(57)【要約】【課題】坑道掘削工事において補助的な送風設備として用いることにより、効果的に換気性能を改善できる換気システムを提供する。【解決手段】坑道掘削工事で掘削ズリ１０を坑外に搬送するためのベルトコンベア１３を利用してなる換気システムＢであって、軸線Ｏ１周りに回転によってベルトコンベア１３のベルト１１を回動可能に支持するローラ１２の回転力、及び／又はベルト１１の回動力を回転系動力として駆動し、掘削ズリ１０が上載されるベルト１１の搬送面上に空気Ｓ３を噴き出して、掘削ズリ１０の搬送によって発生した搬送方向Ｔ２に向かう空気流Ｓ２を増幅する空気流増幅手段１４を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
坑道掘削工事で掘削ズリを坑外に搬送するためのベルトコンベアを利用してなる換気システムであって、
軸線周りに回転によって前記ベルトコンベアのベルトを回動可能に支持するローラの回転力、及び／又は前記ベルトの回動力を回転系動力として駆動し、前記掘削ズリが上載される前記ベルトの搬送面上に空気を噴き出して、前記掘削ズリの搬送によって発生した搬送方向に向かう空気流を増幅する空気流増幅手段を備えていることを特徴とするベルトコンベア換気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、坑道掘削工事で掘削ズリを坑外に搬送するためのベルトコンベアを利用してなる換気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、坑道掘削工事を行なう際には、掘削ズリ（掘削岩屑）の搬出手段としてベルトコンベアが多用されている。そして、このベルトコンベアを用いた搬送方式では、坑内の掘削箇所から坑外の掘削ズリ仮置場まで連続的にベルトコンベアを配置することで、ダンプトラックなどの運搬手段の往来を省略することができ、掘削ズリの長距離搬送を多量・短時間で効率的に行なうことができる。
【０００３】
一方、坑道掘削工事では、坑内換気を行い、地山の掘削や掘削ズリの搬送などに伴う粉塵の発生を抑止し、また、発生した粉塵、汚染空気を早期に除去し、坑内を新鮮な空気環境に保つことが非常に重要である。そして、図６（ａ）に示すように、坑道１の掘削工事において、坑内２の空気環境を確保するための坑内換気システムＡは、一般に、送風管３を用いた送気Ｓ１と坑内２の気流Ｓ２を組み合わせるように構築され、送風管３を通じて新鮮な空気を坑口１ａから切羽部１ｂに送気し、切羽部１ｂから坑口１ａに向かう気流Ｓ２を発生させて汚染空気を坑外（外部）４に排出させる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、この換気システムＡにおいては、送風管３によって送り込まれる時間当たりの気体（空気）Ｓ１の体積に対し、坑内２の断面積が大きいことで、坑内２の気体流速が小さくなってしまう。また、必要量の空気Ｓ１を切羽部１ｂに送るために、抵抗・損失を考慮した能力を有する大型の送風ファン５が必要になり、さらに、復路となる気流Ｓ２の坑内流路に障害物６があると、送風ファン５による送り込み能力が下がってしまう（図６（ｂ）参照）。
【０００５】
このため、図７に示すように、従来、工事の進捗状況に応じて補助的な送風設備７、８を配置することにより、換気性能を改善する対策を講じるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４７４２００８号公報
【特許文献２】特許第４６４４０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように、補助的な送風設備を配置した場合であっても、特に坑道が長距離になるほど、その補助的な送風設備による気流の発生、形成が局所的となり、気流抵抗に対して大規模な送風管設備等を用いない限り、換気性能の改善効果が低い。このようなことから、確実且つ効果的に換気性能を改善できる手法が強く望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のベルトコンベア換気システムは、坑道掘削工事で掘削ズリを坑外に搬送するためのベルトコンベアを利用してなる換気システムであって、軸線周りに回転によって前記ベルトコンベアのベルトを回動可能に支持するローラの回転力、及び／又は前記ベルトの回動力を回転系動力として駆動し、前記掘削ズリが上載される前記ベルトの搬送面上に空気を噴き出して、前記掘削ズリの搬送によって発生した搬送方向に向かう空気流を増幅する空気流増幅手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のベルトコンベア換気システムにおいては、ベルトコンベアを稼働させるとともに空気流増幅手段が駆動し、ベルトの搬送面上の掘削ズリに強制的に空気が吹き付けられる。これにより、ベルトに搬送されて移動する掘削ズリの境界での掘削ズリの粗度に応じた空気流の乱れ（乱流）によって発生した搬送方向に向かう連続的な空気流を増幅させることが可能になる。
【００１０】
そして、本発明のベルトコンベア換気システムにおいては、坑内に障害物があったとしても、坑内の掘削箇所から坑外まで、ベルトコンベアに沿って、長距離で連続的な空気流を発生させることができ、このベルトコンベア換気システムによる補助的な空気流の形成によって、坑内の気体流速を好適に保つことが可能になる。
【００１１】
よって、本発明のベルトコンベア換気システムを補助的な送風設備として用いることで、確実且つ効果的に換気性能を改善することが可能になる。また、従来のように工事進捗に合わせて投入する補助的な送風設備を削減できる。さらに、空気流増幅手段の駆動がベルトコンベアの稼働に連動するので、単独の運転管理（ＯＮ／ＯＦＦ操作）が不要であり、また、新規の動力源（電源等）、新規の設備空間を必要とせず、好適に換気性能の改善、向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るベルトコンベア換気システムを示す斜視図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図３】図１のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るベルトコンベア換気システムによって坑内に空気流が発生している状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るベルトコンベア換気システムによる空気流の発生メカニズムを示す図である。
【図６】従来の坑道換気システムを示す図である。
【図７】従来の補助的な換気システム（換気設備）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１から図５を参照し、本発明の一実施形態に係るベルトコンベア換気システムについて説明する。
【００１４】
本実施形態のベルトコンベア換気システムは、坑道掘削工事を行なう際に、送風管３を通じて新鮮な空気を坑口１ａから坑内２の掘削箇所（切羽部１ｂ）に送気Ｓ１し、坑道１を通じて粉塵、汚染空気を坑外（外部）４に排出させるメインの換気システムＡに対し（図６（ａ）及び図４参照）、補助的に換気性能の改善、向上を図るための換気システムである。
【００１５】
また、本実施形態のベルトコンベア換気システムＢは、図１、図２及び図３に示すように、輪状に形成され、搬送物である掘削ズリ（掘削岩屑）１０が上載されるベルト１１と、ベルト１１の略幅方向Ｔ１に延びる軸線Ｏ１周りの回転によってベルト１１を支持しつつ回動させる複数のローラ１２とを備えてなるベルトコンベア１３を利用した換気システムである。また、このベルトコンベア換気システムＢは、掘削ズリ１０の搬送方向（ベルト１１の回転移動方向）Ｔ２、すなわちベルト１１の回転移動方向Ｔ２に所定の間隔をあけて複数設けられた空気流増幅手段１４を備えて構成されている。
【００１６】
また、本実施形態では、空気流増幅手段１４として、例えばプラスチック製の軽量ブロアーファンが採用されている。この軽量ブロアーファン１４は、ベルトコンベア１３のローラ（支承部ローラ）１２にファン１４ａを接続して設けられ、ベルトコンベア１３を稼働してローラ１２が軸線Ｏ１周りに回転するとともに、このローラ１２の回転に従動してファン１４ａが回転し（ローラ１２の回転力を回転系動力としてファン１４ａが回転し）、空気Ｓ３を噴き出す。
【００１７】
また、このとき、ベルト１１の回転移動方向Ｔ２に所定の間隔をあけて配置された複数の軽量ブロアーファン１４はそれぞれ、掘削ズリ１０が上載されるベルト１１の搬送面上に、ひいては搬送される掘削ズリ１０に向けて空気Ｓ２を噴き出すように、且つ掘削ズリ１０の搬送方向Ｔ２に向けて空気Ｓ２を噴き出すように設けられている。さらに、本実施形態では、複数の軽量ブロアーファン１４の間隔が、空気Ｓ２の噴き出し量、走行粗度、気流損失などに基づいて設定されている。
【００１８】
なお、本発明にかかる空気流増幅手段１４は、ベルト１１の回転移動力（回動力）を回転系動力として空気Ｓ２を噴き出すように構成されていてもよい。
【００１９】
そして、上記構成からなる本実施形態のベルトコンベア換気システムＢは、図２及び図４に示すように、ベルトコンベア１３が坑道１の掘削箇所（切羽部１ｂ）から坑外４の掘削ズリ仮置き場まで連続的に配置され、坑道掘削作業時に、常時稼働して掘削ズリ１０を坑外４に搬出する。
【００２０】
一方、本実施形態のベルトコンベア換気システムＢにおいては、掘削ズリ１０を搬出するようにベルト１１が回動すると、これを支持するローラ１２も軸線Ｏ１周りに回転する。このとき、ローラ１２の回転に従動して軽量ブロアーファン１４が駆動するため、ベルトコンベア１３を稼働させると、常時、ベルト１１によって搬送されている掘削ズリ１０に向けて複数の軽量ブロアーファン１４から空気Ｓ３が噴き出される。
【００２１】
ここで、図５に示すように、ベルトコンベア１３が稼働すると、掘削ズリ１０が移動する境界では、その粗度に応じた空気流の乱れ（乱流Ｓ４）が発生し、ベルトコンベア１３によって掘削ズリ１０を搬送する方向Ｔ２に向けて、すなわち掘削箇所から坑外４に向けて、連続的な空気流Ｓ２が発生する。
【００２２】
そして、本実施形態のベルトコンベア換気システムＢにおいては、ベルトコンベア１３を稼働させるとともに複数の軽量ブロアーファン１４から空気Ｓ３が吹き付けられるため、連続的な空気流Ｓ２が増幅し、ベルトコンベア１３を稼働させるとともに掘削箇所から坑外４に向けて流れる連続的で風力が大きい空気流Ｓ２が形成されることになる。
【００２３】
これにより、図４に示すように、メインの換気システムＡの送風管３によって送り込まれた空気Ｓ１がベルトコンベア１３の稼働とともに坑外４に向かって流れるように、ベルトコンベア換気システムＢによって補助的に空気流Ｓ２が形成される。そして、ベルトコンベア１３を利用して空気流Ｓ２を発生させるようにしているため、坑内２に障害物６があったとしても、坑内２の気体流速が好適に保たれることになる。
【００２４】
したがって、本実施形態のベルトコンベア換気システムＢにおいては、ベルトコンベア１３を稼働させるとともに空気流増幅手段１４が駆動し、ベルト１１の搬送面上の掘削ズリ１０に向け、且つ掘削ズリ１０の搬送方向Ｔ２に向けて強制的に空気が吹き付けられる。これにより、ベルト１１に搬送されて移動する掘削ズリ１０の境界での掘削ズリ１０の粗度に応じた空気流の乱れ（乱流Ｓ４）に起因して、ベルトコンベア１３によって掘削ズリ１０が搬送される方向Ｔ２に向けて発生した連続的な空気流Ｓ２を増幅させることが可能になる。
【００２５】
そして、本実施形態のベルトコンベア換気システムＢにおいては、坑内２に障害物６があったとしても、坑内２の掘削箇所から坑外４まで、ベルトコンベア１３に沿って、長距離で連続的な空気流Ｓ２を発生させることができ、このベルトコンベア換気システムＢによる補助的な空気流Ｓ２の形成によって、坑内２の気体流速を好適に保つことが可能になる。
【００２６】
よって、本実施形態のベルトコンベア換気システムＢを補助的な送風設備として用いることで、確実且つ効果的に換気性能を改善することが可能になる。また、従来のように工事進捗に合わせて投入する補助的な送風設備を削減できる。さらに、空気流増幅手段１４の駆動がベルトコンベア１３の稼働に連動するので、単独の運転管理（ＯＮ／ＯＦＦ操作）が不要であり、また、新規の動力源（電源等）、新規の設備空間を必要とせず、好適に換気性能の改善、向上を図ることが可能になる。
【００２７】
以上、本発明に係るベルトコンベア換気システムの一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１      坑道
１ａ    坑口
１ｂ    切羽部
２      坑内
３      送風管
４      坑外
５      送風ファン
６      障害物
７      従来の補助的な送風設備
８      従来の補助的な送風設備
１０    掘削ズリ
１１    ベルト
１２    ローラ
１３    ベルトコンベア
１４    空気流増幅手段（軽量ブロアーファン）
１４ａ  ファン
Ａ      坑内換気システム
Ｏ１    軸線
Ｓ１    送気
Ｓ２    空気流（気流）
Ｓ３    空気
Ｓ４    乱流
Ｔ１    ベルトの略幅方向
Ｔ２    掘削ズリの搬送方向（ベルトの回転移動方向）
【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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【図６】
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【図７】
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