(57)【要約】【課題】発破直後の切羽ｂ近くの高濃度の粉塵を迅速に除去できる装置を提供する。【解決手段】トンネルａ内の空気をトンネルａ外へ吸引する風管１を備えたトンネルａにおいて、前記の風管１とは別に、トンネルａ軸と平行に吸引ダクト２を配置する。この吸引ダクト２の切羽ｂ側の吸引口２１は切羽ｂの付近に位置させ、吸引ダクト２の坑口側の減圧口は減圧槽３に接続する。吸引ダクト２内はトンネルａ内の気圧より低い圧力に設定する。吸引口２１には常時は閉鎖している開閉蓋４を設ける。この開閉蓋４を、発破時に短時間だけ開放するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内の空気をトンネル外の空気に置き換える風管を備えたトンネルにおいて、
前記の風管とは別にトンネル内にトンネル軸と平行に吸引ダクトを配置し、
吸引ダクトの切羽側の吸引口は切羽の付近に位置させ、
それ自体が減圧槽の一部である吸引ダクトの坑口側の減圧口を減圧槽に接続し、
吸引ダクト内はトンネル内の気圧より低い圧力に設定し、
吸引口には常時は閉鎖している開閉蓋を設け、
この開閉蓋を、発破時に短時間だけ開放するように構成したことを特徴とする、
トンネル内の粉じん吸引装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
開閉蓋を、発破時に短時間だけ開放するために、
発破時の電気信号又は発破時の振動信号を受信する装置を設けたことを特徴とする、
トンネル内の粉じん吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトンネルの切羽での発破作業などに伴う粉じんのように、狭い範囲内で高濃度の粉じんが発生した場合の粉じんを吸引する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル内の粉じんの濃度を低下する技術として、集じん機による粉じんの回収、エアカーテンによる粉じんの封じ込め、新鮮な空気を送気して行う希釈、ミストや薬剤を散布して行う粉じんの沈降の促進、などの技術が開発されている。
また、トンネルの延長が長くなり、切羽に向けた送風だけでは換気が困難になる場合には、切羽に向けた送風だけでなく、それと切羽付近から坑口までの送風を組み合わせた構成も開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１４２００号公報。
【特許文献２】特開２００４−６８３７４号公報。
【特許文献３】特開２００９−１５０１３９号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし前記したような従来のトンネル内の粉じん濃度を低下させる技術は次のような問題点がある。
＜１＞  粉じんの濃度が低下するために長時間を必要とする。
＜２＞  粉じんの濃度の低下に時間がかかると、視界不良となり施工性や安全性が低下する。
＜３＞  また作業員が吸引すれば、健康に悪影響を及ぼす可能性もある。
＜４＞  粉じんの沈降のために散布したミストや薬剤が作業員の被服に付着することによって作業能率が低下する可能性もある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記のような課題を解決するために、本発明のトンネル内の粉じん吸引装置は、トンネル内の空気をトンネル外の空気に置き換える風管を備えたトンネルにおいて、前記の風管とは別にトンネル内にトンネル軸と平行に吸引ダクトを配置し、吸引ダクトの切羽側の吸引口は切羽の付近に位置させ、それ自体が減圧槽の一部である吸引ダクトの坑口側の減圧口を減圧槽に接続し、吸引ダクト内はトンネル内の気圧より低い圧力に設定し、吸引口には常時は閉鎖している開閉蓋を設け、この開閉蓋を、発破時に短時間だけ開放するように構成したことを特徴とするものである。
また本発明のトンネル内の粉じん吸引装置は、上記の構成において、開閉蓋を、発破時に短時間だけ開放するために、発破時の電気信号又は発破時の振動信号を受信する装置を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のトンネル内の粉じん吸引装置は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞  トンネル内部の気圧より低い圧力を与えた吸引ダクトの切羽側の端の蓋は、切羽でも削孔時、爆薬の装填時、砕石の積み込み時など、通常の作業時には閉鎖しており、切羽の空気の循環は一般の風管によって行う。
＜２＞  そして発破の直後だけ、その信号を受けて吸引ダクトの切羽側の端の蓋を開放する。すると、高い濃度の粉じんを、短時間の内に急激に吸引して切羽付近から取り除くことができる。
＜３＞  その結果、通常の作業時には風管を通した換気を行い、発破の直後だけに短時間に急激な吸引で粉じんを排除する、という複合的な換気システムを構築することができる。
＜４＞  切羽付近の狭い範囲の高濃度の粉じんを、短時間で除去できるから、発破の直後から視界が開けてすぐに作業に取り掛かれる状態となる。そのために施工性、安全性を向上させることができとともに、作業員の健康を維持することもできる。
＜５＞  吸引ダクトは常時は閉鎖状態であるから、吸引ダクト自体を減圧槽の一部として機能させることができる。吸引ダクトはトンネルのほぼ全長に設置するから、その内空容積は大きなものとなり、その容量だけ減圧槽の容量を小さくすることができる。減圧槽が大きくなるとその設置するスペースを現場で確保することは必ずしも容易ではないから、吸引ダクト自体を減圧槽の一部として機能させることは用地の節約のために大きな効果となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のトンネル内の粉じん吸引装置の設置状態の説明図。
【図２】一般の作業時の状態の説明図。
【図３】発破直後に高濃度の粉じんを吸引する状態の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図面を参照にしながら本発明のトンネル内の粉じん吸引装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【０００９】
＜１＞前提条件。
本発明のトンネル内の粉じん吸引装置は、従来と同様に風管１を備えたトンネルａにおいて、それとは別に吸引ダクト２を設置するものであって、吸引ダクト２が風管１に代わるものではない。
したがって風管１によってトンネルａ外の空気を切羽ｂまで送気して切羽ｂに新鮮な外気を供給する構造は従来と同様である。
したがって発破直後を除いて、掘進作業中の切羽ｂ付近の換気は従来のトンネルａと同様に風管１によって行う。
その場合に、トンネルａの延長が長くなり、切羽ｂに向けた送風だけでは換気が困難になる場合には、切羽ｂに向けた送風だけでなく、それと切羽ｂ付近から坑口までの送風を組み合わせた構成を採用することもでき、本発明はそのような構成も含めたものである。
なお風管１とは、防炎、難燃処理したポリエステルターポリンなどの柔軟な素材、あるいは軽い金属素材で形成した筒体である。
この筒体をトンネルａのほぼ全長にわたって、天井や側面など、作業や通行の障害にならない位置に配置して、昼夜連続してトンネルａ外部への吸引を続けるものである。
【００１０】
＜２＞吸引ダクト。
前記の風管１とは別に吸引ダクト２を設ける。
この吸引ダクト２は、負圧によって容易に変形しない材料で構成したパイプであり、例えば鋼製のパイプを採用することができる。
内部の気圧をトンネルａ内部の気圧よりも小さく設定するので、軽量の鋼管など変形しがたい素材のものを使用する必要がある。
【００１１】
＜２−１＞吸引口の位置。
この吸引ダクト２は、その吸引口２１を、トンネルａの切羽ｂ付近に開口して、トンネルａ軸と平行に配置する。
その場合に、吸引ダクト２の吸引口２１をトンネルａの低い位置に設置することもできる。
吸引口２１を低い位置に設置する理由は、発破による減圧によって空気中の水分が結露となり、その結露が付着した一部の粉じんは重くなって下方へ沈下するので、この一部の粉じんを低い位置で吸引すれば、効率よく吸引することができるからである。
吸引口２１の開口位置が「切羽ｂ付近」というのは、発破で破損しにくい位置であって、できるだけ切羽ｂに近い位置が好ましい、という意味である。
【００１２】
＜２−２＞減圧槽との関係。
吸引ダクト２の坑口側の減圧口は、減圧槽３に接続する。
そして吸引ダクト２に、トンネルａ内の大気圧よりも低い気圧を与えうるように構成する。
その場合に、吸引ダクト２自体も減圧槽３の一部として機能させることができる。
吸引ダクト２はトンネルａのほぼ全長に設置するから、その内空容積は大きなものとなり、その容量だけ減圧槽３の容量を小さくすることができる。
減圧槽３が大きくなるとその設置するスペースを現場で確保することは必ずしも容易ではないから、吸引ダクト２自体を減圧槽３の一部として機能させることは大きな効果となる。
【００１３】
＜３＞吸引口の蓋。
吸引口２１には常時は閉鎖している開閉蓋４を設ける。
このように開閉蓋４を設けて、切羽ｂ側の吸引口２１が常時閉鎖している点が、常時開放して吸引を続ける風管１と大きく異なる特徴である。
しかし吸引口２１の開閉蓋４が、閉じたままではなにも機能しないので、以下のような開放システムを設ける。
【００１４】
＜４＞蓋の開放機構の１。
すなわちこの開閉蓋４が、発破の直後に短時間だけ開放するように構成したことも本発明の特徴である。
しかし発破の直後に開閉蓋４に作業員が接近して開放することはもちろん不可能である。
そこで開閉蓋４を、発破時に短時間だけ開放するために、蓋４の駆動部に発破時の電気信号を受信する装置を設ける。
爆薬は電気雷管に通電して起爆するが、この通電信号を、蓋４の駆動部にも通電するように配線しておけば、発破と同時に、あるいはデシセコンドの時間差を介して開閉蓋４を開放することができる。
【００１５】
＜５＞蓋の開放機構の２。
開閉蓋４を、発破時に短時間だけ開放するために、発破時の空気振動の信号を受信するセンサーを設け、そのセンサーからの信号によって開閉蓋４を駆動して開放するように構成することもできる。
【００１６】
＜６＞作動の説明。
次に本発明の作動について説明する。
【００１７】
＜７＞一般の作業時。
トンネルａの掘進には、測量、爆薬装填孔のマーキング、装填孔の削孔、爆薬の装填、あんこ詰め、電気雷管への配線、爆破、その後のこそく作業、破壊礫の排出、風管１の延長など多くの作業が必要である。
その場合に、爆破時を除いて、切羽ｂ付近の空気は風管１によって坑外の新鮮な空気の供給を続ける。
そのような発破以外の作業時にも本発明の吸引ダクト２内は、トンネルａ内の大気圧よりも低い気圧を維持しているが、切羽ｂ側の開閉蓋４は閉鎖したままの状態にある。
【００１８】
＜８＞発破時。
爆薬の装填が終わり電気雷管で点火する直前には風管１の運転を中止し、切羽ｂ側の端部を坑口側に後退させて破損を回避する。
そして爆薬に点火すると爆破が生じるが、同時にその点火信号によって吸引ダクト２の切羽ｂ側の開閉蓋４が開き、吸引口２１が開放される。
あるいは爆破の空気の振動を検知したセンサーからの信号によって同様に開閉蓋４が開き、吸引口２１が開放される。
【００１９】
＜９＞粉じんの沈降、排除。
吸引口２１の開放によって、爆破直後の高濃度の粉じんを短時間で吸引して排除することができる。
このように切羽ｂ付近の粉じんを、狭い範囲内から拡散する前の短時間の中で急激に吸引して切羽ｂから排除することができる。
そのために直ちに視界が開けて、安全に次の工程に取り掛かることができるとともに、作業員を不健康な環境に置くこともない。
なお、爆破によって切羽ｂ付近の空気が減圧して結露が生じ、これが一部の粉じんに水分が付着すれば重くなった粉じんが沈降する状況も考えられる。
その場合には、吸引ダクト２の吸引口２１を地表面に近い低い位置に設置しておけば、さらに効率よく吸引できる可能性もある。
蓋４を一度開放したら、現場の粉じんの量や切羽ｂ付近の容積などの状況に応じて設定した所定時間後には再度、開閉蓋４によって閉塞する。
【符号の説明】
【００２０】
１：風管
２：吸引ダクト
３：減圧槽
４：開閉蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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