, and preferably along its entire length when in the retracted position, and that the distance between the support end at the operating end of the module and the mass to be machined when the part is extended beyond the support end is not sufficient to cause the part to move out of its predetermined axial position. Extra security for correct setting of the extendable parts is achieved by providing guide devices on the support device near its end, through which the parts travel when moved axially outside the support end. The distance between the support end and the surface can also be reduced without the entire module having to be moved closer to the surface, by the fact that the support device can be independently moved axially in relation to a module mounting part to which it is attached. A protruding plug capable of anchoring itself in a rock formation, e.g. by piercing (a sting) or by suction, can, if desired, be arranged at the end of the support device.
De spesifikke avstander til hvilke de aksialt bevegelige deler kan forlenges, er ikke kritisk for modulens funksjon, og avhenger av borehulldybden og hvor nær overflaten modulen arbeider. Fra en gitt arbeidsstilling for modulen trenger ikke det spreng-stof f leverende rør å strekke seg så langt som borkronen, og både rør og boreanordning vil strekke seg lenger enn støtteanordningen når denne beveger seg i forhold til en monteringsdel. The specific distances to which the axially movable parts can be extended are not critical for the module's function, and depend on the borehole depth and how close to the surface the module works. From a given working position for the module, the pipe delivering the explosive does not need to extend as far as the drill bit, and both pipe and drilling device will extend further than the support device when this moves in relation to a mounting part.
Modulen er tilpasset for montering på en ytre støttearm, fortrinnsvis via støtteanordningen i modulen. Selv om modulens støtteanordning kan være konstruert slik at den kan knyttes direkte til en ytre støttearm, vil det vanligvis være mer praktisk å feste en separat monteringsdel til modulens støtteanordning, idet denne monteringsdel senere forbindes med en monteringsdel på den ytre støttearm. En passende konstruksjon er en konstruksjon i hvilken modulens monteringsdel gir den tilbakestillingsmulighet som kreves av hoveddelene for å bringe disse til å falle sammen etter hverandre. Monteringsdelen kan f.eks. inneholde en dreietapp som tillater dreining av støtteanordningen som står i forbindelse med denne. Alternativt kan tilbakestillingen også oppnåes ved sideveis glidning av støtteanordningen. Dreining og/eller glidning av støtteanordningen og låsing av støtteanordningen i stilling oppnåes ved drift av en innstillings- eller matemekanisme som står i forbindelse med monteringsdelen eller støtteanordningen. Matemekanismen kan f.eks. være en hydraulisk drevet mekanisme som gir enten lineær bevegelse, slik som med en hydraulisk sylinder, eller roterende bevegelse slik som med en roterende drivmekanisme. Matemekanismen står fortrinnsvis i direkte forbindelse med modulens monteringsdel, f.eks. en spor-inne-holdende del gjennom hvilken støtteanordningen glir i en aksial retning. Med hensyn til dreiebevegelse foretrekkes det å ha boreanordningen anordnet på den ønskede akse i hvilestilling (vertikal), med det sprengstoffleverende rør og den energiutsendende anordning montert på samme side, eller på motsatte sider av boreanordningen, og rotere støtteanordningen i en retning for å innstille røret på den ønskede akse, og ytterligere i samme retning, eller i motsatt retning, for å innstille den energiutsendende bane på aksen. The module is adapted for mounting on an external support arm, preferably via the support device in the module. Although the module's support device can be constructed so that it can be connected directly to an outer support arm, it will usually be more practical to attach a separate mounting part to the module's support device, this mounting part being later connected to a mounting part on the outer support arm. A suitable construction is one in which the module's mounting part provides the reset capability required by the main parts to cause them to collapse one after the other. The assembly part can e.g. contain a pivot pin that allows rotation of the support device that is in connection with it. Alternatively, the reset can also be achieved by sideways sliding of the support device. Turning and/or sliding the support device and locking the support device in position is achieved by operation of a setting or feeding mechanism which is connected to the mounting part or the support device. The feed mechanism can e.g. be a hydraulically driven mechanism that provides either linear motion, such as with a hydraulic cylinder, or rotary motion, such as with a rotary drive mechanism. The feeding mechanism is preferably in direct connection with the module's mounting part, e.g. a groove-containing part through which the support device slides in an axial direction. With regard to rotational movement, it is preferred to have the drilling device arranged on the desired axis in a rest (vertical) position, with the explosive delivery tube and the energy emitting device mounted on the same side, or on opposite sides of the drilling device, and rotate the support device in a direction to set the tube on the desired axis, and further in the same direction, or in the opposite direction, to set the energy-emitting path on the axis.
Alle Tconstruksjonsdeler i modulen, såvel som de bevegende mekanismer i denne, må være beskyttet mot virkningene av lufttrykk og mulige steinkollisjoner som skriver seg fra detoneringen av sprengstoffladningene i borehullene. En sådan avskjerming kan oppnåes f.eks. ved hjelp av en tverrgående metallplate (det vil si en plate som med sine overflater er montert i det vesentlige normalt på modulaksen) mellom modulen eller modulene og den masse som bearbeides, idet modulen eller modulene arbeider gjennom åpninger i pla-ten. Denne avskjerming av modulen eller modulene gir imidlertid mindre manøvreringsmulighet for modulen, og den kan ikke lett tilpasses for bruk med masser av alle størrelser. Det foretrekkes derfor at moduldelene er omgitt av slagfaste og støtsikre skjermanord-ninger, det vil si en kappedel som tillater at modulen kan drives i direkte konfrontasjon med massen, uten at det er.nødvendig med noen ekstra avskjerming mellom modulen og massen. Kappedelen fremstilles av et tilstrekkelig seigt materiale, f.eks. et metall, såsom visse ståltyper, og som er tilstrekkelig tykt til at det ikke sprekker eller i særlig grad deformeres plastisk som et resultat av de lufttrykk og, steinsammenstøt som det utsettes for. For et gitt metall vil den minste nødvendige tykkelse av kappen i hvert gitt tilfelle være bestemt av størrelsen av sprengningen (det vil si den mengde sprengstoff som detoneres), størrelse og hastighet av produ-serte steinfragmenter, hvor nær sprengningen modulen arbeider, osv. For drift under moderate forhold, f.eks. sprengninger med mindre enn ca. 2 kg sprengstoff, steiner med en størrelse på opp til ca. 30 cm og som beveger seg med hastigheter på opp til ca. 15 m/s, og avstander på minst 65 cm mellom modulen og overflaten, kan det benyttes en kappe som har en mantel med en tykkelse på minst 12 mm. Liksom for utformingen av modulen er utformingen av kappedelen uvesentlig, men den vil vanligvis være stort sett sylindrisk eller prismeformet, slik som foran beskrevet for modulens utforming. All Tconstruction parts in the module, as well as the moving mechanisms in it, must be protected against the effects of air pressure and possible rock collisions resulting from the detonation of the explosive charges in the boreholes. Such shielding can be achieved e.g. by means of a transverse metal plate (that is, a plate whose surfaces are mounted essentially normally on the module axis) between the module or modules and the mass being processed, as the module or modules work through openings in the plate. However, this shielding of the module or modules provides less maneuverability for the module, and it cannot be easily adapted for use with masses of all sizes. It is therefore preferred that the module parts are surrounded by impact-resistant and impact-resistant shielding devices, that is, a casing part that allows the module to be operated in direct confrontation with the mass, without the need for any additional shielding between the module and the mass. The cover part is made of a sufficiently tough material, e.g. a metal, such as certain types of steel, and which is sufficiently thick so that it does not crack or plastically deform to a particular extent as a result of the air pressure and stone collisions to which it is exposed. For a given metal, the minimum necessary thickness of the jacket in each given case will be determined by the size of the blast (that is, the amount of explosive that is detonated), the size and speed of the rock fragments produced, how close to the blast the module works, etc. operation under moderate conditions, e.g. explosions with less than approx. 2 kg of explosives, stones with a size of up to approx. 30 cm and which moves at speeds of up to approx. 15 m/s, and distances of at least 65 cm between the module and the surface, a jacket can be used that has a mantle with a thickness of at least 12 mm. As with the design of the module, the design of the casing part is unimportant, but it will usually be largely cylindrical or prism-shaped, as described above for the design of the module.
Modulen monteres vanligvis i kappedelens vegg ved at det til kappeveggen festes en monteringsdel som står i inngrep med modulens støttennordning. Befestigelse av støtteanordningen direkte på kappeveggen foretrekkes ikke, da tilbakestilling av delene med en slik konstruksjon også ville kreve bevegelse av kappen. The module is usually mounted in the wall of the cladding part by attaching a mounting part to the cladding wall which engages with the module's support device. Attaching the support device directly to the casing wall is not preferred, as resetting the parts with such a construction would also require movement of the casing.
Kappedelen er lang slik som selve modulen, og da det i det minste under sprengningen er nødvendig å„avskjerme alle modulens deler, er kappedelens drift- eller arbeidsende tilpasset til å kunne lukkes. Den ikke arbeidende ende kan være åpen, men vil vanligvis være permanent lukket. Arbeidsenden er tilpasset for åpning og lukking, f.eks. slik det er vist på fig. 1-5, der en støtsikker og slagfast, svingbar lukkedel, f.eks. én eller flere dører som er montert på kappesylinderen ved modulens arbeidsende, er tilpasset til å innta en åpen eller lukket stilling i forhold til kappesylinderens ende, som svar på en kraft som tilføres ved hjelp av en bevegende anordning, såsom en hydraulisk sylinder, som fra et sted inne i kappedelen står i forbindelse med lukkedelen. I lukkedelen er anordnet en åpning eller ventil som når delen er lukket, faller på en akse som er sammenfallende med den akse med hvilken modulens tre arbeidsdeler fortrinnsvis faller sammen etter hverandre. Lukkedelen beveges til den åpne stilling når boreanordningen, laderen eller støtte-anordningen jSkal beveges aksialt til en forlenget stilling, og til den lukkede stilling når alle aksialt forlengbare deler er i den tilbaketrukne stilling og energien skal utsendes fra den energiutsendende anordning. Åpningen tillater at energien uhindret kan vandre fra den energiutsendende anordning til sprengstoffladningen i borehullet. En konisk eller kileformet lukke-utforming foretrekkes, som et middel til å skaffe ekstra beskyttelse mot steinsammenstøt. The casing part is as long as the module itself, and since it is necessary at least during the blasting to shield all the module's parts, the operating or working end of the casing part is adapted to be able to be closed. The non-working end may be open, but will usually be permanently closed. The working end is adapted for opening and closing, e.g. as shown in fig. 1-5, where a shock-proof and impact-resistant, pivotable closing part, e.g. one or more doors mounted on the jacket cylinder at the working end of the module are adapted to assume an open or closed position relative to the end of the jacket cylinder in response to a force applied by means of a moving device, such as a hydraulic cylinder, which from somewhere inside the casing part is in connection with the closing part. An opening or valve is arranged in the closing part which, when the part is closed, falls on an axis that coincides with the axis with which the module's three working parts preferably fall together one after the other. The closing part is moved to the open position when the drilling device, charger or support device is to be moved axially to an extended position, and to the closed position when all axially extendable parts are in the retracted position and the energy is to be emitted from the energy-emitting device. The opening allows the energy to travel unhindered from the energy-emitting device to the explosive charge in the borehole. A conical or wedge-shaped closure design is preferred, as a means of providing additional protection against rock impact.
Virkningen av slag og støt på modulen kan også reduseres ved hruk av en energiabsorberende anordning sammen med kappen, f.eks. ved bruk av fjærer i systemet for montering av modulen på støttear-men. En særlig effektiv energiabsorberende anordning er en opp-pumpet pneumatisk del, f.eks. en elastisk del som inneholder væske under trykk. når en slik del som i sin funksjon ligner f.eks. et bildekk, ligger an mot enden av kappesylinderen, f.eks. som vist på fig. 1-4, tjener den som støtpute for modulfronten og beskytter denne mot sammenstøt mot sjokkbølger og flygende steiner. Flere slike deler kan benyttes side om side rundt kappen når det ønskes ytterligere, og sideveis avfjæring. The effect of blows and shocks on the module can also be reduced by crumpling an energy-absorbing device together with the jacket, e.g. by using springs in the system for mounting the module on the support arm. A particularly effective energy-absorbing device is an inflated pneumatic part, e.g. an elastic part containing fluid under pressure. when such a part which in its function resembles e.g. a car tyre, rests against the end of the casing cylinder, e.g. as shown in fig. 1-4, it serves as a shock cushion for the module front and protects it against collisions with shock waves and flying stones. Several such parts can be used side by side around the cover when additional, and lateral suspension is desired.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnåes større effektivitet, f.eks. uttrykt ved vekten av utgravd materiale pr. tids-enhet, idet flere bore-lade-sprengningsserier utføres samtidig. Med modulen ifølge oppfinnelsen oppnåes sykluser som består av flerdob-belte serier idet det anvendes et antall moduler som er lik det valgte antall serier som skal utføres samtidig. Det kan benyttes fler-dobbelte moduler som hver består av en enkelt boreanordning, en enkelt sprengstoffleverende anordning og en enkelt energiutsendende anordning, og som er passende understøttet ot beskyttet. Når effektiv utnyttelse av rom og vekt er av primær betydning, foretrekkes imidlertid å benytte en sammensatt modul som inneholder to eller flere enkeltkomponent-moduler eller modulenheter som er passende gruppert innenfor en felles kappedel. Det geometriske arrangement eller grupperingsmønster av de grunnleggende modulenheter innenfor den sammensatte modul, og det spesifikke antall enheter, kan variere etter ønske. F.eks. for samtidig drift i stort sett rettlinjede eller samlede borehullmønstere, kan det benyttes en lineær eller samlet enhetsgruppering, idet modulen i slike tilfeller har en form som stort sett ligner et parallellepiped. For drift i et buet møn-ster kan grupperingen være utformet som en sirkelbue. I den sammensatte modul kan hver enhet være komplett i seg selv, det vil si ha sin egen boreanordning, sprengstoffleverende anordning og energiutsendende anordning, eller en felles komponent, f.eks. en spreng-stof f leverende anordning, kan deles av flere enn én enhet. With the method according to the invention, greater efficiency is achieved, e.g. expressed by the weight of excavated material per unit of time, as several drilling-charging-blasting series are carried out simultaneously. With the module according to the invention, cycles are achieved which consist of multiple series using a number of modules equal to the selected number of series to be performed simultaneously. Multiple modules can be used which each consist of a single drilling device, a single explosives delivering device and a single energy emitting device, and which are suitably supported and protected. When efficient utilization of space and weight is of primary importance, however, it is preferred to use a composite module containing two or more single-component modules or module units which are suitably grouped within a common casing part. The geometric arrangement or grouping pattern of the basic module units within the composite module, and the specific number of units, may vary as desired. E.g. for simultaneous operation in largely rectilinear or aggregate borehole patterns, a linear or aggregate unit grouping can be used, the module in such cases having a shape that largely resembles a parallelepiped. For operation in a curved pattern, the grouping can be designed as a circular arc. In the composite module, each unit can be complete in itself, i.e. have its own drilling device, explosives-delivering device and energy-emitting device, or a common component, e.g. an explosive substance delivery device can be shared by more than one unit.
I modulen kan hvilken som helst type boreanordning benyttes, f.eks. en slagbor eller slaghammer, en roterende bor, eller en som anvender både slag- og rotasjonsvirkning. En elektrisk knusebor som skaffer varme og rotasjon kan også benyttes. For hardt fjell foretrekkes roterende slagborer. For letthets skyld, f.eks. for å gjøre bruk av ferdig lagede komponenter der slike er tilgjengelige, og for å unngå unødig forøkelse av antall konstruksjonselementer, utgjør boreanordningen og støttedelen i en foretrukket modul en roterende slagbor henholdsvis mateanordning som begge er fremstilt av metall, f.eks. stål. Borrotasjonen kan overføres fra en pneumatisk eller hydraulisk drevet motor som er montert i matekanaler, og aksi-alkraft for forlengelse og boring kan tilføres over en tung rnatekje-de som drives av en pneumatisk eller hydraulisk motor. Sprengstoff-tilførselsrøret og den energiutsendende anordning er montert på støtteanordningen, f.eks. bormatekanalen, spå en slik måte at aksial bevegelse av boren og tilførselsrøret ikke hindres. Any type of drilling device can be used in the module, e.g. an impact drill or impact hammer, a rotary drill, or one that uses both impact and rotary action. An electric crushing drill that provides heat and rotation can also be used. For hard rock, rotary impact drills are preferred. For convenience, e.g. in order to make use of ready-made components where such are available, and to avoid an unnecessary increase in the number of structural elements, the drilling device and the support part in a preferred module constitute a rotating impact drill or feeding device, both of which are made of metal, e.g. steel. The drill rotation can be transmitted from a pneumatic or hydraulically driven motor mounted in feed channels, and axial force for extension and drilling can be supplied via a heavy chain driven by a pneumatic or hydraulic motor. The explosive supply pipe and the energy emitting device are mounted on the support device, e.g. the drill feed channel, predict such a way that axial movement of the drill and supply pipe is not hindered.
Sprengstofftilførselsrøret har en sprengstoffmateende som står i forbindelse med et sprengstoffmatesystem beliggende på utsi-den av modulens grense. Sprengstoffmatesystemet består av en spreng-stof f tilførselsenhet, f.eks. et magasin som inneholder sprengstoff i patroner eller upakket, fast sprengstoff, eller en lagrings- og blandetank for oppslammede sprengstoffbestanddeler, og en mateenhet som er forbundet med tilførselsenheten og kan avgi sprengstoff fra denne, f.eks. et pneumatisk ladeapparat for faste sprengstoffer, eller en pumpe for slamsprengsofffer. Røret fra modulen kan være The explosives supply pipe has an explosives feed end which is connected to an explosives feed system located on the outside of the module's boundary. The explosive feed system consists of an explosive supply unit, e.g. a magazine containing explosives in cartridges or loose, solid explosives, or a storage and mixing tank for slurry explosive components, and a feed unit which is connected to the supply unit and can release explosives from it, e.g. a pneumatic charging device for solid explosives, or a pump for mud blast victims. The tube from the module can be
i in
knyttet til laderøret i et pneumatisk ladeapparat eller til avløps-slangen i en slampumpe, eller dersom det er langt nok, kan det er-statte hele 1laderøret eller avløpsslangen og være festet direkte til den sprengstoffleverende mekanisme siler pumpe i sprengstoffmatesystemet. For lading av sprengstoff i patroner, f.eks. dynamitt, connected to the charging pipe in a pneumatic charging device or to the drain hose in a slurry pump, or if it is long enough, it can replace the entire 1 charging pipe or drain hose and be attached directly to the explosives delivery mechanism strainer pump in the explosives feeding system. For loading explosives in cartridges, e.g. dynamite,
er en foretrukket mateenhet en pneumatisk patronlader av den type som er beskrevet i US-patent 3 040 615 og i "The Modern Technique of Rock Blasting", av N. Langefors og B. Kihlstrom, Stockholm, Almqvist & Wiksell, 1967 side 91 - 101. Både den del av tilførsels-røret som er inne i modulen og den del som er utenfor modulen, bør være noe fleksibel og kan f.eks. være laget av metall eller plast. Med den pneumatiske patronlader kan et halvautomatisk bakstykke benyttes for kontinuerlig mating av patroner. a preferred feed unit is a pneumatic cartridge loader of the type described in US Patent 3,040,615 and in "The Modern Technique of Rock Blasting", by N. Langefors and B. Kihlstrom, Stockholm, Almqvist & Wiksell, 1967 page 91 - 101. Both the part of the supply pipe that is inside the module and the part that is outside the module should be somewhat flexible and can e.g. be made of metal or plastic. With the pneumatic cartridge loader, a semi-automatic rear part can be used for continuous feeding of cartridges.
Rørets aksialbevegelse i forhold til støtteanordningen The axial movement of the pipe in relation to the support device
kan oppnåes på mange forskjellige måter. En måte er å la et flek- can be achieved in many different ways. One way is to leave a spot
si,belt rør, såsom et plastrør, lede inn i et stivt rør, såsom et metallrør, som er glidbart montert på støtteanordningen, f.eks. i et ledespor, i den ønskede stilling med sin frie ende ved modulens arbeidsende og dens andre ende i forbindelse med en pneumatisk inn-stillingssylinder. Ved en annen metode, nemlig den som er vist på fig. 3, kan røret beveges ved hjelp av en anordning, det vil si den såkalte "robotlader", som også er beskrevet av N. Langefors og B. Kihlstrom i det nevnte verk. Robotladeren arbeider i forbindelse med en pneumatisk patronlader. Robotladeren som er montert på støttean-ordningen, f.eks. bormatekanalen består av en pneumatisk sylinder som driver en rørformet stempelstang frem og tilbake. Tilførsels-røret er ført aksialt gjennom stempelstangen. Med stempelstangen er forbundet en pneumatisk gripeanordning, en "hånd" som ved hjelp av friksjon holder røret slik at det utfører en frem- og tilbakegående bevegelse. Når stempelstangen går frem og tilbake, griper den pneumatiske "hånd" ved fremadgående bevegelse og slipper ved tilbakegående bevegelse, og gir således tilførselsrøret en trinnvis fremad-rettet bevegelse. For tilbaketrekking av røret etter at borehullet er blitt ladet, skjer den motsatte "hånd"-virkning. Tilførselsrøret beveges fortrinnsvis helt ned til bunnen av borehullet og trekkes sakte ut med gjentatte lette motbevegelser, slik at de inndrevne patroner pakkes til høy tetthet. say, belt pipe, such as a plastic pipe, lead into a rigid pipe, such as a metal pipe, which is slidably mounted on the support device, e.g. in a guide slot, in the desired position with its free end at the working end of the module and its other end in connection with a pneumatic setting cylinder. In another method, namely that shown in fig. 3, the pipe can be moved using a device, that is, the so-called "robot charger", which is also described by N. Langefors and B. Kihlstrom in the aforementioned work. The robotic loader works in conjunction with a pneumatic cartridge loader. The robot charger which is mounted on the support device, e.g. the drill feed channel consists of a pneumatic cylinder that drives a tubular piston rod back and forth. The supply pipe is led axially through the piston rod. Connected to the piston rod is a pneumatic gripping device, a "hand" which, by means of friction, holds the tube so that it performs a reciprocating movement. As the piston rod moves back and forth, the pneumatic "hand" engages during forward movement and releases during backward movement, thus giving the supply tube a step-by-step forward movement. For the withdrawal of the pipe after the borehole has been charged, the opposite "hand" action occurs. The supply pipe is preferably moved all the way down to the bottom of the borehole and slowly pulled out with repeated light counter movements, so that the driven-in cartridges are packed to a high density.
I en foretrukket modul er den energiutskytende anordning et gevær. Uttrykket "gevær" betegner en sammenstilling som består av et metallrør eller løp som har en åpen ende (munningsenden), og hvor den andre ende (den bakre ende) er tilpasset til å danne et kammer i hvilket prosjektilet innføres og gass under trykk på kommando tilføres eller genereres bak prosjektilene. Uttrykket er ment å omfatte anordninger i hvilke prosjektiler drives frem ved hjelp av gass som slippes inn i kammeret ved høyt trykk, såvel som de anordninger i hvilke drivgassen frembringes i kammeret ved forbrenningen av en drivladning. Når det er nødvendig, slik som i sistnevnte tilfelle, er løpets bakre ende lukket ved hjelp av et sluttstykke eller en kile som er anordnet i et hus som kan åpnes for lading av ammunisjon inn i kammeret (foran kilen), og som kan lukkes for antennelse av drivladningen på kommando ved hjelp av en kammermekanisme. Den type gevær som benyttes er ikke kritisk forutsatt at den kan drive prosjektilmaterialet med tilstrekkelig masse og tilstrekkelig høy hastighet til at sprengstoffet i borehullet utsettes for høyt nok trykk over et tilstrekkelig areal og i tilstrekkelig tid til at sprengstoffet bringes til å detonere. Den nødvendige støtenergi oppnåes lettest ved hjelp av faste prosjektiler, og særlig enhets-; legemer, det vil si kuler i motsetning til haglskudd, og av denne grunn er kuler de foretrukne prosjektiler. Selv om prosjektilet kan drives ved hjelp av en gass-strøm som slippes inn i kammeret under høyt trykk slik som i et luftgevær, er det mindre begrensninger på den oppnåelige anslagshastighet når prosjektilet drives ved forbren-ning av en drivsammensetnlng i kammeret. Følgelig foretrekkes det geværer som arbeider etter drivmiddel-forbrenningsprinsippet. I den foretrukne utførelse består således geværet av et metalløp hvis bakre ende er lukket ved hjelp av et sluttstykke eller en kile som kan åpnes for lading av en ammunisjonssalve i kammeret foran kilen, og lukkes for tenning av drivladningen i salven ved hjelp av en kammermekanisme som virker på kommando fra modulens utside. Tomme patroner kan kastes kontinuerlig ut fra modulen, eller samles i en behol-der som er anordnet i modulen for dette formål, idet beholderen er tilpasset for periodisk tømming. Ammunisjonstennladningen kan være en slag-tennhette, en elektrisk tennhette eller en kombinasjonstenn-hette. Elektrisk avfyring av tennladningen kan foretrekkes i visse tilfeller når det er nødvendig med større presisjon med hensyn til tidsintervaller mellom detonasjonene. In a preferred module, the energy-launching device is a gun. The term "gun" denotes an assembly consisting of a metal tube or barrel having one open end (the muzzle end) and the other end (the rear end) being adapted to form a chamber into which the projectile is introduced and gas under pressure on command supplied or generated behind the projectiles. The term is intended to include devices in which projectiles are propelled using gas that is admitted into the chamber at high pressure, as well as those devices in which the propellant gas is produced in the chamber by the combustion of a propellant charge. When necessary, as in the latter case, the rear end of the barrel is closed by means of a breech block or wedge provided in a housing which can be opened for loading ammunition into the chamber (in front of the wedge), and which can be closed for ignition of the propellant charge on command by means of a chamber mechanism. The type of gun used is not critical, provided that it can propel the projectile material with sufficient mass and sufficiently high speed to expose the explosive in the borehole to high enough pressure over a sufficient area and for sufficient time to cause the explosive to detonate. The required impact energy is most easily achieved by means of fixed projectiles, and particularly unit-; bodies, i.e. bullets as opposed to shot, and for this reason bullets are the projectiles of choice. Although the projectile can be propelled by means of a gas stream which is admitted into the chamber under high pressure such as in an air rifle, there are less limitations on the achievable impact speed when the projectile is propelled by combustion of a propellant composition in the chamber. Consequently, guns that work on the propellant-combustion principle are preferred. In the preferred embodiment, the rifle thus consists of a metal barrel, the rear end of which is closed by means of a breech block or a wedge which can be opened for loading a salvo of ammunition into the chamber in front of the wedge, and closed for ignition of the propellant charge in the salvo by means of a chamber mechanism which operates on command from the module's outside. Empty cartridges can be continuously ejected from the module, or collected in a container arranged in the module for this purpose, the container being adapted for periodic emptying. The ammunition priming charge may be a percussion priming cap, an electric priming cap or a combination priming cap. Electrical firing of the ignition charge may be preferred in certain cases when greater precision is required with respect to time intervals between detonations.
Magasinet for ammunisjon kan være anordnet innenfor eller utenfor modulens grenser. Et ytre magasin foretrekkes på grunn av plassbegrensninger i modulen, og også fordi lagring av ammunisjon på et sted som er adskilt fra arbeidsområdet, er ønskelig sett fra et sikkerhetssynspunkt. Med et ytre magasin går derfor et lade-eller tilførselsrør for ammunisjon fra et ytre ammunisjons-matesy-stem til geværets kammer. Matesystemet kan f.eks. være et pneumatisk ladeapparat av den type som er beskrevet for lading av patron-sprengstoff i et borehull. The magazine for ammunition can be arranged inside or outside the module's boundaries. An external magazine is preferred due to space limitations in the module, and also because storage of ammunition in a location separate from the work area is desirable from a security point of view. With an external magazine, therefore, a loading or supply tube for ammunition runs from an external ammunition feeding system to the rifle's chamber. The feeding system can e.g. be a pneumatic charging device of the type described for charging cartridge explosives in a borehole.
i in
Selv om geværet kan konstrueres helt skreddersydd, vil det i de fleste tilfeller være mulig å tilpasse et kommersielt tilgjengelig gevær, f.eks. et sluttstykkegevær, et halvautomatisk gevær eller en pistol, for bruk i modulen. Selv om det kan være ønskelig, er det ikke helt nødvendig med rifling av løpet, på grunn av den forholdsvis lille avstand som prosjektilet vil vandre når modulen er i drift. Fjernavfyring av geværet kan oppnåes ved at en elektrisk strkm tilføres en solenoid som utløser en konvensjonell mekanisk avtrekkermekanisme, det vil si utløservirkning for å forårsake bevegelse av tennstemplet slik at tennblandingen antennes ved støt, eller ved at strøm tilføres et isolert tennstempel i kontakt med en brotråd eller en elektrisk ledende tennblanding i en elektrisk tennladning, idet den elektriske krets sluttes ved hjelp av patron-hylsen og jord, og tennblandingen antennes ved ohmsk oppvarming av brotråden eller den ledende blanding. Although the rifle can be constructed completely custom-made, in most cases it will be possible to adapt a commercially available rifle, e.g. a breech-loading rifle, semi-automatic rifle or pistol, for use in the module. Although it may be desirable, rifling of the barrel is not absolutely necessary, due to the relatively small distance the projectile will travel when the module is in operation. Remote firing of the rifle can be achieved by applying an electrical current to a solenoid which triggers a conventional mechanical trigger mechanism, i.e. trigger action to cause movement of the firing pin so that the firing mixture is ignited on impact, or by applying current to an insulated firing pin in contact with a bridge wire or an electrically conductive ignition mixture in an electric ignition charge, the electrical circuit being closed by means of the cartridge sleeve and earth, and the ignition mixture being ignited by ohmic heating of the bridge wire or the conductive mixture.
Når en laser benyttes som energiutsendende anordning, trengs en kappedel for å hindre inntrengning av lysabsorberende materiale, såsom steinstøv, i laserstrålens bane. "Laseren" inneholder en laserstav (f.eks. rubin) med en totalreflektor i den ene ende og en delreflektor i den andre ende av staven, én eller flere lyskasterlamper for pumping eller pulsing av laserstaven, en .elektrisk høyspenningskilde for matning av lyskasterlampen eller lamp-ene, en Q-bryter eller Q-ødelegger i strålebanen mellom stavens fremre ende og delreflektoren, og en fokuserende linse. For å gi maksimal beskyttelse for laseren under sprengningen, foretrekkes det at laseren er i en tilbaketrukket stilling i forhold til strålebanen. Laseren kan f.eks. monteres i kappens vegg og strålen reflekteres i den ønskede bane ved hjelp av passende anordnede reflektorer. I dette tilfelle kan reflektorene, dersom man benytter seg av anbringelse av de arbeidende deler på en felles akse, være anbragt på en understøttelsesanordning og beveges på denne for å projisere strålen i den ønskede bane. When a laser is used as an energy-emitting device, a shroud is needed to prevent the penetration of light-absorbing material, such as rock dust, into the path of the laser beam. The "laser" contains a laser rod (e.g. ruby) with a total reflector at one end and a partial reflector at the other end of the rod, one or more floodlights for pumping or pulsing the laser rod, a high-voltage electrical source for powering the floodlight or the lamps, a Q-switch or Q-destroyer in the beam path between the forward end of the rod and the partial reflector, and a focusing lens. To provide maximum protection for the laser during the blast, it is preferred that the laser is in a retracted position relative to the beam path. The laser can e.g. is mounted in the wall of the casing and the beam is reflected in the desired path by means of suitably arranged reflectors. In this case, the reflectors, if one makes use of placing the working parts on a common axis, can be placed on a support device and moved on this to project the beam in the desired path.
Modulen inneholder også eller er i forbindelse med passende bevegelsesoverførende mekanismer, f.eks. hydrauliske eller pneumatiske anordninger som utfører sådanne bevegelser som aksial bevegelse av boreanordningen, sprengstofftilførselsrøret og støtteanord-ningen (f.eks. bormatekanalen). Videre utfører disse anordninger sådanne bevegelser som boring, tilførsel av sprengstoff til borehullet, i en foretrukket utførelse tilførsel av ammunisjonssalver til geværkammeret og avfyring av geværet, tilbakestilling av hoveddelene (det vil si trinnvis matning), og åpning og lukking av kappedøren ved arbeidsenden. Slike mekanismer er vel kjent for fagfolk, og deres grunnleggende virkemåte skal derfor ikke beskrives her. Alle krafttilførselsledninger, såsom hydrauliske ledninger, for disse anordninger er avskjermet på samme måte som modulens deler, fortrinnsvis ved at de omgis av en passende kappedel. Når modulen inneholder en kappedel, går alle krafttilførselsledninger inn i modulen gjennom kappeveggen via monteringsdelen, eller via én eller flere spesielle åpninger for dette formål. The module also contains or is in connection with suitable motion transmitting mechanisms, e.g. hydraulic or pneumatic devices which perform such movements as axial movement of the drilling device, the explosive supply pipe and the support device (e.g. the drill feed channel). Furthermore, these devices carry out such movements as drilling, supplying explosives to the borehole, in a preferred embodiment supplying ammunition volleys to the gun chamber and firing the gun, resetting the main parts (that is, step-by-step feeding), and opening and closing the casing door at the working end. Such mechanisms are well known to professionals, and their basic mode of operation will therefore not be described here. All power supply lines, such as hydraulic lines, for these devices are shielded in the same way as the module's parts, preferably by being surrounded by a suitable shroud. When the module contains a casing part, all power supply lines enter the module through the casing wall via the mounting part, or via one or more special openings for this purpose.
Modulen ifølge oppfinnelsen kan som foran nevnt, når den anbringes nær en overflate av materialet som skal bearbeides, såsom en fjellformasjon, og drives på passende måte, i rask rekkefølge bore et hull i fjellet, lade sprengstoff i hullet og antenne sprengstoffet ved rask utløsning av energi i dette, f.eks. ved prosjektilanslag. Da anvendelsen av modulen frembringer en eksplosjon hver gang energi tilføres sprengstoffet, må modulen være mekanisk montert på en understøttende arm eller grunnflate, og dens funksjon styres fra et passende avskjermet sted. Selv om hvilket som helst monte-rings- og styresystem kan benyttes, f.eks. slag- og støtsikker løfte-ben- eller løftestangmontering med styreanordninger adskilt fra den masse som bearbeides ved hjelp av en barrikade som er i hovedsaken parallell med massen, oppnåes det største utbytte av modulen når denne er inkorporert i en maskin som er konstruert for understøt-telse, manøvrering og drift av en eller flere moduler på en i hovedsaken kontinuerlig måte. Av denne grunn monteres modulen eller modulene vanligvis på et kjøretøy, såsom en truck eller lastebil, og styres av personalet som sitter inne i kjøretøyet, idet dette og personalet er passende beskyttet fra virkningene av de forholdsvis As previously mentioned, the module according to the invention can, when placed near a surface of the material to be processed, such as a rock formation, and operated in a suitable manner, drill a hole in the rock in rapid succession, charge explosives in the hole and ignite the explosives by rapid release of energy in this, e.g. at projectile impact. Since the application of the module produces an explosion each time energy is applied to the explosive, the module must be mechanically mounted on a supporting arm or base and its function controlled from a suitably shielded location. Although any mounting and control system can be used, e.g. impact- and impact-proof lifting leg or lifting rod assembly with control devices separated from the mass being processed by means of a barricade which is essentially parallel to the mass, the greatest benefit of the module is achieved when it is incorporated into a machine designed to support counting, maneuvering and operation of one or more modules in an essentially continuous manner. For this reason, the module or modules are usually mounted on a vehicle, such as a truck or lorry, and controlled by personnel sitting inside the vehicle, this and the personnel being suitably protected from the effects of the relatively
o o
små sprengninger. small explosions.
For å oppnå en klarere forståelse av fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen, henvises det nå til tegningene som viser konstruksjonen og virkemåten for typiske moduler, og et typisk syklisk mønster for utførelse av fremgangsmåten. In order to achieve a clearer understanding of the method and apparatus according to the invention, reference is now made to the drawings which show the construction and operation of typical modules, and a typical cyclic pattern for carrying out the method.
På fig. 1 - 4 er en modul anbragt i stilling foran en steinflate 1 på en lengdeakse som står i hovedsaken normalt på flaten 1 og er parallell med flaten 2. Hver hoved-arbeidsdel i modulen er vist i tre forskjellige radiale stillinger, idet boreanordningen er beliggende i det vertikale plan på fig. 1 og 2, sprengstofftil-førselsrøret på fig. 3 og den energiutskytende anordning på fig. 4. Når en arbeidsdel er i dette vertikalplan, faller delens lengdeakse In fig. 1 - 4 is a module placed in position in front of a stone surface 1 on a longitudinal axis which is essentially normal to the surface 1 and is parallel to the surface 2. Each main working part in the module is shown in three different radial positions, the drilling device being located in the vertical plane in fig. 1 and 2, the explosive supply pipe in fig. 3 and the energy projecting device in fig. 4. When a working part is in this vertical plane, the longitudinal axis of the part falls
i det vesentlige sammen med borehullets akse (angitt ved en strek-tegnet linje inn i steinen på fig. 1). substantially together with the axis of the borehole (indicated by a dashed line into the rock in fig. 1).
På fig. 1, IA og 2 er vist en avlang støtteanordning 3, f.eks. en bormatekanal, på hvilken det er montert en boreanordning, vist som en roterende slagbor, med en avlang rørformet del 4, f.eks. et borstål, og en borkrone 5. Boreanordningen er aksialt bevegelig på støtteanordningen 3, f.eks. ved hjelp av en kjedemating eller skruemating som drives av en motor 6, f.eks. en trykkluftmotor. Den motordrevne kjedemating eller skruemating tilfører matetrykk eller In fig. 1, IA and 2 show an elongated support device 3, e.g. a drill feed channel, on which is mounted a drilling device, shown as a rotary impact drill, with an elongated tubular part 4, e.g. a drill steel, and a drill bit 5. The drilling device is axially movable on the support device 3, e.g. by means of a chain feed or screw feed driven by a motor 6, e.g. a compressed air engine. The motorized chain feed or screw feed adds feed pressure or
-kraft for boring. Borevirkning (vekselgang og rotasjon) skaffes ved hjelp av en motor 7, f.eks. en pneumatisk drevet motor. Støtte-anordningen 3 står i forbindelse med en mekanisme 9, f.eks. en -power for drilling. Drilling action (alternation and rotation) is obtained by means of a motor 7, e.g. a pneumatically driven motor. The support device 3 is connected to a mechanism 9, e.g. one
hydraulisk sylinder, som er tilpasset til å bevege støtteanordningen 3 frem og tilbake uavhengig i en aksial retning i et aksialt spor i en glidedel 37 (anordningen 3 er vist fremskutt på fig. 2). Den sporinneholdende glidedel 37, den tilknyttede svingedel 8 som har en rotasjonsakse som er parallell med den avlange dels 4 akse, og flensen 12 utgjør tilsammen monteringsdelen for modulen. En innstil-lingsdel 31, i dette tilfelle en hydraulisk sylinder (vist på fig. IA), står i forbindelse med glidedelen 37 og kappen 13 som f.eks. er en metallsylinder. En spiss metallplugg eller stikker 10 strekker seg aksialt fra den ende av støtteanordningen 3 som vender mot overflaten 1, og kroklignende føringselementer 11 strekker seg fra støt-teanordningen 3 ved den samme ende normalt på lengdeaksen, på en slik måte at den avlange del 4 går gjennom føringselementene 11. Flensen 12 som er festet til svingedelen 8, er innpasset i en åpning i kappens 13 vegg, og er tilpasset til å stå i inngrep med en feste-del 14 i en passende støttearm for modulen. Ved modulens arbeidsende, det vil si der hvor borkronen 5 er beliggende, er anordnet en opp-pumpet pneumatisk del 15, f.eks. et gummidekk, som ligger an mot enden av kappen 13. Ved den samme ende er en lukkedel 16, f.eks. en dør, tilpasset for åpning og lukking ved påvirkning av en motor 17, såsom en hydraulisk motor, som er montert inne i kappen og står i forbindelse med lukkedelen 16. Den sistnevnte er forsynt med en åpning eller et hull 18 som er anbragt slik at når lukkedelen er lukket, går den akse på hvilken arbeidsdelene fortløpende faller sammen (den avlange dels 4 akse på fig. 1) gjennom åpningen 18. hydraulic cylinder, which is adapted to move the support device 3 back and forth independently in an axial direction in an axial groove in a slide part 37 (the device 3 is shown in front in Fig. 2). The track-holding slide part 37, the associated pivot part 8 which has an axis of rotation which is parallel to the axis of the elongated part 4, and the flange 12 together form the mounting part for the module. An adjustment part 31, in this case a hydraulic cylinder (shown in Fig. 1A), is in connection with the sliding part 37 and the cover 13 which e.g. is a metal cylinder. A pointed metal plug or stick 10 extends axially from the end of the support device 3 facing the surface 1, and hook-like guide elements 11 extend from the support device 3 at the same end normally to the longitudinal axis, in such a way that the elongated part 4 goes through the guide elements 11. The flange 12 which is attached to the pivot part 8 is fitted into an opening in the wall of the casing 13, and is adapted to engage with a fastening part 14 in a suitable support arm for the module. At the working end of the module, i.e. where the drill bit 5 is located, a pumped-up pneumatic part 15 is arranged, e.g. a rubber tire, which rests against the end of the jacket 13. At the same end is a closing part 16, e.g. a door, adapted for opening and closing by the action of a motor 17, such as a hydraulic motor, which is mounted inside the casing and is connected to the closing part 16. The latter is provided with an opening or a hole 18 which is arranged so that when the closing part is closed, the axis on which the working parts successively collapse (the axis of the oblong part 4 in fig. 1) passes through the opening 18.
På fig. 3 er vist et sprengstofftilførselsrør 19 som er noe fleksibelt, f.eks. laget av plast, og som er montert på støtte-anordningen 3 i hovedsaken parallelt med den avlange del 4, og med samme radiale avstand fra svingedelen 8 som den avlange del. Den ene ende av røret 19 leder til et konvensjonelt sprengstoffmatesystem, såsom en pneumatisk patronlader slik som foran beskrevet, og som er anordnet utenfor modulen. Den andre, frie ende av røret er tømmeenden og denne er anordnet ved modulens arbeidsende. Røret 19 går gjennom åpningen i kappens 13 vegg. Med 20 er betegnet en matemekanisme som er tilpasset til å bevege røret 19 aksialt, f.eks. en robotlader slik som foran beskrevet. Ringformede føringselementer 21 strekker seg fra støtteanordningen 3 ved arbeidsenden normalt på lengdeaksen, på en slik måte at røret 19 går gjennom føringsele-mentene . In fig. 3 shows an explosive supply pipe 19 which is somewhat flexible, e.g. made of plastic, and which is mounted on the support device 3 essentially parallel to the elongated part 4, and at the same radial distance from the pivoting part 8 as the elongated part. One end of the pipe 19 leads to a conventional explosives feeding system, such as a pneumatic cartridge loader as described above, which is arranged outside the module. The other, free end of the pipe is the discharge end and this is arranged at the working end of the module. The pipe 19 passes through the opening in the wall of the jacket 13. 20 denotes a feed mechanism which is adapted to move the tube 19 axially, e.g. a robot charger as described above. Annular guide elements 21 extend from the support device 3 at the working end normally on the longitudinal axis, in such a way that the pipe 19 passes through the guide elements.
På fig. 4 er vist et gevær med et løp 22, et kammer 23 og In fig. 4 shows a rifle with a barrel 22, a chamber 23 and
en rekylmantel 30., Et fleksibelt ammunisjons-tilførselsrør 24 a recoil jacket 30., A flexible ammunition supply tube 24
leder inn i kammeret 23 og står i forbindelse med et ammunisjons-matesystem, såsom en pneumatisk lader som foran beskrevet og som er beliggende utenfor modulen, idet røret 24 går gjennom åpningen i kappens 13 vegg. Geværet er fastmontert på støtteanordningen 3 i hovedsaken parallelt med den avlange del 4, og med samme radiale avstand fra svingedelen 8 som den avlange del og sprengstofftilførsels-røret. Geværets munning er ved modulens arbeidsende. leads into the chamber 23 and is connected to an ammunition feeding system, such as a pneumatic loader as described above and which is located outside the module, the pipe 24 passing through the opening in the wall of the casing 13. The gun is fixedly mounted on the support device 3 essentially parallel to the elongated part 4, and at the same radial distance from the pivoting part 8 as the elongated part and the explosive supply tube. The muzzle of the rifle is at the working end of the module.
Før en bore-lade-sprengningsserie er modulen anbragt som vist på fig. 1 og IA, idet den avlange del 4 er koaksial med det ønskede borehulls akse og i en vertikal linje med svingedelen 8. Motoren 17 er blitt startet for åpning av lukkedelen 16. I den før-ste fase av serien (fig. 2 og 2A) medfører energisering av mekanis-men 9 at støtteanordningen 3 beveges aksialt på glidedelen 37 i retning av flaten 1 inntil stikkeren 10 er i fast inngrep med flaten 1, og såledeshjelper til å stabilisere modulen når delene er fremskutt. Med støtteanordningen i denne stilling beveges den avlange del 4 aksialt i retning av flaten 1 ved energisering av motoren 6, og borkronen borer da et hull 25 med den ønskede tykkelse i steinen ved hjelp av den trykk- og rotasjonsvirkning som overføres til denne av kjede- eller skruematingen og motoren 7. Before a drill-load-blast series, the module is placed as shown in fig. 1 and IA, the oblong part 4 being coaxial with the axis of the desired borehole and in a vertical line with the swing part 8. The motor 17 has been started to open the closing part 16. In the first phase of the series (fig. 2 and 2A ) energizing the mechanism 9 means that the support device 3 is moved axially on the sliding part 37 in the direction of the surface 1 until the stick 10 is in firm engagement with the surface 1, and thus helps to stabilize the module when the parts are advanced. With the support device in this position, the elongated part 4 is moved axially in the direction of the surface 1 by energizing the motor 6, and the drill bit then drills a hole 25 of the desired thickness in the stone by means of the pressure and rotation effect which is transferred to it by the chain- or the screw feed and the motor 7.
Etter at hullet er boret trekkes boreanordningen tilbake inn i kappen 13 ved hjelp av kjede- eller skruematingen, og den hydraulisks sylinder 31 beveger glidedelen 37 slik at støtteanord-ningen 3 som er montert på denne, ved virkningen av svingedelen 8 dreies i retning mot urviseren slik at sprengstofftilførselsrøret 19 anbringes koaksialt med hullet 25 og på en vertikal linje med svingedelen 8 (fig. 3 og 3A). Røret 19 beveges aksialt og inn i borehullet 25 ved innvirkning av matemekanismen 20. Mens tilførsels-røret er i denne stilling, mates patroner med høyeksplosivt sprengstoff 26 gjennom røret 19 og slynges fra dette inn i hullet 25, f.eks. ved hjelp av en pneumatisk patronlader. After the hole has been drilled, the drilling device is pulled back into the casing 13 by means of the chain or screw feed, and the hydraulic cylinder 31 moves the slide part 37 so that the support device 3 which is mounted on it, by the action of the pivot part 8, is turned in a clockwise direction so that the explosive supply pipe 19 is placed coaxially with the hole 25 and on a vertical line with the pivoting part 8 (fig. 3 and 3A). The pipe 19 is moved axially and into the borehole 25 by the action of the feed mechanism 20. While the supply pipe is in this position, cartridges with high-explosive explosives 26 are fed through the pipe 19 and hurled from this into the hole 25, e.g. using a pneumatic cartridge loader.
Etter at hullet er blitt ladet med sprengstoff, trekkes røret 19 tilbake inn i kappen 13 ved hjelp av matemekanismen 20, og den hydrauliske sylinder 31 startes på nytt, og beveger i dette tilfelle glidedelen 37 og støtteanordningen 3 som er montert på denne, After the hole has been charged with explosives, the pipe 19 is drawn back into the casing 13 by means of the feed mechanism 20, and the hydraulic cylinder 31 is restarted, and in this case moves the sliding part 37 and the support device 3 which is mounted on it,
i retning mot urviseren slik at geværets løp 22 anbringes koaksialt med hullet 25 og på en vertikal linje med svingedelen 8 (fig. 4 og 4A). Lukkedelen 16 lukkes ved energisering av motoren 17, og åpningen 18 som: har større diameter enn den benyttede kule 27, er da in a clockwise direction so that the rifle barrel 22 is placed coaxially with the hole 25 and on a vertical line with the pivot part 8 (fig. 4 and 4A). The closing part 16 is closed by energizing the motor 17, and the opening 18 which: has a larger diameter than the ball 27 used, is then
koaksial med hullet 25. Geværet avfyres, f.eks. ved at elektrisk strøm tilføres tennstemplet for ammunisjons-termhetten, og prosjektilet 27 drives med stor hastighet fra geværets munning, gjennom åpningen 18 og rommet mellom modulen og hullet 25 og inn i sprengstoffet 26 i hullet 25, langs den bane som er angitt med den strek-tegnede linje. Støtet forårsaker at sprengstoffet detonerer, og at steinen sprekker og beveger seg på den måte som er angitt som et typisk eksempel på fig. 4. coaxial with hole 25. The gun is fired, e.g. in that electric current is supplied to the ignition piston for the ammunition thermal cap, and the projectile 27 is propelled at high speed from the muzzle of the gun, through the opening 18 and the space between the module and the hole 25 and into the explosive 26 in the hole 25, along the path indicated by the line - drawn line. The impact causes the explosive to detonate and the rock to crack and move in the manner indicated as a typical example in fig. 4.
Fig. 5 viser en del av en modul som ligner den som er vist på fig. 1-4, bortsett fra at det i denne utførelse benyttes en laser som energiutsendende anordning, og at konstruksjonen av lukkedelen 16 er modifisert. Modulen er vist med deler som arbeider i seriens antennelsesfase. På fig. 5 er et laseraggregat 32, det vil si stav, lamper, Q-bryteranordning, delreflektorer, totalreflektorer og fokuserende linse, montert på kappens 13 vegg. Låseraggregatet 32 er forbundet med en kraftkilde utenfor modulen, og laseren er for-skjøvet i forhold til borehullets akse. Etter å ha passert gjennom den fokuserende linse i låseraggregatet 32, reflekteres laserstrålen 33 fra parallelle reflektorer 34 og 36 som dirigerer strålen i en bane som er koaksial med borehullet 25. Sprengstoffet 26 i borehullet har en gjennomsiktig endekapsel 36, f.eks. en patronende som f.eks. er laget av plast. Modulen har en slik stilling i forhold til flaten 1 at strålens 33 brennpunkt er beliggende på overflaten av sprengstoffet 26. Reflektorene 34 og 35 er montert på støttean-ordningen 3 på en slik måte at betjening av innstillingsanordningen 31-forårsaker at reflektorene inntar en slik stilling at strålens 33 bane er koaksial med hullet 25. Lukkedelen 16 er kileformet og har en øvre og en nedre del som er tilpasset for åpning og lukking. Tilførsel av energi fra kraftkilden til låseraggregatet 32 forårsaker utsendelse av en stråle 33 av elektromagnetisk stråling som vandrer gjennom atmosfæren til hullet 25, går gjennom den gjennomsik-tige endekapsel 36 og fokuserer på overflaten av ladningen 26 slik at denne detonerer. Fig. 5 shows part of a module similar to that shown in fig. 1-4, except that in this embodiment a laser is used as an energy-emitting device, and that the construction of the closing part 16 has been modified. The module is shown with parts working in the series ignition phase. In fig. 5 is a laser assembly 32, i.e. rod, lamps, Q switch device, partial reflectors, total reflectors and focusing lens, mounted on the wall of the jacket 13. The locking unit 32 is connected to a power source outside the module, and the laser is offset in relation to the axis of the borehole. After passing through the focusing lens in the locking assembly 32, the laser beam 33 is reflected from parallel reflectors 34 and 36 which direct the beam in a path coaxial with the borehole 25. The explosive 26 in the borehole has a transparent end cap 36, e.g. a cartridge end such as is made of plastic. The module has such a position in relation to the surface 1 that the focal point of the beam 33 is located on the surface of the explosive 26. The reflectors 34 and 35 are mounted on the support device 3 in such a way that operation of the setting device 31 causes the reflectors to take such a position that the path of the beam 33 is coaxial with the hole 25. The closing part 16 is wedge-shaped and has an upper and a lower part which are adapted for opening and closing. Supply of energy from the power source to the locking assembly 32 causes the emission of a beam 33 of electromagnetic radiation which travels through the atmosphere to the hole 25, passes through the transparent end cap 36 and focuses on the surface of the charge 26 so that it detonates.
Typiske måter for utførelse av fremgangsmåten og drift av modulen,ifølge oppfinnelsen ved bearbeidelse av en geologisk masse skal beskrives i de følgende eksempler. Typical ways of carrying out the method and operating the module according to the invention when processing a geological mass shall be described in the following examples.
Eksempel 1 Example 1
Som vist på fig. 6, er en i det vesentlige jevn og vertikal flate 1 blitt lagt i dagen i den geologiske formasjon, såsom hardt fjell, og flaten bearbeides, f.eks. for driving av en tunnel, ved hjelp* av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Flaten er stort sett firkantet og vel 2,5 m høy og 2,5 m bred. Hver skuddsalve As shown in fig. 6, a substantially smooth and vertical surface 1 has been exposed in the geological formation, such as hard rock, and the surface is processed, e.g. for driving a tunnel, using* the method according to the invention. The surface is mostly square and about 2.5 m high and 2.5 m wide. Every volley
(alle de serier eller hull som kreves for å drive frem hele flaten) (all the series or holes required to advance the entire surface)
består av 30 hull som er anordnet i parallelle kolonner og rader som for størstedelen har samme innbyrdes avstand. Dette betyr at bore-lade-sprengningsserien ved den foreliggende fremgangsmåte ut-føres på tretti steder. Prosessen utføres i fem suksessive seriegrupper, eller fem bore-lade-sprengningssykluser for hver skytesalve, consists of 30 holes which are arranged in parallel columns and rows which for the most part have the same distance from each other. This means that the drill-charge-blast series in the present method is carried out at thirty locations. The process is carried out in five successive serial groups, or five drill-load-blast cycles for each salvo,
i in
med seks serier eller hull for hver syklus. Det benyttes seks moduler, og i hver syklus bores seks hull stort sett samtidig. Deretter lades hullene stort sett samtidig og seks prosjektiler skytes ut, et prosjektil til hvert ladet hull, med få millisekunders mellomrom, for detonering av de seks ladninger, idet syklusen avsluttes når rekken av detonasjonsserier avbrytes i det tidsrom som kreves for å bore en ny serie hull (begynnelsen på neste syklus). with six series or holes for each cycle. Six modules are used, and in each cycle six holes are drilled mostly simultaneously. Then the holes are charged substantially simultaneously and six projectiles are fired, one projectile to each charged hole, at intervals of a few milliseconds, to detonate the six charges, the cycle ending when the series of detonation series is interrupted in the time required to drill a new series hole (the beginning of the next cycle).
I den på fig. 6 viste situasjon er de første tre sykluser (tre senterrader merket syklus 1, 2 og 3) blitt avsluttet, og den fjerde syklus 4 er under utførelse i seriens sprengningsfase. Den avsluttede sprengning har frembragt steinfragmenter som er adskilt fra massen1 slik at det er dannet horisontale flater 2a og 2b med i det vesentlige samme dybde som borehullene og som ligger i stort sett samme plan som de opprinnelige hull i syklusene 2 og 3. Steinfragmenter 28 har hopet seg opp på bunnen av tunnelen og det er avdekket en del 29 av den nye vertikale flate som frembringes. In the one in fig. 6 situation, the first three cycles (three center rows marked cycle 1, 2 and 3) have been completed, and the fourth cycle 4 is being executed in the bursting phase of the series. The completed blasting has produced rock fragments that have been separated from the mass 1 so that horizontal surfaces 2a and 2b have been formed with essentially the same depth as the boreholes and which are largely in the same plane as the original holes in cycles 2 and 3. Rock fragments 28 have piled up on the bottom of the tunnel and part 29 of the new vertical surface that is produced has been uncovered.
I åpningssyklusen (syklus 1 med en senterrad på seks hull) avfyres de seks hull i en rekkefølge som er forskjellig fra de tenning smøns tre som benyttes for de gjenværende sykluser. I syklus 1 avfyres de to senterhull■først, deretter avfyres de to hull som grenser til senterhullene, og de to ytre hull avfyres tilslutt, idet hvert hullpar avfyres i det vesentlige samtidig med ca. 2 ms mellomrom mellom hvert par. De to senterhull ligger på konvergerende akser som danner ca. 10° med overflatenormalen, og de gjenværende hull divergerer til sidene med ca. 15° fra normalen. I de gjenværende sykluser divergerer hullaksene ved overflateomkretsen, mens de gjenværende hull står i det vesentlige normalt på overflaten (skjeve hull ved toppen, bunnen og sidene er nødvendig på grunn av den be-grensede manøverdyktighet av modulen ved omkretsen). De seks hull i hver av disse sykluser avfyres enkeltvis i direkte lineær rekke-følge. In the opening cycle (Cycle 1 with a center row of six holes) the six holes are fired in a different order from the firing three used for the remaining cycles. In cycle 1, the two center holes are fired first, then the two holes adjacent to the center holes are fired, and the two outer holes are finally fired, each pair of holes being fired essentially simultaneously with approx. 2 ms space between each pair. The two center holes lie on converging axes that form approx. 10° with the surface normal, and the remaining holes diverge to the sides by approx. 15° from normal. In the remaining cycles, the hole axes diverge at the surface perimeter, while the remaining holes are substantially normal to the surface (slanted holes at the top, bottom and sides are necessary due to the limited maneuverability of the module at the perimeter). The six holes in each of these cycles are fired individually in direct linear order.
Hullene har en diameter på 3,2 cm og en lengde på 0,5 m. The holes have a diameter of 3.2 cm and a length of 0.5 m.
Hvert hull er fylt og inneholder ca. 0,25 kg i patronform av "Gelex" 2 som er en semigelatin-dynamitt. (Se eksemplene 2 - 6). Borean-ordningene på modulene er av den roterende slagbortype og laderne er pneumatiske patronladere i hvilke dynamittpatronene skyves for-over gjennom laderør og slynges inn i borehullene, slik at patron-papiret revner og sprengstoffet pakkes til høy tetthet. Geværene er av den type som anvender vanlige 22-kalibers skudd, og de avfyres på en akse med hullene i en avstand av ca. 3 m, hvilket gir en anslagshastighet på 1000 m/s. Hver syklus fullføres på ca. 2,5 minutter, og den totale dødtid i syklusen er ca. 45 sek. På fig. 6 er de seks hull i syklus 4 blitt boret og ladet med sprengstoff 26. Prosjektilene 27 er vist like før anslag. Sammenstøt mellom prosjektilene og ladningene (med ca. 2 ms mellomrom) forårsaker detonasjon og steinbrekkasje, slik at det dannes en ny flate 29 opp til nivået for hullene i syklus 4. Each hole is filled and contains approx. 0.25 kg in cartridge form of "Gelex" 2 which is a semi-gelatin dynamite. (See examples 2 - 6). The Borean arrangements on the modules are of the rotary hammer drill type and the chargers are pneumatic cartridge chargers in which the dynamite cartridges are pushed forwards through charging tubes and flung into the drill holes, so that the cartridge paper tears and the explosive is packed to a high density. The rifles are of the type that use ordinary 22-caliber shots, and they are fired on an axis with the holes at a distance of approx. 3 m, which gives an impact speed of 1000 m/s. Each cycle is completed in approx. 2.5 minutes, and the total dead time in the cycle is approx. 45 sec. In fig. 6, the six holes in cycle 4 have been drilled and charged with explosives 26. The projectiles 27 are shown just before impact. Collisions between the projectiles and the charges (at about 2 ms intervals) cause detonation and rock breakage, so that a new surface 29 is formed up to the level of the holes in cycle 4.
Den fremgangsmåte som er beskrevet for syklus 4, gjentas for syklus 5 etter fjerning av eventuelle steinstykker som blokkerer borehullposisjonene (på de steder som er merket med "+"), for å av-dekke den fullstendige nye overflate. The procedure described for cycle 4 is repeated for cycle 5 after removing any rock pieces blocking the borehole positions (in the places marked with "+") to expose the complete new surface.
Etter at runden på fem sykluser er fullført (fem 2,5 minut-ters sykluser med ca. 60 sek mellomrom mellom syklusene) og stein-fragmentene er fjernet fra området, er det avdekket en helt ny flate som ligger ca. 0,5 m bak den opprinnelige flate. Liknende tunneler, f.eks. med en diameter på 2 til 7 meter, kan lages ved justering av apparatet. After the round of five cycles has been completed (five 2.5 minute cycles with approx. 60 sec intervals between cycles) and the stone fragments have been removed from the area, a completely new surface has been uncovered which lies approx. 0.5 m behind the original surface. Similar tunnels, e.g. with a diameter of 2 to 7 metres, can be made by adjusting the device.
De følgende eksempler tjener til å illustrere utførelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen når det benyttes et prosjektil med høy hastighet som forplantbar energi for antennelse av sprengstoffet. Fremgangsmåten illustreres med forskjellige tilstandskom-binasjoner, det vil si sprengstoffsammensetning, borehullbetingel-ser, og anslagshastighet, masse og bane for prosjektilet. De anslagshastigheter som er benyttet som eksempler, bør ikke tolkes som grensehastigheter for de viste systemer, og i ethvert tilfelle kan driftsgrensene endres ved forandring av slike betingelser som er blitt beskrevet, f.eks. begrensninger, kontaktområde eller spreng-stof f tetthet . For hvert eksempel gjelder dersom ikke annet er angitt, at det i den første fase av seriene bores et hull med en diameter på 4,5 cm og en lengde på 30 cm i en steinmasse. Hullet lades deretter med fortettet høyeksplosivt sprengstoff, og sprengstoffet antennes ved at et prosjektil skytes ut fra et gevær som er innrettet koaksialt med hullet dersom ikke annet er angitt. Geværet avfyres ved hjelp av fjernstyrt utløsning. Avstanden mellom gevær-munningen og hullet er ca. 3 m. Den angitte anslagshastighet er den prosjektilhastighet som oppnåes med den benyttede ammunisjon og målt 5 m fra munningen. Bortsett fra når annet er angitt, er de benyttede prosjektiler kuler med myk (umantlet) spiss. Når annet materiale enn sprengstoff er tilstede i borehullet, går prosjektilet gjennom dette materiale og støter mot sprengstoffet til slutt. I hvert eksempel etterfølges bore-lade-sprengningsserien av en annen serie på et sted som er forskjellig fra den første, og som utføres under de samme betingelser som den føste. I hvert tilfelle detonerer sprengstoffladningen og sprenger istykker steinen. The following examples serve to illustrate the performance of the method according to the invention when a high-velocity projectile is used as propagating energy for igniting the explosive. The procedure is illustrated with different state combinations, i.e. explosive composition, borehole conditions, and impact speed, mass and trajectory of the projectile. The impact speeds that have been used as examples should not be interpreted as limit speeds for the systems shown, and in any case the operating limits can be changed by changing such conditions as have been described, e.g. limitations, contact area or explosive density. For each example, unless otherwise stated, a hole with a diameter of 4.5 cm and a length of 30 cm is drilled in a rock mass in the first phase of the series. The hole is then charged with densified high-explosive explosives, and the explosives are ignited by firing a projectile from a gun that is aligned coaxially with the hole, unless otherwise specified. The rifle is fired using a remote-controlled trigger. The distance between the rifle muzzle and the hole is approx. 3 m. The specified impact speed is the projectile speed achieved with the ammunition used and measured 5 m from the muzzle. Except when otherwise stated, the projectiles used are bullets with a soft (unjacketed) tip. When material other than explosives is present in the borehole, the projectile passes through this material and eventually hits the explosives. In each example, the drill-charge-blast series is followed by another series at a location different from the first, and carried out under the same conditions as the first. In each case, the explosive charge detonates and blasts the rock to pieces.
Eksempel 17 Example 17
Den foreliggende fremgangsmåte benyttes for utførelse av sekundær sprengning, det vil si sprengning av store steinblokker som er frembragt i en tidligere sprengningsoperasjon. Det benyttes en enkelt modul av den type som er vist på fig. 5, og modulen er montert på og styres fra et kjøretøy som beveger seg på overflaten mellom steinene etter ønske for å utføre en ønsket rekkefølge av bore-lade-sprengningsserier. Boren og lade-apparatet, og hullet og ladningsstørrelsen, er den samme som i eksempel 1, bortsett fra at bunnen (ytterenden) av den ytre patron i dette tilfelle består av en 13 mm tykk skive av gjennomsiktig plast, f.eks. polystyren. Den erergiutsehdende anordning i modulen er et laserhode, modell LHM6 fremstilt av Raytheon Company, hvor laserhodet består av en rubin-stav med en lengde på 168 mm og en diameter på 16 mm, to FX-47A-6,5 lyskasterlamper, et frontspeil som er 65 % reflekterende ved 6950Å og et 99,9 % reflekterende bakspeil. Q-kopling oppnåes ved at en celle som er fylt av en passiv, flytende Q-bryteroppløsning, anbringes i strålebanen mellom stavens frontende og 65 %-speilet. En fokuserende linse med en brennvidde på 114 cm er anbragt foran 65 %-speilet. Laserhodet, Q-bryteroppløsningen og linsen er montert på kappens vegg. To totalreflektorer (rettvinklede glassprismer) er anbragt foran linsen på en slik måte at den fokuserte stråles akse forandres fra lasersta.vens akse til en akse som er parallell med, men 15 cm adskilt fra denne. De reflekterende prismer er montert på bormatekanalen. Under drift er modulen anbragt slik at laserstrålen er innrettet koaksialt med borehullet, og avstanden mellom ladningen i borehullet og det prisme som ligger nærmest dette, er 90 cm. Etter at hullet er blitt boret og ladet, aktiveres laseren ved at en sterkstrømspuls tilføres laserhodet fra en fjerntliggende kraftforsyningsenhet (Raytheon Model.LPS4, med LPS4A kontroll-chassis og LPS4B kondensatorgrupper) med en kapasitet på 220 uF. Kondensa-torene lades til en spenning på 3000V hvilket gir en energitilførsel på 10000 joule til laserhulrommet. Laserens utgangssignal fokuseres på ladningens overflate, hvilket forårsaker antennelse av denne med en innfallende energi på 0,1 joule/mm (observert ved hjelp av en Lear Siegler Laser Energy Monitor Ml-2). Detonasjonen av ladningen forårsaker at steinen sprenges istykker. The present method is used for carrying out secondary blasting, i.e. blasting of large stone blocks that have been produced in a previous blasting operation. A single module of the type shown in fig. 5, and the module is mounted on and controlled from a vehicle which moves on the surface between the rocks as desired to perform a desired sequence of drill-charge-blast sequences. The drill and charging apparatus, and the hole and charge size, are the same as in example 1, except that the bottom (external end) of the outer cartridge in this case consists of a 13 mm thick disk of transparent plastic, e.g. polystyrene. The energy-emitting device in the module is a laser head, model LHM6 manufactured by the Raytheon Company, where the laser head consists of a ruby rod with a length of 168 mm and a diameter of 16 mm, two FX-47A-6.5 spotlight lamps, a front mirror which is 65% reflective at 6950Å and a 99.9% reflective rear mirror. Q-switching is achieved by placing a cell filled with a passive, liquid Q-switching solution in the beam path between the front end of the rod and the 65% mirror. A focusing lens with a focal length of 114 cm is placed in front of the 65% mirror. The laser head, Q-switch resolution and lens are mounted on the wall of the jacket. Two total reflectors (right-angled glass prisms) are placed in front of the lens in such a way that the axis of the focused beam changes from the axis of the laser rod to an axis that is parallel to, but 15 cm apart from, this. The reflective prisms are mounted on the drill feed channel. During operation, the module is positioned so that the laser beam is aligned coaxially with the borehole, and the distance between the charge in the borehole and the prism closest to it is 90 cm. After the hole has been drilled and charged, the laser is activated by applying a high current pulse to the laser head from a remote power supply unit (Raytheon Model.LPS4, with LPS4A control chassis and LPS4B capacitor banks) with a capacity of 220 uF. The capacitors are charged to a voltage of 3000V, which gives an energy supply of 10000 joules to the laser cavity. The laser's output signal is focused on the surface of the charge, causing it to ignite with an incident energy of 0.1 joule/mm (observed using a Lear Siegler Laser Energy Monitor Ml-2). The detonation of the charge causes the rock to explode into pieces.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US87800569A | 1969-11-19 | 1969-11-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO124451B true NO124451B (en) | 1972-04-17 |
Family
ID=25371179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO440370A NO124451B (en) | 1969-11-19 | 1970-11-18 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA943812A (en) |
CH (1) | CH531160A (en) |
FR (1) | FR2082981A5 (en) |
NO (1) | NO124451B (en) |
SE (1) | SE359886B (en) |
-
1970
- 1970-10-14 CA CA095,576A patent/CA943812A/en not_active Expired
- 1970-11-09 CH CH1657470A patent/CH531160A/en not_active IP Right Cessation
- 1970-11-17 SE SE1553170A patent/SE359886B/xx unknown
- 1970-11-18 FR FR7041430A patent/FR2082981A5/fr not_active Expired
- 1970-11-18 NO NO440370A patent/NO124451B/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE359886B (en) | 1973-09-10 |
CH531160A (en) | 1972-11-30 |
FR2082981A5 (en) | 1971-12-10 |
CA943812A (en) | 1974-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3721471A (en) | Drill-and-blast module | |
RU2081313C1 (en) | Method and device for crushing hard rock and materials | |
US3877373A (en) | Drill-and-blast process | |
US5308149A (en) | Non-explosive drill hole pressurization method and apparatus for controlled fragmentation of hard compact rock and concrete | |
PL182548B1 (en) | Method of and appartus for controllably shooting off hard rock and concrete by means of small explosive charges | |
EP1855737A1 (en) | System and method for controlling access to features of a medical instrument | |
JPH11510575A (en) | A method for controlled fragmentation of hard rock and concrete by using a combination of impact hammer and low charge blasting | |
EP1534653B1 (en) | Handheld tool for breaking up rock | |
US6591731B2 (en) | Method and apparatus for penetrating hard materials using a energetic slurry | |
CN1095982C (en) | Method and apparatus for removing obstructions in mines | |
US7708178B2 (en) | Handheld pneumatic tool for breaking up rock | |
NO124451B (en) | ||
RU2491402C1 (en) | Bogdanov's method of shaped charge drilling and device for its realisation | |
SU1523682A1 (en) | Method of preventing rock bumps | |
US3301185A (en) | Well explosive devices |