JPH0214639B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0214639B2 JPH0214639B2 JP14482282A JP14482282A JPH0214639B2 JP H0214639 B2 JPH0214639 B2 JP H0214639B2 JP 14482282 A JP14482282 A JP 14482282A JP 14482282 A JP14482282 A JP 14482282A JP H0214639 B2 JPH0214639 B2 JP H0214639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blasting
- destroyed
- slow
- explosives
- crushing agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)
Description
本発明は岩盤、コンクリート構造物等の被破壊
物を破壊するに際し、爆薬と緩性破砕剤とを併用
することにより発破振動、発破騒音、飛石等の発
破公害を抑制し、かつ経済的に有利な無公害発破
工法に関するものである。 従来岩盤やコンクリート構造物等を破壊する場
合には、当該被破壊物をさく岩機等の穿孔機械に
より穿孔し、この孔に適量のダイナマイト等の爆
薬を装填し爆破する一般に爆薬を用いて破壊工法
や、大きな鉄球を重機で操作し衝撃を被破壊物に
与えて破壊する工法、更にはロツクブレーカー等
の重機により直接被破壊物を破壊する工法等が実
施されている。更には最近コンクリート被破器が
制御発破用爆薬（例えば商品名「アーバナイト」
日本油脂社製）といつた爆薬・火薬の力を充分抑
制した威力の弱い発破工法や、硅酸塩と膨張剤と
主成分とするものや膨張性セメント系等を緩性破
砕剤（膨張性破砕剤とも呼ばれる。例えば商品名
「カームマイト」日油技研工業社製）として用い
てその長時間にわたつて発生する膨張力を利用し
て被破壊物を破壊する工法が実施されている。然
し乍ら、これらの工法は何れもそれぞれ下記に述
べるような欠点があり、その改善が求められてい
る。 即ち、一般の爆薬を用いる破壊工法、所謂一般
の発破工法は、爆薬のもつ爆発エネルギーが非常
に大きいため特に市街地の発破においては薬量算
定の僅かな誤りが飛石の原因となる可能性が大き
く、発破作業従事者の高度な熟練者が必要とされ
るし、また発破の際に発生する発破振動、騒音は
相当大きくなる欠点を有していた。また、鉄球と
重機との組合せやロツクブレーカーを用いる工法
は大きな装置を必要とし、かつ、労力を多く必要
とするので作業コストが高くなり更に作業の際高
い金属音の騒音が発生し、しかも作業が長時間に
わたるため、周囲を与える悪影響は非常に大であ
つた。一方、火薬力を抑制した威力の弱い爆薬を
用いる発破工法は、装薬量算定には熟練し、また
被破壊物の状況、例えば亀裂が多い場合とか、最
少抵抗線長が短かい場合には思わぬ飛石事故の原
因となる欠点があつた。更には、被破壊物を充分
に破壊する工法には、ある程度の発破振動、騒音
の発生は防ぎ得なかつた。 これらの工法に比べると、例えば硅酸塩と膨張
剤とを主成分とする緩性破砕剤を用いる工法は、
発破振動、発破騒音、飛石等の発生を完全に抑制
することができる。 これは緩性破砕剤による破砕が単にその固結時
に発生する体積膨張によるエネルギーに依存する
ためで、この発生エネルギーは爆薬等によるもの
と比較すれば余りに小さいことによるためであ
る。一方、このような低エネルギーの故に被破壊
物を破砕するためには、多量の緩性破砕剤を必要
とするため、コストが高くなる。（通常、装薬量
は爆薬の場合の60〜200倍必要である。）。また、
破壊エネルギーが非常に小さい故に自由面の少な
い岩盤等の破壊が要求される場合（発破でいえば
盤下げ発破や隧道発破などの一自由画発破）に
は、破壊効果が殆んど期待できない欠点がある。 以上のことから明らかなように、従来の岩盤又
はコンクリート構造物を破壊する工法は、発破能
力の大きい火薬を用いれば容易に被破壊物を破壊
できるけれど、作業場の四囲に発破振動、発破騒
音を与え、かつ、飛石の危険が大きく、これら欠
点を排除するため緩性破砕剤を用いいる工法はそ
の作業場の四囲に発破振動及び発破騒音を与え
ず、かつ、飛石の危険は絶無といえるが、多量の
緩性破砕剤を使用するので、コスト高となるばか
りでなく、破壊力が弱いので状況いかんによつて
被破壊物を破壊できない場合も生ずる。 本発明らは四囲に発破振動や発破騒音を与え
ず、また、飛石の危険を伴なわず、かつ破壊能力
が大きく、コストが低廉な発破方法を提供するよ
う研究した結果下記の知見を得て本発明を完成す
るにいたつた。 一般的な爆薬の爆発に伴なう破壊について考え
てみると、爆薬が爆発した瞬間、爆薬近傍には爆
発に伴なう高い温度（3000〜4000〓）と衝撃波に
よる高い圧力（数＋Kbar〜300Kbar）が作用す
る。この高温・高圧の作用エネルギーにより爆薬
近傍の被破壊物は瞬時に溶融圧砕されてしまう
が、この初期エネルギーは急激に減衰し、衝撃波
は圧縮波として被破壊物中に伝播していくが、こ
の圧縮波面に直交する方向に引張応力が作用す
る。岩石やコンクリートは圧縮強度が大きい割に
引張強度は小さく、この爆発に伴なう圧縮波によ
つて生ずる引張応力が被破壊物の引張強度より大
きい場合には圧縮波の進行方向に亀裂を生じ（塑
性変形）、引張強度より小さくなつた時点でこの
圧縮波は弾性波として、被破壊物中を伝播してい
く。一方爆発反応に伴ない爆薬は多量のガスを発
生し、このガスの膨張に伴ない被破壊物には静的
なガス圧力が作用し、その圧力PSはAbel−
Nobelの状態方程式 PS＝ｆ・Ｗ／Ｖ−α・Ｗ ｆ：爆薬の火薬力（−Kg／cm2／Kg） Ｗ：爆薬の薬量（Kg） Ｖ：装薬孔体積（） α：コポリウム（） で示される高い圧力（数百bar−数万bar）とな
る。この圧力が同様に被破壊物に作用し、亀裂を
更に拡げて被破壊物を終には破壊する。 これに対し、緩性破砕剤を用いる工法は例えば
硅酸塩を主体とする無機化合物にもう一方の主成
分である膨張剤を混合した膨張性物質に水を加え
ることによる水和反応に伴なう体積膨張により発
生する膨張圧（圧縮力）により被破壊物を破壊し
ようとする考え方に立つている。この場合体積膨
張は高々２倍程度であり、被破壊物に作用すする
膨張圧も高々400barと小さく、爆薬の爆発に伴
なつて作用する圧力と比較すると非常に小さい。
従つて、膨張圧の作用により発生する圧縮応力及
びこれに直交する方向に発生する引張応力はとも
に小さく、その作用範囲も小さい。このため引張
強度の大きい岩石に対しては殆んど亀裂を伸長さ
せる効果は期待できず、また引張強度の弱い被破
壊物でも最小抵抗線長の大きい場合には亀裂の生
長は途中でとまつてしまう現象を生ずる。これを
補うために最少抵抗線長を短かくし（いいかえれ
ば自由面を多くとり）、しかも装薬孔間を密にと
つた装薬孔の配置を採用する必要があり、被破壊
物単位体積あたり薬量は非常に大きくなる。然も
前述のように、この場合は自由面が多い場合の標
準的考え方で、一自由面（例えば盤下げ工法や隧
道掘削工法）の場合には周囲の拘束力が強過ぎ
て、せいぜい装薬孔の口元周辺に若干の亀裂が生
ずる程度で期待される亀裂の生長、破砕面の移動
等の効果は得られない。 然し乍ら緩性破砕剤の膨張により発生した膨張
圧は周囲の被破壊物に対し、圧縮応力及びこれに
直交する方向の引張応力を与え、反応が充分終了
した時点でも、これらの応力は残存応力として被
破壊物中に作用している。この残存応力が被破壊
物に作用しているということはそれだけ被破壊物
は他の破壊エネルギーに対し脆くなつているとい
うことで、通常の破壊エネルギーを必要としない
でも容易に破壊することが可能となる。 本発明者らは、この点に注目し、種々行なわれ
ている従来工法の長所・短所を解析した結果をも
とに、緩性破砕剤と爆薬とを併合して用い、より
有効に被破壊物を破壊しうる工法を見い出し本発
明を完成した。 即ち、本発明の要旨は被破壊物に複数個の装填
孔を穿孔、その１個以上の装填孔にには少量の爆
薬を装填し、さらに填塞材を填塞し、残部の装填
孔には緩性破砕剤を装填し、ついで前記緩性破砕
剤に水和反応を生じさせ、該水和反応による膨張
圧が被破壊物に加わつてからさらに前記爆薬を爆
発させて被破壊物を破壊する発破工法である。 即ち、本発明は既述のように被破壊物に残存応
力ないしは緩性破砕剤による膨張圧力が被破壊物
に作用していく過程で少量の爆薬を爆発させて、
これにより被破壊物に作用している引張応力を助
長させてやり、被破壊物の引張強度以上の力を与
える技術思想に基づく工法である。この工法によ
り亀裂は容易に生長し、パワーシヨベルやリツパ
ー等の大型機器により容易に被破壊物を破壊除去
することが可能となる。 装填孔の孔径、深さ、隣接する装填孔間の距
離、列間距離等は被破壊物の物理的性質、火薬の
性能及び緩性破砕剤の性能などによつて総合的に
その最適条件は定められている。 本発明に用いる爆薬の量は、緩性破砕剤により
破壊対象物内に作用している引張応力を若干助長
させるだけのエネルギーを与えるに充分なもので
よく、例えば通常の発破の際に用いられるハウザ
ーの薬量算定式 Ｌ＝CW3 Ｌ：薬量（Kg） Ｗ：最少抵抗線長（ｍ） Ｃ：薬量原単位（Kg／m3） におけるＣの値が被破壊物が中硬岩の場合、被破
壊物に簡単な亀裂を発生させる場合でも最低0.1
（Kg／m3）程度は必要であるのに対し、0.02〜
0.05（Kg／m3）程度で充分であり、このため、飛
石事故を起り得ないし、多数の装填孔群の孔間隔
５も50cm〜100cm程度の等間隔にとることが可能
である。 填塞材には、砂、石、等の慣用のものが用いら
れる。 本発明に用いる緩性破砕剤としては、水を加え
ることによつて水和膨張しその膨張圧によつて破
砕作用を行なうものであつて、例えば日油技研工
業社製商品名「カームマイト」、小野田セメント
社製商品名「プライスター」等の従来既知の緩性
破砕剤はすべて使用することができる。かかる緩
性破砕剤の成分は、例えば硅酸三カルシウムのよ
うな硅酸塩と酸化カルシウムのような膨張剤とを
主成分とするものや、一般に膨張性セメントと呼
ばれる、例えば石灰系、カルシウムスルフオアル
ミネート系、仮焼ドロマイン系、マグネシア系、
普通ポルトランドセメント−高炉スラグ−ボ−キ
サイト−石こう系、アルミナセメント−石灰−石
こう系、カルシウムアルミネート−石灰−石こう
系等である。 本発明に用いる爆薬としては、通常の発破に用
いられる工業用爆薬のすべてを用いることができ
る。 次に本発明の実施態様を図について説明する。
第１図は本発明の工法によつて盤下げ破砕を行な
つた場合の穿孔、装薬パターンの一実施態様を示
す縦断面図であり、第２図はその平面図である。
岩盤１の一自由面に対し垂直方向に穿孔した複数
個の装填孔２1，２1′，２1″……及び２2，２2′，２
2″を碁盤目状に穿孔し、その装填孔の一部２2，
２2″……の底部に爆薬３の少量を装填し、さらに
爆薬３の上に填塞材４を積層する。装填孔のうち
火薬を装填しない残部の装填孔２1，２1′，２1″…
…及び２2′……に緩性破砕剤５を装填する。 本発明の方法によつて発破するには、緩性破砕
剤を装填してから６〜24時間後緩性破砕剤の水和
反応による水和膨張圧が十分に岩盤に作用した時
点で、爆薬３の雷管を作動させればその爆発によ
る破壊エネルギーにより既に被破壊物１３内に作
用している緩性破砕剤３の水和反応に伴なう膨張
圧により発生している引張応力を助長せしめ、被
破壊物１３の引張強度以上の応力として被破壊物
１３内に多数の亀裂を発生せしめる。このことに
より、被破壊物１３は、パワーシヨベルやリツパ
ー等（又はロツクブレーカーでもよい）の重機操
作で簡単に破砕除去することができる。 本発明による工法は、緩性破砕剤の水和反応の
膨張圧による作用応力を火薬の爆発力とを有効に
結合させた工法で、単なる爆薬の単一利用に伴な
つた発生する騒音や、振動を極端に抑制し、飛石
の危険を回避し得たばかりでなく、緩性破砕剤の
単独使用の場合のように多量の緩性破砕剤を多く
使用しないので異常なコスト高を抑制することが
可能である。 次に本発明を実施例について具体的に説明す
る。 実施例 １ （盤下げ発破） 第１図及び第２図に示すような穿孔・装薬パタ
ーンで以下に示す方法により岩盤に発破を実施し
た。 亀裂が少ない花崗岩からなる岩盤に、穿孔径38
mm、穿孔深さ80cmの垂直孔を穿孔間隔60cmの碁盤
の目状とした５孔配列して25本穿孔した。そのう
ち、前記碁盤形の中心孔、その各頂点及び外周部
の各辺中心孔の９孔には夫々30グラムの雷管付き
３号桐ダイナマイトを孔底に装填した後、砂を填
塞材として填塞した。他の16孔には緩性破砕剤
（商品名「カームマイト」、日油技研工業社製）を
夫々１キログラムづつ充分に水に浸漬せしめたも
のを装填した。装填終了後16時間経過した時点
で、発破器を用いいて９孔の雷管に通電３号桐ダ
イナマイトを爆発させ、下記の測定方法発破騒音
及び発破振動を測定した。発破後の岩盤は完全に
破壊され、パワーシヨベルで容易に処理できるほ
ど破砕されてた。表１に発破の条件と結果を示
す。 （発破騒音の測定方法） 発破地点から20ｍ及び100ｍの距離に、騒音計
（普通騒音計、RION社製、型式NA−09、測定範
囲30〜130dB）を設置し、騒音計で測定された音
圧レベル（dB）をレベルレコーダ（RION社製、
型式LR−04）により記録して計測する。 （発破振動の測定方法） 前記と同じ距離に受振計（Geo−Space社製、
速度計GSC−11D）を設置し、検知された振動を
電気量に変換し、増幅器（共和電業社製、直流増
幅器CG−6C）で増幅して、記録計（共和電業社
製、電磁オシログラフ、RMS−11L、PC）で記
録し、計測する。 比較例 １ （盤下げ破壊） 第３図に示すような穿孔・装薬パターンで緩性
破砕剤のみを用いて実施例１に用いたのと同じよ
うな花崗岩を表１に示す条件で破砕した。結果を
表１に示す。 比較例 ２ （盤下げ発破） 第１図及び第２図に示すような穿孔・装薬パタ
ーンで制御発破用爆発（商品名「アーバーナイ
ト」、日本油脂社製）のみを用いて実施例１に用
いたのを同じような岩盤を表１に示す条件で破砕
した。結果を表１に示す。 表１において、緩性破砕剤単独の場合（比較例
１）は、特に必抜き部の負荷が多いため薬量原単
位が多くなつており、本発明の工法（実施例１）
の場合の約12倍の薬量を必要としている。制御発
破用爆薬を用いた場合（比較例２）は、亀裂を入
れるだけの発破で本発明の工法の場合の約1/20の
総薬量である。しかしながら本発明の工法に比べ
振動・騒音が大である。この結果からみると本発
明の工法は、緩性破砕剤単独の場合に比較して破
砕量も大きく、非常に有効であることが明確であ
り、また使用する爆薬量は少なくてすみ、従つて
制御発破用爆薬より発破振動、騒音も小さく、前
記の発破係数Ｃの値が小さいことから考えて、飛
石の恐れもなく、いわゆる無公害発破工法といえ
る。
物を破壊するに際し、爆薬と緩性破砕剤とを併用
することにより発破振動、発破騒音、飛石等の発
破公害を抑制し、かつ経済的に有利な無公害発破
工法に関するものである。 従来岩盤やコンクリート構造物等を破壊する場
合には、当該被破壊物をさく岩機等の穿孔機械に
より穿孔し、この孔に適量のダイナマイト等の爆
薬を装填し爆破する一般に爆薬を用いて破壊工法
や、大きな鉄球を重機で操作し衝撃を被破壊物に
与えて破壊する工法、更にはロツクブレーカー等
の重機により直接被破壊物を破壊する工法等が実
施されている。更には最近コンクリート被破器が
制御発破用爆薬（例えば商品名「アーバナイト」
日本油脂社製）といつた爆薬・火薬の力を充分抑
制した威力の弱い発破工法や、硅酸塩と膨張剤と
主成分とするものや膨張性セメント系等を緩性破
砕剤（膨張性破砕剤とも呼ばれる。例えば商品名
「カームマイト」日油技研工業社製）として用い
てその長時間にわたつて発生する膨張力を利用し
て被破壊物を破壊する工法が実施されている。然
し乍ら、これらの工法は何れもそれぞれ下記に述
べるような欠点があり、その改善が求められてい
る。 即ち、一般の爆薬を用いる破壊工法、所謂一般
の発破工法は、爆薬のもつ爆発エネルギーが非常
に大きいため特に市街地の発破においては薬量算
定の僅かな誤りが飛石の原因となる可能性が大き
く、発破作業従事者の高度な熟練者が必要とされ
るし、また発破の際に発生する発破振動、騒音は
相当大きくなる欠点を有していた。また、鉄球と
重機との組合せやロツクブレーカーを用いる工法
は大きな装置を必要とし、かつ、労力を多く必要
とするので作業コストが高くなり更に作業の際高
い金属音の騒音が発生し、しかも作業が長時間に
わたるため、周囲を与える悪影響は非常に大であ
つた。一方、火薬力を抑制した威力の弱い爆薬を
用いる発破工法は、装薬量算定には熟練し、また
被破壊物の状況、例えば亀裂が多い場合とか、最
少抵抗線長が短かい場合には思わぬ飛石事故の原
因となる欠点があつた。更には、被破壊物を充分
に破壊する工法には、ある程度の発破振動、騒音
の発生は防ぎ得なかつた。 これらの工法に比べると、例えば硅酸塩と膨張
剤とを主成分とする緩性破砕剤を用いる工法は、
発破振動、発破騒音、飛石等の発生を完全に抑制
することができる。 これは緩性破砕剤による破砕が単にその固結時
に発生する体積膨張によるエネルギーに依存する
ためで、この発生エネルギーは爆薬等によるもの
と比較すれば余りに小さいことによるためであ
る。一方、このような低エネルギーの故に被破壊
物を破砕するためには、多量の緩性破砕剤を必要
とするため、コストが高くなる。（通常、装薬量
は爆薬の場合の60〜200倍必要である。）。また、
破壊エネルギーが非常に小さい故に自由面の少な
い岩盤等の破壊が要求される場合（発破でいえば
盤下げ発破や隧道発破などの一自由画発破）に
は、破壊効果が殆んど期待できない欠点がある。 以上のことから明らかなように、従来の岩盤又
はコンクリート構造物を破壊する工法は、発破能
力の大きい火薬を用いれば容易に被破壊物を破壊
できるけれど、作業場の四囲に発破振動、発破騒
音を与え、かつ、飛石の危険が大きく、これら欠
点を排除するため緩性破砕剤を用いいる工法はそ
の作業場の四囲に発破振動及び発破騒音を与え
ず、かつ、飛石の危険は絶無といえるが、多量の
緩性破砕剤を使用するので、コスト高となるばか
りでなく、破壊力が弱いので状況いかんによつて
被破壊物を破壊できない場合も生ずる。 本発明らは四囲に発破振動や発破騒音を与え
ず、また、飛石の危険を伴なわず、かつ破壊能力
が大きく、コストが低廉な発破方法を提供するよ
う研究した結果下記の知見を得て本発明を完成す
るにいたつた。 一般的な爆薬の爆発に伴なう破壊について考え
てみると、爆薬が爆発した瞬間、爆薬近傍には爆
発に伴なう高い温度（3000〜4000〓）と衝撃波に
よる高い圧力（数＋Kbar〜300Kbar）が作用す
る。この高温・高圧の作用エネルギーにより爆薬
近傍の被破壊物は瞬時に溶融圧砕されてしまう
が、この初期エネルギーは急激に減衰し、衝撃波
は圧縮波として被破壊物中に伝播していくが、こ
の圧縮波面に直交する方向に引張応力が作用す
る。岩石やコンクリートは圧縮強度が大きい割に
引張強度は小さく、この爆発に伴なう圧縮波によ
つて生ずる引張応力が被破壊物の引張強度より大
きい場合には圧縮波の進行方向に亀裂を生じ（塑
性変形）、引張強度より小さくなつた時点でこの
圧縮波は弾性波として、被破壊物中を伝播してい
く。一方爆発反応に伴ない爆薬は多量のガスを発
生し、このガスの膨張に伴ない被破壊物には静的
なガス圧力が作用し、その圧力PSはAbel−
Nobelの状態方程式 PS＝ｆ・Ｗ／Ｖ−α・Ｗ ｆ：爆薬の火薬力（−Kg／cm2／Kg） Ｗ：爆薬の薬量（Kg） Ｖ：装薬孔体積（） α：コポリウム（） で示される高い圧力（数百bar−数万bar）とな
る。この圧力が同様に被破壊物に作用し、亀裂を
更に拡げて被破壊物を終には破壊する。 これに対し、緩性破砕剤を用いる工法は例えば
硅酸塩を主体とする無機化合物にもう一方の主成
分である膨張剤を混合した膨張性物質に水を加え
ることによる水和反応に伴なう体積膨張により発
生する膨張圧（圧縮力）により被破壊物を破壊し
ようとする考え方に立つている。この場合体積膨
張は高々２倍程度であり、被破壊物に作用すする
膨張圧も高々400barと小さく、爆薬の爆発に伴
なつて作用する圧力と比較すると非常に小さい。
従つて、膨張圧の作用により発生する圧縮応力及
びこれに直交する方向に発生する引張応力はとも
に小さく、その作用範囲も小さい。このため引張
強度の大きい岩石に対しては殆んど亀裂を伸長さ
せる効果は期待できず、また引張強度の弱い被破
壊物でも最小抵抗線長の大きい場合には亀裂の生
長は途中でとまつてしまう現象を生ずる。これを
補うために最少抵抗線長を短かくし（いいかえれ
ば自由面を多くとり）、しかも装薬孔間を密にと
つた装薬孔の配置を採用する必要があり、被破壊
物単位体積あたり薬量は非常に大きくなる。然も
前述のように、この場合は自由面が多い場合の標
準的考え方で、一自由面（例えば盤下げ工法や隧
道掘削工法）の場合には周囲の拘束力が強過ぎ
て、せいぜい装薬孔の口元周辺に若干の亀裂が生
ずる程度で期待される亀裂の生長、破砕面の移動
等の効果は得られない。 然し乍ら緩性破砕剤の膨張により発生した膨張
圧は周囲の被破壊物に対し、圧縮応力及びこれに
直交する方向の引張応力を与え、反応が充分終了
した時点でも、これらの応力は残存応力として被
破壊物中に作用している。この残存応力が被破壊
物に作用しているということはそれだけ被破壊物
は他の破壊エネルギーに対し脆くなつているとい
うことで、通常の破壊エネルギーを必要としない
でも容易に破壊することが可能となる。 本発明者らは、この点に注目し、種々行なわれ
ている従来工法の長所・短所を解析した結果をも
とに、緩性破砕剤と爆薬とを併合して用い、より
有効に被破壊物を破壊しうる工法を見い出し本発
明を完成した。 即ち、本発明の要旨は被破壊物に複数個の装填
孔を穿孔、その１個以上の装填孔にには少量の爆
薬を装填し、さらに填塞材を填塞し、残部の装填
孔には緩性破砕剤を装填し、ついで前記緩性破砕
剤に水和反応を生じさせ、該水和反応による膨張
圧が被破壊物に加わつてからさらに前記爆薬を爆
発させて被破壊物を破壊する発破工法である。 即ち、本発明は既述のように被破壊物に残存応
力ないしは緩性破砕剤による膨張圧力が被破壊物
に作用していく過程で少量の爆薬を爆発させて、
これにより被破壊物に作用している引張応力を助
長させてやり、被破壊物の引張強度以上の力を与
える技術思想に基づく工法である。この工法によ
り亀裂は容易に生長し、パワーシヨベルやリツパ
ー等の大型機器により容易に被破壊物を破壊除去
することが可能となる。 装填孔の孔径、深さ、隣接する装填孔間の距
離、列間距離等は被破壊物の物理的性質、火薬の
性能及び緩性破砕剤の性能などによつて総合的に
その最適条件は定められている。 本発明に用いる爆薬の量は、緩性破砕剤により
破壊対象物内に作用している引張応力を若干助長
させるだけのエネルギーを与えるに充分なもので
よく、例えば通常の発破の際に用いられるハウザ
ーの薬量算定式 Ｌ＝CW3 Ｌ：薬量（Kg） Ｗ：最少抵抗線長（ｍ） Ｃ：薬量原単位（Kg／m3） におけるＣの値が被破壊物が中硬岩の場合、被破
壊物に簡単な亀裂を発生させる場合でも最低0.1
（Kg／m3）程度は必要であるのに対し、0.02〜
0.05（Kg／m3）程度で充分であり、このため、飛
石事故を起り得ないし、多数の装填孔群の孔間隔
５も50cm〜100cm程度の等間隔にとることが可能
である。 填塞材には、砂、石、等の慣用のものが用いら
れる。 本発明に用いる緩性破砕剤としては、水を加え
ることによつて水和膨張しその膨張圧によつて破
砕作用を行なうものであつて、例えば日油技研工
業社製商品名「カームマイト」、小野田セメント
社製商品名「プライスター」等の従来既知の緩性
破砕剤はすべて使用することができる。かかる緩
性破砕剤の成分は、例えば硅酸三カルシウムのよ
うな硅酸塩と酸化カルシウムのような膨張剤とを
主成分とするものや、一般に膨張性セメントと呼
ばれる、例えば石灰系、カルシウムスルフオアル
ミネート系、仮焼ドロマイン系、マグネシア系、
普通ポルトランドセメント−高炉スラグ−ボ−キ
サイト−石こう系、アルミナセメント−石灰−石
こう系、カルシウムアルミネート−石灰−石こう
系等である。 本発明に用いる爆薬としては、通常の発破に用
いられる工業用爆薬のすべてを用いることができ
る。 次に本発明の実施態様を図について説明する。
第１図は本発明の工法によつて盤下げ破砕を行な
つた場合の穿孔、装薬パターンの一実施態様を示
す縦断面図であり、第２図はその平面図である。
岩盤１の一自由面に対し垂直方向に穿孔した複数
個の装填孔２1，２1′，２1″……及び２2，２2′，２
2″を碁盤目状に穿孔し、その装填孔の一部２2，
２2″……の底部に爆薬３の少量を装填し、さらに
爆薬３の上に填塞材４を積層する。装填孔のうち
火薬を装填しない残部の装填孔２1，２1′，２1″…
…及び２2′……に緩性破砕剤５を装填する。 本発明の方法によつて発破するには、緩性破砕
剤を装填してから６〜24時間後緩性破砕剤の水和
反応による水和膨張圧が十分に岩盤に作用した時
点で、爆薬３の雷管を作動させればその爆発によ
る破壊エネルギーにより既に被破壊物１３内に作
用している緩性破砕剤３の水和反応に伴なう膨張
圧により発生している引張応力を助長せしめ、被
破壊物１３の引張強度以上の応力として被破壊物
１３内に多数の亀裂を発生せしめる。このことに
より、被破壊物１３は、パワーシヨベルやリツパ
ー等（又はロツクブレーカーでもよい）の重機操
作で簡単に破砕除去することができる。 本発明による工法は、緩性破砕剤の水和反応の
膨張圧による作用応力を火薬の爆発力とを有効に
結合させた工法で、単なる爆薬の単一利用に伴な
つた発生する騒音や、振動を極端に抑制し、飛石
の危険を回避し得たばかりでなく、緩性破砕剤の
単独使用の場合のように多量の緩性破砕剤を多く
使用しないので異常なコスト高を抑制することが
可能である。 次に本発明を実施例について具体的に説明す
る。 実施例 １ （盤下げ発破） 第１図及び第２図に示すような穿孔・装薬パタ
ーンで以下に示す方法により岩盤に発破を実施し
た。 亀裂が少ない花崗岩からなる岩盤に、穿孔径38
mm、穿孔深さ80cmの垂直孔を穿孔間隔60cmの碁盤
の目状とした５孔配列して25本穿孔した。そのう
ち、前記碁盤形の中心孔、その各頂点及び外周部
の各辺中心孔の９孔には夫々30グラムの雷管付き
３号桐ダイナマイトを孔底に装填した後、砂を填
塞材として填塞した。他の16孔には緩性破砕剤
（商品名「カームマイト」、日油技研工業社製）を
夫々１キログラムづつ充分に水に浸漬せしめたも
のを装填した。装填終了後16時間経過した時点
で、発破器を用いいて９孔の雷管に通電３号桐ダ
イナマイトを爆発させ、下記の測定方法発破騒音
及び発破振動を測定した。発破後の岩盤は完全に
破壊され、パワーシヨベルで容易に処理できるほ
ど破砕されてた。表１に発破の条件と結果を示
す。 （発破騒音の測定方法） 発破地点から20ｍ及び100ｍの距離に、騒音計
（普通騒音計、RION社製、型式NA−09、測定範
囲30〜130dB）を設置し、騒音計で測定された音
圧レベル（dB）をレベルレコーダ（RION社製、
型式LR−04）により記録して計測する。 （発破振動の測定方法） 前記と同じ距離に受振計（Geo−Space社製、
速度計GSC−11D）を設置し、検知された振動を
電気量に変換し、増幅器（共和電業社製、直流増
幅器CG−6C）で増幅して、記録計（共和電業社
製、電磁オシログラフ、RMS−11L、PC）で記
録し、計測する。 比較例 １ （盤下げ破壊） 第３図に示すような穿孔・装薬パターンで緩性
破砕剤のみを用いて実施例１に用いたのと同じよ
うな花崗岩を表１に示す条件で破砕した。結果を
表１に示す。 比較例 ２ （盤下げ発破） 第１図及び第２図に示すような穿孔・装薬パタ
ーンで制御発破用爆発（商品名「アーバーナイ
ト」、日本油脂社製）のみを用いて実施例１に用
いたのを同じような岩盤を表１に示す条件で破砕
した。結果を表１に示す。 表１において、緩性破砕剤単独の場合（比較例
１）は、特に必抜き部の負荷が多いため薬量原単
位が多くなつており、本発明の工法（実施例１）
の場合の約12倍の薬量を必要としている。制御発
破用爆薬を用いた場合（比較例２）は、亀裂を入
れるだけの発破で本発明の工法の場合の約1/20の
総薬量である。しかしながら本発明の工法に比べ
振動・騒音が大である。この結果からみると本発
明の工法は、緩性破砕剤単独の場合に比較して破
砕量も大きく、非常に有効であることが明確であ
り、また使用する爆薬量は少なくてすみ、従つて
制御発破用爆薬より発破振動、騒音も小さく、前
記の発破係数Ｃの値が小さいことから考えて、飛
石の恐れもなく、いわゆる無公害発破工法といえ
る。
【表】
【表】
実施例 ２
（ベンチ発破）
花崗岩の採石場において、亀裂が少なく、か
つ、角の部分を選び自由面から30cmの位置に孔間
隔60cmで、穿孔径38mm、穿孔長60cmの装填孔４
孔、自由面から60cmの位置に孔間隔60cmで穿孔径
38mm、穿孔長60cmの装填孔３孔の計７孔を千鳥状
の配置に穿孔し、自由面に近い側の４孔には水を
充分浸積しした緩性破砕剤３本（1.05キログラ
ム）づつを夫々装填し、他の３孔には雷管付３号
桐ダイナマイトを夫々30グラムづつ装填したのち
砂を填塞材として用い填塞した。各孔の装填が終
了したのち、24時間後に発破器で雷管に通電し、
３号桐ダイナマイトを爆発させた。発破後の岩石
の破砕状況は良好であり期待どおりの結果を得
た。表２に発破の条件と結果を示す。 比較例 ３ （ベンチ発破） 緩性破砕剤のみを用いて実施例２に準じて発破
を行なつた。表２に発破の条件と結果を示す。
つ、角の部分を選び自由面から30cmの位置に孔間
隔60cmで、穿孔径38mm、穿孔長60cmの装填孔４
孔、自由面から60cmの位置に孔間隔60cmで穿孔径
38mm、穿孔長60cmの装填孔３孔の計７孔を千鳥状
の配置に穿孔し、自由面に近い側の４孔には水を
充分浸積しした緩性破砕剤３本（1.05キログラ
ム）づつを夫々装填し、他の３孔には雷管付３号
桐ダイナマイトを夫々30グラムづつ装填したのち
砂を填塞材として用い填塞した。各孔の装填が終
了したのち、24時間後に発破器で雷管に通電し、
３号桐ダイナマイトを爆発させた。発破後の岩石
の破砕状況は良好であり期待どおりの結果を得
た。表２に発破の条件と結果を示す。 比較例 ３ （ベンチ発破） 緩性破砕剤のみを用いて実施例２に準じて発破
を行なつた。表２に発破の条件と結果を示す。
【表】
【表】
表２でみると、本発明による工法（実施例２）
と緩性破砕剤単独の場合（比較例３）とを比較し
たとき、本発明の工法では単独破砕量あたりの薬
量は1/11ですみ、一方、同一起砕量に対する穿孔
本数も大幅に少ないことがわかる。 以上、詳細に説明したように本発明による工法
の破砕効果は緩性破砕剤単独使用よる工法よりも
穿孔本数、使用薬量ともに極端に少なく、非常に
コスト安につく一方、通常の発破と比較した場合
は、爆薬使用量の大幅抑制が可能であり、従つて
発破公害として問題となる発破振動、騒音の抑制
効果も充分に有し飛石の発生が皆無である。
と緩性破砕剤単独の場合（比較例３）とを比較し
たとき、本発明の工法では単独破砕量あたりの薬
量は1/11ですみ、一方、同一起砕量に対する穿孔
本数も大幅に少ないことがわかる。 以上、詳細に説明したように本発明による工法
の破砕効果は緩性破砕剤単独使用よる工法よりも
穿孔本数、使用薬量ともに極端に少なく、非常に
コスト安につく一方、通常の発破と比較した場合
は、爆薬使用量の大幅抑制が可能であり、従つて
発破公害として問題となる発破振動、騒音の抑制
効果も充分に有し飛石の発生が皆無である。
第１図は本発明の工法による穿孔、装薬パター
ンの縦断面図、第２図はその平面図であり、第３
図は比較例１に用いた穿孔、装薬パターンの縦断
面図である。 １：岩盤、２1，２1′，２1″，２1：装填孔、
２2，２2′，２2″，２2：装填孔、２3，２3′，２
3″，２3：装填孔、３：爆薬、４：填塞材、
５：緩性破砕剤。
ンの縦断面図、第２図はその平面図であり、第３
図は比較例１に用いた穿孔、装薬パターンの縦断
面図である。 １：岩盤、２1，２1′，２1″，２1：装填孔、
２2，２2′，２2″，２2：装填孔、２3，２3′，２
3″，２3：装填孔、３：爆薬、４：填塞材、
５：緩性破砕剤。
Claims (1)
- １ 被破壊物に複数個の装填孔を穿孔し、その１
個以上の装填孔には少量の爆薬を装填して填塞材
を填塞し、残部の装填孔には緩性破砕剤を装填
し、ついで前記緩性破砕剤に水和反応を生じさ
せ、該水和反応による膨張圧が被破壊物に作用し
てから前記爆薬を爆発させることを特徴とする被
破壊物を破壊する無公害発破工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14482282A JPS5935799A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 無公害発破工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14482282A JPS5935799A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 無公害発破工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935799A JPS5935799A (ja) | 1984-02-27 |
| JPH0214639B2 true JPH0214639B2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=15371255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14482282A Granted JPS5935799A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 無公害発破工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935799A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100359895B1 (ko) * | 2002-01-28 | 2002-11-11 | 범진삼 | 발파진동 차단을 위한 불연속면대역 방진공법 |
-
1982
- 1982-08-23 JP JP14482282A patent/JPS5935799A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5935799A (ja) | 1984-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Maurer et al. | Impact crater formation in rock | |
| Natanzi et al. | Using chemicals as demolition agents near historic structures | |
| US4964329A (en) | Sound attenuation with foam | |
| Cevizci | A newly developed plaster stemming method for blasting | |
| Fourney | Fracture control blasting | |
| JPH0214640B2 (ja) | ||
| Singh et al. | The influence of rock mass quality in controlled blasting | |
| Kamel et al. | Study of the influence factorson rock blasting | |
| KR100767740B1 (ko) | 저폭속 폭약을 이용한 미진동 발파방법 | |
| KR102350514B1 (ko) | 디커플링 공법과 에어데크를 이용한 암반발파방법 | |
| JPS5935799A (ja) | 無公害発破工法 | |
| US3397756A (en) | Reduction of explosive shock and noise by dispersion of water particles | |
| Ata et al. | Effect of Blasts on Underground Tunnels-An Overview | |
| Armstrong | The quality of stemming in assessing blasting efficiency | |
| Bhandari | Studies on rock fragmentation in blasting | |
| Hafsaoui et al. | INFLUENCE OF JOINT DIRECTION AND POSITION OF EXPLOSIVE CHARGE ON FRAGMENTATION. | |
| Singh et al. | Assessment and prediction of rock mass damage by blast vibrations | |
| Inyang et al. | Elastic to plastic impact transition in rock deformation | |
| WO2003004797A1 (en) | Method for demolishing concrete structures provided with internal reinforcing | |
| Cihangir | Cautious blasting around nearby buildings | |
| SU1756558A1 (ru) | Способ направленного разрушени монолитных объектов | |
| Singh | Controlled blasting in quarries | |
| Lai et al. | Test evaluation of blast protective double roof RCC structure | |
| JPS6099355A (ja) | 膨張性破壊剤を併用した発破方法 | |
| PL82288B2 (ja) |