JPH07218199A - 発破システム - Google Patents
発破システムInfo
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- JPH07218199A JPH07218199A JP640794A JP640794A JPH07218199A JP H07218199 A JPH07218199 A JP H07218199A JP 640794 A JP640794 A JP 640794A JP 640794 A JP640794 A JP 640794A JP H07218199 A JPH07218199 A JP H07218199A
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Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 山岳トンネル工法の自動化、省力化及び急速
施工を行い、安全性を向上すると共に、発破に伴う振動
や騒音を低減することを目的とする。 【構成】 発破を行なうための施工情報及び発破を行っ
たときの計測情報に基づいて次回以降の最適な発破パタ
ーンを設計する発破エキスパートシステム部１０と、発
破エキスパートシステム部１０より出力される発破パタ
ーン情報に基づいてレーザ光線２３を照射して、発破孔
Ｒをマーキングする発破パターンマーキングシステム部
２０と、削孔機能を有し、スムースブラスティング工法
及びパラレルホールカット工法により発破孔Ｒを長孔削
孔する長孔削孔システム部３０と、発破孔Ｒに非電気式
雷管のついた親ダイを挿入した後、流動性爆薬４２を圧
縮空気により自動装填する新装薬システム部４０とを具
備した。
施工を行い、安全性を向上すると共に、発破に伴う振動
や騒音を低減することを目的とする。 【構成】 発破を行なうための施工情報及び発破を行っ
たときの計測情報に基づいて次回以降の最適な発破パタ
ーンを設計する発破エキスパートシステム部１０と、発
破エキスパートシステム部１０より出力される発破パタ
ーン情報に基づいてレーザ光線２３を照射して、発破孔
Ｒをマーキングする発破パターンマーキングシステム部
２０と、削孔機能を有し、スムースブラスティング工法
及びパラレルホールカット工法により発破孔Ｒを長孔削
孔する長孔削孔システム部３０と、発破孔Ｒに非電気式
雷管のついた親ダイを挿入した後、流動性爆薬４２を圧
縮空気により自動装填する新装薬システム部４０とを具
備した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トンネル掘削工事など
に使用される発破システムに関する。
に使用される発破システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の発破システムによるトン
ネル掘削工事の発破作業は、芯抜きを中心とした同心円
状の発破パターンを使用し、同一半径を同一秒時に起爆
することにより行われていた。このとき、芯抜きとして
は、Ｖカットを使用し、削孔全体を軽装薬にして、ＤＳ
電気雷管を使用して起爆していた。
ネル掘削工事の発破作業は、芯抜きを中心とした同心円
状の発破パターンを使用し、同一半径を同一秒時に起爆
することにより行われていた。このとき、芯抜きとして
は、Ｖカットを使用し、削孔全体を軽装薬にして、ＤＳ
電気雷管を使用して起爆していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、わが国の建
設業は、作業員の高齢化と熟練作業員の不足に対応する
ために自動化及び省力化に伴う技術の開発が求められて
いる。トンネル掘削工事においては、都市のシールドト
ンネルが省力化及び無人化を積極的に進めているのに対
して、山岳トンネルでは、大型機械の導入によって作業
人員は大幅に削減されているものの、地質の変化が激し
いため、しばしば施工法を変更せざるを得ない場合が多
く、そのことが自動化、省力化の面での技術開発を妨げ
ている。
設業は、作業員の高齢化と熟練作業員の不足に対応する
ために自動化及び省力化に伴う技術の開発が求められて
いる。トンネル掘削工事においては、都市のシールドト
ンネルが省力化及び無人化を積極的に進めているのに対
して、山岳トンネルでは、大型機械の導入によって作業
人員は大幅に削減されているものの、地質の変化が激し
いため、しばしば施工法を変更せざるを得ない場合が多
く、そのことが自動化、省力化の面での技術開発を妨げ
ている。
【０００４】山岳トンネルの施工法は、発破工法と機械
掘削法とに大別され、将来的には道路トンネルや鉄道ト
ンネルをシールドトンネルと同様に、全断面をＴＢＭ
（トンネルボーリングマシン）で掘削することが自動化
及び省力化を進める上で最も有効な方法と考えられる
が、ＴＢＭは地質の変化に対する適用性と経済性の面で
の課題が多く、当面は発破工法が主流とならざるを得な
いのが現状である。
掘削法とに大別され、将来的には道路トンネルや鉄道ト
ンネルをシールドトンネルと同様に、全断面をＴＢＭ
（トンネルボーリングマシン）で掘削することが自動化
及び省力化を進める上で最も有効な方法と考えられる
が、ＴＢＭは地質の変化に対する適用性と経済性の面で
の課題が多く、当面は発破工法が主流とならざるを得な
いのが現状である。
【０００５】ところが、発破工法は、機械掘削に比べる
と地質に対して適用範囲も広く、急速施工の面でも有利
である反面、安全性や作業環境が悪く、発破の騒音や振
動が周辺環境に悪影響を及ぼすという問題点があった。
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、山岳トンネル
工法の自動化、省力化及び急速施工ができ、安全性が向
上できると共に、発破に伴う振動や騒音を低減できる発
破システムを提供するものである。
と地質に対して適用範囲も広く、急速施工の面でも有利
である反面、安全性や作業環境が悪く、発破の騒音や振
動が周辺環境に悪影響を及ぼすという問題点があった。
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、山岳トンネル
工法の自動化、省力化及び急速施工ができ、安全性が向
上できると共に、発破に伴う振動や騒音を低減できる発
破システムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するため、発破を行なうための施工情報及び発破を
行ったときの計測情報に基づいて次回以降の最適な発破
パターンを設計する発破エキスパートシステム部と、上
記発破エキスパートシステム部より出力される上記発破
パターン情報に基づいてレーザ光線を照射して、発破孔
をマーキングする発破パターンマーキングシステム部
と、削孔機能を有し、スムースブラスティング工法及び
パラレルホールカット工法により上記発破孔を長孔削孔
する長孔削孔システム部と、上記発破孔に非電気式雷管
のついた親ダイを挿入した後、流動性爆薬を圧縮空気に
より自動装填する新装薬システム部とを具備したもので
あり、長孔削孔を平行削孔機能、差し角調整機能及び孔
尻調整機能を搭載し、高速削孔機能を有する削岩機によ
り行ない、非電気式雷管としてＮＯＮＥＬ雷管を用い、
流動性爆薬としてＡＮＦＯ爆薬を用いたものである。
達成するため、発破を行なうための施工情報及び発破を
行ったときの計測情報に基づいて次回以降の最適な発破
パターンを設計する発破エキスパートシステム部と、上
記発破エキスパートシステム部より出力される上記発破
パターン情報に基づいてレーザ光線を照射して、発破孔
をマーキングする発破パターンマーキングシステム部
と、削孔機能を有し、スムースブラスティング工法及び
パラレルホールカット工法により上記発破孔を長孔削孔
する長孔削孔システム部と、上記発破孔に非電気式雷管
のついた親ダイを挿入した後、流動性爆薬を圧縮空気に
より自動装填する新装薬システム部とを具備したもので
あり、長孔削孔を平行削孔機能、差し角調整機能及び孔
尻調整機能を搭載し、高速削孔機能を有する削岩機によ
り行ない、非電気式雷管としてＮＯＮＥＬ雷管を用い、
流動性爆薬としてＡＮＦＯ爆薬を用いたものである。
【０００７】
【作用】本発明においては、発破エキスパートシステム
部により発破を行なうための施工情報及び発破を行った
ときの計測情報に基づいて次回以降の最適な発破パター
ンが設計され、発破パターンマーキングシステム部によ
り発破パターン情報に基づいてレーザ光線が照射され、
発破孔がマーキングされる。そして、マーキングされた
発破パターンが平行削孔機能、差し角調整機能及び孔尻
調整機能を搭載し、高速削孔機能を有する削岩機と、ス
ムースブラスティング工法及びパラレルホールカット工
法とにより長孔削孔され、発破孔にＮＯＮＥＬ雷管のつ
いた親ダイが挿入された後、ＡＮＦＯ爆薬が圧縮空気に
より自動装填される。
部により発破を行なうための施工情報及び発破を行った
ときの計測情報に基づいて次回以降の最適な発破パター
ンが設計され、発破パターンマーキングシステム部によ
り発破パターン情報に基づいてレーザ光線が照射され、
発破孔がマーキングされる。そして、マーキングされた
発破パターンが平行削孔機能、差し角調整機能及び孔尻
調整機能を搭載し、高速削孔機能を有する削岩機と、ス
ムースブラスティング工法及びパラレルホールカット工
法とにより長孔削孔され、発破孔にＮＯＮＥＬ雷管のつ
いた親ダイが挿入された後、ＡＮＦＯ爆薬が圧縮空気に
より自動装填される。
【０００８】
【実施例】本発明の発破システム及び発破工法に係る一
実施例を図１、図２及び図３に基づいて説明する。図１
は本発明発破システムの構成図を示す。図１において、
発破システムは発破エキスパートシステム部１０と、発
破パターンマーキングシステム部２０と、長孔削孔シス
テム部３０と、新装薬システム部４０とから構成されて
いる。発破エキスパートシステム部１０は、あらゆるト
ンネル形状、岩盤に対して、発破を行なうときの施工情
報及び発破を行ったときの計測情報を基に削孔数、削孔
長、装薬量、雷管の段数を計算し最適な発破パターンを
設計し、発破パターンマーキングシステム部２０に転送
するシステムである。このような発破エキスパートシス
テム部１０の例として、特願平５−３８１７０号及び特
願平５−３８１７１号に開示されるものがある。
実施例を図１、図２及び図３に基づいて説明する。図１
は本発明発破システムの構成図を示す。図１において、
発破システムは発破エキスパートシステム部１０と、発
破パターンマーキングシステム部２０と、長孔削孔シス
テム部３０と、新装薬システム部４０とから構成されて
いる。発破エキスパートシステム部１０は、あらゆるト
ンネル形状、岩盤に対して、発破を行なうときの施工情
報及び発破を行ったときの計測情報を基に削孔数、削孔
長、装薬量、雷管の段数を計算し最適な発破パターンを
設計し、発破パターンマーキングシステム部２０に転送
するシステムである。このような発破エキスパートシス
テム部１０の例として、特願平５−３８１７０号及び特
願平５−３８１７１号に開示されるものがある。
【０００９】また、発破パターンマーキングシステム部
２０は、発破エキスパートシステム部１０の情報を通信
線１１を通じてパーソナルコンピュータ２１にインプッ
トし、トンネル後方に設置したトータルステーション２
２を制御することにより切羽面Ｐにレーザ光線２３を連
続的に照射して、正確な発破外周孔及び芯抜き孔などの
発破孔Ｒをマーキングするものである。このような発破
パターンマーキングシステム部２０の例として、特願平
５−３２００３１号に開示されるものがある。長孔削孔
システム部３０は、孔荒れを起こさない高速削孔機能
（ドリフター）、平行削孔機能、差し角調整機能及び孔
尻調整機能などを有する旋回昇降式のブーム部３１ａ及
び作業者を搭載するバスケット部３１ｂが装備された油
圧ジャンボ３１と、スムースブラスティング工法及びパ
ラレルホールカット工法（山海堂発行・スティグオロフ
ソン著・最新発破技術ハンドブック参照）をシステム化
したものである。
２０は、発破エキスパートシステム部１０の情報を通信
線１１を通じてパーソナルコンピュータ２１にインプッ
トし、トンネル後方に設置したトータルステーション２
２を制御することにより切羽面Ｐにレーザ光線２３を連
続的に照射して、正確な発破外周孔及び芯抜き孔などの
発破孔Ｒをマーキングするものである。このような発破
パターンマーキングシステム部２０の例として、特願平
５−３２００３１号に開示されるものがある。長孔削孔
システム部３０は、孔荒れを起こさない高速削孔機能
（ドリフター）、平行削孔機能、差し角調整機能及び孔
尻調整機能などを有する旋回昇降式のブーム部３１ａ及
び作業者を搭載するバスケット部３１ｂが装備された油
圧ジャンボ３１と、スムースブラスティング工法及びパ
ラレルホールカット工法（山海堂発行・スティグオロフ
ソン著・最新発破技術ハンドブック参照）をシステム化
したものである。
【００１０】さらに、新装薬システム部４０は、非電気
式のＮＯＮＥＬ雷管のついた親ダイ（ダイナマイト）を
発破孔Ｒの奥に挿入すると共に、爆薬装填機４１に搭載
された粉状のＡＮＦＯ爆薬４２を爆薬装填ホース４３を
介して圧縮空気により自動装填するものである。即ち、
図２に示すように、爆薬装填ホース４３はガイドパイプ
４４内に挿通され、ガイドパイプ４４の基端部に装着さ
れたホース送り機構４５を操作盤４６で操作することに
より、発破孔Ｒに対する爆薬装填ホース４３の出し入れ
及び装薬を自動的に行うものである。このような新装薬
システム部４０の例として、特願平４−１２３５４２号
に開示されるものがある。尚、図中、Ｑは作業者を示
す。
式のＮＯＮＥＬ雷管のついた親ダイ（ダイナマイト）を
発破孔Ｒの奥に挿入すると共に、爆薬装填機４１に搭載
された粉状のＡＮＦＯ爆薬４２を爆薬装填ホース４３を
介して圧縮空気により自動装填するものである。即ち、
図２に示すように、爆薬装填ホース４３はガイドパイプ
４４内に挿通され、ガイドパイプ４４の基端部に装着さ
れたホース送り機構４５を操作盤４６で操作することに
より、発破孔Ｒに対する爆薬装填ホース４３の出し入れ
及び装薬を自動的に行うものである。このような新装薬
システム部４０の例として、特願平４−１２３５４２号
に開示されるものがある。尚、図中、Ｑは作業者を示
す。
【００１１】次に、かかる発破システムを用いた発破工
法について、図３に示すフローチャートを参照して説明
する。先ず、発破エキスパートシステム部１０におい
て、予め入力されている発破作業の施工情報と発破を行
ったときの計測情報とに基づいて最適な発破パターンの
設計が行われ、スウェーデンで行われている発破方式の
発破パターン照射情報が作成される（ステップＳ１）。
その後、発破パターンマーキングシステム部２０が作業
待ち状態のとき、データの変換処理や転送処理が自動的
に行われ、発破パターンマーキングシステム部２０に発
破パターン情報が送信される（ステップＳ２）。
法について、図３に示すフローチャートを参照して説明
する。先ず、発破エキスパートシステム部１０におい
て、予め入力されている発破作業の施工情報と発破を行
ったときの計測情報とに基づいて最適な発破パターンの
設計が行われ、スウェーデンで行われている発破方式の
発破パターン照射情報が作成される（ステップＳ１）。
その後、発破パターンマーキングシステム部２０が作業
待ち状態のとき、データの変換処理や転送処理が自動的
に行われ、発破パターンマーキングシステム部２０に発
破パターン情報が送信される（ステップＳ２）。
【００１２】これにより、発破パターンマーキングシス
テム部２０に割込みがかけられ、これが取り込まれると
共に、発破パターンの照射範囲や照射順番に変更がある
ときは、変更される（ステップＳ３）。その後、発破パ
ターンマーキングシステム部２０が起動され（ステップ
Ｓ４）、切羽距離が設定される（ステップＳ５）。続い
て、発破パターンのレーザ照射処理が行われ、発破孔Ｒ
がマーキングされた（ステップＳ６）後、平行削孔機
能、差し角調整機能、孔尻調整機能及び高速削孔機能を
搭載した油圧ジャンボ（削岩機）３１により発破孔Ｒが
長孔削孔される（ステップＳ７）。
テム部２０に割込みがかけられ、これが取り込まれると
共に、発破パターンの照射範囲や照射順番に変更がある
ときは、変更される（ステップＳ３）。その後、発破パ
ターンマーキングシステム部２０が起動され（ステップ
Ｓ４）、切羽距離が設定される（ステップＳ５）。続い
て、発破パターンのレーザ照射処理が行われ、発破孔Ｒ
がマーキングされた（ステップＳ６）後、平行削孔機
能、差し角調整機能、孔尻調整機能及び高速削孔機能を
搭載した油圧ジャンボ（削岩機）３１により発破孔Ｒが
長孔削孔される（ステップＳ７）。
【００１３】このとき、芯抜きはパラレルホールカット
工法を用い、周辺孔はスムースブラスティング工法を用
いる。ここで、スムースブラスティング工法とは、切羽
面Ｐの外周に沿って間隔の短い削孔を行い、爆薬のエネ
ルギーの作用する方向を制御するものであり、掘削面の
凹凸及びクラック面が低減できる。次に、発破孔ＲにＮ
ＯＮＥＬ雷管のついた親ダイを挿入した（ステップＳ
８）後、粉状のＡＮＦＯ爆薬４２を爆薬装填ホース４３
を介して圧縮空気により自動装填する（ステップＳ
９）。以後その他の標準機能処理が順次実行され（ステ
ップＳ１０）、終了する。
工法を用い、周辺孔はスムースブラスティング工法を用
いる。ここで、スムースブラスティング工法とは、切羽
面Ｐの外周に沿って間隔の短い削孔を行い、爆薬のエネ
ルギーの作用する方向を制御するものであり、掘削面の
凹凸及びクラック面が低減できる。次に、発破孔ＲにＮ
ＯＮＥＬ雷管のついた親ダイを挿入した（ステップＳ
８）後、粉状のＡＮＦＯ爆薬４２を爆薬装填ホース４３
を介して圧縮空気により自動装填する（ステップＳ
９）。以後その他の標準機能処理が順次実行され（ステ
ップＳ１０）、終了する。
【００１４】このように、本実施例によれば、発破エキ
スパートシステム部１０と、発破パターンマーキングシ
ステム部２０と、長孔削孔システム部３０と、新装薬シ
ステム部４０とが統合化されたので、想定通りに岩盤が
発破でき、削孔数や単位装薬量を低減させることができ
ると共に、振動速度や音圧レベル、低周波音レベルを低
減させて発破作業に伴う振動や騒音が低減できると共
に、ズリ飛距離を短縮してズリ処理作業が軽減でき、且
つ自動化、省力化及び急速施工ができ、安全性が向上で
きる。さらに、発破技術が標準化され、平易になるた
め、熟練作業員の不足が解消でき、余掘りが低減できる
と共に、４ｍ以上の長孔削孔が効率的にできる。ＮＯＮ
ＥＬ雷管は衝撃波で起爆するため、坑内の静電気及び漏
洩電流に対して安全であり、圧縮空気で装薬するので、
長孔削孔発破では、装薬時間が短縮できると共に、装薬
作業の省力化及び自動化が図られる。
スパートシステム部１０と、発破パターンマーキングシ
ステム部２０と、長孔削孔システム部３０と、新装薬シ
ステム部４０とが統合化されたので、想定通りに岩盤が
発破でき、削孔数や単位装薬量を低減させることができ
ると共に、振動速度や音圧レベル、低周波音レベルを低
減させて発破作業に伴う振動や騒音が低減できると共
に、ズリ飛距離を短縮してズリ処理作業が軽減でき、且
つ自動化、省力化及び急速施工ができ、安全性が向上で
きる。さらに、発破技術が標準化され、平易になるた
め、熟練作業員の不足が解消でき、余掘りが低減できる
と共に、４ｍ以上の長孔削孔が効率的にできる。ＮＯＮ
ＥＬ雷管は衝撃波で起爆するため、坑内の静電気及び漏
洩電流に対して安全であり、圧縮空気で装薬するので、
長孔削孔発破では、装薬時間が短縮できると共に、装薬
作業の省力化及び自動化が図られる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
破エキスパートシステム部と、発破パターンマーキング
システム部と、長孔削孔システム部と、新装薬システム
部とが統合化されたので、想定通りに岩盤が発破でき、
削孔数や単位装薬量を低減させることができると共に、
振動速度や音圧レベル、低周波音レベルを低減させて発
破作業に伴う振動や騒音が低減できると共に、ズリ飛距
離を短縮してズリ処理作業が軽減でき、且つ自動化、省
力化及び急速施工ができ、安全性が向上できる。
破エキスパートシステム部と、発破パターンマーキング
システム部と、長孔削孔システム部と、新装薬システム
部とが統合化されたので、想定通りに岩盤が発破でき、
削孔数や単位装薬量を低減させることができると共に、
振動速度や音圧レベル、低周波音レベルを低減させて発
破作業に伴う振動や騒音が低減できると共に、ズリ飛距
離を短縮してズリ処理作業が軽減でき、且つ自動化、省
力化及び急速施工ができ、安全性が向上できる。
【図１】本発明の発破システムの概略構成図である。
【図２】本発明の装薬作業の例を説明する縦断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の発破工法を説明するフローチャートで
ある。
ある。
１０ 発破エキスパートシステム部 １１ 通信線 ２０ 発破パターンマーキングシステム部 ２１ パーソナルコンピュータ ２２ トータルステーション ２３ レーザ光線 ３０ 長孔削孔システム部 ３１ 油圧ジャンボ ３１ａ ブーム部 ３１ｂ バスケット部 ４０ 新装薬システム部 ４１ 爆薬装填機 ４２ ＡＮＦＯ爆薬 ４３ 爆薬装填ホース Ｐ 切羽面 Ｑ 作業者 Ｒ 発破孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小早川 忠行 富山県富山市桜木町１番11号 佐藤工業株 式会社内 (72)発明者 吉永 正雄 富山県富山市桜木町１番11号 佐藤工業株 式会社内 (72)発明者 鈴木 仁志 富山県富山市桜木町１番11号 佐藤工業株 式会社内 (72)発明者 佐々木 俊明 富山県富山市桜木町１番11号 佐藤工業株 式会社内 (72)発明者 小泉 直人 富山県富山市桜木町１番11号 佐藤工業株 式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 発破を行なうための施工情報及び発破を
行ったときの計測情報に基づいて次回以降の最適な発破
パターンを設計する発破エキスパートシステム部と、上
記発破エキスパートシステム部より出力される上記発破
パターン情報に基づいてレーザ光線を照射して、発破孔
をマーキングする発破パターンマーキングシステム部
と、削孔機能を有し、スムースブラスティング工法及び
パラレルホールカット工法により上記発破孔を長孔削孔
する長孔削孔システム部と、上記発破孔に非電気式雷管
のついた親ダイを挿入した後、流動性爆薬を圧縮空気に
より自動装填する新装薬システム部とを具備したことを
特徴とする発破システム。 - 【請求項２】 長孔削孔を平行削孔機能、差し角調整機
能及び孔尻調整機能を搭載し、高速削孔機能を有する削
岩機により行うことを特徴とする請求項１記載の発破シ
ステム。 - 【請求項３】 非電気式雷管としてＮＯＮＥＬ雷管を用
い、流動性爆薬としてＡＮＦＯ爆薬（硝安油剤爆薬）を
用いたことを特徴とする請求項１記載の発破システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00640794A JP3426676B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 発破システム |
Applications Claiming Priority (1)
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