JPH07167596A - 岩盤等の爆破工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発破工法によって岩盤等の被破砕物を破砕す
る際に、計画破砕線に沿って確実に亀裂を発生させて精
度のよい破砕と作業能率の向上を図る。 【構成】 被破砕物１の計画掘削部の外周縁に沿って長
辺側の端部を一定間隔を存して対向させた状態で断面長
孔形状の発破孔２を穿設すると共に隣接する発破孔２、
２間の中間部に空孔４を穿設し、各発破孔２内に爆薬７
を装填して爆破させることにより発破孔２の短径方向に
爆破力を集中させて長径方向、即ち、空孔４に向かって
亀裂を発生させ、この亀裂と空孔４を介して隣接する各
発破孔２、２間を連続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は岩盤、或いは溶鉱炉の残
銑やコンクリートなどの被破砕物を爆破によって破砕さ
せる爆破方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から岩盤等の被破砕物を発破工法に
よって破砕するには、破砕すべき部分に適宜間隔毎に所
定深さの断面円形状の発破孔を穿設し、これらの発破孔
内に爆薬を装填したのち爆破させることにより各発破孔
から四方に亀裂を発生させる発破工法が採用されてい
る。さらに、このような発破工法では発破孔からの亀裂
方向が不定となって効率のよい破砕が望めないので、発
破孔の孔壁面にノッチを形成して爆破時に該ノッチ部分
に応力集中を生じさせて亀裂方向を定めるようにするこ
とも行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ノ
ッチは外周面にノッチ形成用刃体を突設してなる穿孔ロ
ッドを使用して穿孔と同時に刃体によって形成されるも
のであるが、その穿設作業に手間を要するばかりでな
く、例えば岩石を穿孔すると、該ロッド先端ビットによ
り掘削される孔壁が凹凸面となるので、このビットに後
続して一体的にロッドの長さ方向に進入する刃体によっ
て孔壁の凸面にノッチを切り込み形成することができて
も、凹面にはノッチを形成できない場合が生じ、また、
その補正もできないので、ノッチが発破孔の長さ方向に
不連続に形成され且つその深さも不均一となって精度の
よい亀裂を生じさせることができなくなるという問題点
があった。本発明はこのような問題点を全面的に解消し
得る爆破方法の提供を目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載した爆破方法は、岩盤等の
被破砕物に断面長孔形状の発破孔を所定間隔毎に且つ隣
接する発破孔の長辺側の端部を対向させた状態で所望深
さまで穿設すると共に隣接する発破孔間に空孔を穿設し
たのち、発破孔の幅方向の中央部に長さ方向に細長の爆
薬を装填し、発破孔内に詰物を充填したのち爆破するこ
とを特徴とするものである。

【０００５】また、請求項２に記載した爆破方法は、岩
盤等の被破砕物に断面長孔形状の発破孔を所定間隔毎に
穿設すると共に該発破孔の長辺側に並べるようにしてこ
の発破孔の近傍部に空孔を設け、発破孔の奥底内に該発
破孔の断面長辺方向に長い爆薬を装填し、発破孔内に詰
物を充填したのち爆破することを特徴とするものであ
る。

【０００６】

【作用】上記請求項１に記載の発明によれば、断面長孔
形状の発破孔内に火薬を装填して爆破させると、該孔の
短辺方向に破砕力が集中して作用して長径延長方向に亀
裂が生じることになる。そして、複数の発破孔をその長
辺側の端部を互いに対向させた状態にして被破砕物に一
定間隔毎に穿設しているので、隣接する発破孔間に向か
って確実に亀裂が発生すると共に隣接する発破孔間に空
孔を設けているから、その亀裂が空孔に連通し、爆破時
に発生したガスが該空孔を通じて外部に排出される。さ
らに全ての発破孔が空孔を介して亀裂により連続するた
め、発破孔の穿設数及び爆薬使用量を減少させることが
できるばかりでなく、計画掘削面の外周縁に沿った精度
のよい掘削が可能となる。

【０００７】また、請求項２に記載の発明によれば、断
面長孔形状の発破孔内に該発破孔の断面長辺方向に長い
爆薬を装填しているので、該爆薬の爆破力が発破孔の断
面長辺方向の端部に集中し、その端部から弱体部である
隣接する発破孔及び空孔に向かって確実に亀裂を生じさ
せる。従って、発破孔間及び発破孔の両端部と空孔の両
端部間とが亀裂により連続し、この亀裂で囲まれた被破
砕物部分を能率よく掘削、除去し得る。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
る。図１は被破砕物１としての岩盤にトンネルを本発明
発破工法によって掘削する方法を示すもので、計画トン
ネル掘削面の外周縁に沿って一定間隔毎に長径方向の端
部を互いに対向させた状態で断面形状の発破孔２を穿設
することにより第１発破孔列Ａを形成すると共にこの第
１発破孔列Ａから内方に順次一定間隔を存してアーチ状
の第２発破孔列Ｂ、第３発破孔列Ｃを穿設し、さらに、
最内側の第３発破孔列Ｃで囲まれた被破砕部の中央部に
断面が縦方向に細長形状のボアーホール３を発破孔２と
トンネル長さ方向に略同一深さまで穿設すると共にこの
ボアーホール３の両側方にボアーホール３の長さを一辺
とする正三角形の内側にその長辺方向をボアーホール３
の長さ方向に向けて発破孔2a、2aを穿設する。

【０００９】さらに、上記第１発破孔列Ａにおいて、隣
接する発破孔２、２間の中間部に断面円形状の小径空孔
４を発破孔２と略同一深さまで穿設する。即ち、発破孔
２と空孔４とを交互に穿設されている。また、発破孔２
の断面形状における長辺方向の長さよりも該発破孔２の
端部と空孔４との間の距離が短くなるように穿設してあ
る。

【００１０】上記のような断面長孔形状の発破孔２は、
例えば、図８に示すように、先端にビット21を装着して
なる複数本のロッド20を、該ロッド20よりも大径の上記
ビッド21を交互に前後方向にずらした状態で並設して正
面からみた場合、隣接するロッド20のビット21、21が互
いにその対向部分を重複させた構造としている穿孔具を
使用し、この穿孔具の各ロッド20を回転させると共に打
撃しながら被破砕物１に所望深さまで穿孔することによ
って得ることができる。この発破孔２の長辺寸法は短辺
寸法の２倍以上に形成しておくことが望ましい。

【００１１】このように穿設した各発破孔２内に爆薬を
装填して爆破させることにより計画トンネルの断面形状
に掘削するには、まず、計画トンネルの掘削面外周縁に
沿って設けた第１発破孔列Ａの各発破孔２の断面長辺方
向の中央部内に、図２、図３に示すように、細長形状の
爆薬５をその長さ方向を発破孔２の穿設方向に向けた状
態で発破孔２の深部にまで装填すると共に該発破孔２内
に砂等の詰物６を充填したのち、孔外に導出しているリ
ード線８に通電して爆薬５を爆破させる。

【００１２】この爆破力は爆薬との距離が短い断面横長
孔形状の発破孔２の長辺側に向かって、即ち、短辺方向
に集中的に作用し、対向する長辺間がその爆破力により
引き離されて短辺側の両端部から発破孔２の長径延長方
向に亀裂７が発生して空孔４に該亀裂７が到達し、爆破
時に生じたガスが空孔４を通じて外部に排出されると共
に全ての発破孔２、２間が空孔４を介して亀裂７により
連続し、計画トンネルの掘削面外周縁に沿って外側の岩
盤との連続性を断った隙間が形成される。

【００１３】次いで、ボアーホール３の両側に設けた発
破孔2a、2aを上記同様に爆薬５と詰物６を装填したのち
爆破させてボアーホール３の上下端部に連通する亀裂を
発生させ、該発破孔2aとボアーホール３とで囲まれた岩
盤部分を掘削、除去する。しかるのち、第３発破孔列
Ｃ、第２発破孔列Ｂの各発破孔２を順次爆破して発破孔
２及び亀裂により囲まれた岩盤部分を既に掘削、除去し
た空間を利用して掘削除去し、一定長のトンネルを掘削
するものである。なお、上記爆破は発破孔列Ａ、2a、
Ｃ、Ｂの順に短時間差をおいて行ってもよい。また、発
破孔列2a、Ｃ、Ｂ、Ａの順に行ってもよく、この場合、
発破孔列Ａと発破孔列Ｂの間隔は発破孔２と空孔４との
離間距離よりも長くすることが望ましい。

【００１４】図４は請求項２に記載した発明の実施例を
示すもので、計画トンネル掘削面の外周縁に沿って一定
間隔毎に長径方向の端部を互いに対向させた状態で上記
断面形状の発破孔２を穿設することにより第１発破孔列
A1を形成する。この場合、この第１発破孔列A1の隣接す
る発破孔２、２間に空孔を設けることなく、該第１発破
孔列A1から内方に一定間隔を存した部分にこの第１発破
孔列A1の発破孔２の断面形状における長辺側に並べるよ
うにして発破孔２と略同一断面形状の空孔4aを孔を設
け、アーチ状の空孔列Ｄを形成する。この場合、第１発
破孔列A1の隣接する発破孔２、２間の距離と、発破孔２
と該発破孔２に並設した空孔列Ｄにおける空孔4aとの間
の距離は、発破孔２の断面形状における長辺方向の長さ
よりも短く形成しておく。

【００１５】さらに、この空孔列Ｄの内方に、該空孔列
Ｄと一定間隔を存して第２発破孔列B1を穿設すると共に
この第２発破孔列B1で囲まれた被破砕部の中央部に断面
が縦方向に細長形状のボアーホール３を発破孔２とトン
ネル長さ方向に略同一深さまで穿設し、このボアーホー
ル３と第２発破孔列B1とから発破孔列間の間隔と略等し
い間隔を存したボアーホール３の両側方に長辺方向をボ
アーホール３の長さ方向に向けて発破孔2b、2bを穿設す
る。

【００１６】このように穿設した各発破孔２内に爆薬を
装填して爆破させることにより計画トンネルの断面形状
に掘削するには、第１発破孔列A1の各発破孔２の奥底部
内に図５〜図７に示すように、該発破孔２の断面長辺方
向に長い爆薬5aを装填すると共に発破孔２内に詰物６を
充填したのち爆破すると、爆破力が発破孔２の断面長辺
方向の両端部に集中し、その両端部から弱体部である隣
接する発破孔２及び空孔4aの対向端部に向かって確実に
亀裂7aを生じさせる。従って、発破孔２、２間及び発破
孔２の両端部と空孔4aの両端部間とが亀裂7aにより連続
し、この亀裂7aで囲まれた被破砕物部分を掘削、除去す
る。

【００１７】次いで、ボアーホール３の両側の発破孔2
b、2bに爆薬を装填し、詰物６を充填したのち爆破させ
ると、この爆破による亀裂が発破孔2b、2bの長辺両端部
からボアーホール３の長辺両端部に向かって発生して発
破孔2bとボアーホール３とが亀裂により連続する。この
亀裂と発破孔2bとボアーホール３とで囲まれた岩盤部分
を掘削、除去する。

【００１８】さらに、第２発破孔列B1の各発破孔２を爆
破すると、隣接する発破孔２の対向端部間に上記同様に
して亀裂が発生して第２発破孔列B1が発破孔２と亀裂に
よって連続し、この亀裂を介して両側の被破砕物１を掘
削除去すれば計画トンネルの被破砕物１部分が全面的に
掘削されることになる。

【００１９】上記各爆破方法においては、発破孔２内に
砂等の詰物６を充填して爆破力が孔壁に効率良く伝達す
るようにしたが、このような手段としては、図９〜図11
に示すように、液体10の注入によって膨張する柔軟性を
有する袋体９を使用すれば、爆薬５の装填が能率よく行
うことができる。即ち、この袋体９の閉止前端部内に爆
薬５を挿入、固定した状態で該袋体９を発破孔２内に挿
入し、しかるのち、袋体９内に液体10を注入、充満させ
て該袋体９を膨張させることにより発破孔２の孔壁に密
着させ、しかるのち、爆破させる。袋体９内に爆薬５を
固定させる手段としては袋体９の先端内面にフック形状
の火薬係止具を設けておくか、或いは、爆薬５と互いに
係合するベルベット式ファスナーを装着しておくか、さ
らには火薬連繋用紐状物等を取付けておけばよい。

【００２０】袋体９としては、図12に示すように、発破
孔２と同等の長さを有し、且つ該発破孔２の断面形状よ
りも長径、短径寸法ともやゝ大きい筒形状に形成された
ものが用いられ、その先端側は密閉されている一方、後
端壁部9aの中央部にファスナーその他の適宜な手段によ
って密閉可能な装薬口9bを設けていると共に適所に注液
ホース11と接続可能な注液口9cを設けてある。さらに、
この袋体９の周壁には全長に亘って少なくとも１本（図
においては２本）の剛性棒状芯材12をその露出面が袋体
９の外周面と面一状態となる埋設状態に固着してある。
なお、袋体９は合成樹脂シート材、或いは、布地に防水
剤を塗層した非透水性シート材から形成されているが、
高炉のような高温炉壁を破壊する場合には、セラクミッ
ククロス等の耐火耐熱性繊維によって形成しておく。

【００２１】この袋体９は不使用時には図13に示すよう
に、芯材12を保持部として幅方向及び厚さ方向にに収縮
させることができるので取扱性がよく、使用時には袋体
９内に爆薬５を装填し、発破孔２内に挿入する。この
際、剛性棒状芯材12によって袋体９を発破孔２内に円滑
に挿入できると共に発破孔２に多少の曲がりや孔壁に凹
凸が生じていても袋体９が収縮しているので、その挿入
作業が容易に行える。

【００２２】こうして袋体９を発破孔２内に挿入したの
ち装薬口9bを密閉し、しかるのち、図９、図10に示すよ
うに、注液口9cに水等の注液ホース11を接続して袋体９
内に液体10を注入すると、袋体９はその注入圧によって
膨張し、外周面を発破孔２の孔壁に全面的に密接させ
る。この状態になった時に注入ホース11のバルブ13を閉
止して袋体９を発破孔２の孔壁に密接させた状態に保持
し、しかるのち、爆薬５を爆破させて上述したように、
断面長孔形状の発破孔２の短辺側両端部から該発破孔２
の長径延長方向に亀裂を発生させるものである。

【００２３】図14は袋体９の変形例を示すもので、この
袋体９においては１本の剛性棒状芯材12を該袋体９の一
側部に全長に亘って装着していると共に他側部内に注液
口9cと対応させて芯材兼用パイプ14を挿入してあり、こ
のパイプ14の先端を袋体９の内底面に接近させた状態で
開口させていると共に基端を袋体９の後端壁部9aから突
出状態で固定してなる構造を有している。このような構
造の袋体９は、発破孔２が上向き傾斜状態に穿設されて
いる場合に適する。

【００２４】即ち、この袋体９の内底部（先端部内）に
爆薬５を装填、固定させた状態で該袋体９を上向き傾斜
状態の発破孔２内に挿入したのち、注液口9cに接続した
ホース11から液体10を注入すると液体10が徐々に袋体９
の後端壁部9a側から液面を上昇させながら先端側に充満
していき、袋体９の先端部内に封入される爆破効率を低
下させる空気をパイプ14を通じて外部に排出し得るもの
である。なお、発破孔２が水平状態に穿設されている場
合には、パイプ14を液体注入用として使用し、注液口9c
を排液口として使用することができる。

【００２５】図15は袋体９の更に別な変形例を示すもの
で、袋体９の後端壁部9aに設けた注液口9cよりも小径の
排液口9dを袋体９の前端壁面に穿設していると共に注液
口9cと対応して該袋体９内に芯材兼用パイプ15を配設
し、その先端と基端との開口部を袋体９の前後壁面から
夫々外部に突出させてなるものである。その他の構造に
ついては上記実施例と同様である。

【００２６】このように構成したので、図11に示すよう
に、発破孔２の深部に爆薬5aを横向き状態で装填すると
共にそれに後続して袋体９を発破孔２内に挿入したの
ち、注液口9cからホースを通じて液体10を注入すると、
袋体９は内部に注入される液体10によって膨張してその
外周面を孔壁に密接させると共に該液体10の一部が小径
の排液口9dから発破孔２の深部内に排出され、該部に充
満すると共に余剰液体は芯材兼用パイプ15を通じて外部
に排出される。この状態にして爆薬5aを爆破させること
により上記同様に断面長孔形状の発破孔２の短辺側両端
部から該発破孔２の長径延長方向に亀裂を発生させるも
のである。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の爆破方法によれ
ば、岩盤等の被破砕物に断面長孔形状の発破孔を所定間
隔毎に且つ隣接する発破孔の長辺側の端部を対向させた
状態で所望深さまで穿設すると共に隣接する発破孔間に
空孔を穿設したのち、発破孔の幅方向の中央部に長さ方
向に細長の爆薬を装填し、発破孔内に詰物を充填したの
ち爆破することを特徴とするものであるから、断面長円
形状の発破孔は従来のような断面円形孔の発破孔にノッ
チを形成する穿孔作業に比べて容易に穿設し得るばかり
でなく、該発破孔内に装填した火薬を爆破させることに
よって爆破力を断面長円形状の発破孔の短径方向に集中
的に作用させ、発破孔の長径方向に確実に亀裂を生じさ
せることができるものである。

【００２８】さらに、上記発破孔はその長径側の端部を
互いに対向させて一定間隔毎に穿設していると共に隣接
する発破孔間の中間部に空孔を所望深さまで穿設してい
るので、発破孔を爆破させると、該発破孔の長辺側端部
から空孔に向かって亀裂が発生して空孔を介して発破孔
間を亀裂により連続させることができ、従って発破孔間
の間隔を亀裂で連結できる最大限の距離に予め設定する
ことができて発破孔の穿孔数の減少と相俟って火薬の使
用量等を必要最小限度にすることができ、経済的で且つ
能率のよい発破が可能となるものである。

【００２９】また、請求項２に記載した発明によれば、
岩盤等の被破砕物に断面長孔形状の発破孔を所定間隔毎
に穿設すると共に該発破孔の長辺側に並べるようにして
この発破孔の近傍部に空孔を設け、発破孔の奥底内に該
発破孔の断面長辺方向に長い爆薬を装填し、発破孔内に
詰物を充填したのち爆破するものであるから、断面長孔
形状の発破孔内に該発破孔の断面長辺方向に長い爆薬を
装填しているので、該爆薬の爆破力が発破孔の断面長辺
方向の端部に集中し、その端部から弱体部である隣接す
る発破孔及び空孔に向かって確実に亀裂を生じさせるこ
とができる。従って、発破孔間及び発破孔の両端部と空
孔の両端部間とが亀裂により連続し、この亀裂で囲まれ
た被破砕物部分を能率よく掘削、除去し得ると共に、上
記同様に発破孔の穿設数及び爆薬使用量を減少させるこ
とができ、計画掘削面の外周縁に沿った精度のよい掘削
が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】トンネル掘削に本発明工法を採用した場合の簡
略正面図、

【図２】空孔両側方の発破孔内に爆薬を装填した状態の
簡略縦断正面図、

【図３】その簡略横断平面図、

【図４】本発明の別な爆破方法を説明するための簡略正
面図、

【図５】その一部の拡大縦断正面図、

【図６】その横断平面図、

【図７】その縦断側面図、

【図８】断面長円形状の発破孔掘削具の簡略平面図、

【図９】発破孔内に火薬を装填した袋体を挿入した状態
の簡略正面図、

【図１０】その簡略縦断側面図、

【図１１】その変形例の簡略縦断側面図、

【図１２】袋体の簡略斜視図、

【図１３】袋体を収縮させた状態の簡略斜視図、

【図１４】袋体の別な構造を示す一部切欠簡略斜視図、

【図１５】袋体のさらに別な構造を示す一部切欠簡略斜
視図。

【符号の説明】

１ 被破砕物 ２ 発破孔 ３ ボアーホール ４、4a 空孔 ５、5a 爆薬 ７、7a 亀裂

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 岩盤等の被破砕物に断面長孔形状の発破
   孔を所定間隔毎に且つ隣接する発破孔の長辺側の端部を
   対向させた状態で所望深さまで穿設すると共に隣接する
   発破孔間に空孔を穿設したのち、発破孔の幅方向の中央
   部に長さ方向に細長の爆薬を装填し、発破孔内に詰物を
   充填したのち爆破することを特徴とする岩盤等の爆破方
   法。
2. 【請求項２】 岩盤等の被破砕物に断面長孔形状の発破
   孔を所定間隔毎に穿設すると共に該発破孔の長辺側に並
   べるようにしてこの発破孔の近傍部に空孔を設け、発破
   孔の奥底内に該発破孔の断面長辺方向に長い爆薬を装填
   し、発破孔内に詰物を充填したのち爆破することを特徴
   とする岩盤等の爆破方法。