(57)【要約】  少なくとも１本の穿孔用ブーム（3）と、穿孔用ブーム（3）に配設された少なくとも１つの穿孔ユニット（4）とを備えた削岩リグ（1）によって岩洞を一度に１つの掘削円で掘削する際、１つの掘削円の孔（21）はこの掘削円用に設計された穿孔パターン（14）に従って穿たれる。１つ１つの孔（21）を穿つために、穿孔ユニット（4）は、特定の掘削円用に設計した穿孔パターン（14）において特定の孔（21）に対して決定した位置（21'）および方向を達成する回転角（Φ）に制御される。孔（21）を穿つのに使用される穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）は、以前に穿たれた１つ以上の孔（21）の穿孔に関連して使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて決定する。【選択図】図４
2013544327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩洞を一度に１つの掘削円で掘削する際、削岩リグ(1）の少なくとも１本の穿孔用ブーム（3）に配設された少なくとも１つの穿孔ユニット（4）を制御する方法であって、該方法は、
１つの掘削円の孔を、該掘削円用に設計された穿孔パターン(14）に従って穿ち、
各孔（21）を穿つために、特定の掘削円の穿孔パターン（14）で特定の孔（21）に対して決定された位置（21'）および方向を達成する回転角（Φ）に前記穿孔ユニット（4）を制御し、
前記掘削円の各孔（21）の穿孔中に使った前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を記憶し、
以前に穿たれた１つ以上の孔（21）の穿孔に関連して使った前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする少なくとも１つの穿孔ユニット（4）の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、以前に穿孔された１つ以上の掘削円における１つ以上の孔（21）の穿孔に関連して使った前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定する際、
決定用の初期データとして、穿つべき孔（21）の穿孔に使用される穿孔ユニット（4）と同じ穿孔用ブーム（3）に配設された穿孔ユニット（4）によって穿孔された既穿孔（21）に関係して、孔（21）に関する位置データ（21'）および穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に関するデータを選択し、
前記ステップで選択された既穿孔（21）と穿つべき孔（21）との距離を決定し、
該既穿孔（21）と穿つべき孔（21）との距離に基づいて、１つ以上の既穿孔（21）を選択し、該１つ以上の既穿孔（21）におけるその穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定し、
前記１つ以上の既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、該穿つべき孔（21）に最も近接した既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角と対応するように決定することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法において、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、距離が最も近い所定数の既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項３に記載の方法において、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、所定の距離内に存在する既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定し、または、既穿孔（21）が該所定の距離内に存在しない場合、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、最も近接した既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）と対応するように決定することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の方法において、前記既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）を、各回転角（Φ）の値を垂直成分（Φsin）と水平成分（Φcos）とに分割することにより決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）を決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および前記水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づき、計算式Φmean＝atan2（Φcos_mean，Φsin_mean）を用いて、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項９】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、前記削岩リグ（1）に付与された座標系の原点（OR1）に対し、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項１０】
可動キャリア（2）と、
少なくとも１本の穿孔用ブーム（3）と、
該穿孔用ブーム（3）に配設された少なくとも１つの穿孔ユニット（4）とを含み、該穿孔ユニット（4）は、送りビーム（5）と、送り装置（22）によって該送りビーム（5）上で可動となるように配設された削岩ドリル（6）とを備え、さらに、
該穿孔ユニット（4）を回転角（Φ）まで回転させる回転機構（10）と、
岩洞について掘削すべき掘削円の穿孔に使用される穿孔パターン（14）を記憶するように構成された少なくとも１つの記憶ユニット（17）と、
前記掘削円の穿孔パターン（14）の孔（21）に対して決定された位置（21'）および方向を達成する回転角（Φ）に前記穿孔ユニット（4）を前記回転機構（10）によって制御するように構成された少なくとも１つの制御ユニット（9）と、
掘削すべき掘削円の各孔（21）の穿孔で実施される前記穿孔ユニット（4）の回転角を記憶するように構成された少なくとも１つの記憶ユニット（17）とを含む削岩リグ（1）であって、
前記制御ユニット（9）は、以前に穿たれた１つ以上の孔（21）の穿孔に関連して使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成されていることを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１１】
請求項10に記載の削岩リグ（1）において、前記制御ユニット（9）は、以前に穿孔された１つ以上の掘削円における１つ以上の孔（21）の穿孔に関連して使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成されていることを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１２】
請求項10または11に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成され、このため、
前記記憶ユニット（17）から決定用の初期データとして、穿つべき孔（21）の穿孔に使用される穿孔ユニット（4）と同じ穿孔用ブーム（3）に配設された穿孔ユニット（4）によって穿孔された既穿孔（21）に関係して、孔（21）に関する位置データ（21'）および穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に関するデータを選択し、
前記ステップで選択された既穿孔（21）と穿つべき孔（21）との距離を決定し、
該既穿孔（21）と該穿つべき孔（21）との距離に基づいて、１つ以上の既穿孔（21）を選択し、該１つ以上の既穿孔（21）におけるその穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、前記穿つべき孔（24）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定し、
前記１つ以上の既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１３】
請求項12に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、前記穿つべき孔（21）に最も近接した前記既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角と対応するように決定する構成を有することを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１４】
請求項12に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、距離が最も近い所定数の既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定する構成を有することを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１５】
請求項12に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、所定の距離内に存在する既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定し、または、前記既穿孔（21）が該所定の距離内に存在しない場合、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、最も近接した既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）と対応するように決定する構成を有することを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１６】
請求項14または15に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、前記既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）を、各回転角（Φ）の値を垂直成分（Φsin）と水平成分（Φcos）とに分割することにより決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）を決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成されていることを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１７】
請求項16に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、前記垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および前記水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づき、計算式Φmean＝atan2（Φcos_mean，Φsin_mean）を用いて、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成されることを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１８】
請求項10ないし17のいずれかに記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、該削岩リグ（1）に付与された座標系の原点（OR1）に対し、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成されることを特徴とする削岩リグ（1）。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
本発明は、岩洞を一度に１つの掘削円で掘削する際、削岩リグの少なくとも１本の穿孔用ブームに配設された少なくとも１つの穿孔ユニットを制御する方法に関するものであり、この方法は、１つの掘削円における孔をこの掘削円用に設計された穿孔パターンに従って穿ち、１つ１つの孔を穿つために、特定の掘削円の穿孔パターンで決定された特定の孔の位置および方向を達成する回転角に穿孔ユニットを制御し、この掘削円の各孔の穿孔中に使った穿孔ユニットの回転角を記憶することを含む。
【０００２】
本発明はさらに、次のような削岩リグにも関する。すなわち、この削岩リグは、可動キャリアと、少なくとも１本の穿孔用ブームと、穿孔用ブームに配設された少なくとも１つの穿孔ユニットとを備え、穿孔ユニットは、送りビームと、この送りビーム上で送り装置によって可動となるように配設された削岩ドリルとを備え、さらに削岩リグは、穿孔ユニットをある回転角まで回転させる回転機構と、ある岩洞の掘削すべき掘削円の穿孔に使用される穿孔パターンを記憶するように構成された少なくとも１つの記憶ユニットと、掘削円の穿孔パターンにおいてある孔について決定した位置および方向を達成する回転角に穿孔ユニットを回転機構によって制御するように構成された少なくとも１つの制御ユニットと、掘削すべき掘削円の各孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角を記憶するように構成された少なくとも１つの記憶ユニットとを備えている。
【０００３】
トンネル、地下貯蔵ホールおよび他の岩洞は、掘削円をもって、すなわち一度に１つの掘削円で、言い換えると、孔を岩洞面に穿ち、穿孔後に装薬して爆破する、いわゆる穿孔爆破法を採用して掘削される。それ故、１回の爆破で、１つの掘削円と同等量の岩材が岩盤から剥がれる。
【０００４】
岩洞を掘削するには事前に計画を行い、たとえば岩質に関する情報を確定する。岩洞の発注者は通常、掘削すべき岩洞に関して様々な品質条件も設定する。各掘削円に対し、穿孔パターンを事務作業で設計して岩盤での穿孔用削岩リグへ送り、所望の掘削円を形成するようにする。穿孔パターンは、少なくとも穿つべき孔の位置およびこれらの方向、さらには穿つべき孔の長さまたはそれらに代わって開始および終了位置を含む。さらに、穿孔パターン設計者は、穿孔パターンにおいて掘削円の各孔に対する穿孔ユニットの回転角を決定してもよく、そのような回転角は一般に「ロールオーバー」または「ロールオーバー角」とも称される。回転角を的確に選択することによって、穿孔用ブームまたは穿孔ユニットは穿孔中に岩洞の壁、天井または底部と衝突せず、穿孔ユニットの削岩ドリルのドリルロッドは穿孔中に削岩リグの操作者から視認され、削岩リグに関し、穿孔ユニットが穿孔用ブームに後押しされて支持される位置に近接した孔を穿つ間も、穿孔ユニットは削岩リグの穿孔用ブームと衝突せずにすむことがより確実に可能となる。
【０００５】
しかし、穿孔パターン設計者により決定された穿孔パターンにおける穿孔ユニットの回転角は、実際の穿孔状況においてほとんど全く役に立たない。これはたとえば、穿孔パターンの設計者が岩洞の実際の状況を見ていないか、または特定の掘削円を穿孔するのに使用される削岩リグのサイズを必ずしも分かっていないためであろう。したがって、穿孔パターンの設計者がすべての孔に対して穿孔ユニットの回転角を決定し、削岩リグの操作者がどの孔についても穿孔ユニットを新たな回転角に制御する必要を全く無くして、穿孔パターンの設計者の提示した穿孔ユニットの個々の回転角を使ってすべての孔を穿つようなことは、実際上、出来ないであろう。とくに岩洞の縁部で問題が生じるのは、穿孔パターンで決定された穿孔ユニットの回転角が、穿孔ユニットの向きを岩洞の縁部と接触する位置に変えようとする回転角である場合であり、また切り込み孔を穿つ岩洞の中央部でも、穿孔パターンで決定された穿孔ユニットの回転角が、穿孔ユニットの向きを削岩リグの穿孔用ブームと衝突する位置に変えようとする回転角である場合である。これらに加えて、もう一つ別の問題となる状況は、穿孔パターンに付与された穿孔ユニットの回転角が、穿孔ユニットに設けられた削岩ドリルのドリルロッドを削岩リグの操作者が穿孔用ブームに遮られて視認できない位置に穿孔ユニットの向きを変えようとする回転角である場合であり、これは、実際に、ドリルロッドの状態とともに穿孔およびその進行状況を監視するために、さらには起こり得る孔からの水の湧出を検知するために、削岩リグの操作者がドリルロッドを視認したい状況での場合である。現在、以上に述べた状況を回避するために、削岩リグの操作者は、削岩リグの自動穿孔サイクルの進行を非常に注意深く監視し、さらに必要とあらば、少なくともいくつかの孔の穿孔を開始するにあたり穿孔ユニットを新たな回転角に制御しなければならないが、これにより、穿孔サイクルおよびその進行が遅延する。
【発明の簡単な説明】
【０００６】
本発明の目的は、自動穿孔サイクルの動作進行における信頼性およびスピードを高めることができる解決策を提供することである。
【０００７】
本発明による方法は、以前に穿たれた１つ以上の孔の穿孔に関連して使った穿孔ユニットの回転角に基づいて、別の孔の穿孔に使用する穿孔ユニットの回転角を決定することを特徴とする。
【０００８】
本発明による削岩リグは、以前に穿たれた１つ以上の孔の穿孔に関連して使った穿孔ユニットの回転角に基づいて、別の孔を穿孔に使用する穿孔ユニットの回転角を決定するように制御ユニットを構成することを特徴とする。
【０００９】
少なくとも１本の穿孔用ブームと、穿孔用ブームに配設された少なくとも１つの穿孔ユニットとを備えた削岩リグによって岩洞を一度に１つの掘削円で掘削する際、１つの掘削円における孔はこの掘削円用に設計された穿孔パターンに従って穿たれる。１つ１つの孔を穿つために、穿孔ユニットは、この特定の掘削円用に設計された穿孔パターンでの特定の孔に対して決定した位置および方向を達成する回転角に制御される。穿孔に使用される穿孔ユニットの回転角は、以前に穿たれた１つ以上の孔の穿孔に関連して使った穿孔ユニットの回転角に基づいて決定される。
【００１０】
このように、本解決策は、次に穿つべき孔の穿孔に関連して使用される穿孔ユニットの回転角を決定する際、以前に穿たれた孔に関連して使った穿孔ユニットの回転角の値を利用する。したがって、以前に穿たれた孔としては、現在掘削されているのと同じ掘削円における以前に穿たれた孔のみとしてよく、または、以前に掘削済みの掘削円に関連して穿孔された孔であってもよい。このように、穿孔に使用される穿孔ユニットの回転角は、以前に穿たれた孔に関連して実際に使った穿孔ユニットの回転角に基づいて決定され、それ故、開示された本解決策により決定された穿孔ユニットの回転角を使用することによって、掘削円の大部分の孔またはほとんどすべての孔さえもが穿孔可能な状況に早々に到達できる。この場合、削岩リグの操作者は、穿孔に使用される回転角の選択に係わる必要がほとんどない。これにより、掘削円がより早く穿孔され、削岩リグの操作者に穿孔および穿孔装置の状態を監視する余裕が生まれる。
【００１１】
１つの実施形態によれば、穿孔に使用される穿孔ユニットの回転角を決定する際、本方法は、決定用の初期データとして、孔についての位置データ、および穿つべき孔の穿孔に使用される穿孔ユニットと同じ穿孔用ブームに配設された穿孔ユニットによって穿孔された既穿孔に関係する穿孔ユニットの回転角についてのデータを選択し、以前のステップで選択された既穿孔と穿つべき孔との距離を決定し、既穿孔と穿つべき孔との距離に基づいて、１つ以上の既穿孔を選択し、この既穿孔におけるその穿孔で使った穿孔ユニットの回転角に基づいて穿つべき孔の穿孔用に使用される穿孔ユニットの回転角を決定し、１つ以上の既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角に基づいて、穿つべき孔の穿孔に使用される穿孔ユニットの回転角を決定することを含む。
【００１２】
穿つべき孔の穿孔に使用される穿孔ユニットの回転角を、穿つべき孔からある距離だけ離隔した位置にある既穿孔の穿孔で使った回転角に基づいて決定する際、限られた数の以前に穿たれた孔に関連したデータを利用して回転角を決定するので、この決定により与えられる穿孔ユニットの回転角の値は非常に正確である。
【００１３】
第２の実施形態によれば、本方法は、穿つべき孔の穿孔に使用される穿孔ユニットの回転角を、穿つべき孔に最も近接した既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角と一致するように決定する。この実施形態では、回転角の決定は非常に単純であり、距離が最も近い既穿孔の穿孔で使用された穿孔ユニットの回転角の値が、次いで穿孔すべき孔の穿孔での使用にまさに適している可能性が非常に高い。
【００１４】
第３の実施形態によれば、本方法は、穿つべき孔の穿孔に使用される穿孔ユニットの回転角を、距離が最も近い既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角の平均値と所定の量だけ対応するように決定する。この場合、１つの既穿孔に関連して使用された穿孔ユニットの回転角の値は、現在穿孔する孔の回転角にとってそれほど大きな重要性を有するわけではなく、このことは、既穿孔に関連して使用された穿孔ユニットの回転角の値が、現在穿孔する孔に関する穿孔ユニットの回転角の値として使用されるのに何らかの理由で全く適さない場合に利点となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明は以下、好適な実施形態と関連させて、また添付図面を参照してより綿密に記載される。
【図１】削岩リグを概略的に示す側面図である。
【図２ａ】および
【図２ｂ】穿孔作業にとって的確な位置に穿孔ユニットを向けるのに使用可能ないくつかの回転機構を概略的に示す側面図である。
【図２ｃ】および
【図２ｄ】穿孔ユニットの背後から見た際の穿孔ユニットの回転角を示す概略図である。
【図３】孔と、各孔の穿孔に関連して使った穿孔ユニットの回転角を示す概略図である。
【図４】穿孔すべき掘削円の１つの孔を穿つのに使用される穿孔ユニットの回転角を決定する方法を概略的に示すフロー図である。
【図５ａ】および
【図５ｂ】穿孔すべき掘削円の１つの孔を穿つのに使用される穿孔ユニットの回転角の決定における詳細事項を示す概略図である。
【図６】穿孔すべき掘削円の１つの孔を穿つのに使用される穿孔ユニットの回転角の決定における他の詳細事項を示す概略図である。
【図７】ないし
【図１０】図４による方法の使用に関する実施例を示す概略図である。
【発明の詳細な説明】
【００１６】
図１は、岩洞を掘削するのに使用可能な削岩リグ1を概略的に示す側面図である。図１によれば、削岩リグ1は、可動キャリア2と、２本の穿孔用ブーム3と、穿孔用ブーム3に配設された穿孔ユニット4とを備えている。図１から明らかなように、削岩リグ1に備えられた穿孔用ブーム3は１本のみでもよく、または穿孔用ブーム3の本数は２を超えてもよい。穿孔ユニット4は、図２に拡大して示されているが、送りビーム5と、この上に配設された削岩ドリル6とを備え、削岩ドリル6は、図１および図２に概略的に示された送り装置22によって送りビーム5に対し移動することができる。穿孔ユニット4はさらに、ドリルロッドといった工具7を備え、工具7は、分かり易さのために図示されていない削岩ドリル6の打撃装置によって付与される衝撃パルスを穿孔すべき岩盤8に伝播させることができる。削岩リグ1はさらに、少なくとも１つの制御ユニット9を備え、この制御ユニット9は、削岩リグ1のアクチュエータを制御して、たとえば穿孔用ブーム3および穿孔ユニット4の動作を調整するように構成されている。制御ユニット9は、コンピュータまたは相応の装置であってよく、表示装置を含むユーザインタフェースと、コマンドおよび情報を制御ユニット9に伝達する、キーボードまたはジョイスティックといった制御手段とを備えていてもよい。
【００１７】
図１では、穿孔ユニット4は、回転機構10を用いて削岩リグ1の穿孔用ブーム3に、穿孔用ブーム3の端に接続される形で配設されている。図２ａおよび図２ｂは、いくつかの使用可能な回転機構10の概略例を示す。図２ａおよび図２ｂによれば、回転機構10は回転ユニット11を備え、回転ユニット11は、図２ａおよび図２ｂの実施形態では回転ジョイント11'またはロールオーバージョイント11と、分かり易さのために図示されていないが油圧モータといった、回転ジョイント11'での回転運動を生成可能にするアクチュエータとを備えている。回転ユニット11または回転ジョイント11'は回転軸Aを有し、言い換えれば、回転ユニット11または回転ジョイント11'は回転軸Aを規定するが、回転軸Aは穿孔ユニット4の送りビーム5と実質的に平行であり、穿孔ユニット4は、矢印A'によって概略的に示されたような回転ユニット11または回転ジョイント11'の回転運動の結果としてこの回転軸Aを中心として旋回または回転するように配設され、この場合、回転角Φの値が穿孔ユニット4の回転軸Ａを中心とした回転量を表す。図２ａおよび図２ｂでは、回転軸Aは図解として破線で示されている。
【００１８】
図２ａおよび図２ｂに示された実施形態では、回転機構10はさらに、旋回ジョイント12'を含む旋回ユニット12と、矢印B'で示された方向で軸Bを中心として横向きに穿孔ユニット4を旋回させるアクチュエータ(分かり易さのために図示せず)とを備えている。そのうえ、図２ａおよび図２ｂに示された実施形態では、回転機構10はさらに、第２の旋回ジョイント13'を含む第２の旋回ユニット13と、分かり易さのために図示されていないアクチュエータとを備え、このアクチュエータによって、穿孔すべき岩盤に押し付けられる穿孔ユニット4の工具7の先端は、図２ａおよび図２ｂの紙面に垂直な軸Cに対して傾斜し、すなわち上下に動くことができる。これを矢印C'の方向で示す。
【００１９】
図２ａおよび図２ｂに示された回転機構10は、穿孔ユニット4を上述した回転軸Aを中心として回転可能にする実現可能な回転機構のいくつかの例示にすぎない。したがって、本明細書に開示された解決策に関連して、少なくとも上述した回転軸Aを中心とした穿孔ユニット4の回転を達成可能とする他の如何なる回転機構を使用してもよい。
【００２０】
図２ｃおよび図２ｄは、穿孔ユニット4の背後から見た、穿孔ユニット4の回転角Φを概略的に示す。図２ｃでは、穿孔ユニット4は、穿孔ユニット4の回転軸Aを中心として、穿孔ユニット4の垂直位置に対応し回転角Φの値が０度として示された垂直軸に対して左向きに回転している。図２ｃに示された回転方向は、負の回転角に対応した回転方向として決められている。これに対して、図２ｄでは、穿孔ユニット4は、穿孔ユニット4の垂直位置に対応し回転角Φの値が０度として示された垂直軸に対して穿孔ユニット4の回転軸Aを中心として右向きに回転している。図２ｄに示された回転方向は、正の回転角に対応した回転方向として決められている。しかし、穿孔ユニット4の回転角Φおよび回転方向の間の関係は、図２ｃおよび図２ｄに示されたものとは異なる何らかの他の方法で決定されてもよい。
【００２１】
一般に、岩洞における各掘削円での穿孔のためには、穿孔パターン14を設定し、その穿孔パターンの座標系における穿つべき孔の位置、方向および長さ、またはそれらに代わっての孔の開始および終了点を決定する。典型的に、穿孔パターンは穿孔現場外、たとえば事務所15で形成され、穿孔パターン14は、そこに供給されたメモリスティックまたはディスケットといった記憶部材に記憶してもよく、または、削岩リグ1に設けられた記憶ユニット17へデータ転送接続16を介して直接転送してもよい。記憶ユニット17は、制御ユニット9に含まれてもよく、または制御ユニット9の外部に設置されて制御ユニット9と通信する記憶ユニットであってもよい。穿孔パターン14は穿孔現場または穿孔現場外のいずれかで修正してもよい。穿孔パターン14はコンピュータ支援処理で用意し、通常は本質的に繰返し処理である。設計プログラムはコンピュータ18で実行され、設計者19は設計プログラムとの対話型操作を行って、必要なデータを入力し、設計処理の調整とともに選択を行う。設計処理中、すでに設計された穿孔パターン部分であっても、より良い最終結果を達成するように繰り返し修正してよい。穿孔パターン14において、設計者14は、穿孔に使用されるロールオーバー角Φまたは回転角Φに関する設計者の提案を各孔ごとに決定してもよい。
【００２２】
穿孔パターン14は、形成後、削岩リグ1の記憶ユニット17に記憶され、制御ユニット9で実行してもよい。穿孔パターン14に設計された孔は、次いで岩盤８に穿たれ、装薬されて爆破される。所望の掘削円と同等の岩石量が岩盤から剥がされて別の場所に移送される。次いで、次の掘削円用の新たな孔が、新たな穿孔パターン14に従って穿たれる。
【００２３】
図３はダイアグラム20を概略的に示すが、ダイアグラム20は、穿孔された掘削円で使用された孔21の位置を丸印21'で示し、一方、丸印21"から伸びた方向線21"は各孔21を穿つ間使われた穿孔ユニット4の回転角Φを示す回転角ダイアグラム20である。図３に示された回転角パターン20に対応する掘削円を穿孔する際、２本の穿孔用ブーム3を備えた削岩リグ1が使用され、これにより、図３において細線で示された孔21の位置21'と、使った穿孔ユニット4の回転角Φに対応する方向線21"とが、削岩リグ1の第１の削岩用ブーム3に配設された穿孔ユニット4によって穿たれた孔21となり、一方、太線で示された孔21の位置21'と、使った穿孔ユニット4の回転角Φに対応する方向線21"とが、削岩リグ1の第２の削岩用ブーム3に配設された穿孔ユニット4によって穿たれた孔21となる。図３に示された回転角ダイアグラム20の方向線21"に対応する穿孔ユニット4の回転角Φは、掘削円の穿孔中、またはその後、削岩リグ1に設けられた記憶ユニットに記憶されるが、この記憶ユニットは本明細書および図１に既述の記憶ユニット17と同一であってよく、または、この記憶ユニットは、たとえば制御ユニット9と通信する記憶ユニットであってよく、孔21の穿孔に関連して使った回転角Φを記憶するためだけに使用される。各孔21の位置21'に関するデータも、対応する孔21に関連して使った穿孔ユニット4の回転角Φを示すデータと関連づけて記憶されるが、これは、孔21に関連して使った穿孔ユニット4の回転角Φに関するデータが別の形で、たとえば穿孔パターン14を介して、対応する孔21の位置21'を示すデータと関連づけられていない場合のことである。
【００２４】
図４は、次に穿孔すべき掘削円の１つの孔21を穿つのに使用される穿孔ユニット4の回転角Φを決定する方法または計算アルゴリズムを概略的に示すフロー図である。図４では、開始フェーズ、すなわち孔21の穿孔の初期状況をフェーズ番号１で示す。この開始フェーズでは、以前の掘削円に関連して穿たれた孔21の位置21'に関するデータと、特定の孔21の穿孔中に使った穿孔ユニット4の回転角Φとが、記憶ユニット17から、たとえば作業用一時記憶装置、または制御ユニット9に設けられた他の適切なメモリに収集される。このデータは、同じ掘削円の穿孔中にすでに穿たれた孔21に関係した各孔21の位置データと、特定の孔21の穿孔中に使った穿孔ユニット4の回転角Φに関するデータとを含んでもよい。孔21に関する位置データとは各掘削円の穿孔における孔21の開始位置を言う。このデータは、以前に穿孔されたすべての掘削円の孔21において使われた位置21'および回転角Φに関するデータを含んでもよく、または、直近に穿孔された、たとえば３ないし５個の掘削円における孔21で使われた位置21'および回転角Φのみに関するデータを含んでもよい。岩洞における最初の掘削円での孔21の穿孔では、設計者19によって穿孔パターン14で別個に提案された穿孔ユニット4の回転角Φを使用してもよく、または削岩リグ1の操作者は、少なくともいくつかのまたはすべての孔21の穿孔開始時に、穿孔ユニット4を所望の回転角Φに制御してもよい。
【００２５】
孔21の穿孔の次のフェーズ、すなわち図４のダイアグラムのフェーズ２では、孔21を穿つ穿孔ユニット4を有する穿孔用ブーム3についての各孔21の位置21'とそれらに対応する穿孔ユニット4の各回転角Φとに関するデータを開始フェーズでの収集データから分離する。
【００２６】
孔21の穿孔の次のフェーズ、すなわち図４のダイアグラムのフェーズ３では、フェーズ２で選択された各孔21の位置21'と次に穿孔すべき孔21の位置との距離を制御ユニット9で決定する。この距離は、次に穿つべき孔21が位置する岩洞面の２次元面上における以前に穿たれた孔21と次に穿つべき孔21との距離を考慮して決定される。この場合、したがって、以前に穿たれた孔21は次に穿つべき孔21と同じ２次元面上に投影される。この距離を決定する際、以前に穿たれた孔21の位置21'と次に穿つべき孔21との３次元空間での距離を、たとえば岩洞掘削の進行方向における距離としても考慮することができ、その場合、穿孔中の掘削円に関して、直前の掘削円に関して穿たれた孔21の位置21'と次に穿つべき孔21との距離は、以前に掘削済みの掘削円に関して穿たれた孔21の位置21'と次に穿つべき孔21の位置との距離よりも重要であるとみなされる。
【００２７】
孔21の穿孔の次のフェーズ、すなわち図４のダイアグラムのフェーズ４では、フェーズ３で算出された距離を大きさ順に並び替えてよい。
【００２８】
孔21の穿孔の次のフェーズ、すなわち図４のダイアグラムのフェーズ５では、穿つべき孔21に関連する穿孔ユニット4の回転角Φを、１つ以上の以前に穿たれた孔21に関連して使った穿孔ユニット4の回転角Φに基づいて決定する。穿つべき孔21に関連する穿孔ユニット4の回転角Φは、多くの異なる方法で決定または算出してもよい。
【００２９】
１つの変更態様として、穿つべき孔21に距離が最も近い既穿孔21の穿孔で使った穿孔ユニット4の回転角Φを直接使用してもよい。
【００３０】
第２の変更態様として、穿つべき孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φを、所定数、たとえば３から５といった２以上の、距離が最も近い既穿孔21の穿孔で使った穿孔ユニット4の回転角Φの平均値Φmeanに対応するように決定してもよい。
【００３１】
第３の変更態様として、穿つべき孔21の穿孔用に、次に穿つべき孔21から１メートル以内の距離といったある距離内に存在する既穿孔21の穿孔に関連して使った穿孔ユニット4の回転角Φの平均値Φmeanに対応した穿孔ユニット4の回転角Φの値を使用してもよく、または、たとえば1メートル以内といった上述の距離内に既穿孔が存在しないならば、最も近接した既穿孔21の穿孔に関連して使った穿孔ユニット4の回転角Φを使用してもよい。
【００３２】
次に穿つべき孔21に関する穿孔ユニット4の回転角Φの決定では、岩洞の一連の掘削円を穿孔する際、この掘削円を穿孔するのに使用される穿孔パターン14の原点またはゼロ点に対し、削岩リグ1の位置がどのように変動するかを考慮してもよい。図５ａは、削岩リグ1の寸法に関係し削岩リグ1に付与された仮想座標系の原点OR1が穿孔パターン14の座標系の原点OR2と同一点に、または一致して存在する状況を概略的に示す。削岩リグ1に関係した座標系の原点OR1は、たとえば図１に概略的に示されたような、穿孔用ブーム3を削岩リグ1と接続する削岩リグ1のジョイントに位置してもよい。
【００３３】
図５ｂに示された状況では、削岩リグ1は、掘削すべき岩洞において、削岩リグ1に関係した座標系の原点OR1の位置が穿孔パターン14の原点OR2の位置と異なるような位置に設置される。このような削岩リグ1の原点OR1の位置と穿孔パターン1の原点OR2の位置との差は、次に穿つべき孔21の穿孔に使用される回転角を決定する際、たとえば以下に述べる方法で考慮することも好ましい。まず、穿たれた孔21の穿孔で使った穿孔ユニット4の回転角Φの値を記憶する際、削岩リグ1の原点OR1の位置と穿孔パターン14の原点OR2の位置との差から生じる比率、量または値をこの回転角Φの値から差し引く。さらに、上述したように決定された穿孔ユニット4の回転角Φの値を利用して次に穿つべき孔21の穿孔を開始する際、削岩リグ1の原点OR1の位置と穿孔パターン14の原点OR2の位置との差に対応した比率、量または値を、特定の回転角Φの値に加算する。
【００３４】
前の段落に開示した方法では、そのようにして穿孔パターン14の原点OR2に対する削岩リグ1の位置の変動を補償することが可能となる。必要な計算は、たとえば制御ユニット9で実行してよい。この補償を実行する際、削岩リグ1の原点OR1の座標は、穿孔パターン14の座標系と同一の面上に投影される。前の段落では、孔21の穿孔で使った穿孔ユニット4の回転角Φの値は、穿孔パターン14の原点OR2に付随していた。変更態様として、孔21の穿孔で使った穿孔ユニット4の回転角Φの値は、削岩リグ1に関係する座標系の原点OR1に対しても付随させ、または決定してよく、この場合、各掘削円の掘削に関連して、穿孔パターン14の原点OR2に対する削岩リグ1の原点の位置に関するデータも記憶され、次に穿孔すべき孔21に関連して使用される穿孔ユニット4の回転角Φを決定する際、削岩リグ1の原点OR1の位置と穿孔パターン14の原点OR2の位置との差が考慮可能となる。
【００３５】
孔21の穿孔の次のフェーズ、すなわち図４のダイアグラムのフェーズ６では、孔21の穿孔で使用される穿孔ユニット4の回転角Φは、記憶ユニット17に記憶される。孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φは、掘削円の穿孔後、同じ掘削円の他の孔21の穿孔に関連して使用された穿孔ユニット4の回転角Φの記憶と関連づけて同時に記憶してもよく、この場合、掘削円のすべての孔21で実施され関連した穿孔ユニット4の回転角Φが掘削円の穿孔後に同時に記憶される。好ましくは、掘削円の１つの孔21の穿孔で使った穿孔ユニット4の回転角Φの値は、孔21の穿孔中または穿孔後直ちに記憶され、この場合、使われた特定の値が使用され、同じ掘削円の次に穿つべき孔21の穿孔で使用すべき穿孔ユニット4の回転角Φを決定する。
【００３６】
このように、本方法は、以前に穿孔済みの孔21に関連して使った穿孔ユニット4の回転角Φの値を利用して、次の孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φの値を決定する。
【００３７】
孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φの値は、たとえば角度、その他の同様の数値または他の適切な値として決定してよい。このような場合、たとえば以前の１つの孔21に関する穿孔ユニット4の回転角Φの値が34度であって、一方、以前のそれとは別の孔に関する穿孔ユニット4の回転角Φの値が40度であるとすると、これらの平均値は、次の孔21を穿つのに使用される穿孔ユニット4の回転角Φの値を２つの既穿孔21に関連して使った穿孔ユニット4の回転角Φの値に基づいて決定するならば、37度となる。
【００３８】
しかし、以上に述べた計算方法では、以前の１つの孔21に関する穿孔ユニット4の回転角Φの値が170度であって、一方、以前のそれとは別の孔21に関する穿孔ユニット4の回転角Φの値が-170度であり、それにより、上述した観点ではこれらの平均値は0度となるが、所望の結果は180度または-180度のいずれかである場合に問題が生じる。この状況は図６に図示され、矢印Φ1で示された穿孔ユニット4の回転角Φの値が170度であって、一方、矢印Φ2で示された穿孔ユニット4の回転角Φの値が-170度であり、この場合、これらの平均値は矢印Φ3で示されたように0度となり、矢印Φ4で示されたように、とるべき値180度または-180度とはならない。
【００３９】
この問題は、平均値の予めの計算において、まず、１つ１つの回転角Φの値を垂直成分Φsin＝sin（Φπ/180°）と水平成分Φcos＝sin（Φπ/180°）とに分割することによって回避することができ、ここで、πはパイ、すなわち数学のアルキメデスの定数またはルドルフ数である。次いで、使われた穿孔ユニット4の回転角Φの垂直成分の平均値Φsin_meanおよび水平成分の平均値Φcos_meanを個別に計算する。穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φの最終的な平均値Φmeanは、上述した垂直成分の平均値および上述した水平成分の平均値に基づいて、公式Φmean＝atan2（Φcos_mean，Φsin_mean）から取得し、これにより、上述した例では、孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φの値は、矢印Φ4で示したように180度または-180度となる。
【００４０】
前述の例では、次に穿つべき孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φは、削岩リグ1に設けられた制御ユニット9と記憶ユニット17とを利用して決定されるように示されている。しかし、次に穿つべき孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φは、たとえば事務所15のコンピュータ18によって、または穿孔現場外の別のコンピュータによって決定可能であり、この場合、既穿孔21の穿孔に関連して使った穿孔ユニット4の回転角Φに関する必要なデータは、データ転送接続16を介して特定のコンピュータに伝送される。この場合、その後、再度データ転送接続16を介し、次に穿つべき孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φに関するデータが、事務所15のコンピュータ18または別のコンピュータのから削岩リグ1の制御ユニット4に伝送される。以前の孔21の穿孔で使った穿孔ユニット4の回転角Φの値に基づいて決定され、次に穿孔すべき掘削円における孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φの値は、次に穿孔すべき掘削円の穿孔パターン14に組み込まれる。
【００４１】
図７ないし図10は、図４による方法で決定された穿孔ユニット4の回転角Φと、既穿孔21の穿孔で実施され、この決定に使用された穿孔ユニット4の回転角Φとの関係の例を概略的に示している。図７ないし図10の例では、各々が１つの穿孔ユニット4を有する２本の穿孔用ブーム3を備えた削岩リグを削岩リグ1として使用する。
【００４２】
図７は、細線で描かれた丸印を用いて、削岩リグ1の第１のブーム3の適用エリアまたは動作エリア内に存在するとして指定された孔21の位置21'を示し、細線で描かれた方向線21"を用いて、上述した特定の孔21に対する方法で決定された穿孔ユニット4の回転角Φを示す。このように、この回転角Φは、掘削円の孔21の穿孔に使用するための、上述の方法により算出された穿孔ユニット4の回転角Φに関する指示値となっている。太線は、これらの以前に穿たれた孔21と、上記細線で指定された穿孔ユニット4の回転角Φの決定に使用し実施された穿孔ユニット4の回転角Φとを表す。図７に示された事例では、以前に穿孔された掘削円が１つ存在していた。図８は、これに対し、以前に穿孔された３つの掘削円が存在する状況での図６に対応するパターンを示す。図９および図10は、削岩リグ1の第２の穿孔用ブーム3の適用エリアまたは動作エリアに関する対応例を示す。図７ないし図10には、３つの掘削円の掘削後、次に穿孔すべき掘削円の孔21に関連して使用される穿孔ユニット4の回転角Φの値に関して細線で指定された提案が、使った回転角Φと如何によく一致しているかを示している。
【００４３】
このように、開示された解決策は、次に穿孔すべき掘削円の孔21の穿孔に関連して使用される穿孔ユニット4の回転角Φを決定する際、以前に穿たれた孔21に関連して使った穿孔ユニット4の回転角Φの値を利用する。孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φは、以前に穿たれた孔21に関連して使った穿孔ユニット4の実際の回転角Φに基づいて決定されるので、本解決策により決定した穿孔ユニット4の回転角Φを使用して１つの掘削円の孔21の大部分を穿孔可能な状況に早々に到達し、削岩リグ1の操作者は、孔21の穿孔に使用される穿孔ユニット4の回転角Φの選択にはほとんど係わる必要がない。これにより、掘削円がより早く穿孔され、削岩リグ1の操作者に穿孔および穿孔装置の状態を監視する余裕が生まれる。このように、本解決策は、実際に穿孔に使用される削岩リグのサイズおよび種類とともに、岩洞でよく見られる現実の穿孔状況をも考慮している。穿孔ユニット4の回転角Φは、たとえば削岩リグ1の制御ユニット9で、または事務所15のコンピュータ15で自動的に決定してよいので、穿孔パターン14の設計者19は、場合によっては、岩洞の最初の掘削円の孔21についての穿孔ユニット4の回転角Φ以外は、もはや穿孔ユニット4の回転角Φを決定する必要がなく、これにより、穿孔パターン14の設計者19は、他の仕事を行う余裕を得る。
【００４４】
本発明の基本的な構想を技術の進展とともに多くの異なる方法で実施し得ることは当業者にとって自明であろう。したがって、本発明およびその実施形態は上述した例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で変更し得るものである。
【図１】
2013544327.tif 000003
【図２ａ】
2013544327.tif 000004
【図２ｂ】
2013544327.tif 000005
【図２ｃ】
2013544327.tif 000006
【図２ｄ】
2013544327.tif 000007
【図３】
2013544327.tif 000008
【図４】
2013544327.tif 000009
【図５ａ】
2013544327.tif 000010
【図５ｂ】
2013544327.tif 000011
【図６】
2013544327.tif 000012
【図７】
2013544327.tif 000013
【図８】
2013544327.tif 000014
【図９】
2013544327.tif 000015
【図１０】
2013544327.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月19日(2012.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩洞を一度に１つの掘削円で掘削する際、削岩リグ(1）の少なくとも１本の穿孔用ブーム（3）に配設された少なくとも１つの穿孔ユニット（4）を制御する方法であって、該方法は、
１つの掘削円の孔を、該掘削円用に設計された穿孔パターン(14）に従って穿ち、
各孔（21）を穿つために、特定の掘削円の穿孔パターン（14）で特定の孔（21）に対して決定された位置（21'）および方向を達成する回転角（Φ）に前記穿孔ユニット（4）を制御し、該回転角（Φ）は、該穿孔ユニット（4）の送りビームに実質的に平行な回転軸（A）を中心とした該穿孔ユニット（4）の回転量を表し、
前記掘削円の各孔（21）の穿孔中に使った前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を記憶し、
以前に穿たれた１つ以上の孔（21）の穿孔に関連して使った前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする少なくとも１つの穿孔ユニット（4）の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、以前に穿孔された１つ以上の掘削円における１つ以上の孔（21）の穿孔に関連して使った前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定する際、
決定用の初期データとして、穿つべき孔（21）の穿孔に使用される穿孔ユニット（4）と同じ穿孔用ブーム（3）に配設された穿孔ユニット（4）によって穿孔された既穿孔（21）に関係して、孔（21）に関する位置データ（21'）および穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に関するデータを選択し、
前記ステップで選択された既穿孔（21）と穿つべき孔（21）との距離を決定し、
該既穿孔（21）と穿つべき孔（21）との距離に基づいて、１つ以上の既穿孔（21）を選択し、該１つ以上の既穿孔（21）におけるその穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定し、
前記１つ以上の既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、該穿つべき孔（21）に最も近接した既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角と対応するように決定することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法において、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、距離が最も近い所定数の既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項３に記載の方法において、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、所定の距離内に存在する既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定し、または、既穿孔（21）が該所定の距離内に存在しない場合、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、最も近接した既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）と対応するように決定することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の方法において、前記既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）を、各回転角（Φ）の値を垂直成分（Φsin）と水平成分（Φcos）とに分割することにより決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）を決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および前記水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づき、計算式Φmean＝atan2（Φcos_mean，Φsin_mean）を採用して、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項９】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、前記削岩リグ（1）に付与された座標系の原点（OR1）に対し、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項１０】
可動キャリア（2）と、
少なくとも１本の穿孔用ブーム（3）と、
該穿孔用ブーム（3）に配設された少なくとも１つの穿孔ユニット（4）とを含み、該穿孔ユニット（4）は、送りビーム（5）と、送り装置（22）によって該送りビーム（5）上で可動となるように配設された削岩ドリル（6）とを備え、さらに、
該穿孔ユニット（4）を、該穿孔ユニット（4）の送りビームに実質的に平行な回転軸（A）を中心とした該穿孔ユニット（4）の回転量を表す回転角（Φ）まで回転させる回転機構（10）と、
岩洞について掘削すべき掘削円の穿孔に使用される穿孔パターン（14）を記憶するように構成された少なくとも１つの記憶ユニット（17）と、
前記掘削円の穿孔パターン（14）の孔（21）に対して決定された位置（21'）および方向を達成する回転角（Φ）に前記穿孔ユニット（4）を前記回転機構（10）によって制御するように構成された少なくとも１つの制御ユニット（9）と、
掘削すべき掘削円の各孔（21）の穿孔で実施される前記穿孔ユニット（4）の回転角を記憶するように構成された少なくとも１つの記憶ユニット（17）とを含む削岩リグ（1）であって、
前記制御ユニット（9）は、以前に穿たれた１つ以上の孔（21）の穿孔に関連して使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成されていることを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１１】
請求項10に記載の削岩リグ（1）において、前記制御ユニット（9）は、以前に穿孔された１つ以上の掘削円における１つ以上の孔（21）の穿孔に関連して使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成されていることを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１２】
請求項10または11に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成され、このため、
前記記憶ユニット（17）から決定用の初期データとして、穿つべき孔（21）の穿孔に使用される穿孔ユニット（4）と同じ穿孔用ブーム（3）に配設された穿孔ユニット（4）によって穿孔された既穿孔（21）に関係して、孔（21）に関する位置データ（21'）および穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に関するデータを選択し、
前記ステップで選択された既穿孔（21）と穿つべき孔（21）との距離を決定し、
該既穿孔（21）と該穿つべき孔（21）との距離に基づいて、１つ以上の既穿孔（21）を選択し、該１つ以上の既穿孔（21）におけるその穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、前記穿つべき孔（24）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定し、
前記１つ以上の既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）に基づいて、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定することを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１３】
請求項12に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、前記穿つべき孔（21）に最も近接した前記既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角と対応するように決定する構成を有することを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１４】
請求項12に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、距離が最も近い所定数の既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定する構成を有することを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１５】
請求項12に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、所定の距離内に存在する既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定し、または、前記既穿孔（21）が該所定の距離内に存在しない場合、前記穿つべき孔（21）の穿孔に使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を、最も近接した既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）と対応するように決定する構成を有することを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１６】
請求項14または15に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、前記既穿孔（21）の穿孔で使った穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）の平均値（Φmean）を、各回転角（Φ）の値を垂直成分（Φsin）と水平成分（Φcos）とに分割することにより決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）を決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づいて、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成されていることを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１７】
請求項16に記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、前記垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および前記水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づき、計算式Φmean＝atan2（Φcos_mean，Φsin_mean）を採用して、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成されることを特徴とする削岩リグ（1）。
【請求項１８】
請求項10ないし17のいずれかに記載の削岩リグ（1）において、前記削岩リグ（1）の制御ユニット（9）は、該削岩リグ（1）に付与された座標系の原点（OR1）に対し、孔（21）を穿つのに使用される前記穿孔ユニット（4）の回転角（Φ）を決定するように構成されることを特徴とする削岩リグ（1）。
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月18日(2013.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩洞を一度に１つの掘削円で掘削する際、削岩リグの少なくとも１本の穿孔用ブームに配設された少なくとも１つの穿孔ユニットを制御する方法であって、該方法は、
１つの掘削円の孔を、該掘削円用に設計された穿孔パターンに従って穿ち、
各孔を穿つために、特定の掘削円の穿孔パターンで特定の孔に対して決定された位置および方向を達成する回転角（Φ）に前記穿孔ユニットを制御し、該回転角（Φ）は、該穿孔ユニットの送りビームに実質的に平行な回転軸を中心とした該穿孔ユニットの回転量を表し、
前記掘削円の各孔の穿孔中に使った前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を記憶し、
以前に穿たれた１つ以上の孔の穿孔に関連して使った前記穿孔ユニットの回転角（Φ）に基づいて、孔を穿つのに使用される穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定することを特徴とする少なくとも１つの穿孔ユニットの制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、以前に穿孔された１つ以上の掘削円における１つ以上の孔の穿孔に関連して使った前記穿孔ユニットの回転角（Φ）に基づいて、孔を穿つのに使用される穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、孔を穿つのに使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定する際、
決定用の初期データとして、穿つべき孔の穿孔に使用される穿孔ユニットと同じ穿孔用ブームに配設された穿孔ユニットによって穿孔された既穿孔に関係して、孔に関する位置データおよび穿孔ユニットの回転角（Φ）に関するデータを選択し、
前記ステップで選択された既穿孔と穿つべき孔との距離を決定し、
該既穿孔と穿つべき孔との距離に基づいて、１つ以上の既穿孔を選択し、該１つ以上の既穿孔におけるその穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）に基づいて、穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定し、
前記１つ以上の既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）に基づいて、前記穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を、該穿つべき孔に最も近接した既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角と対応するように決定することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法において、前記穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を、距離が最も近い所定数の既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項３に記載の方法において、前記穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を、所定の距離内に存在する既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定し、または、既穿孔が該所定の距離内に存在しない場合、前記穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を、最も近接した既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）と対応するように決定することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の方法において、前記既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）の平均値（Φmean）を、各回転角（Φ）の値を垂直成分（Φsin）と水平成分（Φcos）とに分割することにより決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）を決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づいて、孔を穿つのに使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および前記水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づき、計算式Φmean＝atan2（Φcos_mean，Φsin_mean）を採用して、孔を穿つのに使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項９】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、前記削岩リグに付与された座標系の原点に対し、孔を穿つのに使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定することを特徴とする方法。
【請求項１０】
可動キャリアと、
少なくとも１本の穿孔用ブームと、
該穿孔用ブームに配設された少なくとも１つの穿孔ユニットとを含み、該穿孔ユニットは、送りビームと、送り装置によって該送りビーム上で可動となるように配設された削岩ドリルとを備え、さらに、
該穿孔ユニットを、該穿孔ユニットの送りビームに実質的に平行な回転軸を中心とした該穿孔ユニットの回転量を表す回転角（Φ）まで回転させる回転機構と、
岩洞について掘削すべき掘削円の穿孔に使用される穿孔パターンを記憶するように構成された少なくとも１つの記憶ユニットと、
前記掘削円の穿孔パターンの孔に対して決定された位置および方向を達成する回転角（Φ）に前記穿孔ユニットを前記回転機構によって制御するように構成された少なくとも１つの制御ユニットと、
掘削すべき掘削円の各孔の穿孔で実施される前記穿孔ユニットの回転角を記憶するように構成された少なくとも１つの記憶ユニットとを含む削岩リグであって、
前記制御ユニットは、以前に穿たれた１つ以上の孔の穿孔に関連して使った穿孔ユニットの回転角（Φ）に基づいて、孔を穿つのに使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定するように構成されていることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１１】
請求項10に記載の削岩リグにおいて、前記制御ユニットは、以前に穿孔された１つ以上の掘削円における１つ以上の孔の穿孔に関連して使った穿孔ユニットの回転角（Φ）に基づいて、孔を穿つのに使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定するように構成されていることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１２】
請求項10または11に記載の削岩リグにおいて、前記削岩リグの制御ユニットは、孔を穿つのに使用される前記穿孔ユニットの回転角を決定するように構成され、このため、
前記記憶ユニットから決定用の初期データとして、穿つべき孔の穿孔に使用される穿孔ユニットと同じ穿孔用ブームに配設された穿孔ユニットによって穿孔された既穿孔に関係して、孔に関する位置データおよび穿孔ユニットの回転角（Φ）に関するデータを選択し、
前記ステップで選択された既穿孔と穿つべき孔との距離を決定し、
該既穿孔と該穿つべき孔との距離に基づいて、１つ以上の既穿孔を選択し、該１つ以上の既穿孔におけるその穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）に基づいて、前記穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定し、
前記１つ以上の既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）に基づいて、前記穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定することを特徴とする削岩リグ。
【請求項１３】
請求項12に記載の削岩リグにおいて、前記削岩リグの制御ユニットは、前記穿つべき孔の穿孔に使用される穿孔ユニットの回転角（Φ）を、前記穿つべき孔に最も近接した前記既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角と対応するように決定する構成を有することを特徴とする削岩リグ。
【請求項１４】
請求項12に記載の削岩リグにおいて、前記削岩リグの制御ユニットは、前記穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を、距離が最も近い所定数の既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定する構成を有することを特徴とする削岩リグ。
【請求項１５】
請求項12に記載の削岩リグにおいて、前記削岩リグの制御ユニットは、前記穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を、所定の距離内に存在する既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）の平均値（Φmean）と対応するように決定し、または、前記既穿孔が該所定の距離内に存在しない場合、前記穿つべき孔の穿孔に使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を、最も近接した既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）と対応するように決定する構成を有することを特徴とする削岩リグ。
【請求項１６】
請求項14または15に記載の削岩リグにおいて、前記削岩リグの制御ユニットは、前記既穿孔の穿孔で使った穿孔ユニットの回転角（Φ）の平均値（Φmean）を、各回転角（Φ）の値を垂直成分（Φsin）と水平成分（Φcos）とに分割することにより決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）を決定し、該垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および該水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づいて、孔を穿つのに使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定するように構成されていることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１７】
請求項16に記載の削岩リグにおいて、前記削岩リグの制御ユニットは、前記垂直成分（Φsin）の平均値（Φsin_mean）および前記水平成分（Φcos）の平均値（Φcos_mean）に基づき、計算式Φmean＝atan2（Φcos_mean，Φsin_mean）を採用して、孔を穿つのに使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定するように構成されることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１８】
請求項10ないし17のいずれかに記載の削岩リグにおいて、前記削岩リグの制御ユニットは、該削岩リグに付与された座標系の原点に対し、孔を穿つのに使用される前記穿孔ユニットの回転角（Φ）を決定するように構成されることを特徴とする削岩リグ。
【国際調査報告】
2013544327.tif 000017
2013544327.tif 000018
2013544327.tif 000019