(57)【要約】【課題】  製鉄用原料を山積みしたヤードにおいて、降雨等により貯蔵物の水分が上昇して崩壊した場合にも、ヤード内のベルトコンベヤの埋没を防止する。【解決手段】  製鉄用原料を山積みしているヤード内に設置されたベルトコンベヤ５の埋没を、このベルトコンベヤ５の、山積みされた原料側に設置した擁壁４によって防止する方法である。擁壁４の上部にネット７を設置し、このネット７により、崩壊して流動化した前記原料の水位レベルの上昇を抑制し、前記原料の擁壁越流を防止する。このネット７を脱着可能に設置する。【効果】  降雨等により貯蔵物の水分が上昇して積み山が崩壊した場合でも、擁壁の上部に設置したネットで、擁壁に遮られた飽和状態にある流動物の水分を低減できるので、流動物が擁壁を越流してベルトコンベヤ側に流れ込むのを効果的に防止できる。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を山積みしている屋外貯蔵物ヤード内に設置されたベルトコンベヤの埋没を、このベルトコンベヤの、山積みされた原料側に設置した擁壁によって防止する方法であって、
前記擁壁の上部にネットを設置し、このネットにより、崩壊して流動化した前記原料の水位レベルの上昇を抑制し、前記原料の擁壁越流を防止することを特徴とするヤード内ベルトコンベヤの埋没防止方法。
【請求項２】
前記ネットが脱着可能に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のヤード内ベルトコンベヤの埋没防止方法。
【請求項３】
前記ネットが合成樹脂製であることを特徴とする請求項１または２に記載のヤード内ベルトコンベヤの埋没防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば製鉄用原料を山積みした屋外貯蔵物ヤード（以下、単に「ヤード」と言う。）において、ヤード内に設置されたベルトコンベヤの埋没を防止する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭や鉄鉱石などの例えば製鉄用原料を山積みしているヤードでは、大雨が降った時には、積み山の斜面が崩壊して、崩れた貯蔵物が流動化する（貯蔵物が石炭の場合、「流炭」と呼ぶ。）ことによって、ヤード内に設置されたベルトコンベヤが埋没する場合がある。この場合、ベルトコンベヤが復旧するまでの間、搬送能力の低下もしくは使用不能となるため、コークス炉、焼結機および高炉の生産に大きな影響を与えるだけでなく、復旧作業に多くの時間と費用を要する。
【０００３】
ヤードの積み山における斜面崩壊（以後、「山崩れ」とも言う。）や貯蔵物の流動化によるベルトコンベヤの埋没を回避する方法として、ベルトコンベヤの積み山側における所定の間隔を設けた位置に、ベルトコンベヤに沿って擁壁を設置する方法が効果的であることが知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ヤード内に設置されたベルトコンベヤの両側または片側に、ベルトコンベヤに沿って設置する壁体を、コンクリート板とコンクリート板上に設けた木板とで構成したコンベヤ埋没防止擁壁が提案されている。
【特許文献１】特開平９−３１０５３５号公報
【０００５】
この特許文献１で提案された技術では、山崩れ発生時に木板によって衝撃エネルギーを吸収し、また、木板を破壊させることで、壁体を支持する支柱に作用する反力を軽減して変形を抑え、さらにコンクリート板により流出を防ぐことでコンベヤの埋没を防ぐことができると記載している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、実際にヤードの積み山における山崩れや貯蔵物の流動化を観察すると、大規模な山崩れの発生により擁壁を破壊してベルトコンベヤが埋没するのはまれで、流動化した貯蔵物が擁壁を越えてベルトコンベヤが埋没するのがほとんどであることが確認された。
【０００７】
そして、降雨による山崩れは、雨水が積み山の内部へ浸透し、積み山の下部が飽和状態に至ったとき、積み山内部の貯蔵物粒子間の結合が弱くなり、重力に耐え切れなくなって安定を失い、崩壊することによって発生する。
【０００８】
そのとき崩壊して流動化した貯蔵物が、一旦は擁壁によって堰き止められても、水分が飽和状態のままであるために、その後に斜面を流れる雨水や表層崩壊した流動物によって、最後は擁壁を越流してベルトコンベヤを埋没させてしまうのである。
【０００９】
したがって、ベルトコンベヤの埋没防止を考えると、特許文献１で提案されたような、山崩れを堰き止める擁壁を設置するだけでは不充分で、飽和状態の水分を低減させることが必要であることが分かる。
【００１０】
本発明が解決しようとする問題点は、従来技術では、石炭や鉄鉱石などの例えば製鉄用原料を山積みしたヤードにおいて、降雨等により貯蔵物の水分が上昇して崩壊した場合には、ヤード内に設置したベルトコンベヤの埋没を防止することができないという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者らは、ヤードにおいて、大雨時に斜面が崩壊して、崩れた貯蔵物が流動化することによりヤード内に設置したベルトコンベヤを埋没する現象を観察した。その結果、前述のように、ほとんどの場合は山崩れによって流動化した貯蔵物が積み山から擁壁上端まで水分飽和状態で満たされた状態になり、その後に斜面を流れる雨水や、表面崩壊して流動化した貯蔵物により、水分飽和状態の流動物の水位が上昇し、コップから水が溢れるが如く擁壁を越流してベルトコンベヤ側に流れ込み、埋没させていたことが確認された。
【００１２】
したがって、ベルトコンベヤの埋没を防止する方法について考えた場合、単に擁壁で山崩れによる衝撃エネルギーを吸収してベルトコンベヤを防御するだけでなく、同時に山崩れの根本的な原因である飽和状態の水分を低減させることが必要であると考えた。
【００１３】
本発明のヤード内のベルトコンベヤ埋没防止方法は、かかる考えに基づいてなされたものであり、
例えば製鉄用原料を山積みしたヤードにおいて、降雨等により貯蔵物の水分が上昇して崩壊した場合にも、ヤード内に設置したベルトコンベヤの埋没を効果的に防止するために、
前記山積みしている屋外貯蔵物ヤード内に設置されたベルトコンベヤの埋没を、このベルトコンベヤの、山積みされた原料側に設置した擁壁によって防止する方法であって、
前記擁壁の上部にネットを設置し、このネットにより、崩壊して流動化した前記原料の水位レベルの上昇を抑制し、前記原料の擁壁越流を防止することを最も主要な特徴としている。
【００１４】
前記の本発明においては、前記ネットを脱着可能に設置した場合には、メンテナンス時などの場合には、簡単に取り外すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、石炭や鉄鉱石などの例えば製鉄用原料を山積みしたヤードにおいて、降雨等により貯蔵物の水分が上昇して積み山が崩壊した場合でも、ベルトコンベヤの積み山側に設けた擁壁の上部にネットを設置することで、擁壁に遮られた飽和状態にある流動物の水分を低減できるので、流動物が擁壁を越流してベルトコンベヤ側に流れ込むのを効果的に防止することができる。
【００１６】
また、前記ネットを脱着可能とした場合には、片付け等のメンテナンス時は簡単に取り外して重機等を有効に活用できるので、埋没防止およびヤード内整理の両面において好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、新しい着想から課題解決に至るまでの経過とともに、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を用いて説明する。
発明者らは、ヤードにおける降雨等による山崩れおよび流動化現象を注意深く何度も観察した結果、ヤードに設置した擁壁の越流によるベルトコンベヤ埋没の発生メカニズムは以下の段階を経て起こることが分かった。
【００１８】
（第１段階）
降雨等による雨水は、図１に示すように、破線矢印で示したようにヤードの積み山２の内部に浸透するもの１ｂと、実線矢印で示したように積み山２の法面２ａを流動するもの１ａに分かれるものの、両者で積み山２の水分を上昇させる。
【００１９】
（第２段階）
さらに積み山２の内部への水分浸透が進み、また、積み山２の法面２ａに、図２に示すように、流動水による溝２ｂがクラック状にできると、積み山２の下部における水分浸透が促進されるため、積み山２の下部の水分が飽和した状態になる。
【００２０】
（第３段階）
水分が飽和した状態になると、積み山２の内部の貯蔵物粒子間の結合が弱くなる。そして、重力に耐え切れなくなると、積み山２の斜面崩壊が起こる。そのとき、崩壊して流動化した貯蔵物（以下、「流動物」とも言う。）３が、ヤードに設置された擁壁４に向かって流れ、図３に示すように、擁壁４で堰き止められる。法面２ａにおける表層崩壊が繰り返し起こり、斜面崩壊して溜まった流動物３の水位を上昇させる。
【００２１】
（第４段階）
積み山２の広い範囲にわたって斜面崩壊が発生し、ヤードと擁壁４間に滞留した流動物３の水位が擁壁４を越流して流動物３がベルトコンベヤ５に流れ込み、図４に示すようにベルトコンベヤ５を埋没させる。
【００２２】
なお、図１〜４中の、２ｃは積み山２の下部の水分が飽和した部分を、４ａは擁壁４に設けた水抜き孔を、６は排水溝を示す。また、図３，４中の２ｄは積み山２に発生した崩壊部分を示す。
【００２３】
一般に、積み山２への降雨は、図５に示すように、積み山２の表面を流れる雨水（以下、「表面水」とも言う。）１ａと、内部に浸透する雨水（以下、「浸透水」とも言う。）１ｂに分かれる。
【００２４】
積み山２の内部に浸透する雨水１ｂは、積み山１を構成する貯蔵物によって異なる透水係数と呼ばれる浸透速度によって地表面に到達する。したがって、透水係数が小さい貯蔵物の方が地表面に到達するのに要する時間が長くなる。すなわち雨水を貯蔵物が凝集する形となって、積み山２の内部の含水率が上昇し、山崩れが起こり易くなる。
【００２５】
発明者らは、透水係数が０．０１２２の銘柄Ａ、透水係数が０．００７０３の銘柄Ｂ、透水係数が０．００５２６の銘柄Ｃの３種類の石炭について降雨強度と含水率の関係を調査した。その結果を図６に示すが、含水率が約２０％以上になると山崩れが発生し易いことが分かり、これを石炭の限界含水率とした。
【００２６】
今回調査した石炭の銘柄Ａ〜Ｃでは、限界含水率を超える降雨強度は、透水係数が最も低い銘柄Ｃが最小で、１時間当たり約３０ｍｍであった。しかし、積み山２の高さを１０ｍとすると、銘柄Ｃの石炭では山頂部から地表面まで雨水が到達するのに要する時間は約５３時間となる。したがって、積み山２の全体が浸透水１ｂのみによって限界含水率を超えるには、１時間当たり３０ｍｍの雨が２日間以上降り続くことが必要であることが確認された。
【００２７】
「排水工指針」（社団法人  日本道路協会）にある確率降雨強度を図７に示すが、この図７を見ると、１時間当たり３０ｍｍの雨が１２０分間降り続くのは、２年に１回の頻度で起こると予測されるが、１時間当たり３０ｍｍの雨が２日間（２８８０分）継続するのは、予測不可能な程度に低い頻度である。したがって、降雨による下方向への浸透水１ｂが山崩れの原因になる可能性は極めて低いことが確認された。
【００２８】
一方、降雨により積み山２の斜面を流れる表面水１ａは、斜面自体を少しずつ削りながら地表面に流れ、擁壁４に設けた水抜き孔４ａから排水溝６に流れ込む。しかし、降雨強度が排水能力よりも大きい場合は、ヤード内での排水処理が間に合わずに雨水が滞留し、積み山２の下部に浸透して水分飽和の状態を助長するため、降雨強度が１時間当たり３０ｍｍ以下でも限界含水率に達し、山崩れが発生する。
【００２９】
また、表面水１ａが積み山２を削って流動化した貯蔵物３が水抜き孔４ａを通って排水溝６に流れる際、水抜き孔４ａを徐々に詰まらせたり、一度山崩れが発生して排水溝６等を詰まらせてしまうと排水能力は大幅に減少し、さらに水分飽和状態を助長するため、次の山崩れを誘発することになる。
【００３０】
ここで、降雨強度（ｍｍ／時間）とは瞬間的な降雨の強さを言い、現在降っている雨がこのままの降雨強度で降り続いた場合、１時間当たり何ｍｍの雨量に相当するかを表わす。また、透水係数（ｃｍ／秒）とは、「土の透水試験方法（ＪＩＳ  Ａ−１２１８）」に参照される浸透速度のことで、積み山原料の種類と粒度などによって値が異なる。また含水率（％）とは、含まれる水の重量を積み山原料重量で除した値をいう。
【００３１】
そこで、発明者らは、ベルトコンベヤ５の埋没防止対策としては、限界含水率を超えた過剰な水分を速やかに低下させることが重要であると考えた。その具体的な方法として、ヤード地の表面に着目してヤード内の排水能力を上げることは周知の手段であるが、ヤード地の表面からの排水だけでなくヤード内に滞留している流動化した貯蔵物３の水位レベルを下げることはより有効な方法であると考え、そのための手段として、前述した第３段階での擁壁側への排水を思いつき、その方法について検討した。
【００３２】
擁壁４には第３段階での山崩れにより流動化した貯蔵物３を堰き止めるだけの強度が必要となるので、従来からコンクリート製の擁壁４が採用されている。
このコンクリート製擁壁４の高さは、貯蔵物の種類、積み山２の高さや積み方、積み山２と擁壁４との位置関係等に依存するので、過去の山崩れ事故の事例に基づいて決定される。
【００３３】
また、反擁壁側への排水方法として、このコンクリート製擁壁４に水抜き孔４ａを開けているが、ヤード内に滞留している流動化した貯蔵物３の水位レベルを下げるのに充分な水抜き効果を得るだけの孔を擁壁４の全面に亘って開けた場合は、擁壁４の強度低下につながるので、現在以上の水抜き孔４ａを開けることは、実際上困難である。
【００３４】
そこで、図８に示したように，コンクリート製擁壁４の上部に、網目状の開口部構造をもつネット７を設置したところ、ヤード内に滞留している流動化した貯蔵物３の水位レベルの上昇を抑えることができ、過去には擁壁４を越えた降雨強度でも、擁壁４を越えるトラブルがなくなった。
【００３５】
すなわち、本発明のヤード内のベルトコンベヤ埋没防止方法は、擁壁４の上部にネット７を設置することで、ヤード内に滞留している流動化した貯蔵物３の水位レベルの上昇を抑え、この貯蔵物３が擁壁４を越えることを効果的に防止しようとするものである。
【００３６】
発明者らは、前記ネット７を、当初、金網で製作して擁壁４に固定していたが、脱着作業の迅速化を考えて、図９に示したように、擁壁４の上部に脱着可能な支柱７ａを設置し、この支柱７ａにネット７を取り付けたところ、充分に効果を発揮することが確認された。また、その際、安価化を考えてナイロン製のネットを試したところ、充分に効果を発揮することが確認された。
【実施例】
【００３７】
本発明の効果を確認するため、ヤード内に、図８に示した、擁壁４の上部に、太さ１．５ｍｍのステンレス製の金網（網目は１６．８ｍｍ×１６．８ｍｍの菱形）で製作したネット７を固定したもの、図９に示した、擁壁４の上部に脱着可能な支柱７ａを設置して、該支柱７ａに、太さ２．０ｍｍのナイロン製のネット（網目は１８ｍｍ×１８ｍｍの菱形）７をセットしたもの、図１０に示した、前記ネット７を設置したものと同じ高さまでコンクリート製擁壁４を設置したもの、を同一銘柄の石炭ヤードに設置して、降雨時の流炭による擁壁の越流防止効果を確認した。
【００３８】
すると、図１１に示したように、図１０に示したコンクリート製擁壁４だけでは、擁壁４を越流するような降雨時であっても、図８および図９に示した本発明のネット７付き擁壁４の場合は、どちらも流炭量を減少させることができ、充分な擁壁の越流防止効果が確認できた。
【００３９】
図１１における流炭量とは、元々の積み山裾から擁壁４側へ崩れた量であり、擁壁４を越流したものも含むものである。このネット７による越流防止は、一旦は流動化した貯蔵物３によって、図１２（ａ）に示したように、水位レベルがネット７部まで上昇するが、コンクリート製擁壁４に比べて圧倒的に開口部があるために排水能力が高く、図１２（ｂ）に示したように、流動物３の水位レベルが下がるために起こる効果である。
【００４０】
図１０に示したような、コンクリート製擁壁４のみを使用していた場合は、流動物３が擁壁を越流するような降雨時には、ヤード内外に散逸した流動物３の整理に多大な時間と費用を要した上に、ベルトコンベア５の埋没が発生して生産の減少をも生起することになり、多大な損害を生じていたが、図８や図９に示したような本発明のように、コンクリート製擁壁４の上部に金網やナイロン製のネット７を設置した場合には、流炭量の減少によりベルトコンベア５の埋没を防止することができた。
【００４１】
但し、擁壁４の上部に設置するネット７として、図８に示したような、固定した金網を採用する場合は、重機での片付けが困難であるために、ヤード内の整理に時間を要することになる。
【００４２】
これに対して、図９に示したような、脱着式のネット７を採用する場合は、片付けの際に支柱７ａごと取り外すことができるので、重機での作業が容易であり、ヤード内の整理に時間を要しなかった。
【００４３】
実績で比較すると、図８および図９に示したネット７により擁壁４の越流を防いだ約４千トンの流炭を片付けるのに、図８に示した固定式のネット７では、金網部をスコップで人力処理するために５日間必要であった。これに対して、図９に示した脱着式のネット７では、重機をフルに活用できたために２日間で作業が完了した。
【００４４】
また、発明者らが実施例にて比較するために設置した際の製作費と資材費の合計コストを比較しても、固定式の金網製ネット７では１ｍ当たり２５千円と高価であるのに対して、脱着式のナイロン製ネット７の場合は１ｍ当たり１０千円と非常に安価であった。なお、ネットの材質をナイロン製としたのは非常に軽量であるためで、この条件を満たすものであればナイロン製にはこだわらない。
【００４５】
鉄鉱石についても、前記と同様の実験を行ったところ、降雨時の流動による擁壁の越流防止効果が確認できた。
以上より、コンクリート製擁壁４の上部にネット７を設置した場合には、降雨時における擁壁の越流を効果的に防止できること、そして、その際、ネット７を脱着式とすることで、降雨時の擁壁越流を防止するだけでなく、越流をネット７で防止した後の片付けも簡単に作業できることが確認できた。
【００４６】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上の本発明は、石炭や鉄鉱石などの製鉄用原料に限らず、雨水が浸透して斜面崩壊が発生するような原料を山積みしたものであればどのようなものでも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ベルトコンベヤ埋没の発生メカニズムの第１段階を説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ図である。
【図２】ベルトコンベヤ埋没の発生メカニズムの第２段階を説明する、図１と同様の図である。
【図３】ベルトコンベヤ埋没の発生メカニズムの第３段階を説明する、図１と同様の図である。
【図４】ベルトコンベヤ埋没の発生メカニズムの第４段階を説明する、図１と同様の図である。
【図５】積み山への降雨影響を説明する図である。
【図６】降雨強度と含水率の影響を説明する図である。
【図７】確率降雨強度（社団法人  日本道路協会  「排水工指針」による）を説明する図である。
【図８】第１の本発明方法を実施する越流防止擁壁ネット（金網製）を説明する、図１と同様の図である。
【図９】第２の本発明方法を実施する越流防止擁壁ネット（ナイロン製）を説明する、図１と同様の図である。
【図１０】従来の擁壁構造を説明する、図１と同様の図である。
【図１１】降雨量と流炭の実績を説明する図である。
【図１２】（ａ）（ｂ）はネットによる排水機構を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ａ    雨水（表面水）
１ｂ    雨水（浸透水）
２    積み山
２ａ    法面
３    流動物
４    擁壁
４ａ    水抜き孔
５    ベルトコンベア
７    ネット
７ａ    支柱
【図１】
2006176246.tif 000003
【図２】
2006176246.tif 000004
【図３】
2006176246.tif 000005
【図４】
2006176246.tif 000006
【図５】
2006176246.tif 000007
【図６】
2006176246.tif 000008
【図７】
2006176246.tif 000009
【図８】
2006176246.tif 000010
【図９】
2006176246.tif 000011
【図１０】
2006176246.tif 000012
【図１１】
2006176246.tif 000013
【図１２】
2006176246.tif 000014