特許 7661188 発破情報処理装置、発破情報処理方法、および学習済みモデル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-04

(45)【発行日】2025-04-14

(54)【発明の名称】発破情報処理装置、発破情報処理方法、および学習済みモデル

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/00 20060101AFI20250407BHJP

   F42D 1/00 20060101ALI20250407BHJP

【ＦＩ】

E21D9/00 C

F42D1/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021151359

(22)【出願日】2021-09-16

(65)【公開番号】P2023043638

(43)【公開日】2023-03-29

【審査請求日】2024-08-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】辻川 泰人

(72)【発明者】

【氏名】杉山 崇

【審査官】荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－２０８０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０８１８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００８４０７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ ９／００

Ｆ４２Ｄ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切羽に複数配置された穿孔の各々に装填された爆薬を爆発させ一回の発破を行う発破工法に用いる発破情報処理装置であって、
前記穿孔のうち切羽の外周縁部に配置される第１の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第１の入力データとして取得する第１の入力データ取得部と、
前記発破後の地山形状から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される第１の領域の軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第１の出力データとして取得する第１の出力データ取得部と、
前記第１の入力データおよび前記第１の出力データに基づいて機械学習を実行し、前記第１の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成するモデル生成部と、
を備える発破情報処理装置。

【請求項2】

前記第１の出力データ取得部は、さらに前記発破後の地山形状から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される第１の領域の軸方向の長さを各穿孔ごとに第１の出力データとして取得し、
前記穿孔のうち、前記第１の穿孔とは異なる第２の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第２の入力データとして取得する第２の入力データ取得部と、
前記発破後の地山形状から設定され、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成された第２の領域の軸方向の長さ、および前記第１の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさと前記軸方向の長さとの比に基づいて算出された前記第２の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第２の出力データとして取得する第２の出力データ取得部と、をさらに備え、
前記モデル生成部は、さらに、前記第２の入力データおよび前記第２の出力データに基づいて機械学習を実行し、前記第２の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成する請求項１に記載の発破情報処理装置。

【請求項3】

切羽に複数配置された穿孔の各々に装填された爆薬を爆発させ一回の発破を行う発破工法に用いる発破情報処理方法であって、
前記穿孔のうち切羽の外周縁部に配置される第１の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第１の入力データとして取得することと、
前記発破後の地山形状から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成された第１の領域の軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第１の出力データとして取得することと、
前記第１の入力データおよび前記第１の出力データに基づいて機械学習を実行し、前記第１の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成することと、
を含む発破情報処理方法。

【請求項4】

前記第１の出力データとして，さらに前記発破後の地山形状から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される第１の領域の軸方向の長さを各穿孔ごとに取得することと、
前記穿孔のうち、前記第１の穿孔とは異なる第２の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第２の入力データとして取得することと、
前記発破後の地山形状から設定され、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成された第２の領域の軸方向の長さ、および前記第１の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさと前記軸方向の長さとの比に基づいて算出された前記第２の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第２の出力データとして取得することと、をさらに含み、
さらに、前記第２の入力データおよび前記第２の出力データに基づいて機械学習を実行し、前記第２の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成する請求項３に記載の発破情報処理方法。

【請求項5】

切羽に複数配置された穿孔の各々に装填された爆薬を爆発させ一回の発破を行う発破工法に用いる発破情報処理装置において、第１の入力データおよび第１の出力データに基づいて生成された学習済みモデルであって、
前記第１の入力データは、前記穿孔のうち切羽の外周縁部に配置される第１の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに取得されたものであって、
前記第１の出力データは、前記発破後の地山形状から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成された第１の領域の軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに取得されたものであって、
前記第１の入力データおよび前記第１の出力データに基づいて機械学習を実行することによって生成された、前記第１の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデル。

【請求項6】

さらに第２の入力データおよび第２の出力データに基づいて生成され、
前記第１の出力データは、さらに前記発破後の地山形状から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される第１の領域の軸方向の長さを各穿孔ごとに取得されたものであって、
前記第２の入力データは、前記穿孔のうち、前記第１の穿孔とは異なる第２の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに取得されたものであって、
前記第２の出力データは、前記発破後の地山形状から設定され、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成された第２の領域の軸方向の長さ、および前記第１の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさと前記軸方向の長さとの比に基づいて算出された前記第２の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに取得されたものであって、
さらに、前記第２の入力データおよび前記第２の出力データに基づいて機械学習を実行することによって生成された、前記第２の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す請求項５に記載の学習済みモデル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発破情報処理装置、発破情報処理装置において実行される発破情報処理方法、および発破情報処理装置によって生成される学習済みモデルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、山岳トンネルの建設において中硬質岩の地山を掘削する場合、一般に、発破によって地盤の掘削が行われる。発破に際し、爆薬などが装填される穿孔の位置および穿孔に装填される爆薬の量などは、熟練技術者の経験に基づいて決定される。

【0003】

ところが、熟練技術者であっても発破後の地山形状を設計通りにすることは困難である。熟練工の技能や経験、判断に頼らず、三次元形状計測のよる発破後のズリの飛散・堆積状態及び切羽の掘削状況に基づいた発破状況を指標値として発破熟練工の発破の良否判断を機械学習する試みがなされている。この学習済みモデルを利用すれば、最適な発破パターンを設定できる可能性がある（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１９０１８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、従来の技術では、ズリの飛散・堆積状態の計測及び入力が必要となることで複雑化する。また、学習には熟練工の判断も必要となる。さらに、１回の発破における発破状況の指標と発破の良否を示すデータが機械学習の教師データとして利用されているため、１回の発破で１組の教師データしか得られず、教師データの収集には多くの時間とコストがかかる。

【0006】

本発明は、発破パターンを設定するために利用される学習モデルを生成するための教師データを容易に収集し、収集された教師データを利用して機械学習を実行することが可能な発破情報処理装置、発破情報処理装置において実行される発破情報処理方法、および発破情報処理装置によって生成される学習済みモデル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】

【0007】

本願請求項１に係る発明は、切羽に複数配置された穿孔の各々に装填された爆薬を爆発させ一回の発破を行う発破工法に用いる発破情報処理装置であって、前記穿孔のうち切羽の外周縁部に配置される第１の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第１の入力データとして取得する第１の入力データ取得部と、前記発破後の断面から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される第１の領域の軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第１の出力データとして取得する第１の出力データ取得部と、前記第１の入力データおよび前記第１の出力データに基づいて機械学習を実行し、前記第１の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成するモデル生成部と、を備える発破情報処理装置である。

【0008】

本願請求項２に係る発明は、前記第１の出力データ取得部は、さらに前記発破後の断面から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される第１の領域の軸方向の長さを各穿孔ごとに第１の出力データとして取得し、前記穿孔のうち、前記第１の穿孔とは異なる第２の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第２の入力データとして取得する第２の入力データ取得部と、前記発破後の断面から設定され、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成された第２の領域の軸方向の長さ、および前記第１の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさと前記軸方向の長さとの比に基づいて算出された前記第２の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第２の出力データとして取得する第２の出力データ取得部と、をさらに備え、前記モデル生成部は、さらに、前記第２の入力データおよび前記第２の出力データに基づいて機械学習を実行し、前記第２の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成する請求項１に記載の発破情報処理装置である。

【0009】

本願請求項３に係る発明は、切羽に複数配置された穿孔の各々に装填された爆薬を爆発させ一回の発破を行う発破工法に用いる発破情報処理方法であって、前記穿孔のうち切羽の外周縁部に配置される第１の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第１の入力データとして取得することと、前記発破後の断面から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成された第１の領域の軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第１の出力データとして取得することと、前記第１の入力データおよび前記第１の出力データに基づいて機械学習を実行し、前記第１の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成することと、を含む発破情報処理方法である。

【0010】

本願請求項４に係る発明は、前記第１の出力データとして，さらに前記発破後の断面から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される第１の領域の軸方向の長さを各穿孔ごとに取得することと、前記穿孔のうち、前記第１の穿孔とは異なる第２の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第２の入力データとして取得することと、前記発破後の断面から設定され、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成された第２の領域の軸方向の長さ、および前記第１の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさと前記軸方向の長さとの比に基づいて算出された前記第２の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第２の出力データとして取得することと、をさらに含み、さらに、前記第２の入力データおよび前記第２の出力データに基づいて機械学習を実行し、前記第２の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成する請求項３に記載の発破情報処理方法である。

【0011】

本願請求項５に係る発明は、切羽に複数配置された穿孔の各々に装填された爆薬を爆発させ一回の発破を行う発破工法に用いる発破情報処理装置において、第１の入力データおよび第１の出力データに基づいて生成された学習済みモデルであって、前記第１の入力データは、前記穿孔のうち切羽の外周縁部に配置される第１の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに取得されたものであって、前記第１の出力データは、前記発破後の断面から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成された第１の領域の軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに取得されたものであって、前記第１の入力データおよび前記第１の出力データに基づいて機械学習を実行することによって生成された、前記第１の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第１の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルである。

【0012】

本願請求項６に係る発明は、さらに第２の入力データおよび第２の出力データに基づいて生成され、前記第１の出力データは、さらに前記発破後の断面から設定され、前記第１の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される第１の領域の軸方向の長さを各穿孔ごとに取得されたものであって、前記第２の入力データは、前記穿孔のうち、前記第１の穿孔とは異なる第２の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに取得されたものであって、前記第２の出力データは、前記発破後の断面から設定され、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成された第２の領域の軸方向の長さ、および前記第１の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさと前記軸方向の長さとの比に基づいて算出された前記第２の領域の前記軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに取得されたものであって、さらに、前記第２の入力データおよび前記第２の出力データに基づいて機械学習を実行することによって生成された、前記第２の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および前記第２の穿孔に装填された爆薬の量と、前記第２の穿孔に装填された前記爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す請求項５に記載の学習済みモデルである。

【発明の効果】

【0013】

本開示により、発破パターンを設定するために利用される学習モデルを生成するための教師データを容易に収集することができる。
また、従来の技術では、トンネルの形状や断面積が異なるごとに、学習などの対応を行う必要があったが、本開示では各穿孔ごとに学習ごとを行うため、様々な形状や断面積のトンネルに容易に対応ができ汎用性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】発破工法における作業の一例について説明する図である。

【図2】トンネルを掘削するために用いられる装置の一例を示す図である。

【図3】発破パターンが示す穿孔位置の一例を説明する図である。

【図4】発破情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図5】発破情報処理装置の機能の一例について説明する図である。

【図6】第１の領域の軸方向に垂直な断面の大きさの取得方法について説明する図である。

【図7】ニューラルネットワークを用いた機械学習の一例を説明する図である。

【図8】発破情報処理装置が実行する処理の流れの一例について説明する図である。

【図9】発破情報処理装置の機能の一例について説明するブロック図である。

【図10】第１の領域の軸方向の長さを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態で説明する特徴のすべての組み合わせが課題解決に必ずしも必要であるとは限らない。また、必要以上の詳細な説明を省略する場合がある。また、以下の実施形態の説明、および図面は、当業者が本発明を十分に理解するために提供されるものであり、特許請求の範囲を限定することを意図していない。

【0016】

＜第１の実施形態＞
山岳トンネルの建設において中硬質岩などの岩盤の地山を掘削する場合、一般に、発破工法が採用される。発破工法とは岩盤を穿孔して爆薬を内部で爆発させて岩盤を破砕するものである。

【0017】

図１は、発破工法における作業の一例について説明する図である。トンネルの切羽Ｒには、穿孔機１によって一掘進長Ｓを掘削するために必要な穿孔（不図示）が複数あけられる。穿孔機１は、あらかじめ定められた発破パターンに基づいて決定された位置に穿孔する。

【0018】

穿孔には爆薬が装填される。穿孔の各々に装填される爆薬の量もあらかじめ定められた発破パターンに基づいて決定される。

【0019】

発破パターンで規定された位置に穿孔された穿孔に爆薬が装填されると、発破が行われる。発破が行われると、図示しないホイールローダなどでずりの搬出作業が行われる。なお、必要に応じてずり搬出前や搬出後にコソクやアタリ取りが行われる。

【0020】

ずりの搬出作業後は、地山を補強するため壁面に図示しない吹付機などによってコンクリートが吹き付けられる。壁面に吹き付けられたコンクリートが固まると、ロックボルトの打ち込みが行われる。

【0021】

ロックボルトの打ち込みが行われると、再び一掘進長Ｓを掘削するため、切羽Ｒに穿孔が設けられ、穿孔の各々に爆薬が装填され、発破が行われる。これらの作業が繰り返し行われることにより、トンネルが掘削される。

【0022】

次に、トンネルを掘削するために用いられる装置について説明する。

【0023】

図２は、トンネルを掘削するため利用される装置の一例を示す図である。トンネルを掘削するために利用される装置には、例えば、上述した穿孔機１、さらに、発破パターン管理装置２、通信回線３、および形状測定器４が含まれる。

【0024】

発破パターン管理装置２は、一掘進長Ｓにおける発破パターンを管理する装置である。発破パターンは、切羽Ｒの穿孔位置と、穿孔に装填される爆薬の量との組み合わせの情報を含む。発破パターンは、例えば、熟練した作業者の経験に基づいてあらかじめ定められたものや公知のものの他、現場の特性に応じてアレンジされたものも含まれる。

【0025】

図３は、発破パターンが示す穿孔位置の一例を説明する図である。発破パターンは、切羽Ｒに穿孔される穿孔の位置を示す情報が含まる。穿孔の位置を示す情報は、例えば、所定の位置を原点とする座標値で表される。トンネルの断面形状が馬蹄形でその一部が楕円の一部分の形状に一致する場合、原点は、例えば、楕円の長軸と短軸との交点である。

【0026】

各穿孔については、切羽の外周縁部に配置される第１の穿孔Ｈ１と第１の穿孔Ｈ１とは異なる第２の穿孔Ｈ２とに分類することができる。

【0027】

第１の穿孔Ｈ１は、図３において破線で囲まれて示されており、切羽Ｒにおけるトンネル断面形状の外周縁部に形成される穿孔である。トンネルの断面形状が馬蹄形で一部が楕円形状に一致する場合、第１の穿孔Ｈ１は、楕円の外周縁部に形成される穿孔である。つまり、第１の穿孔Ｈ１は切羽Ｒの最も外側に形成される穿孔であり、第１の穿孔Ｈ１の外側に他の穿孔は形成されていない。したがって、第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬は、切羽Ｒの最も外側の領域を爆破する。なお、本実施形態では、第１の穿孔Ｈ１はインバートに近い部分の領域を爆破するものを含んでいないが、トンネル断面形状の外周縁部に形成させる穿孔として含むようにしても良い。

【0028】

第２の穿孔Ｈ２は、第１の穿孔Ｈ１とは異なる穿孔である。すなわち、第２の穿孔Ｈ２は、楕円の外周縁部よりも内側に形成される穿孔である。したがって、切羽Ｓにおいて第２の穿孔の周囲には、第１の穿孔Ｈ１または他の第２の穿孔Ｈ２が形成される。第２の穿孔Ｈ２に装填された爆薬は、第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬よりも切羽Ｒの内側の領域を爆破する。なお、第１の穿孔Ｈ１がインバートに近い部分の領域を爆破するものを含むようにした場合には、その内側のものが第２の穿孔Ｈ２となる。

【0029】

発破パターンは、切羽Ｒに対する穿孔のそれぞれの角度、穿孔の直径、および穿孔の深さなどのデータを含んでいてもよい。

【0030】

発破パターン管理装置２は、複数の発破パターンを管理してもよい。すなわち、発破パターン管理装置２は、掘削するトンネルの大きさ、岩盤の硬さなどに応じて、複数の発破パターンを管理してもよい。

【0031】

発破パターン管理装置２は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）によって構成される。発破パターン管理装置２は、発破パターンを示すデータを通信回線３を介して穿孔機１に送信する。

【0032】

通信回線３は、発破パターン管理装置２と、穿孔機１と、形状測定器４とを互いに接続する。通信回線３は、有線回線であっても無線回線であってもよい。通信回線３は、例えば、インターネット回線である。

【0033】

穿孔機１は、切羽Ｒに穿孔する装置である。穿孔機１は、例えば、ドリルを用いて穿孔する。穿孔機１は、発破パターン管理装置２から発破パターンを受信する。穿孔機１は、発破パターンが示す穿孔位置に基づいて穿孔する。穿孔機１は、例えば、フルオートコンピュータジャンボ、セミオートコンピュータジャンボである。

【0034】

穿孔機１は、例えば、プロジェクタを備え、プロジェクタが、発破パターンに基づいて、切羽Ｒに穿孔位置、各穿孔位置における爆薬の装填量などを示す画像を映し出す。穿孔機１は、切羽Ｒに映し出された穿孔位置にドリルで穿孔する。また、作業員は、切羽Ｒに映し出された爆薬の量を目安に爆薬を所定の穿孔に装填する。各穿孔に装填される爆薬の量は実測され、実測された爆薬量が穿孔位置と関連付けられて、例えば、発破パターン管理装置２に入力される。

【0035】

穿孔機１は複数のガイドシェルを備え、各ガイドシェルは穿孔方向にスライドする油圧ドリフタを有している。各油圧ドリフタが穿孔方向にスライドすることによって切羽Ｒの穿孔が行われる。穿孔機１は、穿孔を行う際に所定の物理量を検出する複数のセンサを備えている。

【0036】

各センサは、例えば、それぞれ、油圧ドリフタにかかる油圧、油圧ドリフタのスライド速度、油圧ドリフタのスライド距離を検出する。穿孔機１は、各センサが検知した物理量を用いて、各穿孔を穿孔する際に消費される穿孔エネルギーを取得する。

【0037】

形状測定器４は、発破によって堆積したずりが搬出された後、一掘進長Ｓに相当する部分の形状を測定する。形状測定器４は、例えば、３次元形状測定器である。３次元形状測定器は、例えば、３次元レーザスキャナである。形状測定器４は、発破前と発破後の形状に基づいて、発破によって破砕された領域を特定する。形状測定器４は、例えば、切羽に所定の座標系を設定し、発破前後の地山形状を、所定の座標系における座標値を用いて特定する。なお、形状測定器４は、ずり搬出前に形状を測定しても良く、また、コソクやアタリ取りの作業を控除して測定をする。すなわち、発破によって掘削された形状を測定するようにする。

【0038】

次に、発破情報処理装置５について説明する。発破情報処理装置５は、少なくとも切羽Ｒに穿孔が穿孔されるときに消費される穿孔エネルギー、および穿孔に装填された爆薬の量と、穿孔に装填された爆薬が爆発することよって形成される領域の大きさとの相関を学習する。発破情報処理装置５は、図２に示す通信回線３に接続され、発破パターン管理装置２、穿孔機１および形状測定器４から各種データを取得する。発破情報処理装置５は、例えば、ＰＣで構成される。発破情報処理装置５は、発破パターン管理装置２を実装するＰＣに実装されているが別に設けても良い。

【0039】

図４は、発破情報処理装置５のハードウェア構成の一例を示す図である。発破情報処理装置５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１と、バス５２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５４と、不揮発性メモリ５５と、入出力インタフェース５６とを備える。

【0040】

ＣＰＵ５１は、システムプログラムに従って発破情報処理装置５全体を制御するプロセッサである。ＣＰＵ５１は、バス５２を介してＲＯＭ５３に格納されたシステムプログラムなどを読み出し、システムプログラムに基づいて各種処理を行う。

【0041】

バス５２は、発破情報処理装置５内の各ハードウェアを互いに接続する通信路である。発破情報処理装置５内の各ハードウェアはバス５２を介してデータをやり取りする。

【0042】

ＲＯＭ５３は、発破情報処理装置５全体を制御するためのシステムプログラムなどを記憶する記憶装置である。ＲＯＭ５３は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。

【0043】

ＲＡＭ５４は、各種データを一時的に格納する記憶装置である。ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５１が各種データを処理するための作業領域として機能する。

【0044】

不揮発性メモリ５５は、発破情報処理装置５の電源が切られた状態でもデータを保持する記憶装置である。不揮発性メモリ５５は、機械学習プログラム、学習済みモデルなど各種情報を記憶する。不揮発性メモリ５５は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。不揮発性メモリ５５は、例えば、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）で構成される。

【0045】

入出力インタフェース５６は、外部機器（不図示）とバス５２とを接続する通信路である。発破情報処理装置５は、入出力インタフェース５６を介して、通信回線３に接続する。

【0046】

次に、発破情報処理装置５の機能について説明する。

【0047】

図５は、発破情報処理装置５の機能の一例について説明する図である。発破情報処理装置５は、少なくとも切羽Ｒに穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および穿孔に装填された爆薬の量と、穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を学習する。

【0048】

発破情報処理装置５は、受付部５０１と、第１の入力データ取得部５０２と、第１の出力データ取得部５０３と、モデル生成部５０４と、モデル記憶部５０５と、出力部５０６とを備える。

【0049】

受付部５０１、および出力部５０６は、入出力インタフェース５６が、通信回線３を介して各種データをやり取りすることによって実現される。第１の入力データ取得部５０２、第１の出力データ取得部５０３、およびモデル生成部５０４は、ＣＰＵ５１が、ＲＯＭ５３に記憶されているシステムプログラムならびに不揮発性メモリ５５に記憶されている機械学習プログラム、および各種データを用いて演算処理を実行することにより実現される。モデル記憶部５０５は、ＣＰＵ５１による演算処理の演算結果が、ＲＡＭ５４、または不揮発性メモリ５５に記憶されることにより実現される。

【0050】

受付部５０１は、各種データの入力を受け付ける。受付部５０１は、例えば、発破パターン管理装置２から通信回線３を介して、発破パターンを示すデータ、および各穿孔に装填された爆薬の量の実測値を示す情報を受け付ける。また、受付部５０１は、穿孔機１から、各穿孔をあける際に消費される穿孔エネルギーを示すデータを受け付ける。また、受付部５０１は、形状測定器４から発破後の形状を示すデータを受け付ける。

【0051】

第１の入力データ取得部５０２は、受付部５０１が受け付けたデータから、切羽Ｒの外周縁部に形成される第１の穿孔Ｈ１が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第１の入力データとして取得する。第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量とは、第１の穿孔Ｈ１に実際に装填された爆薬の量である。つまり、第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量は、実測された値である。ただし、第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量は、実測された値ではなく、発破パターンで規定される量であってもよい。

【0052】

第１の入力データは、一の第１の穿孔Ｈ１が穿孔されるときに消費される穿孔エネルギーを示すデータと、一の第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量を示すデータとのデータセットである。第１の入力データには、複数の第１の穿孔Ｈ１のそれぞれに対応する複数のデータセットが含まれる。

【0053】

第１の出力データ取得部５０３は、第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬が爆発することによって形成された第１の領域の軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第１の出力データとして取得する。ここで、軸方向とは、トンネルが延びる方向であり、切羽Ｒの面に垂直な方向である。

【0054】

図６は、第１の領域の軸方向に垂直な断面の大きさの取得方法について説明する図である。仮に、切羽Ｒに、穿孔が１つのみ形成され、この１つの穿孔に装填された爆薬が爆発した場合、爆発によって形成された領域の軸方向に垂直な断面の大きさは、実測することができる。

【0055】

一方、切羽Ｒには穿孔が複数穿孔され、それぞれの穿孔に装填された爆薬が一回の発破で爆発するので、切羽Ｒの発破後の破砕形状から、１つの穿孔に装填された爆薬によって破砕される領域を設定する必要がある。

【0056】

そこで、第１の出力データ取得部５０３は、各第１の穿孔Ｈ１の中心から発破後の地山の掘削線Ｙ１までの距離を半径ｒとする各円の大きさを第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさとして取得する。半径ｒは、例えば、各第１の穿孔Ｈ１の中心からトンネル外形線（設計上あらかじめ定められた掘削ラインＬ）の法線方向に延長して発破後の地山の掘削線Ｙ１に交わる点までの距離を設定する。また、各第１の穿孔Ｈ１の中心から発破後の地山の掘削線Ｙ１上の点のうち最短距離のものまでを設定するようにしても良い。なお、各第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさを、設定した半径ｒでなく、直径で表しても良く、さらに当該半径ｒとする円の面積で表しても良い。また、円の半径ｒを求めるにあたって掘削ラインＬの法線と掘削線Ｙ１との交点と、掘削線Ｙ１との最短距離との平均値を半径ｒとしても良い。さらに、第１の領域Ａ１は円でなくても矩形や多角形などに設定しても良い。

【0057】

なお、発破後の地山の掘削線Ｙ１が、設計上あらかじめ定められた掘削ラインＬから外側に位置する場合には、余分に掘削された部分、すなわち余掘が発生している。他方、発破後の地山の掘削線Ｙ１が、設計上あらかじめ定められた掘削ラインＬから内側に位置する場合には、掘削が足りなかった部分、すなわちアタリが発生した部分となる。
図５の説明に戻る。

【0058】

モデル生成部５０４は、第１の入力データおよび第１の出力データ基づいて機械学習を実行し、少なくとも切羽Ｒに穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および穿孔に装填された爆薬の量と、穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成する。モデル生成部５０４は、例えば、ニューラルネットワークを用いた教師あり学習を実行する。

【0059】

図７は、ニューラルネットワークを用いた機械学習の一例を説明する図である。ニューラルネットワークＮＮは、入力層と、中間層と、出力層とを備えている。入力層、中間層、および出力層はそれぞれ、複数のニューロンＮを備えている。図７に示す例では、中間層は、単層構造となっているが、中間層は多層構造であってもよい。

【0060】

入力層のニューロンＮには、第１の入力データが入力される。また、入力層のニューロンＮから出力される出力値には、重みが乗算されて中間層のニューロンＮに入力される。中間層のニューロンＮには伝達関数が設定されており、中間層からは伝達関数を通した出力値が出力される。中間層から出力される出力値にはさらに重みが乗算されて出力層のニューロンＮに入力される。出力層の各ニューロンＮからは出力結果が出力される。

【0061】

出力層の各ニューロンＮから出力された出力結果は、第１の出力データに近づくように、例えば、誤差逆伝播法により中間層の重みが調整される。すなわち、各ニューロンＮに入力されるデータに乗算される各重みを最適解に近づけるように機械学習が行われる。

【0062】

モデル記憶部５０５は、モデル生成部５０４によって生成された学習済みモデルを記憶する。

【0063】

出力部５０６は、モデル記憶部５０５に記憶された学習済みモデルを出力する。出力部５０６は、例えば、通信回線３を介して発破パターン管理装置２に学習済みモデルを送信する。

【0064】

次に、発破情報処理装置５で実行される処理の流れについて説明する。

【0065】

図８は、発破情報処理装置５が実行する処理の流れの一例について説明する図である。まず、受付部５０１が各種データを受け付ける（ステップＳ１）。上述したように、各種データには、発破パターンを示すデータ、穿孔エネルギーを示すデータ、および発破後の地山の形状を示すデータが含まれる。

【0066】

次に、第１の入力データ取得部５０２が第１の入力データを取得する（ステップＳ２）。第１の入力データとは、少なくとも切羽Ｒの外周縁部に形成される第１の穿孔Ｈ１が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量を示すデータである。

【0067】

次に、第１の出力データ取得部５０３が第１の出力データを取得する（ステップＳ３）。第１の出力データは、第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬が爆発することによって形成された第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさを示すデータである。

【0068】

次に、モデル生成部５０４が機械学習を実行することにより学習済みモデルを生成する（ステップＳ４）。学習済みモデルは、少なくとも切羽Ｒに第１の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および第１の穿孔に装填された爆薬の量と、第１の穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す。

【0069】

次に、モデル記憶部５０５が学習済みモデルを記憶する（ステップＳ５）。

【0070】

最後に、出力部５０６がモデル記憶部５０５に記憶された学習済みモデルを出力し（ステップＳ６）、処理を終了する。

【0071】

以上説明したように、発破情報処理装置５が、少なくとも切羽Ｒの外周縁部に形成される第１の穿孔Ｈ１が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第１の入力データとして取得する第１の入力データ取得部５０２と、第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬が爆発することによって形成された第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第１の出力データとして取得する第１の出力データ取得部５０３と、第１の入力データおよび第１の出力データ基づいて機械学習を実行し、第１の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および第１の穿孔に装填された爆薬の量と、第１の穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成するモデル生成部５０４と、を備える。

【0072】

したがって、発破情報処理装置５は、切羽全体ではなく穿孔ごとに入力データを出力データが得られるため、発破パターンを設定するために利用される学習モデルを生成するための教師データを容易にかつ多数収集することが可能となり、収集された教師データを利用して機械学習を実行することができる。その結果、発破情報処理装置５は、少なくとも切羽Ｒに第１の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および第１の穿孔に装填された爆薬の量と、第１の穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを容易に生成することができる。

【0073】

なお、出力部５０６によって出力された学習済みモデルは、例えば、発破パターン管理装置２において、発破パターンの最適設計に用いられる。例えば、切羽Ｒに穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および穿孔に装填された爆薬の量と、穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関に基づいて、穿孔位置および爆薬の装填量の最適化を図ることができる。その結果、掘削に係るコストの削減を図ることができる。さらに、発破後の切羽形状を設計形状に近づけることができる。

【0074】

上述した実施形態では、第１の入力データ取得部は、第１の穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および第１の穿孔に装填された爆薬の量を第１の入力データとして取得するがこれに限られない。第１の入力データ取得部は、さらに、第１の穿孔の深さ（穿孔長）を示す情報を第１の入力データとして取得してもよい。この場合、一掘進長を変更した場合にも対応することができ、モデル生成部は、切羽に穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、穿孔の深さ、および穿孔に装填された爆薬の量と、穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成する。

【0075】

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態を図９及び図１０と共に説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。

【0076】

第２の実施形態では、発破情報処理装置５が、さらに、他の入力データおよび他の出力データを利用して機械学習を実行する。

【0077】

図９は、発破情報処理装置５の機能の一例について説明するブロック図である。図９に示す発破情報処理装置５は、図５に示す発破情報処理装置５が備える機能に加え、さらに、第２の入力データ取得部５１１、算出部５１２および第２の出力データ取得部５１３を備える。第２の入力データ取得部５１１、算出部５１２および第２の出力データ取得部５１３は、ＣＰＵ５１が、ＲＯＭ５３に記憶されているシステムプログラムならびに不揮発性メモリ５５に記憶されている機械学習プログラム、および各種データを用いて演算処理を実行することにより実現される。

【0078】

受付部５０１は、例えば、発破パターン管理装置２から通信回線３を介して、発破パターンを示すデータ、および各穿孔に装填された爆薬の量の実測値を示す情報を受け付ける。また、受付部５０１は、穿孔機１から、各穿孔をあける際に消費される穿孔エネルギーを示すデータを受け付ける。また、受付部５０１は、形状測定器４から発破後の形状を示すデータを受け付ける。

【0079】

第１の入力データ取得部５０２は、受付部５０１が受け付けたデータから、少なくとも切羽Ｒの外周縁部に形成される第１の穿孔Ｈ１が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第１の入力データとして取得する。第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量とは、第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量の実測値である。

【0080】

第１の入力データは、少なくとも一の第１の穿孔Ｈ１が穿孔されるときに消費される穿孔エネルギーを示すデータと、一の第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬の量を示すデータとのデータセットである。第１の入力データには、複数の第１の穿孔Ｈ１のそれぞれに対応する複数のデータセットが含まれる。

【0081】

第２の入力データ取得部５１１は、切羽Ｒに形成される、第１の穿孔Ｈ１とは異なる第２の穿孔Ｈ２が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および第２の穿孔Ｈ２に装填された爆薬の量を各穿孔ごとに第２の入力データとして取得する。第２の穿孔Ｈ２に装填された爆薬の量とは、第２の穿孔Ｈ２に装填された爆薬の量の実測値である。

【0082】

第２の入力データは、少なくとも一の第２の穿孔Ｈ２が穿孔されるときに消費される穿孔エネルギーを示すデータと、一の第２の穿孔Ｈ２に装填された爆薬の量を示すデータとのデータセットである。第２の入力データには、複数の第２の穿孔Ｈ２のそれぞれに対応する複数のデータセットが含まれる。

【0083】

第１の出力データ取得部５０３は、第１の実施形態と同様に、第１の穿孔Ｈ１に装填された爆薬が爆発することによって形成された第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさを各穿孔ごとに第１の出力データとして取得する。

【0084】

算出部５１２は、受付部５０１が受け付けた発破後の地山の形状を示すデータに基づいて、第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさと第１の領域Ａ１の軸方向の長さとの比を算出する。ここで、第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさは、第１の実施形態と同様に、第１の穿孔Ｈ１の中心から発破後の地山の掘削線Ｙ１までの距離を半径ｒとする円の大きさである。また、第１の領域Ａ１の軸方向の長さについては以下に詳述する。

【0085】

図１０は、第１の領域Ａ１の軸方向の長さを説明する図である。図１０の上の図は発破後の地山の平面図、図１０の下の図は発破後の地山の正面図である。破線は一掘進長における設計上あらかじめ定められた掘削ラインＬを示している。斜線のハッチングが施された部分は、発破によって掘削された領域を示している。発破によって掘削された領域において、側面を形成する掘削線をＹ１、新たな切羽Ｒを形成した掘削線をＹ２で示している。斜線が交差するハッチングが施された部分は、複数の第１の領域Ａ１のうちの一の第１の領域Ａ１を示している。

【0086】

一の第１の領域Ａ１の軸方向の長さは、発破前の切羽Ｒの第１の穿孔Ｈ１の開口部の位置Ｐ１と、第１の穿孔Ｈ１の中心軸と発破後の地山の掘削線Ｙ２（切羽Ｒ）とが交わる位置Ｐ２との間の距離で表すことができる。この第１の領域Ａ１の軸方向の長さのうち第１の穿孔Ｈ１内の先端Ｐ０まで爆薬が装薬されているので開口部の位置Ｐ１から先端Ｐ０までの領域については、先の第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさに係る発破による掘削された部分といえるので、第１の領域Ａ１の軸方向の長さの発破による掘削は、開口部の位置Ｐ１から先端Ｐ０までの領域を控除して、第１の穿孔Ｈ１の先端Ｐ０から発破後の地山の掘削線Ｙ２とまで行われたといえる。
この第１の穿孔Ｈ１の先端Ｐ０から発破後の地山の掘削線Ｙ２まで距離を、第１の領域Ａ１の軸方向の長さとして、第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさとの比の算出に用いる。なお、先端Ｐ０の位置は、例えば、穿孔の位置と穿孔長さから把握することができる。

【0087】

具体的な、第１の穿孔Ｈ１の先端Ｐ０から発破後の地山の掘削線Ｙ２までの距離は、第１の穿孔Ｈ１の先端Ｐ０から第１の穿孔Ｈ１の中心軸と発破後の地山の掘削線Ｙ２（切羽Ｒ）とが交わる位置Ｐ２までの距離としている。しかしながら、これに限られず、例えば、第１の穿孔Ｈ１の先端０から発破後の地山の掘削線Ｙ２（切羽Ｒ）上の点のうち最短距離のものまでを第１の領域Ａ１の軸方向の長さとして、算出に用いるようにしても良い。

【0088】

第１の穿孔Ｈ１が複数ある場合、算出部５１２は、各穿孔ごとに、第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさと第１の領域Ａ１の軸方向の長さとの比を算出する。なお、算出部５１２は、各第１の穿孔Ｈ１について算出された比の平均値を算出してもよい。

【0089】

算出部５１２は、算出された比、及び第２の穿孔Ｈ２に装填された爆薬が爆発することによって形成された第２の領域の軸方向の長さと基づいて第２の領域の軸方向に垂直な断面の大きさを算出する。

【0090】

ここで、第２の領域Ａ２の軸方向に垂直な断面の大きさの算出方法について説明する。第２の領域Ａ２の大きさについては、トンネル外周縁部ではないので、軸方向の長さ（第１の穿孔Ｈ１と同様に、第２の穿孔Ｈ２の先端Ｐ０から第２の穿孔Ｈ２の中心軸と発破後の地山の掘削線Ｙ２（切羽Ｒ）とが交わる位置Ｐ２までの距離）については測定から把握できるが、軸方向に垂直な断面の大きさについては、第１の領域Ａ１の大きさとは異なり把握することが難しい。一方、穿孔に装填された爆薬の爆発力は穿孔の軸方向の各点において全方向にほぼ均等に及ぶと想定すると、爆薬が爆発することによって形成される領域の軸方向の長さ（穿孔の先端Ｐ０から穿孔の中心軸と発破後の地山の掘削線Ｙ２とが交わる位置Ｐ２までの距離）と軸に垂直な方向の長さと相関性があると想定される。すなわち、軸方向の切羽Ｒが爆発によって大きく掘削されているのであれば、軸に垂直な方向の地山も大きく掘削されると考えられる。

【0091】

したがって、第２の領域Ａ２の軸方向に垂直な断面の大きさは、第２の領域Ａ２の軸方向の長さ（第２の穿孔Ｈ２の先端Ｐ０から発破後の地山の掘削線Ｙ２までの距離）と、先に述べた第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさ（第１の穿孔Ｈ１の中心から発破後の地山の掘削線Ｙ１までの距離）と軸方向の長さ（第１の穿孔Ｈ１の先端Ｐ０から発破後の地山の掘削線Ｙ２まで距離）との比に基づいて算出することができる。つまり、算出部５１２によって取得される第２の領域Ａ２の軸方向に垂直な断面の大きさは、実際の計測値ではなく、第２の領域Ａ２の軸方向の長さと、第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさと軸方向の長さとの比に基づいて算出される推定値である。なお、第２の領域Ａ２の軸方向に垂直な断面の大きさを算出するにあたって、採用する第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさと軸方向の長さ比は、例えば、当該第２の領域Ａ２にもっとも近い第１の領域Ａ１のものを用いても良いし、当該第２の領域Ａ２から所定の範囲内に含まれる複数の第１の領域Ａ１のものを平均したものを用いても良いし、全ての複数の第１の領域Ａ１のものを平均したものを用いても良い。

【0092】

第２の出力データ取得部５１３は、第２の穿孔Ｈ２に装填された爆薬が爆発することによって形成された第２の領域の軸方向の長さ、および第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさと軸方向の長さとの比に基づいて算出された第２の領域Ａ２の軸方向に垂直な断面の大きさを第２の出力データとして取得する。

【0093】

モデル生成部５０４は、第１の入力データおよび第１の出力データと、さらに、第２の入力データおよび第２の出力データに基づいて機械学習を実行し、切羽Ｒに穿孔される穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および穿孔に装填された爆薬の量と、穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す、すなわち、第１の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および第１の穿孔に装填された爆薬の量と、第１の穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関に加えて、第２の穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および第２の穿孔に装填された爆薬の量と、第２の穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成する。

【0094】

以上説明したように、発破情報処理装置５は、切羽Ｒに形成される、第１の穿孔Ｈ１とは異なる第２の穿孔Ｈ２が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および第２の穿孔Ｈ２に装填された爆薬の量を第２の入力データとして取得する第２の入力データ取得部５１１と、第２の穿孔Ｈ２に装填された爆薬が爆発することによって形成された第２の領域の軸方向の長さ、および第１の領域Ａ１の軸方向に垂直な断面の大きさと軸方向の長さとの比に基づいて算出された第２の領域Ａ２の軸方向に垂直な断面の大きさを第２の出力データとして取得する第２の出力データ取得部５１３と、をさらに備え、モデル生成部５０４は、さらに、第２の入力データおよび第２の出力データに基づいて機械学習を実行し、切羽Ｒに穿孔を穿孔したときに消費される穿孔エネルギー、および穿孔に装填された爆薬の量と、穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成する。

【0095】

したがって、発破情報処理装置５は、発破パターンを設定するために利用される学習モデルを生成するための教師データをさらに容易に収集することができ、穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関に基づいて、穿孔位置および爆薬の装填量の最適化を図ることができる。

【0096】

〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。

【0097】

本実施形態では、入力データ取得部は、穿孔が穿孔されたときに消費される穿孔エネルギー、および穿孔に装填された爆薬の量を入力データとして取得する。しかし、これに限られず、入力データ取得部は、さらに、穿孔の深さ（穿孔長さ）を示す情報を入力データとして取得してもよい。また、他のデータとして爆薬の種類や穿孔の径などの情報を入力データとして取得するようにしても良い。この場合、モデル生成部は、これらを含んだ情報と、穿孔に装填された爆薬が爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成する。また、さらに他の入力データとして、穿孔位置の岩質、亀裂密度、湧水圧などの情報を取得するようにし、これらを含んだ情報と、爆発することによって形成される領域の大きさとの相関を示す学習済みモデルを生成するようにしても良い。

【0098】

本実施形態では、全断面の発破工法であったが、これに限られず補助ベンチ付き全断面工法や上部半団円工法などにも適用しても良い。

【0099】

いずれの実施形態における各技術的事項を組み合わせて実施例としても良い。

【符号の説明】

【0100】

１ 穿孔機
２ 発破パターン管理装置
３ 通信回線
４ 形状測定器
５ 発破情報処理装置
５１ ＣＰＵ
５２ バス
５３ ＲＯＭ
５４ ＲＡＭ
５５ 不揮発性メモリ
５６ 入出力インタフェース
５０１ 受付部
５０２ 第１の入力データ取得部
５０３ 第１の出力データ取得部
５０４ モデル生成部
５０５ モデル記憶部
５０６ 出力部
５１１ 第２の入力データ取得部
５１２ 算出部
５１３ 第２の出力データ取得部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】