特開 2024-69103 爆薬装填方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024069103

(43)【公開日】2024-05-21

(54)【発明の名称】爆薬装填方法

(51)【国際特許分類】

   E21C 37/00 20060101AFI20240514BHJP

   E21B 7/02 20060101ALI20240514BHJP

   E21D 1/00 20060101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

E21C37/00 Z

E21B7/02

E21D1/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022179913

(22)【出願日】2022-11-09

(71)【出願人】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】110002170

【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 光

(72)【発明者】

【氏名】徳永 満善

(72)【発明者】

【氏名】橘高 豊明

【テーマコード（参考）】

2D065

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D065AA04

2D065AA14

2D065AB02

2D065AB22

2D065CA01

2D065CA05

2D065GA01

2D129AA04

2D129BA02

2D129HB02

2D129HB05

(57)【要約】

【課題】多くの手間を要することなく、孔荒れを生じた発破孔から岩石等の残留物を除去して、爆薬をスムーズに装填できる爆薬装填方法を提供する。
【解決手段】切羽穿孔機２１の穿孔機本体２２を形成するドリフタに、穿孔ビット２３を有する穿孔ロッド２４を取り付けて、切羽面３０ａの地盤３０に発破孔３１を穿孔形成する発破孔形成工程と、ドリフタ２２に、穿孔ロッド２４と置き換えて、孔仕上げビット１３が設けられた挿入筒体１１を取り付けた後に、この挿入筒体１１を、中空内部にエア又は水を供給しながら、孔仕上げビット１３が孔尻部３１ａ近傍に至るまで発破孔３１に挿入することで、発破孔３１を仕上げる孔さらい工程と、孔さらいされた発破孔３１に爆薬３２を押し込んで、押し込んだ爆薬３２を孔尻部３１ａに装填する爆薬装填工程とを含んで構成される。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

山岳トンネル工法において、切羽面に発破孔を穿孔形成するための切羽穿孔機を搭載した穿孔用重機を用いて、発破孔に爆薬を装填する爆薬装填方法であって、
前記切羽穿孔機の穿孔機本体を形成するドリフタに、先端部に穿孔ビットを有する穿孔ロッドを取り付けて、切羽面の地盤に発破孔を穿孔形成する発破孔形成工程と、
前記ドリフタに、前記穿孔ロッドと置き換えて、孔仕上げビットが先端部に設けられた挿入筒体を取り付けた後に、該挿入筒体を、中空内部にエア又は水を供給しながら、前記孔仕上げビットが孔尻部近傍に至るまで発破孔に挿入することで、発破孔を仕上げる孔さらい工程と、
孔さらいされた発破孔に爆薬を押し込んで、押し込んだ爆薬を孔尻部に装填する爆薬装填工程とを含んで構成される爆薬装填方法。

【請求項2】

前記孔仕上げビットは、前記挿入筒体の中空内部と同様の断面形状の中空貫通部を備える、中空ビットとなっている請求項１記載の爆薬装填方法。

【請求項3】

前記爆薬装填工程では、前記孔さらい工程の後に発破孔に残置した前記挿入筒体の後端部分に接続された、圧送配管を通して圧送される爆薬を、前記挿入筒体の中空内部を介して前記孔尻部に向けて圧気により押し込んで、前記中空ビットの前記中空貫通部から前記孔尻部に装填するようになっている請求項２記載の爆薬装填方法。

【請求項4】

装填される爆薬のうち親ダイは、無線雷管を使用したものとなっている請求項１又は２記載の爆薬装填方法。

【請求項5】

前記爆薬装填工程は、前記孔さらい工程で挿入した前記挿入筒体を発破孔から引き抜いた後に、実施されるようになっている請求項１又は２記載の爆薬装填方法。

【請求項6】

前記孔さらい工程では、前記挿入筒体の中空内部に供給されたエア又は水を、発破孔の孔壁面と前記挿入筒体の外周面との隙間を介して、孔内の残留物と共に発破孔の外部に排出するようになっている請求項１又は２記載の爆薬装填方法。

【請求項7】

前記孔さらい工程の後に、前記挿入筒体の外周面と発破孔の孔壁面との隙間に残った残留物を、これらの隙間にエア又は水を流入させることで前記挿入筒体の内部に運び込み、前記挿入筒体の中空内部を通過させて、前記挿入筒体の後端部分に設けられた排出枝管から排出させる、追加排出工程を含んでいる請求項６記載の爆薬装填方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、爆薬装填方法に関し、特に、山岳トンネル工法において、切羽面に形成された発破孔に爆薬を装填する爆薬装填方法に関する。

【背景技術】

【0002】

山岳トンネル工法においては、岩盤等による切羽面の地盤を、爆薬を用いた発破によって崩落させながら掘削する工法が採用される場合がある。岩盤等による切羽面の地盤を、爆薬を用いた発破によって崩落させるには、切羽面における複数の所定の位置に発破孔を穿孔形成して、形成した発破孔に爆薬を装填した後に、雷管によって装填した爆薬を起爆させることになるが、このための発破孔を穿孔形成するための重機として、切羽穿孔機を搭載した例えばドリルジャンボなどの公知の穿孔用重機が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

穿孔用重機では、搭載した切羽穿孔機が、穿孔機本体として、接続した機材を例えば1分間に３６００回程度の高速で前後に往復移動させる機能と、回転させる機能とを併せ持つドリフタを有しており、このドリフタに、先端部に穿孔ビットを備える穿孔ロッドを接続することで、穿孔ビットによって打撃を加えながら、岩盤等による切羽面の地盤に穿孔ロッドを押し込んでゆくことによって、発破孔を穿孔形成するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３４６１６００号公報

【特許文献2】特許第４６２１１４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一方、穿孔形成した発破孔に爆薬を装填する作業は、例えば特許文献１では、切羽穿孔機とは別途に搭載した装填装置を用いて、穿孔形成した発破孔に装填ホースを挿入し、挿入した装填ホースの基端部側の供給口から爆薬を供給した後に、供給した爆薬を押し棒を用いて装填ホースの中空内部を介して押し込むことで、発破孔の孔尻部分に爆薬を装填するようになっている。また、特許文献２では、例えば穿孔用重機に装備された、切羽面に対して昇降及び前後左右に移動可能な作業床を足場として、作業員が切羽面に近づいた状態で、装填ホース及び装填パイプを通して爆薬を圧送することで、発破孔の孔尻部分に爆薬を装填するようになっている。

【0006】

しかしながら、孔壁面が安定している場合には、装填ホースや装填パイプを発破孔の孔尻部分までスムーズに挿入することが可能であるが、例えば隣接する発破孔を穿孔する際の影響で、孔壁が崩れて孔荒れが生じている場合には、崩れた岩石等が障害となって、装填ホースや装填パイプを孔尻部分までスムーズに挿入することが困難になる。

【0007】

特に、通常は所定数の発破孔を、所定の設計ラインに沿って複数連設して形成した後に、爆薬を装填する作業に切り替えることになるため、切羽面の地盤が脆くなっている場合には、先に穿孔した発破孔の周囲に新たな発破孔を穿孔する際に、先に穿孔した発破孔の孔壁面に肌落ち等による孔荒れを生じ易くなる。

【0008】

発破孔に孔荒れが生じた場合、爆薬を装填する作業に先立って、崩れた岩石等の障害となる残留物を発破孔から除去する必要があることから、従来は、作業員が切羽面の近くに直接に立ち入って、発破孔から岩石等の残留物を除去する作業を行っていたが、このような除去作業には多くの手間を要することになると共に、作業員が切羽面の近くに直接に立ち入らないようすることが望ましい。その一方で、発破孔を穿孔形成する作業から爆薬を装填するまでの作業を、穿孔用重機を用いた一連の作業として実施できるようにすることで、多くの手間を要することなく、形成した発破孔に爆薬を、効率良く装填してゆくことが可能になると考えられる。

【0009】

本発明は、孔荒れが生じる岩盤に、発破孔を穿孔形成する作業から爆薬を装填するまでの作業を、穿孔用重機を用いた一連の作業として実施できるようにして、作業員の切羽付近での作業や発破孔内の残留物を除去する作業に多くの手間を要することなく、形成した発破孔に爆薬を、安全でかつ効率良く装填してゆくことのできる爆薬装填方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、山岳トンネル工法において、切羽面に発破孔を穿孔形成するための切羽穿孔機を搭載した穿孔用重機を用いて、発破孔に爆薬を装填する爆薬装填方法であって、前記切羽穿孔機の穿孔機本体を形成するドリフタに、先端部に穿孔ビットを有する穿孔ロッドを取り付けて、切羽面の地盤に発破孔を穿孔形成する発破孔形成工程と、前記ドリフタに、前記穿孔ロッドと置き換えて、孔仕上げビットが先端部に設けられた挿入筒体を取り付けた後に、該挿入筒体を、中空内部にエア又は水を供給しながら、前記孔仕上げビットが孔尻部近傍に至るまで発破孔に挿入することで、発破孔を仕上げる孔さらい工程と、孔さらいされた発破孔に爆薬を押し込んで、押し込んだ爆薬を孔尻部に装填する爆薬装填工程とを含んで構成される爆薬装填方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

【0011】

そして、本発明の爆薬装填方法は、前記孔仕上げビットが、前記挿入筒体の中空内部と同様の断面形状の中空貫通部を備える、中空ビットとなっていることが好ましい。

【0012】

また、本発明の爆薬装填方法は、前記爆薬装填工程では、前記孔さらい工程の後に発破孔に残置した前記挿入筒体の後端部分に接続された、圧送配管を通して圧送される爆薬を、前記挿入筒体の中空内部を介して前記孔尻部に向けて圧気により押し込んで、前記中空ビットの前記中空貫通部から前記孔尻部に装填するようになっていることが好ましい。

【0013】

さらに、本発明の爆薬装填方法は、装填される爆薬のうち親ダイが、無線雷管を使用したものとなっていることが好ましい。

【0014】

さらにまた、本発明の爆薬装填方法は、前記爆薬装填工程が、前記孔さらい工程で挿入した前記挿入筒体を発破孔から引き抜いた後に、実施されるようになっていることが好ましい。

【0015】

また、本発明の爆薬装填方法は、前記孔さらい工程では、前記挿入筒体の中空内部に供給されたエア又は水を、発破孔の孔壁面と前記挿入筒体の外周面との隙間を介して、孔内の残留物と共に発破孔の外部に排出するようになっていることが好ましい。

【0016】

さらに、本発明の爆薬装填方法は、前記孔さらい工程の後に、前記挿入筒体の外周面と発破孔の内壁面との隙間に残った残留物を、これらの隙間にエア又は水を流入させることで前記挿入筒体の内部に運び込み、前記挿入筒体の中空内部を通過させて、前記挿入筒体の後端部分に設けられた排出枝管から排出させる、追加排出工程を含んでいることが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明の爆薬装填方法によれば、孔荒れが生じる岩盤に、発破孔を穿孔形成する作業から爆薬を装填するまでの作業を、穿孔用重機を用いた一連の作業として実施できるようにして、作業員の切羽付近での作業や発破孔内の残留物を除去する作業に多くの手間を要することなく、形成した発破孔に爆薬を、安全でかつ効率良く装填してゆくことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の好ましい一実施形態に係る爆薬装填方法を実施するための、切羽穿孔機が搭載された穿孔用重機を例示する略示側面図である。

【図2】本発明の好ましい一実施形態に係る爆薬装填方法を実施するための、爆薬装填装置を説明する略示側面図である。

【図3】発破孔形成工程を説明する略示側面図である。

【図4】穿孔ロッド及び穿孔ビットに代えて、切羽穿孔機に爆薬装填装置を取り付ける状況を説明する略示側面図である。

【図5】孔さらい工程を説明する略示側面図である。

【図6】爆薬装填工程を説明する略示側面図である。

【図7】（ａ）は中空ビットの正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａに沿った断面図である。

【図8】回転防止機構の説明図である。

【図9】爆薬装填方法を実施するための他の装置を例示する略示側面図である。

【図10】他の形態の爆薬装填装置を説明する要部略示側面図である。

【図11】他の形態の爆薬装填装置を用いて残留物を除去する状況を説明する部分破断略示側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の好ましい一実施形態に係る爆薬装填方法は、例えば図１に示すような、切羽面の地盤３０に発破孔３１を穿孔形成する切羽穿孔機２１が搭載された穿孔用重機２０を用いて、実施されるようになっている。本実施形態では、好ましくは切羽穿孔機２１の穿孔機本体であるドリフタ２２に取り付けられた、先端部に穿孔ビット２３を有する穿孔ロッド２４と置き代えて、爆薬装填装置１０（図２参照）が取り付けられるようになっており（図４参照）、この爆薬装填装置１０によって、穿孔形成された発破孔３１の孔さらいが行われるようになっていると共に（孔さらい工程、図５参照）、孔さらいされた発破孔３１の最深部である孔尻部３１ａに、爆薬３２として、親ダイ３２ａ及び増ダイ３２ｂが、アンコ材３２ｃと共に装填されるようになっている（爆薬装填工程、図６参照）。本実施形態の爆薬装填方法は、例えば切羽面３０ａの地盤３０に穿孔形成された発破孔３１の孔壁面が崩れて、孔荒れが生じていることで、孔内に崩れた岩石等の障害となる残留物が残っている場合でも、穿孔用重機２０をそのまま用いて残留物を破砕・除去することにより、多くの手間を要することなく、孔荒れが生じた発破孔３１から障害となる残留物を除去して、形成した発破孔３１に爆薬３２を、効率良くスムーズに装填してゆくことができるようにするものとなっている。

【0020】

そして、本実施形態の爆薬装填方法は、山岳トンネル工法において、切羽面３０ａに発破孔３１を穿孔形成するための切羽穿孔機２１を搭載した穿孔用重機２０を用いて（図１参照）、発破孔３１に爆薬３２を装填する装填方法であって、図３～図６に示すように、切羽穿孔機２１の穿孔機本体２２を形成するドリフタに、先端部に穿孔ビット２３を有する穿孔ロッド２４を取り付けて、切羽面３０ａの地盤３０に発破孔３１を穿孔形成する発破孔形成工程（図３参照）と、ドリフタ２２に、穿孔ロッド２４と置き換えて、孔仕上げビット１３が先端部１１ａに設けられた挿入筒体１１を取り付けた後に（図４参照）、この挿入筒体１１を、中空内部にエア又は水を供給しながら、孔仕上げビット１３が孔尻部３１ａ近傍に至るまで発破孔３１に挿入することで、発破孔３１を仕上げる孔さらい工程（図５参照）と、孔さらいされた発破孔３１に爆薬３２を押し込んで、押し込んだ爆薬３２を孔尻部３１ａに装填する爆薬装填工程（図６参照）とを含んで構成されている。

【0021】

また、本実施形態の爆薬装填方法は、好ましくは孔仕上げビット１３が、挿入筒体１１の中空内部と同様の断面形状の中空貫通部１３ａを備える、中空ビットとなっており（図７（ａ）、（ｂ）参照）、爆薬装填工程では、孔さらい工程の後に発破孔３１に残置した挿入筒体１１の後端部分１１ｂに接続された、圧送配管１８を通して圧送される爆薬３２を、挿入筒体１１の中空内部を介して孔尻部３１ａに向けて圧気により押し込んで、中空ビット１３の中空貫通部１３ａから孔尻部３１ａに装填するようになっている（図６参照）。

【0022】

本実施形態では、爆薬装填方法を実施する際に用いる、切羽穿孔機２１が搭載された穿孔用重機２０は、例えばドリルジャンボとして知られる公知の穿孔用の重機と略同様の構成を備えており、図１に示すように、走行部を備える重機本体２５や、重機本体２５に搭載された上述の切羽穿孔機２１に加えて、コンプレッサ、水タンク、水供給装置、制御盤等の他、作業床としてのマンゲージ２６等を含んで構成されている。穿孔用重機２０は、走行部によって、切羽穿孔機２１をトンネル内の切羽面３０ａに対向させる位置まで移動した後に、アウトリガー２５ａにより安定させた状態で接地固定されて、発破孔３１を穿孔形成する発破孔形成工程や、発破孔３１を仕上げる孔さらい工程や、発破孔３１に爆薬３２を装填する爆薬装填工程を、スムーズに実施させることができるようになっている。

【0023】

切羽穿孔機２１もまた、公知の穿孔用重機に搭載されるものと略同様の構成を備えており、穿孔機本体であるドリフタ２２や、ドリフタ２２に接続された、穿孔ビット２３を有する穿孔ロッド２４の他、重機本体２５から俯仰及び旋回可能に支持された穿孔用ブーム２１ａや、ドリフタ２２の進退軸方向Ｘに沿った進退移動を案内するガイドシェル２１ｂや、ロータリアクチュエータ２１ｃ、スライドシリンダ２１ｄ、ドリフタ２２を進退させる進退機構（図示せず）等を含んで構成されている。切羽穿孔機２１は、図示しない供給配管から送られる水等を穿孔ビット２３の先端から吐出させると共に、穿孔ロッド２４が接続されたドリフタ２２を、高速で前後に往復移動させると共に回転させながら、切羽面３０ａの地盤３０に向けて進退させることによって、発破孔３１を所定の深さで穿孔形成する、発破孔形成工程を実施させることができるようになっている（図３参照）。また切羽穿孔機２１のドリフタ２２に、穿孔ビット２３を有する穿孔ロッド２４と置き代えて、孔仕上げビット１３が先端部１１ａに設けられた挿入筒体１１を備える爆薬装填装置１０を接続することで（図４参照）、孔さらい工程（図５参照）及び爆薬装填工程（図６参照）を実施させることができるようになっている。

【0024】

また、本実施形態では、好ましくは爆薬装填装置１０における挿入筒体１１の後端部分１１ｂに、孔さらい工程においてエア又は水を供給する供給配管１９が接続される、開閉可能な供給管接続バルブ部１５が設けられていると共に、挿入筒体１１の中空内部に残った水を排出するための、開閉可能な排出バルブ部１６が設けられている。

【0025】

さらに、本実施形態では、好ましくは爆薬装填装置１０には、接続基部１７ａを介して挿入筒体１１の後端部分１１ｂに一体として接合されて、挿入筒体１１の後方側に挿入筒体１１と平行に延設する接続アーム部１７が設けられている。この接続アーム部１７の後端部に、ドリフタ２２との接続ジョイント部１４が取り付けられていると共に、挿入筒体１１の後端部に、フレキブル配管１８が接続される圧送管接続バルブ部１２が設けられている。

【0026】

本実施形態では、爆薬装填装置１０を構成する挿入筒体１１は、例えば内径が３４ｍｍ程度、外径が４２ｍｍ程度の太さの、中空の円形断面を有する鋼製またはアルミ製のパイプ部材からなり、孔さらい工程及び爆薬装填工程において先端部１１ａが発破孔３１の孔尻部３１ａの近傍に至るまで挿入可能な長さとして、例えば３，０００～３，５００ｍｍの長さを有している。挿入筒体１１の先端部１１ａには、孔仕上げビットとしての中空ビット１３が、一体として取り付けられている。

【0027】

孔仕上げビットである中空ビット１３は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、好ましくは先端部分の外周面に超硬チップ１３ｂが埋め込まれた、金属製（鋼製）の成形品となっており、円筒形状の接続基端側部分１３ｃと、接頭円錐筒形状の先端側部分１３ｄとを有していると共に、これらの軸方向に貫通して、好ましくは挿入筒体１１の内径と同様の内径を有する中空貫通部１３ａが設けられている。接頭円錐筒形状の先端側部分１３ｄの外周面は、先端に向かって外径を縮径させたテーパー形状部分１３ｅとなっている。このように、中空ビット１３の外周面（挿入筒体との接続部では外径が例えば４２ｍｍ）が、先端に向かって外径を縮径させたテーパー形状部分１３ｅを備えている（先端部では外径が例えば４０～４１ｍｍ）ことで、孔さらい工程において挿入筒体１１を発破孔３１に挿入し易くなると共に、岩石等の障害となる残留物を破砕しつつ発破孔３１の孔さらいをする際に、破砕された岩石等が、発破孔３１の孔壁面と中空ビット１３の外周面との間の隙間を介して後方に送られる中で、より細かく破砕されることになるので、発破孔３１と挿入筒体１１との隙間を通過させて、破砕された岩石等を、発破孔３１の外に排出させ易くなる。

【0028】

本実施形態では、挿入筒体１１をドリフタ２２に接続させる接続ジョイント部１４は、好ましくは接続アーム部１７の後端部に取り付けられている。接続アーム部１７は、挿入筒体１１の中心軸を、好ましくはドリフタ２２の進退軸方向Ｘから外して、挿入筒体１１の後端部に、爆薬３２が圧送されるフレキブル配管１８を直線状に接続できるようにするために設けられる部分である。接続アーム部１７は、接続基部１７ａを介して挿入筒体１１の後端部分１１ｂに一体として接合されて、挿入筒体１１の後方側に挿入筒体１１と平行に延設して設けられるようになっており、後端部には、例えば接続スリーブ１７ｂを介在させて、ドリフタ２２との公知の接続ジョイント部１４が取り付けられている。これによって挿入筒体１１は、孔さらい工程においてドリフタ２２の進退軸方向Ｘと平行な中心軸に沿って、高速で前後に往復移動しながら、ガイドシェル２１ｂに沿って、ドリフタ２２と共に進退移動できるようになっている。

【0029】

また、本実施形態では、爆薬装填装置１０を用いて孔さらい工程及び爆薬装填工程を実施する際には、ドリフタ２２による挿入筒体１１を回転させる機能を停止した状態で実施することになっているが、さらに、これらの作業中における、ドリフタ２２に対する挿入筒体１１の周方向への相対的な位置ずれを防止するための、回転防止手段２７が設けられていることが好ましい。回転防止手段２７は、回転防止治具として、例えば図２及び図８に示すように、接続アーム部１７に溶接等により固着された、下方のガイドシェル２１ｂ側にハの字形状となるように張り出した状態で延設する、一対の係止ロッド２７ａによるものとすることができる。回転防止手段２７は、一対の係止ロッド２７ａが、ガイドシェル２１ｂを挟んだ両側に配置されるようになっており、いずれか一方の係止ロッド２７ａが、ガイドシェル２１ｂの側部に当接することによって、作業中における、ドリフタ２２に対する挿入筒体１１の周方向への相対的な過度な位置ずれを、回避できるようになっている。

【0030】

圧送管接続バルブ部１２は、例えば上述の特許文献２（特許第４６２１１４９号公報）の爆薬の装填方法及び装填装置において用いられる、装填ホースと同様のフレキブル配管１８を、挿入筒体１１の後端部に開閉可能に接続するための、公知の構成を備える接続バルブ部となっている。圧送管接続バルブ部１２は、爆薬装填工程において、後述するように当該圧送管接続バルブ部１２を開いた状態で、フレキブル配管１８を介して圧送されて来る爆薬３２を通過させ、好ましくは挿入筒体１１を経て中空ビット１３の中空貫通部１３ａから、発破孔３１の孔尻部３１ａに爆薬３２を装填させることができるようになっている。フレキブル配管１８は、圧送される爆薬３２の位置がわかるように、内部を視認可能な例えば透明又は半透明な配管（ホース）となっていることが好ましい（図６参照）。

【0031】

供給管接続バルブ部１５は、孔さらい工程において、爆薬装填装置１０の挿入筒体１１によって穿孔形成された発破孔３１の孔さらいをする際に、例えば切削時の摩擦等を低減するためのエア又は水を中空ビット１３に供給する供給配管１９を、開閉可能に接続するための接続バルブ部となっている。本実施形態では、供給管接続バルブ部１５は、挿入筒体１１の後端部分１１ｂにおいて、外側に突出して設けられた供給枝管１５ａに取り付けて用いられるようになっており、例えば圧送管接続バルブ部１２や後述する排出バルブ部１６を閉じた状態で、開いた状態とすることで、供給配管１９から挿入筒体１１の中空内部に、エア又は水を供給させることができるようになっている。また孔さらい工程において挿入筒体１１の中空内部に供給されたエアや水は、中空ビット１３や挿入筒体１１（例えばφ４２ｍｍ）と、発破孔３１の内壁面（例えばφ４５ｍｍ）との間の隙間を介して、孔さらいによって除去される岩石等の障害となる残留物と共に、発破孔３１の外に排出されるようになっている。

【0032】

排出バルブ部１６は、孔さらい工程において、穿孔形成された発破孔３１の孔さらいを行った後、好ましくはフレキブル配管１８から挿入筒体１１に爆薬３２を圧送するのに先立って、挿入筒体１１に残留した、特に水を排除するためのバルブ部となっている。本実施形態では、排出バルブ部１６は、挿入筒体１１の後端部分１１ｂにおいて、斜め下方に向けて突出する排出枝管１６ａに取り付けて用いられるようになっており、例えば圧送管接続バルブ部１２や供給管接続バルブ部１５を閉じた状態で、開いた状態とすることで、好ましくは自然流下によって、挿入筒体１１の中空内部に残留する水を、スライム等と共に挿入筒体１１の外に排出できるようになっている。挿入筒体１１の中空内部に残ったスライム等を十分に排出できない場合には、例えば、一旦、挿入筒体１１を発破孔３１から引き出した後に、排出バルブ部１６を閉じて供給管接続バルブ部１５を開くことでエア又は水を供給して、中空ビット１３の先端から残留するスライム等を押し出すことによって、これらのスライム等を排出することが可能になる。

【0033】

そして、本実施形態では、上述の切羽穿孔機２１及び爆薬装填装置１０を用いて、穿孔係止した発破孔３１の孔尻部３１ａに爆薬３２を装填することができる。すなわち、切羽穿孔機２１のドリフタ２２に、先端部に穿孔ビット２３を有する穿孔ロッド２４を取り付けて、切羽面３０ａの地盤３０に発破孔３１を穿孔形成した後に（発破孔形成工程、図３参照）、図４に示すように、穿孔ロッド２４と置き換えて、挿入筒体１１を備える爆薬装填装置１０を、ドリフタ２２に取り付けると共に、圧送管接続バルブ部１２にフレキブル配管１８を接続し、供給管接続バルブ部１５に供給配管１９を接続する。しかる後に、圧送管接続バルブ部１２及び排出バルブ部１６を閉じた状態で、図５に示すように、挿入筒体１１を、これの中空内部に供給配管１９からエア又は水を供給しながら、穿孔形成した発破孔３１に、先端部１１ａの中空ビット１３が孔尻部近傍に至るまで、ドリフタ２２によって高速で前後に往復移動させて打撃を加えつつ挿入することによって、発破孔３１の内部の岩石等の障害となる残留物を破砕して除去する、孔さらいを行なう（孔さらい工程）。発破孔３１の孔さらいを行なったら、供給管接続バルブ部１５を閉じ、圧送管接続バルブ部１２を開いた状態で、図６に示すように、好ましくはフレキブル配管１８介して挿入筒体１１に爆薬３２を圧送すると共に、圧送された爆薬３２を中空ビット１３の中空貫通部１３ａから発破孔３１に押し込んで、押し込んだ爆薬を孔尻部３１ａに装填する（発破孔形成工程）。

【0034】

これらによって、本実施形態の爆薬装填方法によれば、発破孔３１を穿孔形成する作業から爆薬３２を装填するまでの作業を、穿孔用重機２０を用いた一連の作業として実施して、発破孔３１に孔荒れが生じた場合でも、多くの手間を要することなく、形成した発破孔３１に爆薬３２を、安全でかつ効率良く装填してゆくことが可能になる。

【0035】

ここで、本実施形態では、装填される爆薬３２のうち親ダイ３２ａは、好ましくは切羽面３０ａの近傍での結線作業を要しない無線式の点火回路（無線式雷管）を用いたものとすることができ、好ましくは圧送時の保護のために、厚紙等による紙筒で覆った状態で用いることができる。親ダイ３２ａは、増ダイ３２ｂやアンコ材３２ｃと共に、上述の特許文献２（特許第４６２１１４９号公報）の爆薬の装填方法及び装填装置で用いたものと同様の装填機を用いて、連設した状態でフレキブル配管１８の内部に装着されて、好ましくは一体として圧送されることで、挿入筒体１１及び中空ビット１３を介して、発破孔３１の孔尻部３１ａに順次装填されるようになっている。

【0036】

また、本実施形態では、爆薬３２の親ダイ３２ａとして、脚線の付いた結線式の雷管によるものを用いることもできる。この場合、孔さらいを終了した後に、挿入筒体１１を一旦発破孔３１から引き抜いて、先端部１１ａの中空ビット１３の中空貫通部１３ａに、脚線が延設する親ダイ３２ａを装着した状態とする。この状態で、中空ビット１３や挿入筒体１１と、発破孔３１の内壁面との間の隙間を介して、脚線を発破孔３１の外まで引き出しつつ、先端部１１ａが孔尻部３１ａの近傍に至るまで、挿入筒体１１を発破孔３１に挿入し直して、エアを圧送することにより、親ダイ３２ａを孔尻部３１ａに装填する。しかる後に、増ダイ３２ｂ及びアンコ材３２ｃを、上述と同様の方法によって、フレキブル配管１８及び挿入筒体１１を介して圧送して、中空ビット１３の中空貫通部１３ａから発破孔３１に押し込むことで、親ダイ３２ａと増ダイ３２ｂとアンコ材３２ｃとが連設する爆薬３２を、発破孔３１の孔尻部３１ａに装填することできる。

【0037】

さらに、本実施形態では、爆薬装填工程において、孔さらい工程の後に発破孔に残置した挿入筒体１１を介して圧送することで、爆薬３２を、発破孔３１の孔尻部３１ａに装填するようになっているが、爆薬装填工程は、発破孔３１に残置した挿入筒体１１を介することなく、実施することもできる。例えば、孔さらい工程で挿入した挿入筒体１１を発破孔３１から引き抜いた後に、上述の特許文献１（特許第３４６１６００号公報）や特許文献２（特許第４６２１１４９号公報）に記載の爆薬の装填方法と同様の方法によって、切羽穿孔機を搭載した穿孔用重機を用いて、爆薬装填工程を実施することもできる。

【0038】

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、孔仕上げビットは、挿入筒体の中空内部と同様の断面形状の中空貫通部を備える、中空ビットとなっている必要は必ずしも無く、穿孔形成した発破孔の孔壁面を仕上げることが可能な、その他の種々の孔仕上げ用のビットを用いることができる。本発明の爆薬装填方法の発破孔形成工程、孔さらい工程、及び爆薬装填工程は、例えば図９に示すような穿孔装填装置４０を用いて実施することもできる。すなわち、図９に示す穿孔装填装置４０では、ドリフタ４１に接続される挿入筒体４２は、その接続基端部分に、開閉可能な爆薬挿入開口４３と、穿孔・孔さらい用の開閉可能な給水管接続バルブ４４と、爆薬圧送用の開閉可能なエア供給管接続バルブ４５とを備えており、挿入筒体４２の先端部に穿孔ビット４６を取り付けると共に、給水管接続バルブ４４を開放することで、発破孔形成工程を実施できるようになっている。また、挿入筒体４２を一旦引き抜き、穿孔ビット４６に代えて中空ビット４７を取り付けて、給水管接続バルブ４４を開放することで、孔形さらい工程を実施できるようになっている。さらに、爆薬挿入開口４３を介して挿入筒体４２の接続基端部分に爆薬を装着し、給水管接続バルブ４４を閉じてエア供給管接続バルブ４５を開放することで、爆薬装填工程を実施できるようになっている。

【0039】

爆薬は、圧送時の摩擦や孔尻部に衝突した際の衝撃によって、爆発することがない程度の速度で、フレキブル配管や挿入筒体の中空内部を移動させることが好ましい。増しダイは、エマルジョンタイプのものを用いることができる。また、作業員が切羽面に近づいて作業を行なう必要がないように、供給管接続バルブ部や排出バルブ部や圧送管接続バルブ部は、遠隔操作が可能な電磁バルブ等を用いることが好ましい。

【0040】

そして、本発明の爆薬装填方法では、他の形態の爆薬装填装置１０’として、図１０に示すように、例えば上述の図２に示す爆薬装填装置１０における挿入筒体１１の所定の位置に、エアパッカー部材３５を装着したものを用いることができる。すなわち、図１０に示す爆薬装填装置１０’は、図２に示す爆薬装填装置１０と同様の構成を備えていることに加えて、エアパッカー部材３５が設けられている。エアパッカー部材３５は、エア又は水が好ましくは圧送供給されて膨張した際に（図１１参照）、挿入筒体１１の外周面に密着すると共に、切羽面３０ａにおける発破孔３１の開口縁部と挿入筒体１１の外周面との間の隙間を閉塞した状態で、当該切羽面３０ａに密着する、好ましくは立体ドーナツ形状となるように変形可能に形成されている。エアパッカー部材３５は、膨張する前の状態で、挿入筒体１１に沿ってこれの軸方向にスライド移動可能に装着されている。

【0041】

また、図１０に示す爆薬装填装置１０’では、例えば挿入筒体１１の後端部分１１ｂに設けられた供給管接続バルブ部１５に接続される供給配管１９に、供給管接続バルブ部１５との接続部分と枝分れして、補助供給バルブ３６が取り付けられている。この補助供給バルブ３６には、一端部がエアパッカー部材３５を貫通して当該エアパッカー部材３５の中空ビット１３側に開口する（図１０参照）耐圧ホース３７の、他端部が接続されている。

【0042】

耐圧ホース３７は、図１０に示す爆薬装填装置１０’では、好ましくは補助供給バルブ３６と接続する他端部から枝分かれして、複数本設けられている。各々の耐圧ホース３７は、一端部が、図１１に示すように、好ましくは挿入筒体１１に沿って延設した状態で、エアパッカー部材３５を貫通して配置されている。各々の耐圧ホース３７の一端部の開口端面は、エアパッカー部材３５の中空ビット１３側の側面に、外部に向けて開口しており、この開口端面部分には、制御弁３７ａが取り付けられている。また各々の耐圧ホース３７の一端部の、エアパッカー部材３５を貫通している部分には、エアパッカー部材３５の内部に向けて開口する、開口穴３７ｂが形成されている。補助供給バルブ３６を介して供給配管１９から圧送供給されるエア又は水を、開口穴３７ｂからエアパッカー部材３５の内部に流入させて、エアパッカー部材３５を好ましくは立体ドーナツ形状に膨張させることにより、膨張させたエアパッカー部材３５を、挿入筒体１１の外周面や、切羽面３０ａにおける発破孔３１の開口周縁部分に、強固に密着させることができるようになっている。

【0043】

また、耐圧ホース３７の一端部の開口端面部分に取り付けられた制御弁３７ａは、供給配管１９から圧送供給されたエア又は水が、開口穴３７ｂからエアパッカー部材３５の内部に流入して、エアパッカー部材３５を膨張させた後、膨張したエアパッカー部材３５の内部が所定の内圧に達した際に、当該制御弁３７ａが解放されて、エアパッカー部材３５の中空ビット１３側の側面から、例えば発破孔３１の孔壁面と挿入筒体１１の外周面との間の隙間に、圧送供給されたエアや水を送り込むことができるように設定されたものとなっている。

【0044】

図１０に示す爆薬装填装置１０’によれば、孔さらい工程において、例えば中空ビット１３によって、発破孔３１の孔内に残留する岩石等の障害となる残留物を、例えば発破孔３１の孔壁面と中空ビット１３の外周面との間の隙間を介して後方に送ることが可能な大きさまで、十分に細かく破砕できないことで、排出しきれなかった場合に、孔さらい工程の後に、挿入筒体１１の外周面と発破孔３１の孔壁面との隙間に残った残留物を、これらの隙間にエア又は水を流入させることで挿入筒体１１の内部に運び込み、挿入筒体１１の中空内部を通過させて、挿入筒体１１の後端部分１１ｂに設けられた排出枝管１６ａから排出させる、追加排出工程を実施させることができるようになっている。

【0045】

すなわち、追加排出工程では、孔さらい工程の後に、爆薬装填装置１０’の排出枝管１６ａの排出バルブ部１６を開放すると共に供給管接続バルブ部１５を閉塞した状態で、補助供給バルブ３６を開放して、耐圧ホース３７から送られるエア又は水を圧送供給することによって、例えば発破孔３１の開口周縁部の付近に移動させたパッカー部材３５を膨張させて、切羽面３０ａ及び挿入筒体１１の外周面に密着させることで、切羽面３０ａにおける挿入筒体１１の外周面と発破孔３１の開口縁部との隙間を閉塞した状態とすることができる。また例えば膨張したパッカーの内部の圧力が所定の内圧に達したら、好ましくは制御弁３７ａが自動的に解放されることで、発破孔３１の孔壁面と挿入筒体１１の外周面との間の隙間にエアや水を流入させることが可能になる。これによって、例えば挿入筒体１１の外周面と発破孔３１の孔壁面との間に残った十分に細かく破砕できなかった残留物は、流入したエア又は水によって押し流されて、エア又は水と共に中空ビット１３の中空貫通部１３ａを介して挿入筒体１１の内部に運び込まれ、挿入筒体１１の中空内部を通過するようにして後方に押し出された後に、排出枝管１６ａの解放された排出バルブ部１６から、排出されることが可能になる。

【0046】

ここで、挿入筒体１１の内部に運び込まれた残留物によって、挿入筒体１１が詰まった場合には、補助供給バルブ３６を閉塞して耐圧ホース３７を介したエア又は水の供給を停止した後に、排出バルブ部１６を閉塞して挿入筒体１１を発破孔３１から一旦引き抜いてから、挿入筒体１１の内部にエア又は水が供給されるように供給管接続バルブ部１５を開放することによって、詰まった残留物を中空ビット１３の先端から排出させることが可能になる。残留物を挿入筒体１１の内部から排出したら、供給管接続バルブ部１５及び排出バルブ部１６を閉じ、圧送管接続バルブ部１２を開放した状態とすることによって、爆薬の装填を開始することが可能になる。

【符号の説明】

【0047】

１０，１０’ 爆薬装填装置
１１ 挿入筒体
１１ａ 先端部
１１ｂ 後端部分
１２ 圧送管接続バルブ部
１３ 中空ビット
１３ａ 中空貫通部
１３ｂ 超硬チップ
１３ｃ 接続基端側部分
１３ｄ 先端側部分
１３ｅ テーパー形状部分
１４ 接続ジョイント部
１４ａ 接続スリーブ
１５ 供給管接続バルブ部
１６ 排出バルブ部
１６ａ 排出枝管
１７ 接続アーム部
１７ａ 接続基部
１８ フレキブル配管
１９ 供給配管
２０ 穿孔用重機
２１ 切羽穿孔機
２１ｂ ガイドシェル
２２ ドリフタ（穿孔機本体）
２３ 穿孔ビット
２４ 穿孔ロッド
２５ 重機本体
２５ａ アウトリガー
２６ マンゲージ（作業床）
２７ 回転防止手段
２７ａ 係止ロッド
３０ 切羽面の地盤
３０ａ 切羽面
３１ 発破孔
３１ａ 孔尻部
３２ 爆薬
３２ａ 親ダイ
３２ｂ 増ダイ
３２ｃ アンコ材
３５ パッカー部材
３６ 補助供給バルブ
３７ 耐圧ホース
３７ａ 制御弁
３７ｂ 開口穴
４０ 穿孔装填装置
Ｘ 進退軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】