JPH0428878B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は井戸掘り作業に用いられる鑽孔ガンに
係る。特に、本発明は、着火連鎖装置に接続され
た複数個のガンの各ガンを任意の順序で選択して
着火作動することのできる単１ワイヤで選択する
鑽孔ガンシステムに係る。

井戸掘り作業に一般に用いられている典型的な
公知の鑽孔ガンは、井戸穴に降すのに適した組立
体即ち着火連鎖装置を形成するように垂直方向に
接続された複数個のガンで構成される。各々のガ
ンは、松かさ形の火薬を１つ以上含んでいる。各
各の火薬は、着火信号ワイヤに接続できる雷管も
しくは発破キヤツプを有し、これは電気的な着火
パルスを受けて火薬を爆発させる。

井戸掘り作業においては、全てのガンを同時
に、着火作動させるのではなく各々のガンの着火
作動を選択できることがしばしば所望される。全
てのガンを同時に着火作動させる場合には、通常
至近離間されたガン配列体である着火連鎖装置に
おけるガンの間隔によつて鑽孔間隔が決定され
る。一方、火薬を個々に爆発させる場合には、
種々の選択された深さ、及び種々の選択された領
域（しばしば広く離された）で鑽孔を行なうこと
ができる。各々の火薬が爆発されると、別の鑽孔
が所望され別のガンが作動されるところの次のレ
ベルに上記着火連鎖装置が配置し直される。この
プロセスは、所望の着火回数で適切な鑽孔間隔が
得られるまで、続けることができる。ガンを１つ
づつ着火作動することによつて更に別の利便さが
得られ、即ち、各々のガンが着火作動されたこと
及び適切な数の鑽孔が得られたことを確認するこ
とができる。

然し乍ら、上記着火連鎖装置において１つのガ
ンを選択して着火作動する場合には、モジユール
の適切な着火作動を妨げるような欠陥が生じるこ
とがある。即ち、選択さるべきガンにおいてこの
ガンの着火作動を妨げるような欠陥が生じたり、
間違つたガンが着火作動されてこれが最後になつ
て検出されるような欠陥が生じたり、或いは間違
つたガンの着火作動が検出されないような欠陥が
生じたりする。これらの欠陥はどれも、特に公知
装置の多くにおいては、鑽孔作業中にガンを選択
的に着火作動させるという目的を果たせないよう
にする。

着火連鎖装置内の複数個のガンの中から着火に
対してガンを選択するために、多くの選択着火装
置及び方法が公知技術で用いられている。米国特
許第4051907号は、着火連鎖装置内のガンの選択
及び着火作動を制御する地上の制御ユニツトを備
えたこのような１つのシステムを開示しており、
上記制御ユニツトは地表面下のマスターユニツト
を備え、このマスターユニツトは複数個の同一の
スレーブサブユニツト即ち着火モジユールに作動
的に接続され、これらはマスターユニツト及びオ
ペレータの制御下で任意の順序で着火準備されそ
して着火される。

着火さるべきモジユールを選択するための着火
モジユールのシーケンシングは地上に配置された
制御ユニツトの制御下にある。選択プロセスは、
マスターユニツトに最も近いところにある最も上
の着火モジユールから開始される。各々の着火モ
ジユールはパルスカウンタを含んでおり、このパ
ルスカウンタはそのモジユールが着火信号ライン
の電力に接続された時に地上からマスタースレー
ブユニツトを経てパルスを受け取る。所定数のパ
ルス（８個のパルス）によりカウンタは９カウン
トにわたつてシーケンシングされる。選択された
カウントにおいて、モジユール内で幾つかの作動
が行なわれる。例えば、カウント４において、電
流パルスが着火信号ラインに送出され、カウント
５において、スイツチが閉成されて、その時の着
火信号ラインの電圧で着火キヤパシタが充電さ
れ、カウント６において、その時の着火信号ライ
ンの電圧に等しい振巾をもつ着火パルスが、着火
スイツチに接続されたブロツキングツエナーダイ
オードに与えられ（着火スイツチは、着火信号ラ
インの電圧がツエナーダイオードのブレークオー
バー電圧以下であるから、閉成されない）、そし
てカウント９において、パススルースイツチが閉
成されて、着火信号ライの電力を上記着火連鎖装
置内の次に下位のモジユールへ通すようにする。

着火信号ラインの電力に接続さるべき次のモジ
ユールに対し上記のプロセスが繰り返される。着
火信号ラインの電力が変化することなく８個のパ
ルスが発生される限り、１度に１つづつ着火モジ
ユールのシーケンシングが続けられる。選択及び
着火さるべき着火モジユールに達した時には、オ
ペレータの制御下でマスターユニツトによつて６
個のパルスだけが発生される。これら６個のパル
スは、選択さるべき着火モジユールのパルスカウ
ンタをカウント５にし、これによりスイツチが閉
成されて、着火信号ラインが着火キヤパシタに接
続される。この時点で、地上のオペレータは着火
準備スイツチを作動し、これは着火信号ラインの
電圧を上昇させ、ひいては、着火キヤパシタを、
このキヤパシタが発破キヤツプに放電した時に火
薬を爆発させるに充分な値に上昇させる。６個の
パルスは着火モジユールに着火の用意をさせ、も
う１つのパルスは着火スイツチを閉成させる。と
いうのは、今や着火信号ラインの電圧がブロツキ
ングツエナーダイオードの電圧より大きくて、着
火スイツチを閉成できるからである。着火スイツ
チが閉じると、着火キヤパシタが発破キヤツプ回
路間に接続される。

米国特許第4051907号に開示されたもののよう
な公知の選択鑽孔システムには多数の欠点があ
る。１つの欠点は、精巧な地上回路及び地下回路
が必要とされ、然も選択プロセス中に着火モジユ
ールの選択及び着火準備を行なうために地上回路
と地下回路との間に連続的な監視及び相互作用が
必要とされることである。別の欠点は、着火モジ
ユールのシーケンシングが地上装置の制御下にあ
るに過ぎないことである。更に別の欠点は、選択
された１つのモジユールの適切な着火を妨げるよ
うな着火連鎖装置の欠陥を検出する保安機構がな
いことである。

そこで、選択さるべきモジユールが着火信号ラ
インから電力を受け取るまでモジユール自体の制
御下で１度に１つづつのシーケンスで着火モジユ
ールを自動的にシーケンシングするような単１ワ
イヤで選択する鑽孔システムを提供することが要
望される。選択さるべきモジユールが着火信号ラ
インから電力を受けた時には、モジユールを選択
し着火準備させることができる。又、１つのモジ
ユールが上記のシーケンスで着火信号ラインに接
続されて規定の電力限界内で作動しているかどう
かを決定し、これにより１つのモジユールが着火
のために選択されてこのモジユールのみが着火パ
ルスによつて着火されることを確保する保安機構
を備えた単１ワイヤで選択する鑽孔システムを提
供することが要望される。

発明の概要 本発明の１つの特徴によれば、着火制御ユニツ
トを複数個の着火モジユールの各々の所定のシー
ケンスで１度に１つづつ電気的に接続する単１の
着火信号ラインを有し、上記モジユールの各々は
これに接続された制御ユニツトを次のモジユール
に接続するような単１ラインで選択する鑽孔シス
テムにおいて、モジユール内で形成されるモジユ
ール作動時間インターバルの制御下で各々のモジ
ユールを所定のシーケンスで１度に１つづつ着火
信号ラインに接続し、各モジユールは着火信号ラ
インに接続されるのに応答してその作動時間イン
ターバルを形成し、上記シーケンスにおける次の
モジユールは最後に接続されたモジユールに対す
る作動時間の終りに、このモジユールがその作動
時間インターバル中に着火のために選択されなか
つた場合に、着火信号ラインに自動的に接続され
ることを特徴とする着火に対してモジユールを選
択する方法が提供される。

本発明の別の特徴によれば、複数個の着火モジ
ユール内の火薬を１度に１つづつ選択的に爆発さ
せる単１ワイヤで選択する鑽孔システムにおい
て、(a)単１の着火信号ラインによつて上記モジユ
ールに作動的に接続された制御ユニツトを備え、
上記着火信号ラインはこの制御ユニツトとモジユ
ールとの間で電力及び制御信号の両方を送り、そ
して(b)井戸穴に下げるのに適した細長い組立体を
形成するように互いに垂直方向に接続された複数
個の選択可能な着火モジユールを更に備え、上記
組立体は上記制御ユニツトを含んでおり、そして
各モジユールは（）少なくとも１つの火薬を含
み、各モジユールは所定のシーケンスで１度に１
つづつ着火信号ラインに自動的に接続されてここ
から電力を受け、そして（）着火信号ラインを
経て電力を受け取るのに応答してモジユール作動
時間インターバルを内部で形成し、この時間イン
ターバルはこのインターバル中にモジユール及び
その火薬が上記制御ユニツトによつて着火のため
に選択される時間であり、作動時間インターバル
中に着火に対して選択されない各々のモジユール
は着火信号ラインを上記シーケンスにおける次の
モジユールに自動的に接続することを特徴とする
システムが提供される。

本発明を充分に理解するため、同じ部分が同じ
参照番号で示された添付図面を参照して、以下に
本発明を詳細に説明する。

好ましい実施例の説明 さて、添付図面の第１図には、本発明による着
火連鎖装置１０が、井戸ケース２をもつ井戸穴１
内にケーブル１２によつて懸架されて示されてい
る。着火連鎖装置１０は、その最上端に、ケーブ
ル１２に接続された制御ユニツト１４を備えてい
る。この制御ユニツト１４は、着火に対して着火
モジユールを選択しそしてそれらの火薬を爆発さ
せるのに必要な制御信号と、着火ライン３の電力
とを発生するように働く。この制御ユニツト１４
の下で互いに接続されているのは複数個の同一の
着火モジユール５であり、これらは井戸穴１に下
げるのに適した細長い組立体を形成する。

制御ユニツト１４は、着火信号ライン３に流れ
る電流の量を検出する電流検出手段６と、選択さ
るべきモジユールを選択して着火準備するために
着火モジユールへ制御信号を発生すると共に、着
火に対して選択され着火準備されたモジユールを
爆発させる着火パルスを発生する制御信号発生器
７と、着火モジユールに給電するのに必要な電圧
及び電流を形成する制御可能な電源８とを備えて
いる。

各々と着火モジユール５は、松かさ形の少なく
とも１つの火薬２６（第２図参照）と、これに組
合わされた雷管２４とを含み、井戸ケース２を介
して地下地層へ穴をあけるための着火体即ちガン
を形成する。又、各モジユールには、制御ユニツ
ト１４及び着火信号ライン３の信号と共働するモ
ジユール論理回路１８も含まれており、着火信号
ライン３は第１図では、各モジユール５に含まれ
た区分化された信号リード１６，２２によつて一
般的に示されている。以下で述べるように、制御
ユニツト１４から種々のモジユール５へ至る着火
信号ラインは、種々のモジユールが規定のシーケ
ンスで１度に１つづつ制御ユニツト１４に接続さ
れた特に１つの着火信号ライン３に形成するよう
に互いに順次に電気的接続される一連の区分化さ
れたリードで構成される。各モジユール５は、装
置１０内の別のモジユールに物理的に接続された
時に、これが接続されたモジユールの着火ライン
の１部分と電気的接触をなす。即ち、丁度接続さ
れたモジユールの着火ラインの部分１６は、これ
が接続された次の上位モジユールの部分２２と電
気的に接触をなす。

更に第１図を説明すれば、各々の着火モジユー
ル５はスイツチ２０及び２１として示された制御
可能なスイツチ手段を備えており、これらはモジ
ユール論理回路１８に応答して、着火モジユール
へ入つて来る着火ライン３の入力部１６を着火ラ
イン３の出力部２２（これは着火ラインの電力を
装置の次のモジユールへ送る）に接続するか（ス
イツチ２０）、或いは着火ライン３の入力部１６
を松かさ形の火薬２６の雷管２４に接続する（ス
イツチ２１）。或るモジユールにおいてスイツチ
２１が閉成された場合には、このモジユールは着
火のために選択されたモジユールとなり、この選
択されたモジユールのモジユール論理回路１８
は、スイツチ２０が閉じて着火ラインの電力が次
の下位モジユールへ送られるのを禁止することに
より、装置１０の下位モジユールのそれ以上のシ
ーケンシングを禁止する。各々の作動時間インタ
ーバル中にシーケンシングされたが選択されては
いないモジユールにおいては、偶発的な着火が生
じないように、パススルースイツチ２０がそれら
の雷管をアースするような切り換え位置を含むこ
とができる。

選択可能な着火モジユールのシーケンシング
は、制御ユニツト１４に接続された最も上のモジ
ユールから始められる。最も上のモジユールは、
電力が最初に着火ライン３に与えられた時に制御
ユニツト１４から電力を受け取る。その後、各々
の着火モジユールがその選択プロセスを完了しそ
して着火に対して選択されなかつた時に、装置内
の次の下位モジユールが着火ラインに接続され
る。このプロセスは、最も下のモジユールがその
選択シーケンスを実行してしまうまで続けられ
る。

各々の着火モジユール５に対する選択シーケン
スは、典型的な着火モジユールの機能ブロツク図
である第２図を参照して説明する。さて第２図を
説明すれば、着火ライン３の入力部１６は、モジ
ユールの回路に対する供給電圧を形成するように
着火ライン３の電圧を調整するために定電流電源
２９に接続される。又、着火ラインは着火ライン
パルス検出器３７にも接続される。着火ラインパ
ルス検出器３７からの出力はフリツプ−フロツプ
４１に接続される。パルス検出器３７及びフリツ
プ−フロツプ４１はストツプパルス検出器３４を
構成し、これはそのモジユールが選択されて着火
準備されるべき場合にモジユール作動時間インタ
ーバルを終らせるストツプパルスを発生する。着
火ラインパルス検出器３７は、着火ラインの電圧
パルスに応答して、制御ユニツト１４が着火ライ
ン３に選択・着火準備パルスを発生した時を検出
する。

各モジユールにはカウンタ回路手段３２も含ま
れており、この手段は内部発振クロツク２８に応
答して、モジユール内部に、モジユール作動時間
インターバルを形成し、このインターバル中に、
着火に対しモジユールを選択することができる。
発振クロツク２８は、カウンタ手段３２に含まれ
た２進カウンタ３５のビツト数とあいまつて、モ
ジユール作動時間インターバルの長さを決定す
る。着火ライン１６を経て電力を最初に受け取つ
た際にリセツトパルスを発生するために各モジユ
ール５には電力リセツトパルス発生器３０も含ま
れている。電力リセツトパルスは、カウンタ３５
をリセツトすることにより作動時間インターバル
を開始させる。

電力リセツトパルスは、次のモジユールが着火
ライン３に接続されたことを指示するために着火
ライン３を経て制御ユニツト１４へ電流増加パル
スを発生するという更に別の機能を有している。
この電流パルスはモジユールのための識別パルス
であり、幾つかの条件を満たしていなければなら
ない。先ず第１に、丁度接続されたモジユールが
許容限界内で作動しそして１つのモジユールだけ
が着火ラインの電力に応答することを指示するた
めには、着火ライン３の電流増加の大きさは所定
レンジ内になければならない。第２に、識別パル
スの発生は、着火ラインの最後の識別パルスから
測定された所定の窓内になければならない。

制御手段１４は、着火ラインの電流量を検出す
る手段（図示せず）を備えている。この電流の監
視には多数の理由がある。先ず第１に、着火ライ
ンに発生された識別パルスの数をカウントするこ
とにより、制御手段１４はどのモジユールが着火
ラインに丁度接続されたかを決定することができ
る。このようにして、選択さるべきモジユール
は、モジユールがそれらの作動時間を通して自動
的にシーケンシングされる時に検出できる。又、
制御手段１４は、選択・着火準備信号と、選択さ
れて着火準備されたモジユールを爆発させる着火
パルスとの両方を発生する手段も備えている。

更に第２図には、ストツプパルス検出器３４が
示されており、この検出器は、着火ライン３の入
力部１６の信号に応答する着火ラインパルス検出
器３７と、この着火ラインパルス検出器３７及び
２進カウンタ３５の出力に応答して２つの制御信
号を発生するフリツプ−フロツプ４１とで構成さ
れる。先ず、STOP CLOCK信号がフリツプ−フ
ロツプ４１によりライン５０を経てアンドゲート
３３の１つの入力に出力される。又、このアンド
ゲート３３には発振クロツク２８からの出力も送
られる。アンドゲート３３は、これが作動可能に
されると、カウンタ３５へクロツク信号を出力す
る。信号STOP CLOCKは作動不能化信号として
働いて、着火ライン３を経て選択パルスを受けた
時にカウンタ３５がそれ以上クロツク信号を受け
取らないようにする。

信号STOP CLOCKが論理０になると、アンド
ゲート３３はそれ以上のクロツク信号をカウンタ
３５へ供給しないようにされる。STOP CLOCK
信号が論理０になると同時に、フリツプ−フロツ
プ４１により出力される信号ARM CONTROL
が論理１になる。このARM CONTROLは着火
スイツチ２１への信号リード３９に現われる。信
号ARM CONTROLは着火スイツチ２１を閉じ
て、ツエナーダイオード４３のカソードを、モジ
ユールの火薬２６に組合された雷管２４へ接続す
る。ツエナーダイオード４３のアノード部分は着
火ライン３の入力部１６に接続されている。本発
明のこの好ましい実施例の場合には、着火ライン
３の選択パルスがモジユールを着火準備させるよ
うにも働く。

単１ワイヤで選択する上記の改良された鑽孔シ
ステムでは、欠陥作動を招くような着火中の故障
を回避するようにフイードバツク保安機構を改良
するための選択機能と着火準備機能とが分けられ
ている。特に、１つのパルスを用いてモジユール
が選択され、そして一連の３つの着火準備パルス
を用いてモジユールが所定のシーケンスで着火準
備される。第１の着火準備パルスはモジユールを
着火準備せしめ、着火ライン３の電流を増加させ
る。この電流増加は所定の範囲内になければなら
ない。第２の着火準備パルスはこの電流増加を排
除する。電流増加の値が許容できるものでありそ
してこの電流増加が第２の着火準備パルスによつ
てクリヤされた場合には、第３のパルスが発生さ
れてモジユールを着火準備する。次いで、１つの
そして１つのみのモジユールが着火することを確
保して、火薬を爆発する着火パルスを発生するこ
とができる。

更に第２図を説明すれば、ストツプパルス検出
器３４のフリツプ−フロツプ４１はセツト−リセ
ツト型のフリツプ−フロツプとして働き、セツト
信号は着火ラインパルス検出器３７から送られそ
してリセツト信号はカウンタ３５から送られる。
フリツプ−フロツプ４４へのリセツト信号は
ENABLEと示されており、これは12ビツト２進
カウンタ３５からのQ11出力が真である時に論理
１状態となる。フリツプ−フロツプ４１へのリセ
ツト入力が論理１である時には、セツト入力のパ
ルスによつてフリツプ−フロツプを論理１に“セ
ツト”することができる。従つて、着火ラインパ
ルス検出器３７によつて検出されたパルスは、カ
ウンタ３５から信号リード４６を経て送られる信
号ENABLEが真である場合だけフリツプ−フロ
ツプ４１の状態を変える（論理０から論理１）。
このモジユールの作動時間インターバルの第１部
分中には、信号ENABLEが論理１ではない。或
る数のクロツクパルスがカウントされた後に、信
号ENABLEが真になり、モジユールの作動時間
インターバルの第２部分を開始させる。モジユー
ルを選択して着火準備させられるのはこの第２部
分中である。

又、アンドゲート３３には、２進カウンタ３５
（Q12）から別の出力も送られ、これは12ビツト
カウンタの最上位ビツトを表わしている。又、こ
のQ12出力の信号PASS−THROUGHは、着火
ライン３の入力部１６を出力部２２に接続するよ
うに働くパススルースイツチ２０を制御する。更
に、信号PASS−THROUGHは、発振クロツク
２８からのクロツク信号がカウンタ３５に到達で
きないようにする。前記したように、フリツプ−
フロツプ４１は、作動時間インターバルの第１部
分中に着火ラインパルス検出器３７によつていか
なるパルスが検出されるかに拘りなく、アンドゲ
ート３３が発振器２８からのクロツクパルスをカ
ウンタ３５へ通せるようにする。

時間インターバルの第１部分の経過は、信号リ
ード４６の信号ENABLEが論理１になつた時に
指示され、これにより、着火ラインパルス検出器
３７で検出されたその後のパルスでもつてフリツ
プ−フロツプ４１をセツトしそしてアンドゲート
３３を作動不能にすることができる。作動時間イ
ンターバルの第２部分中に検出器３７によつて着
火ラインパルスが検出されない場合には、カウン
タ３５のQ12出力が結局は真になり、信号PASS
−THROUGHを発生して、カウンタ３５にそれ
以上クロツク信号が送られないようにする。これ
と同時に、パススルースイツチ２０が閉じて、着
火ラインの電力を次の下位モジユールへ送る。パ
ススルースイツチ２０の閉成はそのモジユールに
対する選択プロセスの終了を表わし、その後モジ
ユールは着火ライン電力に接続される。着火ライ
ン３の電力が取り去られることによつてモジユー
ルがリセツトされるまで、カウンタ２５はそれ以
上クロツク信号が送られないようにされる。

モジユールのシーケンシング中の複数個の着火
モジユールと制御ユニツト１４との信号間のタイ
ミング関係が第３図に示されている。第３図につ
いて説明すると、３つの着火モジユールを含む典
型的な選択シーケンスに対し、第３のモジユール
が選択さるべきモジユールである場合の着火ライ
ンの電圧及び電流が示されている。電圧及び電流
の形式の電力を着火ラインに与えると、モジユー
ルNo.１はそのモジユール作動時間インターバルを
内部で形成し始める。各モジユールの作動時間イ
ンターバルは、第３図においては、第１部分Ｔ１
及び第２部分Ｔ２の２つの部分で各々構成される
ものとして示されている。第１部分Ｔ１は、モジ
ユールが電力を最初に受けた時から２進カウンタ
３５の出力Q11が真になる時までの時間インター
バルを表わしている。時間インターバルの第２部
分Ｔ２は、作動時間インターバルの他部分を表わ
し、カウンタ３５からの出力Q11が真である時間
を表わしている。換言すれば、各モジユール時間
インターバルの第２部分Ｔ２の終了は、２進カウ
ンタ３５のQ12出力が真になりそしてQ11出力が
偽になつた時に指示される（真状態は論理１によ
つて表わされそして偽状態は論理０によつて表わ
される）。

モジユールNo.１が電力を受け取ると、着火ライ
ン３に識別パルスが発生される。このパルスは着
火ライン電流の電流増加として示されている。こ
の増加は、モジユールが着火ラインに接続された
ことを制御ユニツト１４に指示する。識別パルス
としての着火ラインの電流増加の振巾が所定範囲
内に入らない場合には、制御ユニツト１４がモジ
ユールのシーケンシングを停止する。というの
は、２つ以上のモジユール５が着火ライン３への
電力付与に応答するような作動不良や、或いは丁
度接続されたモジユールが所定範囲内で作動しな
いことが指示されるからである。第３図に示され
た着火ライン電流に対する信号によつて指示され
るように、別のモジユールが着火ラインに接続さ
れるたびに、識別パルスとしての重畳電流増加パ
ルスとは別に、着火ライン電流が増加する。着火
ライン電流のこれらの増加は、各モジユールがそ
のモジユール作動時間インターバルの終りに着火
ラインに接続されたまゝでありそして着火ライン
の電力除去によつてリセツトされるまで電流を引
き出し続けるために生じる。

第３図に示された例の場合には、モジユールNo.
１に対するモジユール作動時間インターバルの終
りに、そのパススルースイツチ２０が閉成され
て、モジユールNo.２を着火ライン電力に接続す
る。第３図に示されたように、今やモジユールNo.
２及びモジユールNo.１が着火ラインに接続され、
着火ラインの電流量に実効増加を生じさせる。こ
れは段階関数増加として一般的に示されている。
この段階増加に重畳されるのは、モジユールNo.２
に対する識別パルスである。

所定範囲内に入る識別パルス振巾に加えて、制
御ユニツト１４は、最後の識別パルスの受信時か
ら次の識別パルスの受信時まで測定される時間イ
ンターバルを監視する。各々の識別パルスが着火
ライン３の最後のパルスから測定された所定時間
窓内に入らない限り、欠陥状態が指示されるため
に、制御ユニツト１４は着火モジユールのそれ以
上のシーケンシングを終わらせる。

制御ユニツト１４へ送られる識別パルスの更に
別の機能は、着火ライン３の電力が丁度接続され
たのはどのモジユールであるかを制御ユニツト１
４でカウントできるようにするクロツプパルスと
して働くことである。従つて、モジユールNo.３に
対する識別パルスが受信されそして識別パルスの
条件が満たされた時には、制御ユニツト１４は、
選択さるべきモジユール即ちモジユール３が着火
ライン３に丁度接続されたことを知る。

前記したように、時間インターバルの第１部分
中に着火ラインに現われるパルスはモジユールの
選択及び着火準備に何の作用も与えない。作動時
間インターバルの第２部分T₂中にのみフリツプ
−フロツプ４１が作動可能にされて、着火ライン
パルス検出器３７により検出されたセツトパルス
を受け取り、モジユールを選択及び着火準備す
る。第３図に示された例では、モジユールNo.３が
選択さるべきモジユールであるから、制御ユニツ
ト１４は、モジユールNo.３に対する時間Ｔ２中に
着火ラインの電圧パルスとして示された選択・着
火準備パルスを着火ラインに発生する。着火ライ
ンパルス検出器３７がモジユール作動時間インタ
ーバルの第２部分中に着火ラインの電圧パルスを
検出すると、フリツプ−フロツプ４１がトリガさ
れて、カウンタ３５のそれ以上のカウント作動を
終わらせ、着火スイツチ２１へARM
CONTROL信号を発生させる。このARM
CONTROLが真であると、着火スイツチ２１が
閉じて、モジユールNo.３の雷管２４をツエナーダ
イオード４３を経て着火ラインに接続する。

カウンタ３５へのそれ以上のクロツク信号の付
与は、選択パルスの受信とフリツプ−フロツプ４
１のセツト作動とによつて終了されるので、モジ
ユールはもはや作動時間インターバル形成作動を
行なわず、選択された状態にある。それ以上の下
位モジユールの選択は終了され、制御ユニツト１
４が着火ラインに着火パルスを与えようとする時
にモジユールNo.３を爆発させることができる。選
択され着火準備されたモジユールの爆発が所望さ
れない場合には、着火ラインの電圧及び電流を瞬
間的に除去して全てのモジユールを初期状態にリ
セツトすることにより選択シーケンスを繰り返す
ことができる。電力が除去されると、モジユール
３の全てのパススルースイツチ２０及び着火スイ
ツチが開位置へ切り換えられ、従つて電力が再び
復帰した時には、制御ユニツト１４に接続された
第１モジユールのみが着火ライン３の電力を受け
取る。

本発明を要約すると、ここに開示する単１ワイ
ヤで選択する鑽孔ガンシステムでは、井戸穴に下
げるのに適した細長い組立体を形成するように複
数個の同一の着火モジユールが互いに接続され
る。この組立体には、各モジユールが１度に１つ
づつ順次に制御ユニツトに接続される時に各々の
着火モジユールに電力及び着火ライン信号を与え
る制御ユニツトが含まれている。

各々の着火モジユールはその内部で作動時間イ
ンターバルを形成し、このインターバル中に、モ
ジユールは制御ユニツトによつて選択され着火準
備される。作動時間インターバルは、モジユール
が着火ラインに接続されることにより電力がモジ
ユールに与えられた時に開始される。各々の着火
インターバルは第１及び第２の部分を有してい
る。第１の部分中に、着火モジユールは制御ユニ
ツトに識別パルスを発生し、次のモジユールが着
火ラインに接続されたことを指示する。このよう
にして、制御ユニツトはモジユールが着火ライン
に接続される時にモジユールをカンウントし、選
択さるべきモジユールが作動時間インターバルを
形成している時を決定する。モジユール作動時間
インターバルの第２部分中に、制御ユニツトは着
火ラインに選択制御パルスを発生することにより
着火に対しモジユールを選択する。作動時間イン
ターバルの第１部分中に着火ラインに生じるパル
スはモジユールによつて無視される。というの
は、作動時間インターバルの第２部分中にしかモ
ジユールが選択及び着火準備されないからであ
る。

モジユールの条件が許容できるものではない時
にモジユールを着火しようとすることを防ぐ保安
機構として、各モジユールは着火ラインに識別パ
ルスを発生し、制御ユニツトはこれを監視して、
そのモジユールが許容電力範囲内で作動している
かどうかを決定すると共にモジユールのシーケン
シングが規定の時間範囲内に生じたかどうかを決
定する。適切な状態である時だけ、制御ユニツト
は選択さるべきモジユールを選択して着火準備す
る。

各々の着火モジユール５の選択プロセスは、典
型的な着火モジユール５の機能ブロツク図を示し
た第５図を参照して説明する。第５図には、着火
ライン３の入力部１６が調整電源２９に接続され
て示されており、この電源はモジユールの回路の
供給電圧を発生する。以下の説明に対し、第５図
に示された着火モジユールはそのすぐ上のモジユ
ール内のスイツチ２０の閉成により着火ラインの
電力に丁度接続されたと仮定する。

又、着火ラインは制御パルス検出器３４に接続
されて示されている。制御パルス検出器３４は、
４ビツトシフトレジスタ３８のクロツク入力に直
接与えられる制御パルスのDCレベルをシフトさ
せるRC回路網より成る。シフトレジスタのクロ
ツク入力段は比較器として働いて制御パルスを検
出する。

制御パルス検出器３４は、作動時間インターバ
ル中に着火ラインの選択制御信号に応答してシフ
トレジスタ３８のQ1出力に信号STOP CLOCK
を発生する。選択制御信号は、作動時間インター
バル中の適当な時間にもし受信された場合には、
そのモジユールの作動時間インターバルを終了さ
せてスイツチ２０のその後の閉成を禁止すると共
にその選択されたモジユールより下位のモジユー
ルへの電力供給を阻止することにより着火に対し
てそのモジユールを選択する。着火ラインの選択
制御信号の検出に加えて、制御パルス検出器３４
は制御ユニツト１４からの着火準備制御信号のシ
ーケンスを検出する。着火制御信号のこのシーケ
ンスは、１つのそして１つだけの着火モジユール
５が着火準備シーケンスに応答するかどうかを決
定する保安検出法として用いられる。

更に第５図を説明すれば、４ビツトレジスタ３
８の最後の３段は着火準備回路を構成し、この回
路は制御パルス検出器３４により検出された着火
準備制御信号のシーケンスに応答して、制御ユニ
ツト１４へフイードバツク電流パルスを発生す
る。着火ライン３のこのフイードバツク電流パル
スは、制御ユニツト１４内の電流検出手段６に対
し、１つのそして１つだけの着火モジユールが着
火準備制御信号のシーケンスに応答することを指
示する。以下で述べるように、このフイードバツ
ク電流パルスは、鑽孔ガンの不適切な着火作動を
生じさせる問題に対し、保安検出法として役立
つ。

上記したように、着火ライン３を経て送られる
着火準備シーケンスフイードバツク電流パルス
は、１つのみの着火モジユールが応答することを
指示するために、着火ラインの定常電流より大き
な所定振巾の電流増加を有する。４ビツトシフト
レジスタ３８は、次のようにして、着火ラインに
この所定の電流パルスを発生するように働く。シ
フトレジスタ３８（データ(D)入力）へのライン４
６の信号が論理０である限り、着火ラインにおい
て検出される制御信号即ちパルスがシフトレジス
タ３８の種々の段へ論理０を順次にシフトする。
シフトレジスタ３８の段の論理０はリセツト状態
を表わす。従つて、シフトレジスタ３８へのＤ入
力が論理０である時にパルス検出器３４により検
出されるパルスはシフトレジスタの論理状態に何
の変化も与えず、従つて着火準備回路は何の作用
も与えない。

シフトレジスタ３８へのデータ入力が論理１で
ある時には、ストツプパルス検出器３４によつて
検出される着火ラインの第１制御信号がシフトレ
ジスタの第１段に論理１をシフトさせる。前記し
たように、第１段の出力Q1の信号STOP
CLOCKであり、これは信号ライン５０に与えら
れる。この信号STOP CLOCKの機能は、論理回
路１８の内部時間基準である発振クロツク２８が
それ以上のクロツク信号を発生しないようにする
ことである。それ以上のクロツクパルスがない
と、モジユールの作動時間インターバルの形成が
終了されると共に、それより下位のモジユールの
それ以上のシーケンシングが終了される。この最
初に受け取つた制御信号は、着火に対してモジユ
ールを選択するための選択制御信号を表わす。換
言すれば、STOP CLOCKが論理１になると、こ
のモジユールが着火に対して選択される。シフト
レジスタ３８のＤ入力が論理１になる条件につい
ては以下で詳細に述べる。

Ｄ入力が論理１である時にストツプパルス検出
器３４によつて検出されるそれ以上の制御信号
は、それに対応する論理１をシフトレジスタ３８
の各段にシフトせしめ、各々の制御信号が検出さ
れるたびに論理１がシフトされるようにする。シ
フトレジスタ３８の第２段出力Q2と第３段出力
Q3との間には抵抗R2が接続されている。

本発明によれば、適当な時間に選択制御信号を
受け取ることによつてモジユールが着火に対して
選択された場合には、一連の着火準備パルスが制
御ユニツト１４によりこの選択されたモジユール
５の着火準備回路へ発生され、１つのモジユール
が応答していることを指示する着火準備状態フイ
ードバツク電流パルスが発生される。この一連の
着火準備制御信号は着火ラインを経て送られる３
つのパルスより成る。第１のパルスはシフトレジ
スタ３８のQ2出力を論理１にさせる。この時、
シフトレジスタ３８のQ3出力は論理０であり、
従つて４ビツトレジスタ３８はQ2からQ3へ向う
方向に抵抗R2を経て電流を供給せしめる。これ
は、着火ラインにより供給される電力に対する電
流導出量を、抵抗R2の大きさにより決定される
量だけ増加させる。１つの着火モジユールが応答
している場合には、所定の電流増加が生じる。

第２の着火準備パルスを受信すると、シフトレ
ジスタ３８の第３段へ論理１がシフトされ、抵抗
R2の両側が論理１になる。この論理状態は、着
火ライン電流の電流増加を除去し、着火準備回路
３８のリセツト状態に対する電流レベルに戻す。
従つて、第１及び第２の着火準備パルスによる着
火ライン電流の電流パルス増加の振巾が許容範囲
内になつた場合には、制御ユニツト１４がそのモ
ジユールを着火準備させる。

モジユールの着火準備は、着火ライン３に第３
の着火準備制御信号を発生することによつて達成
される。これにより、シフトレジスタ３８の第４
段Q4が論理１となる。シフトレジスタ３８のQ4
出力は、信号ARM CONTROLとして信号ライ
ン３９に与えられる。この信号ARM
CONTROLは制御可能な着火準備スイツチ２１
へ送られる。本発明の場合には、着火準備スイツ
チ２１及びパススルースイツチ２０の各々が、
International Rectifier社によつて型式IRSC232
として製造されたソリツドステートスイツチであ
る。スイツチ２１が閉じると、松かさ形の火薬２
６のための雷管２４が着火ライン３の入力部１６
に接続され、モジユールを着火準備させる。

前記したように、モジユールの選択及び着火準
備は、４ビツトシフトレジスタ３８へのデータ入
力Ｄが論理１である時にストツプパルス検出器３
４によつて制御信号が検出された際に行なわれ
る。シフトレジスタ３８へのデータ入力は、モジ
ユール作動時間インターバルの１部分中に論理１
となり、次のように形成される。クロツク発振回
路２８は14ビツト２進カウンタ３４によつてカウ
ントされるクロツクパルスを発生するモジユール
時間ベースとして設けられていて、モジユールの
ための作動時間インターバルを形成する。各モジ
ユールの作動時間インターバルは２つの同じ部分
Ｔ１及びＴ２（第３図参照）に分けられる。第１
の部分Ｔ１中に、モジユールは識別プロセスを実
行し、従つてモジユール５は複数個のフイードバ
ツクパルスを制御ユニツト１４へ発生する。これ
らのパルスは、どのモジユール５が現在作動時間
インターバルを形成しているかを独特に識別する
ように制御ユニツト１４によつて処理される。

シフトレジスタ３８へのＤ入力は作動時間イン
ターバルの第１部分Ｔ１中は論理０であり、着火
に対するモジユールの選択を防止する。作動時間
インターバルの第２部分Ｔ２中には、モジユール
が制御ユニツト１４によつて選択、着火準備及び
着火できるようにされる。この第２部分Ｔ２中に
は、シフトレジスタ３８へのＤ入力が論理１であ
る。Ｄ入力の論理レベルは14ビツト２進カウンタ
３５によつて制御され、その作動については以下
で詳細に述べる。

前記したように、モジユール作動時間インター
バルの第１部分中には、どのモジユール５が現在
作動時間インターバルを形成しているかを識別す
るために独特の識別パルスが制御ユニツト１４に
発生される。この独特の識別パスルの発生は次の
ように行なわれる。電力オン時リセツト回路３０
及び４ビツトシフトレジスタ３３より成る識別信
号発生器が各々の着火モジユール５と共に設けら
れており、この信号発生器はモジユール作動時間
インターバルの第１部分中に制御ユニツト１４へ
複数のフイードバツク電流パルスを発生する。電
力オン時リセツト回路３０は、着火ラインの入力
部１６に電力を受けた際に論理回路１８をクリヤ
するために電力リセツトパルスを発生する。

４ビツトシフトレジスタ３３はシフトレジスタ
３８と同様に機能する。即ち、デート入力Ｄが論
理１である場合に、クロツクパルスがレジスタの
種々の段を通して論理１をシフトさせる。

第５図に示されたように、シフトレジスタ３３
のクロツク信号源は発振クロツク２８の出力であ
る。シフトレジスタ３３のデータ入力は、これも
又クロツク２８に応答する14ビツト２進カウンタ
３５から送られて来る。２進カウンタ３５の第６
段の出力Q6はデータＤ入力としてシフトレジス
タ３３へ送られる。従つて、２進カウンタ３５の
Q6出力の論理状態の変化に応答して一連の１及
び０がシフトレジスタ３３にタイミングを合わせ
て送られる。シフトレジスタ３３のQ1出力とQ3
出力との間には抵抗R3が接続されており、この
抵抗R3は抵抗R2と同様に作動して、Q1及びQ3
の論理状態に差がある時に着火ライン電力に電流
増加を形成させる。本発明によれば、シフトレジ
スタ３８及び３３と各々共働する抵抗R2及びR3
は、着火ライン３に電流増加を形成する第１及び
第２の負荷接続手段を表わす。

２進カウンタ３５のQ13出力は、ソリツドステ
ートバイパススイツチ２０への制御入力として信
号ライン４８にも送られ、このバイパススイツチ
２０は出力Q13論理状態に応答して、着火ライン
の入力部１６を出力部２２に接続し、装置の次の
下位モジユールに電力供給する。その後、Q13出
力に論理１が現われた際に発振クロツク信号が停
止すると、着火ラインの電力が取り去られるま
で、パススルースイツチ２０が閉状態に保たれ
る。

前記したように、モジユールの作動時間インタ
ーバルは、クロツク２８の所定数のクロツクサイ
クルをカウントするのに必要な時間によつて決定
される。本発明の場合には、モジユールの作動時
間インターバルＴ１の第１部分は、着火ラインの
電力をモジユールに与えた時（電力リセツトパル
スが現われた時）から、２進カウンタ３５のQ12
出力が論理１になる時まで測定される。モジユー
ル作動時間インターバルの第２部分Ｔ２は、出力
Q12が論理１である時間長さ（出力Q12が論理１
になつた時から出力Q13が論理１になる時までの
時間長さ）によつて測定される。

第５図に示されたように、２進カウンタ３５の
出力Q13は発振クロツク２８へ第２の作動可能入
力として与えられ、出力Q13が論理１である時に
クロツク信号の発生を禁止する。出力Q13が真
（論理１）である時にクロツク２８が作動不能に
されると、このモジユールが着火に対して選択さ
れずにこのモジユールの作動時間インターバルが
完了したことが指示され、このモジユールは着火
ラインの電力が除去されるまで、バイパス状態に
される。

作動時間インターバルを形成している各々のモ
ジユールを独特に識別できてしまうと、制御ユニ
ツト１４は、作動時間インターバルを現在形成し
ているモジユールが、着火に対して選択されて着
火準備さるべきモジユールであるかどうかを正確
に知ることができる。穴の下方に向つて作動時間
インターバルを形成しない欠陥モジユールは、全
てのモジユールをシーケンシングして着火に対し
てどのモジユールも選択しない時にこれらのモジ
ユールに対する一連のパルス包絡線内にその独特
の識別パルス包絡線がないことによつて検出でき
る。

本発明の好ましい実施例に対しては、Ｔ１中に
各モジユールが着火ラインに64個の電流パルスを
発生する。制御ユニツト１４は、各モジユールの
作動時間インターバルの部分Ｔ１中に受け取つた
パルスをカウントし、そのモジユールが64個のパ
ルスを発生するのに必要な時間を決定する。この
ように形成された時間インターバルは特定のモジ
ユールからのフイードバツク識別信号の包絡線を
表わす。発振クロツク回路は若干変えられるの
で、各モジユールはそのモジユールに対して独特
のパルス包絡線を容易に形成する。

このようにするために、各々の着火モジユール
の発振クロツク２８は各モジユールごとに独特の
包絡線パルスを形成するように若干変更すること
ができ、この包絡線は各モジユールを独特に識別
するように穴の上方又は下方に向つて測定され
る。このようにして、選択シーケンスで着火ライ
ンにいかに多くのモジユールが接続されたかをカ
ウントする必要がなくなる。独特の識別パルス
は、或る所与のモジユールが着火ラインに接続さ
れて作動時間インターバルを形成する時を決定す
る。64個のパルスを受け取らねばならないので、
着火ライン上のアイソレートされたノズルパルス
がエラー状態を招くことはない。

64個のパルスは理想的な個数であるが、受信さ
れるパルスの全数を変えたり少なくしたりするこ
とができ、このようにしても、モジユールは独特
に識別される。従つて64±ｎ個のパルスを使用で
き、このようにしても所与のモジユールを独特に
識別することができる。

シフトレジスタ３３のリセツト入力に接続され
ているのは、２進カウンタ３５のQ12出力であ
る。従つて、２進カウンタ３５のQ6出力及びク
ロツク２８と共に作動するシフトレジスタ３３
は、Q12が論理１になる時まで、所定数の巾の短
い電流パルスを着火ライン３に発生する。Q12が
論理１になると、シフトレジスタ３３はリセツト
され、着火ラインに電流パルスをそれ以上発生し
ないようにされる。シフトレジスタ３３をリセツ
トするのに加えて、２進カウンタ３５のQ12出力
は、ENABLEと示された信号としてシフトレジ
スタ３８のデータＤ入力にも送られる。

さて第４図には、本発明による単１ワイヤ式の
鑽孔システム内の種々の信号のタイミング図が示
されている。第４図に示された信号については、
制御ユニツト１４より下の第３のモジユールが、
選択さるべきモジユールである。

第４図は各々のモジユール作動時間インターバ
ルの第１及び第２部分Ｔ１及びＴ２を示してい
る。各々のモジユール作動時間インターバルの第
１部分Ｔ１中には、着火ライン３の電流信号に64
個の電流パルスが形成される。説明上、各々のモ
ジユールが64個のパルスを発生するのに必要な時
間インターバルは各々異なり、従つて、これによ
り生じる包絡線パルスt₁ないしt₄の巾は各々異な
り、各々のパルスはその関連モジユールを独特に
識別する。モジユールNo.１とモジユールNo.２との
間に生じるノイズパルスは識別パルスに対してパ
ルス包絡線が狭くなり、ノイズパルスは正しい数
の電流パルスを含んでいないので、制御ユニツト
１４によつて無視され、考えられる作用として地
上に報告される。

モジユールNo.３は選択さるべきモジユールであ
るので、制御ユニツト１４は、モジユール作動時
間インターバルの第２部分Ｔ２中にモジユール選
択制御信号及び一連の３つの着火準備選択制御信
号を発生する。これら制御信号は電圧パルスとし
て着火ラインの電力電圧にのせられる。モジユー
ルNo.３の作動時間の第２部分Ｔ２中に受けた第１
の制御信号は、着火に対してモジユールを選択
し、これによりモジユール作動時間のそれ以上の
形成を終わらせる。これは、次いで、下位モジユ
ールのそれ以上のシーケンシングを阻止する。

モジユールNo.３のモジユール作動時間の第２部
分Ｔ２中に選択制御パルスを受けると、このモジ
ユールは選択された状態に入り、この状態中にこ
のモジユールは、保安フイードバツク検出シーケ
ンスによつてモジユールが適切に作動しているこ
とが決定されると、着火準備することができる。
この保安検出シーケンスは、着火準備回路が第１
の着火準備制御信号を受け取ると開始される。前
記したように、着火準備回路は、第４図に示され
た着火ライン電流に、着火準備状態パルスとして
所定の電流パルス増加を形成する。電流増加とし
て適切な値が検出された場合には着火準備状態電
流パルスを除去するように制御ユニツト１４によ
つて第２の着火準備パルスが発生される。

着火準備状態パルスとして適切な値が検出され
た場合には、制御ユニツト１４は第３の着火準備
制御信号を発生して着火準備スイツチ２１（第５
図参照）を閉成させ、電管２４を着火ライン３に
接続する。着火準備スイツチ２１が閉じると、制
御ユニツト１４はそのモジユールを着火させたい
時に着火ラインに着火パルスを発生することがで
きる。然し乍ら、モジユールを爆発させるのでは
なく、制御ユニツト１４は、着火パルスを発生せ
ずに着火ラインの電力を単に取り去ることにより
別のモジユールを選択するようにモジユールをリ
セツトすることができる。この保安機構は、穴に
おいて遭遇する温度変動によつて各々の着火モジ
ユールの時間ベースにふらつきが生じることがあ
るのでガンが現在受けている所与の作動状態の関
数として各パルスに独特の識別包絡線を形成する
と共に、全てのモジユールが適切に作動している
かどうかを決定するように各々の着火モジユール
をシーケンシングするのに利用できる。時間ベー
スがふらつくと、モジユールを独特に識別する64
個のパルスを発生するのに必要な時間が変化す
る。

着火準備シーケンス中の保安着火準備状態パル
スに対する冗長性チエツクとして、制御ユニツト
１４は、各モジユールが着火ラインに追加された
時に電流増加量を測定することによりモジユール
が予期した通りに作動しているかどうかを決定す
ることができる。各モジユール作動時間インター
バルの始めに、各モジユールが着火ラインに追加
された時の着火ラインの電流増加が段階関数とし
て第４図に示されている。

本発明の１つの重要な特徴は、ガンを着火作動
する試みをなす前に着火システムの欠陥状態又は
故障を判断する冗長性保安検出法が提供されるこ
とである。これらの故障は、不適切なガンの着火
作動−これは気付くことができる−を招くような
故障、或いは不適切なガンの着火作動が検出され
ないようにする故障として分類される。

前記したように、モジユールの作動時間インタ
ーバルの第１部分中に生じる各モジユールからの
応答は、64個のフイードバツク電流パルスの列で
ある。制御ユニツト１４は、これらのフイードバ
ツクパルスを検出し、モジユールが着火ラインに
接続される時にモジユールを独特に識別するよう
にパルス列の包絡線を整形する。着火ライン３の
ノイズに対する裕度を高めるため、各モジユール
の作動時間インターバルの第１部分中に発生され
た64個のパルスは、そのシーケンス中に検出され
たパルスの個数が正しい個数の或る数値内にあれ
ば、正しいものと認識される。従つて、第４図に
示されたノイズパルスのような偽のパルス列は捨
てられ、それらの発生を地上の装置に知らせるこ
とができる。

種々のモジユールの作動時間インターバルに
は、モジユールが適切に機能していることを判断
する保安機能が存在する。作動時間インターバル
の第１部分中のフイードバツクパルスの包絡線
は、モジユールの作動周期のほゞ半分という長い
時間インターバルである。制御ユニツト１４は広
範な作動周期の値を受け容れるように構成され、
これらを高い精度で測定することができる。ガン
装置１０の各モジユール５は、それらのクロツク
２８の周波数の分散によつて区別できる。異なつ
た周波数にされていなくても、種々の周波数の分
布は、隣接モジユール間の差を常に測定できない
ようなランダムプロセスを表わすが、故障の未検
出のままにするこの状態の確率は充分に低い。さ
もなくば、モジユールを、異なつた値の作動周期
に調整して装置に順次配置することができる。

本発明では、モジユールを着火させることなく
各モジユールをシーケンシングすることができる
ので、ガンを着火作動する前に、各モジユールの
時間インターバルを測定することができる。これ
らの値により、作動時間対モジユール位置の基準
テーブルを形成することができ、これを後で使用
して鑽孔作業中の選択を確認することができる。

更に別の保安検出システムは、着火ライン３の
ライン電流の測定に関するものである。制御ユニ
ツト１４は、着火ラインに送られる電流の高精度
測定機能を備えている。モジユールが選択された
後、着火ラインの電流はこのラインに接続された
モジユールの数に比例し、従つて選択されたモジ
ユールを表わす。

着火ラインに接続された全ての着火モジユール
により形成される全導出電流は、モジユールの数
を指示するに充分な程の精度はないが、着火ライ
ンに１つのモジユールが追加されたり取りさられ
たりすると、予想可能な電流変化が生じる。鑽孔
装置１０を穴に降ろしそしてガンを着火作動する
前に、次第に長さの増す選択サイクルによつて供
給電流の準備値を測定することができる。換言す
れば、モジユールNo.１を選択する選択サイクルを
実行し、次いでモジユールNo.２の選択サイクルを
実行し、等々…というようにしていつて、各モジ
ユールごとに着火ライン電流のこの増加がいかに
生じるかを判断することができる。これらの測定
は、識別パルスの測定と同様に行なうことができ
る。

作動時間インターバル及びライン電流の確認
は、故障によつてモジユールの作動周期がゼロに
減少されたり故障したモジユールが次の下位モジ
ユールと共に電力供給されたりする状態での保安
機能であり、これは考慮されずにバイパスされ
る。

本発明を利用できる大部分の鑽孔システムにお
いては、ガンの着火作動によりガンを通る電線が
破壊される。この状態は、選択の任意性を制限す
るので不便であるが、最後に着火作動したガンの
位置をみつける上で役立つ。これは、制御ユニツ
トとまだ通信できるモジユールをカウントするこ
とによつて達成できる。

相互接続されたモジユールの数は、無制限の長
さの選択サイクルによつて測定される。制御ユニ
ツト１４は、フイードバツクパルス列、ひいては
モジユールの数をカウントする。最後のモジユー
ルがバイパスされた時に供給電流を測定すること
により最後に着火作動されたガンより下のライン
の状態が指示される。この測定によりモジユール
間の配線不良を探索することができる。制御ユニ
ツト１４は、ラインの開路又は短絡を検出しそし
て装置がまだ作動できるのはどのガンまでかを決
定することができる。

モジユールが選択されそして着火準備される選
択サイクルの後は、その作動モジユールが発破キ
ヤツプに着火電流を流すことができねばならない
だけである。然し、バイパスされたモジユールの
いずれかは欠陥があり、バイパスされた後も“作
動”状態のままである。回路に欠陥のあるモジユ
ールは、選択されたモジユールと並列に着火さ
れ、結局のところ検出されない。この欠陥に対す
る保安機能として、選択されたモジユールは、選
択制御信号が着火ライン３に与えられた直後に着
火電流を受け入れる用意がなされず、多数の着火
準備制御信号より成る着火準備シーケンスを必要
とする。

前記したように、着火準備は、本発明によれ
ば、選択プロセスで用いたものと同様の３つの更
に別の制御パルスを着火ライン３に送るようにし
て行なわれる。選択されたモジユールだけがこれ
らのパルスを受け取れるようにしなければならな
い。

第１の着火準備パルスは、作動モジユールに導
出された供給電流を或る一定量だけ増加するが、
第２のパルスはこの電流をその前の値に保持す
る。電流の増加が許容範囲内であれば、最終的に
第３のパルスが雷管即ち発破キヤツプ２４と着火
ライン３との間の着火準備スイツチ２１を閉じ
る。これと同時に、又は第３の着火準備制御パル
スの若干後で、制御ユニツト１４は着火キヤパシ
タを着火ラインに接続して着火電流を発生する。

選択後の中間の着火準備段階に、発破キヤツプ
へのスイツチが閉じた状態を含む欠陥のあるモジ
ユールがある場合には、着火準備シーケンス中又
はその前にライン電流を測定することによりこの
欠陥状態が検出される。

本発明を要約すると、ここに開示する単一ワイ
ヤで選択する鑽孔ガンシステムでは、複数の同一
の着火モジユールが、井戸穴に降ろすのに適した
細長い組立体を形成するように、互いに接続され
る。この組立体には制御ユニツトが含まれてい
て、この制御ユニツトは、各モジユールが一度に
１つづつ順次に制御ユニツトに接続された時に、
電力と、着火ライン信号とを各々の着火モジユー
ルへ発生する。

各々の着火モジユールは、その内部で作動時間
インターバルを形成し、この間にモジユールは、
制御ユニツトにより着火に対して選択されそして
着火準備される。作動時間インターバルは、モジ
ユールが着火ラインに接続されることによりモジ
ユールに電力が与えられた時に開始される。各々
の着火インターバルは第１及び第２の部分を有し
ている。第１の部分中に、独特の識別パルスが制
御ユニツトに発生され、これにより、複数のモジ
ユールの中の特定のモジユールが着火ラインに接
続されそして作動時間インターバルを形成してい
ることが指示される。このようにして、制御ユニ
ツトは、特定のモジユールが選択に利用できる時
を決定することができる。

モジユール作動時間インターバルの第２の部分
中に、制御ユニツトは、着火ラインに選択制御パ
ルスを発生することにより、着火に対してモジユ
ールを選択する。作動時間インターバルの第１部
分中に着火ラインに与えられたパルスはそのモジ
ユールによつて無視される。というのは、モジユ
ールは、作動時間インターバルの第２部分中にし
か選択及び着火準備されないからである。

いつたんモジユールが選択されると、制御ユニ
ツトは、一連の３つの着火準備信号を発生してそ
のモジユールを着火準備させる。第１及び第２の
着火準備制御パルスは、着火ラインの電力に所定
振幅の電流パルス増加を形成し、１つのそして１
つのみのモジユールが着火準備シーケンスに応答
しているかどうかを制御ユニツトに指示する。電
流増加が許容範囲内にある場合には、制御ユニツ
トは、第３の着火準備制御信号を発生して、モジ
ユールの火薬の雷管を着火ラインに接続する。い
つたんモジユールが着火準備されると、制御ユニ
ツト１４は、着火パルスを発生して火薬を爆発さ
せることもできるし、或いは着火ラインの電力を
取り去つて全てのモジユールをリセツトしそして
別のモジユールを選択するように選択プロセスを
繰り返すこともできる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明し
た。然し乍ら、当業者及び本発明の開示に精通し
た者は、特許請求の範囲に規定された本発明の範
囲内で追加、削除、置き替え、又は他の変更が明
らかであろう。例えば、本発明は、制御ユニツト
１４と、複数の着火モジユール５との間に電力及
び制御信号の両方を送る単一の着火ライン３につ
いて説明した。制御ユニツトからモジユールに電
力及び制御信号を送るのに２本以上の信号ライン
を用いても本発明の効果が得られることは明らか
である。単一のラインを用いて、選択及び着火準
備のための制御信号を、着火ラインの電力及びフ
イードバツク信号とは別々に送ることもできる
が、この場合は前記したのと同様に信号ラインが
区分化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は井戸穴に懸架された本発明の着火連鎖
装置を示す図、第２図は第１図に示された着火モ
ジユールの実施例の機能ブロツク図、第３図は第
２図に示された形式のモジユールを選択し、着火
準備しそして着火する本発明の作用を示すタイミ
ング図、第４図は第１図に示された着火モジユー
ルの別の実施例の機能ブロツク図、そして第５図
は第４図に示された形式のモジユールを選択し、
着火準備しそして着火する本発明の作用を示すタ
イミング図である。 １……井戸穴、２……井戸ケース、３……着火
ライン、５……着火モジユール、６……電流検出
手段、７……制御信号発生器、８……電源、１０
……着火連鎖装置、１２……ケーブル、１４……
制御ユニツト、１８……モジユール論理回路、２
１，２２……スイツチ、２４……雷管、２６……
火薬、２８……クロツク、２９……定電流電源、
３２……カウンタ回路手段、３３……アンドゲー
ト、３４……ストツプパルス検出器、３５……２
進カウンタ、３７……着火ラインパルス検出器、
４１……フリツプ−フロツプ、４３……ツエナー
ダイオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 着火制御ユニツトを複数の着火モジユールの
   各々に所定のシーケンスで一度に１つづつ電気的
   に接続する単一の着火信号ラインを有している、
   上記モジユールの各々はこれに接続された制御ユ
   ニツトを次のモジユールに接続するような、単一
   信号ラインで選択を行なう鑽孔システムにおい
   て、モジユール内で形成されるモジユール作動時
   間インターバルの制御下で各々のモジユールを所
   定のシーケンスで一度に１つづつ着火信号ライン
   に接続し、各モジユールは着火信号ラインに接続
   されるのに応答してその作動時間インターバルを
   形成し、上記シーケンスにおける次のモジユール
   は、最後に接続されたモジユールに対する作動時
   間の終りに、このモジユールがその作動時間イン
   ターバル中に着火に対して選択されなかつた場合
   に、着火信号ラインに自動的に接続されることを
   特徴とする着火に対してモジユールを選択する方
   法。 ２ 各々のモジユールは上記制御ユニツトから上
   記着火信号ラインを経て電力及び着火信号を受信
   し、上記方法は、更に、 (a) 上記着火信号ラインを経て電力信号を受信す
   るのに応答して各モジユール内に次のものを形
   成し、 () モジユール作動時間インターバルであつ
   て、このインターバル中に上記制御ユニツト
   からの選択制御信号によりモジユールが着火
   に対して選択されるようなモジユール作動時
   間インターバル、及び () 次のモジユールが着火信号ラインに接続
   されたことを指示するように上記着火信号ラ
   インを経て上記制御ユニツトに伝送される識
   別パルス、 そして (b) 最後に接続されたモジユールのモジユール作
   動時間の終りにこのモジユールがその作動時間
   中に着火に対して選択されなかつた場合は上記
   着火信号ラインを上記シーケンスにおける次の
   モジユールに自動的に接続するという段階を備
   えた特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 識別パルスを形成する前記段階は、各モジユ
   ールの作動時間インターバル中に、モジユールを
   独特に識別する識別パルスを発生することを含む
   特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４ 各モジユールを着火信号ラインに接続する前
   記段階は、 (a) 上記着火信号ラインに接続されたモジユール
   を付勢するように電圧及び電流の形態で電力を
   着火信号ラインに与え、 (b) 上記着火信号ラインの電力に最後に接続され
   たモジユールにおいてモジユール作動時間イン
   ターバルを形成し、 (c) 各々のモジユール作動時間インターバルの終
   りに、上記着火信号ラインの電力を上記シーケ
   ンスにおける次のモジユールに送るようにパス
   スルースイツチを制御し、そして (d) 選択さるべきモジユールが作動時間インター
   バルを形成するまで上記段階(b)及び(c)を繰り返
   す特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項
   に記載の方法。 ５ 各々のモジユール作動時間インターバルは、 (a) モジユールが識別パルスを発生してこれを着
   火信号ラインに与えるところの第１部分と、 (b) 着火に対してモジユールを選択する選択パル
   スを制御ユニツトから着火信号ラインを経てモ
   ジユールが受信できるようにされるところの第
   ２部分とを含む特許請求の範囲第２項又は第３
   項に記載の方法。 ６ 識別パルスを形成する前記段階は、着火信号
   ラインの電流変化の振巾が所定範囲内にあるとこ
   ろで着火信号ラインの電力に電流増加を形成する
   段階を含む特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ７ 各モジユールの識別パルスは、最後の識別パ
   ルスの発生から測定される所定の時間窓内に生じ
   なければならない特許請求の範囲第２項又は第６
   項に記載の方法。 ８ (a) 作動モジユールが着火に対して準備さる
   べき時にその作動モジユールに着火準備パルス
   を形成し、 (b) 上記着火準備パルスによつて着火に対してモ
   ジユールが準備された時に上記選択された着火
   モジユールの電管部を上記着火信号ラインに接
   続し、着火信号ラインの着火パルスで上記選択
   された着火モジユールを爆発できるようにする
   という段階を備えた特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ９ モジユールを独特に識別する識別パルスを形
   成する前記段階は、電流パルスを発生するための
   時間インターバルが識別パルスを表わすように所
   定数の電流パルスを着火ラインに形成するという
   段階を含む特許請求の範囲第３項又は第４項に記
   載の方法。 １０ モジユールに対する識別パルスの時間イン
   ターバルが各々異なるように、識別パルスを発生
   するための別々の所定時間ベースを各モジユール
   に与えるという段階を備えた特許請求の範囲第９
   項に記載の方法。 １１ モジユールが着火に対して選択された時に
   この選択された着火モジユールを上記着火信号ラ
   インに接続し、着火信号ラインの着火パルスで上
   記選択された着火モジユールを爆発できるように
   する特許請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２ 上記着火モジユールを着火信号ラインに接
   続する上記段階は、 (a) 第１の着火準備制御パルスに応答して着火信
   号ラインの電流に所定の増加を形成し、この所
   定の電流増加は１つのモジユールが着火準備制
   御パルスに応答していることを指示するもので
   あり、 (b) 第２の着火準備制御パルスに応答して上記着
   火信号ラインの電流の所定電流増加を除去し、 (c) 着火信号ラインの電流の所定変化が許容範囲
   内にある場合に発生される第３の着火準備制御
   パルスに応答して着火モジユールを着火信号ラ
   インに接続するという段階を含む特許請求の範
   囲第１１項に記載の方法。 １３ 接続はされたが上記制御ユニツトによつて
   選択されなかつた各着火モジユールをアースする
   段階を更に備えた特許請求の範囲第１項から第１
   ２項のうちのいずれかに記載の方法。 １４ 各モジユールが着火信号ラインに接続され
   た時に各モジユール内に電力リセツト信号を形成
   し、各作動時間インターバルを開始させる特許請
   求の範囲第１項から第１３項のうちのいずれかに
   記載の方法。 １５ 各作動時間インターバルの第１及び第２部
   分は長さが等しい特許請求の範囲第５項に記載の
   方法。 １６ 着火信号ラインに接続はされたが選択され
   ていない各モジユールは、不作動状態で着火信号
   ラインに接続されたままであり、不作動状態にあ
   るモジユールは着火信号ラインからの電力を瞬間
   的に除去することによりもう一度シーケンシング
   されるようにリセツトされる特許請求の範囲第１
   項から第１５項のうちのいずれかに記載の方法。 １７ 複数の着火モジユール内の火薬を一度に１
   つづつ選択的に爆発させる、単一信号ラインで選
   択を行なう鑽孔システムにおいて、 (a) 単一の着火信号ラインによつて上記モジユー
   ルに作動的に接続された制御ユニツトを備え、
   上記着火信号ラインはこの制御ユニツトとモジ
   ユールとの間で電力及び制御信号の両方を送
   り、そして更に、 (b) 井戸穴に降ろすのに適した細長い組立体を形
   成するように互いに垂直方向に接続された複数
   の選択可能な着火モジユールを備え、上記組立
   体は上記制御ユニツトを含み、そして各々のモ
   ジユールは、 () 少なくとも１つの火薬を含み、各モジユ
   ールは所定のシーケンスで一度に１つづつ着
   火信号ラインに自動的に接続されてここから
   電力を受け、そして、 () 着火信号ラインを経て電力を受けとるの
   に応答してモジユール作動時間インターバル
   を内部で形成し、この時間インターバルはこ
   のインターバル中にモジユール及びその火薬
   が上記制御ユニツトによつて着火のために選
   択される時間であり、作動時間インターバル
   中に着火に対して選択されない各モジユール
   は着火信号ラインを上記シーケンスにおける
   次のモジユールに自動的に接続することを特
   徴とするシステム。 １８ 各モジユールは、着火信号ラインを経て電
   力を受け取るのに応答して、その作動時間インタ
   ーバル中に、モジユールを独特に識別する識別信
   号を形成する特許請求の範囲第１７項に記載のシ
   ステム。 １９ 上記制御ユニツトは、 (a) モジユールが着火信号ラインに接続された時
   を検出するように、着火信号ラインに現われる
   電力電流の量を検出する手段と、 (b) 着火信号ラインに制御信号を発生する手段と
   を備え、この制御信号は、 () 着火に対して選択さるべきモジユールを
   選択するための選択制御信号と、 () 選択されたモジユールの火薬を着火信号
   ラインに接続する一連の着火準備制御信号
   と、 () 着火に対して選択されたモジユール内の
   火薬を爆発させる着火制御信号とを含む特許
   請求の範囲第１７項又は第１８項に記載のシ
   ステム。 ２０ 上記着火モジユール各々の着火信号ライン
   は入力部及び出力部を備え、各々の上記着火モジ
   ユールは、 (a) 着火信号ラインの上記入力部を経て電力を受
   け取るのに応答して、上記モジユールの特定の
   １つが着火信号ラインに接続されたことを指示
   する識別信号を上記制御ユニツトに発生するよ
   うな識別信号発生器と、 (b) この識別信号発生器に応答して、モジユール
   作動時間インターバルを形成するモジユール作
   動時間インターバル形成器とを備え、上記モジ
   ユール作動時間インターバルはこのインターバ
   ル中にモジユールが着火に対して選択される時
   間であり、 (c) 更に、着火信号ラインの上記入力部を経て送
   られる選択信号と上記時間インターバル形成器
   とに応答して、モジユール作動時間インターバ
   ルの形成を終わらせると共にそれ以上のモジユ
   ール選択を終わらせる停止パルス検出器を備
   え、 (d) 更に、一連の着火準備制御信号と、上記停止
   パルス検出器とに応答して、モジユールの火薬
   を着火信号ラインに接続し、これにより、モジ
   ユールを着火準備させるような着火準備回路を
   備え、そして (e) 更に、上記モジユール作動時間インターバル
   形成器に応答して、モジユール作動時間インタ
   ーバルの終りに、着火信号ラインの入力部をそ
   の出力部に接続し、これにより、上記組立体に
   おける次の着火モジユールに電力を接続するよ
   うなパススルースイツチを備えた特許請求の範
   囲第１９項に記載のシステム。 ２１ 上記識別信号発生器は、 (a) 着火信号ラインの入力部を経て電力を受け取
   るのに応答して、モジユールの作動時間インタ
   ーバルを開始させる電力リセツトパルスを形成
   する電力リセツト回路と、 (b) 電力リセツトパルスに応答して、所定数のパ
   ルスを着火信号ラインに発生し、この所定数の
   パルスを発生するに要する時間が、モジユール
   を独特に識別する識別信号を表わすようにする
   第１の負荷接続手段とを備えた特許請求の範囲
   第１８項又は第１９項又は第２０項に記載のシ
   ステム。 ２２ 上記着火モジユール各々の着火信号ライン
   は入力部及び出力部を備え、各々の上記着火モジ
   ユールは、 (a) 着火信号ラインの上記入力部を経て電力を受
   け取るのに応答して、上記モジユールが着火信
   号ラインに接続されたことを指示するパルスを
   発生するような識別パルス発生器と、 (b) この識別パルス発生器に応答して、モジユー
   ル作動時間インターバルを形成するモジユール
   作動時間インターバル形成器とを備え、上記モ
   ジユール作動時間インターバルはこのインター
   バル中にモジユールが着火に対して選択される
   時間であり、 (c) 更に、着火信号ラインの上記入力部を経て送
   られる選択パルスと上記時間インターバル形成
   器とに応答して、モジユール作動時間インター
   バルの形成を終わらせると共にモジユールの火
   薬を着火信号ラインに接続してモジユールを着
   火に対して選択するような停止パルス検出器を
   備え、そして (d) 更に、上記モジユール作動時間インターバル
   形成器に応答して、モジユール作動時間インタ
   ーバルの終りに、着火信号ラインの入力部をそ
   の出力部に接続し、これにより、上記組立体に
   おける次の着火モジユールに電力を接続するよ
   うなパススルースイツチを備えた特許請求の範
   囲第１７項に記載のシステム。 ２３ 上記識別パルス発生器は、 (a) 着火信号ラインの入力部を経て電力を受け取
   るのに応答して、モジユールの作動時間インタ
   ーバルを開始させる電力リセツトパルスを形成
   する電力リセツト回路と、 (b) 電力リセツトパルスに応答して、着火信号ラ
   インの電流を増加させ、この電流パルスの増加
   が、モジユールの識別パルスを表わすようにす
   る負荷接続手段とを備えた特許請求の範囲第２
   ０項又は第２１項に記載のシステム。 ２４ 上記着火モジユールの作動時間インターバ
   ル形成器は、 (a) デジタル時間ベースクロツク信号を発生する
   クロツク発振器と、 (b) 上記停止パルス検出器及びクロツク信号に応
   答して所定数のクロツクパルスをカウントし、
   モジユール作動時間インターバルの長さを決定
   する２進カウンタとを備え、このカウンタは、 () 上記時間インターバルの第１部分が生じ
   た時に第１信号を出力し、そして () 上記時間インターバルの第２部分が生じ
   た時に第２信号を出力する特許請求の範囲第
   ２３項に記載のシステム。 ２５ (a) 上記識別信号は上記時間インターバル
   の第１部分中に発生され、そして (b) 上記モジユールは上記時間インターバルの第
   ２部分中に選択パルスを受信できるようにされ
   る特許請求の範囲第２４項に記載のシステム。 ２６ 上記停止パルス検出器は、 (a) 上記着火信号ラインの入力部における電圧増
   加を検出する手段を備え、上記作動時間インタ
   ーバルの第２部分中の電圧増加は選択パルスを
   表わし、 (b) 更に、上記検出手段及び上記モジユール時間
   インターバル形成器に応答して、上記２進カウ
   ンタへクロツク信号を送れないようにすると共
   に、上記モジユール作動時間インターバルの上
   記第２部分中に上記検出手段によつて選択パル
   スが検出された場合に着火スイツチ信号を発生
   する作動不能化手段を備え、そして (c) 更に、上記着火スイツチ信号に応答して上記
   着火信号ラインの入力部を上記着火モジユール
   の火薬に接続する制御可能なスイツチを備えた
   特許請求の範囲第２４項又は第２６項に記載の
   システム。 ２７ 上記停止パルス検出器は、 (a) 上記着火信号ラインの入力部における制御信
   号を検出する手段を備え、上記作動時間インタ
   ーバルの第２部分中に受けた制御信号は着火に
   対してモジユールを選択し、 (b) 更に、上記検出手段及び上記モジユール時間
   インターバル形成器に応答して、上記２進カウ
   ンタへクロツク信号を送れないようにし、上記
   モジユール作動時間インターバルの上記第２部
   分中に選択パルスが受信された場合にはモジユ
   ールのそれ以上のシーケンシングを終わらせる
   作動不能化手段を備えた特許請求の範囲第２６
   項に記載のシステム。 ２８ 上記一連の着火準備信号は第１、第２及び
   第３の着火準備制御信号を含み、上記着火準備回
   路は、 (a) 上記停止パルス検出器及び上記第１及び第２
   の着火準備信号に応答して、１つのモジユール
   のみが着火準備信号に応答していることを指示
   するように所定の大きさのパルスを上記制御ユ
   ニツトに発生する第２の負荷接続手段と、 (b) 第３の着火準備信号と上記停止パルス検出器
   とに応答して、着火信号ラインの入力部を火薬
   に接続し、モジユールを着火準備させる火薬接
   続スイツチとを備えた特許請求の範囲第２７項
   に記載のシステム。 ２９ 上記停止パルス検出手段は、更に、上記着
   火信号ラインと上記制御可能なスイツチとの間に
   接続されたツエナーダイオードを備え、このツエ
   ナーダイオードは、モジユールが着火に対して選
   択された時には所定電圧未満の電圧パルスが火薬
   に達するのを阻止し、着火パルスは所定電圧より
   大きな電圧振巾を有する特許請求の範囲第２６項
   に記載のシステム。 ３０ (a) モジユールを付勢するに充分な大きさ
   ではあるがモジユールを着火するには充分でな
   いような電圧及び電流をもつた電力を着火信号
   ラインに与え、そして (b) 作動モジユールを選択すべき場合に、モジユ
   ール作動時間インターバル中に選択パルスを発
   生して、着火モジユールを爆発させるに充分な
   着火信号ラインの電力より成る着火パルスによ
   つてモジユールを着火に対して選択する特許請
   求の範囲第１７項から第２９項のうちのいずれ
   かに記載のシステム。