(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装填機には爆薬及び込め物を装薬孔に装填するための空気を供給する空気供給配管及び潤滑水を供給する潤滑水供給配管を接続するとともに、前記空気及び潤滑水の流量又は圧力を制御する制御装置を備え、前記装填機に爆薬及び込め物を投入した後、空気供給配管から空気及び潤滑水供給配管から潤滑水を供給し、装填ホース及び装填ノズルを介して爆薬及び込め物を装薬孔に装填する爆薬及び込め物の装填方法であって、
前記制御装置は操作手段により空気及び潤滑水が供給される連動機構を備えるとともに、潤滑水の流量を経過時間に基づいて規制する規制手段を備え、操作手段の操作により連動機構を作動させて空気及び潤滑水を装填機に供給するとともに、規制手段により潤滑水の流量を規制して爆薬及び込め物を装薬孔に装填し、
前記規制手段は、タイマーによって潤滑水の供給を初期のみに規制するものであることを特徴とする爆薬及び込め物の装填方法。
【請求項２】
前記潤滑水供給配管から装填機に供給される潤滑水はタンク内に貯留されていることを特徴とする請求項１に記載の爆薬及び込め物の装填方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の爆薬及び込め物の装填方法に用いられる爆薬及び込め物の装填装置であって、
装填機には爆薬及び込め物を装薬孔に装填するための空気を供給する空気供給配管及び潤滑水を供給する潤滑水供給配管を接続するとともに、前記空気及び潤滑水の流量又は圧力を制御する制御装置を備え、該制御装置は操作手段により空気及び潤滑水が供給される連動機構を備え、かつ潤滑水の流量を経過時間に基づいて規制する規制手段を備え、前記規制手段は、タイマーによって潤滑水の供給を初期のみに規制する規制手段であることを特徴とする爆薬及び込め物の装填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトンネル等の発破工事において、岩盤の切羽面に穿孔された装薬孔に包装爆薬等の爆薬や込め物を装填するための装填方法及び装填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、硝安油剤爆薬（ＡＮＦＯ）等の粒状爆薬や含水爆薬などの包装爆薬を装薬孔に装填する方法としては、次のような方法が採用されている。すなわち、穿孔装置を備えた作業用車両としてのドリルジャンボにはブームによって高所作業用のバスケットが支持され、該バスケットには爆薬の装填装置が取付けられている。該装填装置は装填機に連結された装填ホースと、該装填ホースに接続された装填パイプとから構成され、この装填装置を使用して爆薬や込め物を圧縮空気により装薬孔へ圧送する方法である。
【０００３】
この種の爆薬装填方法としては、例えば次に示すような方法が知られている（特許文献１を参照）。すなわち、作業用車両としてのドリルジャンボのブームにはバスケットが支持され、そのバスケット上の装填作業者が起爆用爆薬（親ダイ）を装薬孔に装薬した後、装填パイプを装薬孔に挿入するとともに、装填機に爆薬を投入して一旦装填ホース内に保持する。次いで、圧送手段としての空気圧縮機により圧縮空気が給気管を介して装填機から装填ホースに圧送され、装填ホース内に保持された爆薬を、装填パイプを介して装薬孔に装填するようになっている。
【０００４】
この場合、爆薬が装填ホース内に詰まらないようにするために給水手段としての給水装置が設けられ、その給水作動弁を開いて所定量の水（潤滑水）を給水管から装填機へ送ることができるようになっている。さらに、前記給気管及び給水管の途中には制御装置が設けられ、空気圧及び水量を適正な値に調整できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６６６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に記載の発明では、制御装置により空気圧及び水量を調整できる旨記載されているが、具体的にはスイッチ操作により給水作動弁を開いて水を装填機内に噴霧した後、爆薬及び込め物を装填機に投入し、次いでスイッチ操作により空気作動弁を開き、空気圧によって爆薬及び込め物が装薬孔に装填される。このため、給水のための操作と給気のための操作をそれぞれ個別に行わなければならず、そのような操作が面倒であるとともに、給水作動弁の作動時間によっては給水量が多くなり過ぎる場合がある。
【０００７】
さらに、給水装置から給水管を介して装填機及び装填ホース内に給水するように構成されているが、給水量は特に規制されていない。そのため、装填機及び装填ホースに供給される給水量が過剰になるおそれがある。給水量が過剰になると、水の無駄が生じたり、装薬孔に爆薬を装填したとき装薬孔から余分な水が吹き出したり、冬季には余分な水が凍結したりするという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的とするところは、潤滑水を供給する操作を容易に行うことができるとともに、潤滑水の機能を果たしつつ、その使用量を抑制することができる爆薬及び込め物の装填方法及び装填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、第１の発明の爆薬及び込め物の装填方法は、装填機には爆薬及び込め物を装薬孔に装填するための空気を供給する空気供給配管及び潤滑水を供給する潤滑水供給配管を接続するとともに、前記空気及び潤滑水の流量又は圧力を制御する制御装置を備え、前記装填機に爆薬及び込め物を投入した後、空気供給配管から空気及び潤滑水供給配管から潤滑水を供給し、装填ホース及び装填ノズルを介して爆薬及び込め物を装薬孔に装填するものである。そして、前記制御装置は操作手段により空気及び潤滑水が供給される連動機構を備えるとともに、潤滑水の流量を経過時間に基づいて規制する規制手段を備え、操作手段の操作により連動機構を作動させて空気及び潤滑水を装填機に供給するとともに、規制手段により潤滑水の流量を規制して爆薬及び込め物を装薬孔に装填し、前記規制手段は、タイマーによって潤滑水の供給を初期のみに規制するものであることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明の爆薬及び込め物の装填方法では、第１の発明において、前記潤滑水供給配管から装填機に供給される潤滑水はタンク内に貯留されていることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明の爆薬及び込め物の装填装置では、第１又は第２の発明の爆薬及び込め物の装填方法に用いられる爆薬及び込め物の装填装置であって、装填機には爆薬及び込め物を装薬孔に装填するための空気を供給する空気供給配管及び潤滑水を供給する潤滑水供給配管を接続するとともに、前記空気及び潤滑水の流量又は圧力を制御する制御装置を備え、該制御装置は操作手段により空気及び潤滑水が供給される連動機構を備え、かつ潤滑水の流量を経過時間に基づいて規制する規制手段を備え、前記規制手段は、タイマーによって潤滑水の供給を初期のみに規制する規制手段であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の爆薬及び込め物の装填方法においては、制御装置は操作手段により空気及び潤滑水が供給される連動機構を備え、操作手段の操作により連動機構を作動させて空気及び潤滑水を装填機に供給するように構成されている。このため、操作手段を操作することにより、連動機構の作用に基づいて空気及び潤滑水を同時に装填機に供給することができる。
【００１４】
また、潤滑水の流量を規制する規制手段を備え、該規制手段により潤滑水の流量を規制して爆薬及び込め物を装薬孔に装填するように構成されている。従って、この規制手段により、爆薬及び込め物の装填初期のみに潤滑水を供給してその機能を発揮させ、その後潤滑水の流量を抑えた状態で空気により爆薬及び込め物を装薬孔に装填することができる。
【００１５】
よって、本発明の爆薬及び込め物の装填方法によれば、潤滑水を供給する操作を容易に行うことができるとともに、潤滑水の機能を果たしつつ、その使用量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態において、トンネル内に配置された爆薬及び込め物の装填装置を示す概略説明図。
【図２】爆薬及び込め物の装填装置の要部を模式的に示すブロック図。
【図３】（ａ）は装填ホース内に爆薬及び込め物が保持されている状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の３ｂ−３ｂ線における断面図。
【図４】爆薬及び込め物の装填装置における空気供給回路及び潤滑水供給回路を示す回路図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は潤滑水の供給量又は空気圧の変化を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を具体化した実施形態を図１〜５に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、岩盤１１に形成されたトンネル１２の切羽面１３には、複数の装薬孔１４が所定の間隔及び深さに穿設されている。トンネル１２内には該トンネル１２を掘削するためのドリルジャンボ１５が配置されている。該ドリルジャンボ１５の本体１６から前方へ延びるブーム１７の先端には、作業者１８が爆薬及び込め物を装薬孔１４に装填する装填作業を行うために乗り込む作業用ケージ１９が支持されている。該作業用ケージ１９には爆薬の装填機２０が着脱可能に支持されるとともに、操作手段を構成する装填スイッチ２１が支持されている。爆薬としては、硝安油剤爆薬等の粒状爆薬、紙やプラスチックフィルムで包装された硝安油剤爆薬、包装された含水爆薬、包装されたダイナマイト等の爆薬などが用いられる。込め物は、装薬孔１４内で爆薬が燃焼したとき、生成する高温高圧のガスを外部に逃がすことなく、発破に有効に作用させるためのものであり、粘土、砂等で形成されている。
【００１８】
図２及び図３（ａ）に示すように、装填機２０の上部にはテーパ状をなす投入口２２が設けられるとともに、下部には装填ホース２３が接続されている。図１に示すように、その装填ホース２３は一対のガイドローラ２４間を通り、その先端には装填ノズル２５が連結されている。装填ホース２３は耐圧性及び耐屈曲性に優れた導電性材料で形成されるとともに、装填ノズル２５も導電性材料で形成されている。
【００１９】
装填ホース２３は一旦下方へ延びてから上方へ円弧状に延びるように形成され、装薬孔１４に向かって延びている。従って、装填機２０に挿入された爆薬や込め物を装填ホース２３内に一旦停止させることができるようになっている。このとき、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、爆薬２６及び込め物２７の少なくとも一部は、装填ホース２３の最下部に溜まった潤滑水２８内に位置する。そして、装填機２０の投入口２２から投入された爆薬２６や込め物２７が装填ホース２３内で一旦停止され、その後爆薬２６及び込め物２７は空気圧で装填ホース２３から装填ノズル２５を通って装薬孔１４に圧送され、装填されるようになっている。
【００２０】
ドリルジャンボ１５の本体１６上には制御装置２９が配置され、作業用ケージ１９に支持された装填機２０との間に空気供給配管４８及び潤滑水供給配管６７（図４参照）よりなる給気・給水配管３０が接続されている。また、制御装置２９と装填スイッチ２１との間には、遠隔操作を行うための作動用空気ホース５２とバルブ開閉用空気ホース５３（図４参照）からなる空気圧配管３１が接続されている。そして、この作動用空気ホース５２によって、制御装置２９の遠隔操作用の空気が装填スイッチ２１に送られ、装填スイッチ２１のオン・オフによってバルブ開閉用空気ホース５３により制御用の空気が制御装置２９に送られるように構成されている。
【００２１】
ドリルジャンボ１５の本体１６後部にはコンプレッサー３２が配設され、該コンプレッサー３２と制御装置２９との間には空気パイプ４１が接続されてコンプレッサー３２から所定圧力（例えば１ＭＰａ）の空気が制御装置２９へ供給されるようになっている。また、制御装置２９には水パイプ３３の一端が接続され、その他端がドリルジャンボ１５の後部において潤滑水タンク３４に接続されている。そして、潤滑水タンク３４内の水が水パイプ３３を介して制御装置２９に供給されるようになっている。なお、ドリルジャンボ１５の後端部には電源用ケーブル３５が接続され、コンプレッサー３２等に電力が供給されるようになっている。
【００２２】
ドリルジャンボ１５の前端部には、支持アーム３６を介してドリフタ式のドリル３７を有する穿孔装置３８が支持されている。このドリル３７によって岩盤１１の切羽面１３に複数の装薬孔１４が順に穿設される。なお、ドリルジャンボ１５の前端部及び後端部の底部には脚体としてのアウトリガー３９がそれぞれ出没可能に設けられ、爆薬２６及び込め物２７の装填時にドリルジャンボ１５を安定した状態に保持するようになっている。前記装填機２０は作業用ケージ１９に取付けて使用されるほか、ドリルジャンボ１５の本体１６前端部に取付けて使用される。
【００２３】
次に、空気供給回路及び潤滑水供給回路の構成について説明する。
図４に示すように、空気供給回路について説明すると、操作手段４０には手動バルブよりなる装填スイッチ２１が設けられている。制御装置２９内には、一端が前記コンプレッサー３２に接続された空気パイプ４１の他端が元バルブ４３及びフィルタ４４を介して圧力調節器４５に接続されている。該圧力調節器４５に一端が接続された連結管４６の他端が第１バルブ４７に接続され、その第１バルブ４７には前記空気供給配管４８がコネクター４９を介して接続されている。この空気供給配管４８には圧力計５０が設けられるとともに、連結管４６には安全弁５１が取付けられている。
【００２４】
前記空気パイプ４１と装填スイッチ２１との間には、遠隔操作用の空気を送る作動用空気ホース５２が接続されている。第１バルブ４７と装填スイッチ２１との間は前記バルブ開閉用空気ホース５３で接続されている。そして、装填スイッチ２１を押圧操作することにより、操作信号としての空気圧に基づいて第１バルブ４７が開放され、所定圧力の空気が装填機２０に供給されるように構成されている。装填機２０に供給された空気圧により装填機２０内の爆薬２６と込め物２７が、装填ホース２３及び装填ノズル２５を通って装薬孔１４に装填される。前記操作信号が発せられなくなると、第１バルブ４７は閉状態に戻る。
【００２５】
一方、潤滑水供給回路について説明すると、前記水パイプ３３（水圧が例えば０．１〜１．０ＭＰａ）は元バルブ５４及びフィルタ５５を介して定量ポンプ５６に接続されている。定量ポンプ５６には減速機構５８が設けられ、所望流量の潤滑水２８を供給できるように構成されている。減速機構５８は、定量ポンプ５６に接続されている減速機５９及び空気モータ６０と、該空気モータ６０に調節バルブ６１を介して空気を供給する空気配管６２とにより構成されている。なお、空気モータ６０には空気排気部６３が設けられている。定量ポンプ５６として具体的には、モーノポンプ、プランジャポンプ、チューブポンプ等が用いられる。定量ポンプ５６に一端が接続された連結パイプ６４の他端が定量バルブ５７（流量調節バルブ）及び流量計６５を介して第２バルブ６６に接続されている。この第２バルブ６６に一端が接続された前記潤滑水供給配管６７の他端がコネクター６８を介して装填機２０に接続されている。
【００２６】
前記バルブ開閉用空気ホース５３はバルブ開閉用分岐空気ホース６９として分岐され、該バルブ開閉用分岐空気ホース６９は規制手段を構成するタイマー７０を介して第２バルブ６６に接続されている。そして、装填スイッチ２１を操作することによって操作信号としての空気圧に基づいて第２バルブ６６がタイマー７０で設定された経過時間、具体的には初期の一定時間だけ開放され、規制された流量の潤滑水２８が装填機２０に供給されるように構成されている。この潤滑水２８により、装填ホース２３や装填ノズル２５を通過する爆薬２６及び込め物２７の摩擦力を低下させて円滑な移動を可能にするとともに、静電気の発生を抑制することができる。前記操作信号が発せられなくなると、第２バルブ６６は閉状態に戻る。
【００２７】
前記装填スイッチ２１を備えた操作手段４０と、バルブ開閉用空気ホース５３と、第１バルブ４７と、バルブ開閉用分岐空気ホース６９と、第２バルブ６６等とにより連動機構が構成され、装填スイッチ２１の操作によって空気及び潤滑水２８を同時に装填機２０に供給できるようになっている。
【００２８】
図２に示すように、爆薬２６及び込め物２７の装填装置を模式的に示すと、装填機２０と制御装置２９との間には空気供給配管４８及び潤滑水供給配管６７が接続され、装填スイッチ２１と制御装置２９との間には作動用空気ホース５２及びバルブ開閉用空気ホース５３が接続されている。制御装置２９とコンプレッサー３２との間には空気パイプ４１が接続されるとともに、制御装置２９と潤滑水タンク３４との間には水パイプ３３が接続されている。そして、装填スイッチ２１を操作すると、制御装置２９が作動して空気及び潤滑水２８を装填機２０に供給できるように構成されている。
【００２９】
上記の装填装置を用いた爆薬２６及び込め物２７の装填方法について説明する。
図１に示すように、トンネル１２内の装薬孔１４に爆薬２６及び込め物２７を装填する場合には、ドリルジャンボ１５のブーム１７を伸縮或いは傾動させ、作業者１８が乗った作業用ケージ１９を装薬孔１４に対向するように移動させる。そして、作業用ケージ１９上の作業者１８がまず起爆用爆薬７１を装薬孔１４の内奥部に装填する。その後、作業者１８は装填ホース２３先端の装填ノズル２５を装薬孔１４に挿入する。そして、装填機２０にその投入口２２から爆薬２６と込め物２７を投入する。
【００３０】
或いは、作業者１８がトンネル１２内の地面に立った状態で装薬孔１４に爆薬２６及び込め物２７を装填する場合には、作業者１８は装填ノズル２５を装薬孔１４に挿入した後、ドリルジャンボ１５の本体１６の前端面に取付けられた装填機２０から爆薬２６及び込め物２７を装填ホース２３に送り出し、さらに装填ノズル２５から装薬孔１４に装填する。このような爆薬２６及び込め物２７の装填作業は、全ての装薬孔１４に対して順に行われる。
【００３１】
このとき、制御装置２９は連動機構を備えていることから、装填スイッチ２１の押圧操作により、バルブ開閉用空気ホース５３を介して第１バルブ４７を作動させて空気を、バルブ開閉用分岐空気ホース６９を介して第２バルブ６６を作動させて潤滑水２８を装填機２０に同時に供給することができる。また、制御装置２９は規制手段としてのタイマー７０を備えていることから、このタイマー７０の設定時間に基づいて爆薬２６及び込め物２７の装填初期のみに潤滑水２８を供給して潤滑水２８の機能を発揮させることができる。
【００３２】
すなわち、図５（ａ）のタイムチャートに示すように、装填スイッチ２１をＯＮにした直後の一定時間例えば０．０５〜０．１Ｌ／分の速度で潤滑水２８が供給され、その後爆薬２６及び込め物２７が移動し始めたとき潤滑水２８の供給が停止される。従って、潤滑水２８の流量を必要最小限に抑えた状態で爆薬２６及び込め物２７を装薬孔１４に装填することができる。これに対し、従来の場合には、図５（ｂ）に示すように、装填スイッチ２１をＯＮにしたとき、潤滑水２８の供給が開始され、装填スイッチ２１がＯＦＦになるまで潤滑水２８の供給が継続される。
【００３３】
なお、図５（ｃ）に示すように、装填用の空気圧は装填スイッチ２１のＯＮで上昇し、装填スイッチ２１のＯＦＦに到るまでその圧力が維持される。また、図５（ｄ）に示すように、第１バルブ４７及び第２バルブ６６の制御用の空気圧は、装填スイッチ２１のＯＮで上昇し、装填スイッチ２１のＯＦＦに到るまでその圧力が保持される。
【００３４】
以上の実施形態により発揮される効果を以下にまとめて記載する。
（１）本実施形態の爆薬２６及び込め物２７の装填方法では、制御装置２９は連動機構を備えていることから、操作手段４０としての１つの装填スイッチ２１を操作するだけで、空気及び潤滑水２８を同時に装填機２０に供給することができる。
【００３５】
また、制御装置２９は規制手段を備えていることから、例えば爆薬２６及び込め物２７の装填初期のみに必要量の潤滑水２８を供給して爆薬２６及び込め物２７を装薬孔１４に装填する一方、その後潤滑水２８の供給を停止して余分な潤滑水２８による装薬孔１４からの吹き出しや凍結などを防止するとともに、潤滑水２８の節約を図ることができる。加えて、込め物２７は過剰の潤滑水２８で崩れることがなく、その機能を果たすことができる。
【００３６】
よって、本実施形態の爆薬２６及び込め物２７の装填方法によれば、潤滑水２８を供給する操作を容易に行うことができるとともに、潤滑水２８の機能を果たしつつ、その使用量を抑制することができる。
（２）前記規制手段は潤滑水２８の流量を経過時間に基づいて規制するものであることから、経過時間に対して潤滑水２８の流量を設定すればよく、潤滑水２８の流量設定を簡単に行うことができる。
（３）前記規制手段はタイマー７０によって潤滑水２８の供給を初期のみに規制するものであることから、潤滑水２８の機能を十分に発揮しつつ、潤滑水２８の節約を図ることができる。
（４）前記潤滑水供給配管６７から装填機２０に供給される潤滑水２８は潤滑水タンク３４内に貯留されている。このため、爆薬２６及び込め物２７の装填に必要な潤滑水２８を潤滑水タンク３４内の潤滑水２８で賄うことができ、外部からホースを接続する必要がなく、装置の簡素化を図ることができるとともに、取扱いを容易にすることができる。
（５）爆薬２６及び込め物２７の装填装置では、装填機２０に空気供給配管４８及び潤滑水供給配管６７が接続され、空気及び潤滑水２８の流量又は圧力を制御する制御装置２９を備え、該制御装置２９は操作手段４０により空気及び潤滑水２８が供給される連動機構を備え、かつ潤滑水２８の流量を規制する規制手段を備えている。このため、各装置の作用が相俟って、潤滑水２８を供給する操作を容易に行うことができるとともに、潤滑水２８の機能を十分に果たしつつ、その使用量を抑制することができる。
【００３７】
なお、前記実施形態を次のように変更して実施することもできる。
【００３８】
・  前記潤滑水２８の供給制御には、定量バルブ５７の代わりに流量の調整が可能なバルブを用いることもできる。斯かる流量の調整が可能なバルブとしては、ニードルバルブ、多回転の玉型バルブ等を使用することができる。
【００３９】
・  潤滑水２８に界面活性剤を添加して爆薬２６及び込め物２７の摩擦を低減させて装填性を高めるように構成することもできる。また、潤滑水２８に無機塩等を添加して凍結を防止したり、静電気を抑制したりするように構成することもできる。さらに、潤滑水２８に増粘剤、気泡保持剤等を添加して爆薬２６及び込め物２７の装填性を良好にするように構成することも可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１４…装薬孔、２０…装填機、２１…操作手段としての装填スイッチ、２３…装填ホース、２５…装填ノズル、２６…爆薬、２７…込め物、２８…潤滑水、２９…制御装置、３０…給気・給水配管、３１…空気圧配管、３４…潤滑水タンク、４０…操作手段、４７…連動機構を構成する第１バルブ、４８…空気供給配管、５３…連動機構を構成するバルブ開閉用空気ホース、６６…第２バルブ、６７…潤滑水供給配管、６９…連動機構を構成するバルブ開閉用分岐空気ホース、７０…規制手段としてのタイマー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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