特開 2024-80483 防爆装置及び破砕方法

(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】P2024080483

(43)【公開日】2024-06-13

(54)【発明の名称】防爆装置及び破砕方法

(51)【国際特許分類】

   F42D 5/045 20060101AFI20240606BHJP

   E21F 11/00 20060101ALI20240606BHJP

   E21F 17/107 20060101ALI20240606BHJP

【ＦＩ】

F42D5/045

E21F11/00

E21F17/107

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022193719

(22)【出願日】2022-12-02

(71)【出願人】

【識別番号】594151715

【氏名又は名称】株式会社Ｓａｋａｔｅｃ

(74)【代理人】

【識別番号】110003823

【氏名又は名称】弁理士法人柳野国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】望月 潤

(72)【発明者】

【氏名】嶺井 春菜

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 淳一

(72)【発明者】

【氏名】望月 治

(72)【発明者】

【氏名】望月 宏樹

(57)【要約】

【課題】破砕対象物を爆破した際に破砕対象物の破片を緩衝板に衝突させることにより、防爆箱が受ける損傷を緩和することが可能となる、防爆装置及び破砕方法を提供する。
【解決手段】防爆装置１は、破砕対象物である岩石Ｒを爆破により破砕する際に、破砕された破砕対象物の飛散を抑止するための装置であって、複数の側板２２と天板２１とを備えて破砕対象物の上方から被覆する防爆箱２と、側板２２から外方に延出されるスカート部材３と、防爆箱２の内周面に貼付された緩衝板４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

破砕対象物を爆破により破砕する際に、破砕された破砕対象物の飛散を抑止するための防爆装置であって、
複数の側板と天板とを備えて破砕対象物の上方から被覆する防爆箱と、
前記側板から外方に延出されるスカート部材と、
前記防爆箱の内周面に貼付された緩衝板と、を備える、防爆装置。

【請求項2】

前記緩衝板の表面が樹脂化合物により被覆される、請求項１に記載の防爆装置。

【請求項3】

前記防爆箱の一部には、前記防爆箱の内部と外部とを連通する通気孔が形成される、請求項２に記載の防爆装置。

【請求項4】

前記防爆箱の上面に緩衝装置が設けられる、請求項３に記載の防爆装置。

【請求項5】

請求項４に記載の防爆装置における緩衝装置を重機により押圧した状態で破砕対象物を爆破する、破砕方法。

【請求項6】

破砕対象物の周囲に複数個の土嚢を配置し、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の防爆装置を、破砕対象物と前記土嚢とに被せた状態で破砕対象物を爆破する、破砕方法。

【請求項7】

非火薬破砕材を用いて破砕対象物を爆破する、請求項６に記載の破砕方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、岩盤や岩石を爆破により破砕する際に破砕対象物の破片の飛散を抑止するための防爆装置、及び、この防爆装置を用いた破砕方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、破砕対象物を爆破する際に破砕対象物の破片の飛散を抑止するための防護材が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－７８５１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のような防護材において、破砕対象物の破片の飛散を抑止した際に、防護材に加わる衝撃によって防護材が損傷する場合があった。このため、破砕を行う度に防護材の交換又は修理を行う必要があり、作業効率が悪くなっていた。そこで、本開示は、上記に関する課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る防爆装置は、破砕対象物を爆破により破砕する際に、破砕対象物の破片の飛散を抑止するための防爆装置であって、複数の側板と天板とを備えて破砕対象物の上方から被覆する防爆箱と、前記側板から外方に延出されるスカート部材と、前記防爆箱の内周面に貼付された緩衝板と、を備える。

【0006】

この構成によれば、破砕対象物を爆破した際に破砕対象物の破片が緩衝板に衝突するため、防爆箱の損傷を緩和することができる。このため、破砕を行う度に防爆装置の交換又は修理を行う必要がなく、作業効率を向上させることができる。

【0007】

また、前記緩衝板の表面が樹脂化合物により被覆されることが好ましい。

【0008】

この構成によれば、緩衝板の強度を高めることが可能となる。

【0009】

また、前記防爆箱の一部には、前記防爆箱の内部と外部とを連通する通気孔が形成されることが好ましい。

【0010】

この構成によれば、爆破の際の爆風を防爆箱の外部に逃がすことが可能となる。

【0011】

また、前記防爆箱の上面に緩衝装置が設けられることが好ましい。

【0012】

この構成によれば、防爆箱を押圧した状態で破砕対象物の破砕を行うことが可能となる。

【0013】

また、本発明に係る破砕方法は、防爆装置における緩衝装置を重機により押圧した状態で破砕対象物を爆破する。

【0014】

この構成によれば、防爆箱を重機で押圧した状態で破砕対象物の破砕を行うことが可能となる。

【0015】

また、破砕対象物の周囲に複数個の土嚢を配置し、防爆装置を破砕対象物と前記土嚢とに被せた状態で破砕対象物を爆破することが好ましい。

【0016】

この構成によれば、破砕対象物の破片が緩衝板に衝突する際の衝撃を緩和することができる。

【0017】

また、非火薬破砕材を用いて破砕対象物を爆破することが好ましい。

【0018】

この構成によれば、非火薬破砕材の保管・取扱を簡易にすることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、破砕対象物を爆破した際に破砕対象物の破片を緩衝板に衝突させることにより、防爆箱が受ける損傷を緩和することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】一実施形態に係る防爆装置を示した斜視図である。

【図2】防爆装置の使用状態を示した断面図である。

【図3】防爆装置を反転させた状態を示した斜視図である。

【図4】第一比較例を用いた実験を示した模式図である。

【図5】第二比較例を示した模式図である。

【図6】第三比較例を示した模式図である。

【図7】変形例に係る防爆装置の使用状態を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

［防爆装置１］
以下、本発明の一実施形態に係る防爆装置１、及び、防爆装置１を用いた破砕方法について、図１から図３を用いて説明する。本実施形態に係る防爆装置１は、破砕材Ｃを用いて地面Ｇに露出する破砕対象物である岩石Ｒを破砕する際に、岩石Ｒに被せて使用することにより岩石Ｒの破片の飛散を抑止するために用いられる。なお、本発明を用いることができる破砕対象物は岩石Ｒに限定されるものではなく、岩盤やコンクリート構造物等を破砕する場合に用いることも可能である。

【0022】

本実施形態において、破砕材Ｃにはアルミニウム粉末と酸化銅を主成分とする非火薬破砕材が採用される。具体的に、破砕材Ｃは、テルミット反応（金属酸化還元反応）の際に生じる高熱・高温（３０００度程度）による瞬発的な水蒸気膨張圧によって破砕を行うものが用いられる。

【0023】

破砕材Ｃには図示しない電極コードを介して電源スイッチに接続されている。電源スイッチをＯＮにすることにより破砕材Ｃに電圧を印加し、テルミット反応の膨張圧により爆発させて岩石Ｒを破砕するのである。本実施形態においては、破砕材Ｃに非火薬破砕材を採用することにより、火薬を用いる爆薬に比べて低振動、低騒音にて破砕を行うことができる。また、破砕材Ｃの保管・取扱を爆薬に比べて簡易にすることができる。

【0024】

図１から図３に示す如く、防爆装置１は、防爆箱２、スカート部材３、及び、緩衝板４を主な構成要素として備える。防爆箱２はスチール合金等の金属製部材であり、矩形の天板２１と、天板２１の四辺に立設される四枚の側板２２と、で構成される。図１に示す如く、防爆装置１は、岩石Ｒの上方から防爆箱２で被覆した状態で用いられる。

【0025】

図２に示す如く、側板２２の下端部には、複数の連結部２４を介して縁部材２３が設けられる。防爆箱２の下部において、側板２２と縁部材２３との間には、防爆箱２の内部と外部とを連通する通気孔Ｈが形成される。本実施形態においては、通気孔Ｈを介して岩石Ｒの爆破の際の爆風を防爆箱２の外部に逃がすことにより、爆破時の防爆箱２の浮き上がりを抑制している。

【0026】

側板２２の外側面における端部には、防爆装置１を移動させる際に図示しないワイヤを係止するための係止部２５が形成されている。また、側板２２の外側面における中途部には、固定ワイヤ３１が挿通されるワイヤ挿通部２６が形成されている。

【0027】

図１から図３に示す如く、防爆箱２にはスカート部材３が側板２２の外側面から外方に延出される。スカート部材３は複数の樹脂製シートを繋ぎ合わせて形成されている。スカート部材３の内側端部には連結ワイヤ３３が挿通されている。固定ワイヤ３１と連結ワイヤ３３とが連結部材３２で連結されることにより、スカート部材３が防爆箱２に組付けられる。本実施形態においては、スカート部材３により通気孔Ｈからの破片の飛散や爆風を抑制する構成としている。

【0028】

図２及び図３に示す如く、防爆箱２の内周面（天板２１の下面及び側板２２の内側面）には緩衝板４が貼付される。緩衝板４は発泡材で形成された板材の表面を樹脂化合物で被覆することにより構成される。樹脂化合物にはポリウレア樹脂が採用される。このように、緩衝板４の表面を樹脂化合物で被覆することにより、緩衝板４の強度を高める構成としている。

【0029】

本実施形態に係る防爆装置１を使用する際は、まず、破砕対象物である岩石Ｒに穿孔して、穿孔した孔に破砕材Ｃを挿入し、破砕材Ｃの上から封止材を孔の開口部に挿入する。さらに、図１及び図２に示す如く岩石Ｒの周囲に複数個の土嚢Ｓを配置しする。そして、係止部２５にワイヤを係止して防爆装置１を吊下げて、防爆装置１を岩石Ｒと土嚢Ｓとに被せる。この状態で破砕材Ｃに電圧を印加し、岩石Ｒを爆破するのである。

【0030】

本実施形態に係る防爆装置１によれば、岩石Ｒを爆破した際に岩石Ｒの破片が緩衝板４に衝突するため、防爆箱２が受ける損傷を緩和することができる。このため、破砕を行う度に防爆装置１の交換又は修理を行う必要がなく、作業効率を向上させることができる。

【0031】

また、本実施形態に係る防爆装置１によれば、緩衝板４の表面を樹脂化合物で被覆することにより、緩衝板４の強度を高める構成としている。これにより、岩石Ｒの破片が衝突した際に緩衝板４が受ける損傷を抑制できるため、防爆装置１の耐久性を向上させることができる。

【0032】

また、本実施形態に係る防爆装置１によれば、防爆箱２の下部に通気孔Ｈを形成している。これにより、爆破の際の爆風を防爆箱２の外部に逃がすことが可能となるため、防爆箱２の内面に設けた緩衝板４に加わる衝撃を緩和することができる。また、本実施形態に係る防爆装置１によれば、防爆箱２にスカート部材３を設けることにより、通気孔Ｈからの破片の飛散や爆風を抑制する構成としている。

【0033】

［比較実験］
次に、本実施形態に係る防爆装置１を比較例１から比較例３と比較して行った実験について、図４から図６を用いて説明する。防爆装置１は図２に示す如く、破砕材Ｃを挿入した岩石Ｒの周囲に複数の土嚢Ｓを配置した状態で使用した。

【0034】

比較例１は図４に示す如く、破砕材Ｃ１を挿入した岩石Ｒ１を地面Ｇに露出させた状態で実験を行った。比較例２は図５に示す如く、破砕材Ｃ２を挿入した岩石Ｒ２を地面Ｇに露出させ、岩石Ｒ２の周囲に複数の土嚢Ｓを配置した状態で実験を行った。

【0035】

比較例３は図６に示す如く、破砕材Ｃ３を挿入した岩石Ｒ３を地面Ｇに露出させ、岩石Ｒ３の周囲に防爆マット５０を配置した状態で実験を行った。防爆マット５０は、布製のマット用袋５１の内部に土嚢Ｓを封入し、岩石Ｒ３側の面（下面）にポリウレア樹脂が塗布された緩衝部材５２を貼付したものである。なお、何れのケースにおいても、使用した土嚢の数は同数として実験を行った。

【0036】

今回の実験においては、本実施形態に係る防爆装置１を用いた場合も、比較例１から比較例３の場合も、何れも図４に示す如く岩石Ｒ～Ｒ３から所定距離離れた場所にカメラ４１を配置し、岩石Ｒ～Ｒ３を破砕する瞬間を撮影した。また、スケール４２を用いて、岩石Ｒ～Ｒ３を破砕した際に飛散する破片の高さを計測した。また、岩石Ｒ～Ｒ３から所定距離離れた場所に集音機４３を配置し、岩石Ｒ～Ｒ３を破砕する際の爆破音の音量を計測した。

【0037】

実験の結果、比較例１では飛散高さ２０００ｍｍ以上、爆破音８４．９ｄＢが計測された。同様に、比較例２では飛散高さ３００ｍｍ、爆破音７１．４ｄＢが計測された。同様に、比較例３では飛散高さ１５０ｍｍ、爆破音７８．２ｄＢが計測された。一方、本実施形態に係る防爆装置１を用いた結果、飛散高さ３０ｍｍ、爆破音６１．２ｄＢが計測された。

【0038】

上記の如く、本実施形態に係る防爆装置１によって、何れの比較例と比べても、破片の飛散高さ及び爆破音の音量のそれぞれで抑制された計測結果となった。即ち、本実施形態に係る防爆装置１においては、破片の飛散及び爆破音が周囲に与える影響を抑制することができるという効果が確認された。

【0039】

［防爆装置１Ａ］
次に、本発明の変形例に係る防爆装置１Ａ、及び、防爆装置１Ａを用いた破砕方法について、図７を用いて説明する。本実施形態に係る防爆装置１Ａは、防爆装置１と同様に、地面Ｇに露出する破砕対象物である岩石Ｒを、破砕材Ｃを用いて破砕する際に、岩石Ｒの破片の飛散を抑止するために用いられる。

【0040】

図７に示す如く、防爆装置１Ａは、防爆装置１の構成に、防爆箱２の上面に緩衝装置６加えて構成される。本変形例において、緩衝装置６以外の構成は防爆装置１と同様であるため、以下では緩衝装置６を中心に説明し、共通する構成については詳細な説明を省略する。

【0041】

本変形例に係る防爆装置１Ａにおいて、緩衝装置６は図７に示す如く、枠材６１、圧縮ばね６２、押さえ板６３、及び、ガイド部材６４を主な構成要素として構成される。枠材６１は防爆箱２の上面に固定される。枠材６１には複数の圧縮ばね６２が配置される。圧縮ばね６２の上面には押さえ板６３が配置され、押さえ板６３はガイド部材６４によって上下方向の変位がガイドされる。

【0042】

本変形例に係る防爆装置１Ａを用いて岩石Ｒを破砕する際は、図７に示す如く、防爆装置１Ａにおける緩衝装置６を重機Ｍにより押圧した状態で岩石Ｒを爆破する。これにより、重機Ｍで防爆箱２を押圧した状態で岩石Ｒの破砕を行うことが可能となる。即ち、本変形例に係る防爆装置１Ａによれば、爆破の際の防爆箱２の浮き上がりを抑え、破片の飛散及び爆破音が周囲に与える影響を抑制することが可能となる。

【符号の説明】

【0043】

１ 防爆装置 １Ａ 防爆装置（変形例）
２ 防爆箱 ３ スカート部材
４ 緩衝板 ６ 緩衝装置
２１ 天板 ２２ 側板
２３ 縁部材 ２４ 連結部
２５ 係止部 ２６ ワイヤ挿通部
３１ 固定ワイヤ ３２ 連結部材
３３ 連結ワイヤ
４１ カメラ ４２ スケール
４３ 集音機
５０ 防爆マット ５１ マット用袋
５２ 緩衝部材
６１ 枠材 ６２ 圧縮ばね
６３ 押さえ板 ６４ ガイド部材
Ｈ 通気孔 Ｒ 岩石（破砕対象物）
Ｃ 破砕材（非火薬破砕材）
Ｇ 地面 Ｓ 土嚢
Ｍ 重機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】