(57)【要約】【課題】爆薬薬包を装填するための作業性の良い装填装置の提供。【解決手段】薬包状爆薬を装填するための、一端が閉塞された円筒状の爆薬装填装置において、筒状部が厚さ１〜８ｍｍの樹脂、あるいは、厚さ０．５〜３ｍｍの金属からなり、長さが２〜５ｍ、内径が２５〜８０ｍｍであることを特徴とする爆薬装填装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬包状爆薬を装填するための、一端が閉塞された円筒状の爆薬装填装置において、筒状部が厚さ１〜８ｍｍの樹脂、あるいは、厚さ０．５〜３ｍｍの金属からなり、長さが２〜５ｍ、内径が２５〜８０ｍｍであることを特徴とする爆薬装填装置。
【請求項２】
空気弁が連結された圧気孔、爆薬投入口、爆薬投入蓋、及び爆薬排出口を有することを特徴とする請求項１に記載の爆薬装填装置。
【請求項３】
電気雷管の脚線または導火管付雷管のチューブの固定手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の爆薬装填装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の爆薬装填装置を用い、電気雷管の脚線または導火管付雷管のチューブを固定して、親ダイを装填することを特徴とする爆薬装填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砕石、採掘、トンネル掘削などの産業発破に用いられる爆薬の装填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
国内の発破現場における爆薬の発破孔への装填は、爆薬を紙や熱可塑性樹脂フィルムなどで円柱状に包装した爆薬薬包、いわゆる紙筒入り、紙巻き、プラスチックチューブ入りなどと呼ばれている爆薬であれば、作業者の手による手装填が行われている。しかし、手作業では、落石や崩落の危険がある切羽に発破作業者が接近しなくてはならず危険であることや、装填作業がかなりの重労働であることなどから、機械による安全な装填作業が望まれてきた。
【０００３】
それに対応すべく、過去には、特許文献１や２にあるような装填装置が発明されたが、装填装置本体は分厚い金属製で重く、装填作業者は装填装置本体を持ち歩くことはできず、一定の場所を確保して装填装置を三脚等で固定し、装填装置本体から装填作業者まで２０ｍ以上の装填ホースを配置しなければならず、更に装填作業者の他に爆薬を装填装置に供給する作業者が必要であった。また、それらの構造は複雑で、爆薬が装填装置内で引っかかったり、詰まったりすることや、メンテナンスが容易でないこと、装置の応答性が悪く装填が遅いこと、高価であることなどの問題があり、試験で使用されたのみで、実用化に至らなかった。最近では、特許文献３にあるように、爆薬投入を自動化するものが発明され、爆薬を供給する作業者は減少したが、大型で高価な機械となっており、メンテナンスや消費現場のスペースの確保、装填作業の準備・後片づけ時間の増大、コスト増大などの問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５８−１２０１００号公報
【特許文献２】
特公昭６３−１６０４０号公報
【特許文献３】
特開平９−１２６７００号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、爆薬薬包の装填作業において、作業性を改良し、余分な作業、作業時間、作業者を軽減させうる装填装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、爆薬薬包を装填するための装置の本体に、特定の形状及び材質を用いることにより、本発明の課題が達成できることを見出し本発明の完成に至った。すなわち、以下のような装填装置に関する発明である。
１．薬包状爆薬を装填するための、一端が閉塞された円筒状の爆薬装填装置において、筒状部が厚さ１〜８ｍｍの樹脂、あるいは、厚さ０．５〜３ｍｍの金属からなり、長さが２〜５ｍ、内径が２５〜８０ｍｍであることを特徴とする爆薬装填装置。
２．空気弁が連結された圧気孔、爆薬投入口、爆薬投入蓋、及び爆薬排出口を有することを特徴とする１．に記載の爆薬装填装置。
３．電気雷管の脚線または導火管付雷管のチューブの固定手段を有することを特徴とする１．または２．に記載の爆薬装填装置。
４．１．〜３．のいずれかに記載の爆薬装填装置を用い、電気雷管の脚線または導火管付雷管のチューブを固定して、親ダイを装填することを特徴とする爆薬装填方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、その好ましい実施態様を中心に、詳細に説明する。
本発明の爆薬装填装置は、筒状部が厚さ１〜８ｍｍの熱可塑性樹脂または繊維強化プラスチック、あるいは、厚さ０．５〜３ｍｍの金属からなり、長さが２〜５ｍ、内径が２５〜８０ｍｍの、一端が閉塞された円筒状である。従って、シンプルな形状をしており、軽量であるため、持ち運びが自由で、必ずしも長い装填ホースを配置する必要がなく、爆薬が装填装置内で引っかかったり、詰まったりすることもなく、メンテナンスが容易であり、更に、準備・後かたづけ時間も装填装置を用いない手装填の場合とほとんど同じである。
【０００８】
爆薬装填装置は、発破孔への出し入れを何度と無く行われるので、筒状部の厚さを大きくして、強度を高める必要がある。しかし、発破効率を高めるため、発破孔と爆薬の隙間は小さい方が良い。そこで、筒状部の材質が熱可塑性樹脂または繊維強化プラスチックであれば、その厚さは１〜８ｍｍが好ましく、更には２〜４ｍｍが好ましい。また、筒状部の材質が金属であれば、その厚さは０．５〜３ｍｍが好ましく、更には１〜２ｍｍがより好ましい。
【０００９】
筒状部の長さは、発破孔の長さによって決定される。例えば、坑内掘削現場での発破孔の長さは１〜４ｍである。そこで、筒状部の長さは、爆薬投入口や爆薬投入蓋の長さなどを考慮し、発破孔よりも５０ｃｍ〜１ｍ長いことが好ましい。落石などの危険があり、発破孔から離れて装薬する必要がある場合には、筒状部の長さは、発破孔より１〜２ｍ長いことが好ましい。
筒状部の内径は、装填する爆薬の径によって決定される。爆薬の径は、例えば、２０、２５、３０、４０、５０、７０ｍｍなどがあるが、筒状部の内壁と爆薬のクリアランスは、２〜３０ｍｍとることが好ましい。更に好ましくは、５〜１０ｍｍである。
また、上記及び空気弁が連結された圧気孔、爆薬投入口及び爆薬投入蓋を有することにより、装填作業者が装填装置に爆薬を供給し、空気弁を操作して装填を開始することができるため、必ずしも爆薬投入者を必要とせず、装填作業が迅速に行える。
【００１０】
爆薬装填装置本体の材質は、樹脂の場合、高分子であればよく、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂などである。熱可塑性樹脂であれば、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、アクリルなどが好ましい。また、繊維状のものを含んでいても良く、炭素繊維強化プラスチックやガラス繊維強化プラスチックなどが好ましい。炭素繊維強化プラスチックは導電性があるので、導電性のテープや塗装を施すことは必ずしも必要ではない。あるいは、金属であれば、アルミニウムやアルミニウム合金、ステンレスなどが好ましい。
【００１１】
熱可塑性樹脂やガラス繊維強化プラスチックなどを使用する場合は、導電性テープを爆薬装填装置本体の内壁に貼ったり、導電性の塗装を施したりすることが好ましい。また、熱可塑性樹脂、金属いずれの場合においても、導電性を付与したり、爆薬薬包の滑りを良くする目的で、水を爆薬装填装置本体の内壁に滴下したり、噴霧したりすることが好ましい。
圧気孔は爆薬装填装置本体内部に圧縮空気を供給するために設けられた孔で、空気弁が連結され、空気弁を開閉することにより、爆薬装填装置本体の内部に圧縮空気を送り込んだり、停止したりする。圧縮空気が送り込まれると、爆薬薬包は爆薬排出口より排出される。圧気孔は、爆薬排出口とは反対側の閉塞された底面に設けられるか、圧気孔の中心が閉塞された底面から０．５〜２０ｃｍかつ爆薬投入口より閉塞面側の爆薬装填装置本体の側壁に設けられることが好ましい。圧気孔の形状は、圧縮空気を効率よく排出すれば何でも良いが、円形が好ましく、その径は、装填する爆薬の径、要求される爆薬の移動速度、圧縮空気の圧力や流量によって決定すればよいが、例えば、５〜２０ｍｍが好ましく、更に５〜１０ｍｍがより好ましい。
【００１２】
圧気孔と空気弁を連結するエアーホースと圧縮空気を爆薬装填装置に導くエアーホースは、ゴムまたは熱可塑性樹脂製が好ましく、その内径は圧気孔と同じであることが好ましい。
爆薬投入口は、爆薬投入口の閉塞された底面側の一辺が閉塞された底面から５〜３０ｃｍの位置の側壁に設けるのが好ましく、形状は、爆薬がスムーズに入れられればどのようなものでも良いが、例えば、爆薬装填装置本体である円筒を上面から見た形が長方形または長方形の角をスムーズにした形状であることが好ましい。爆薬投入口の長さはそのサイズは、爆薬を投入し易いように、爆薬の長さよりも１〜１０ｃｍ長い方が好ましい。更には、２〜５ｃｍ長い方がより好ましい。爆薬投入口の幅は、爆薬装填装置本体である円筒を上面から見て、爆薬投入口である開放部と円筒の内壁で形成された形の幅が爆薬の径よりも５〜１０ｍｍ大きい方が好ましい。
【００１３】
爆薬投入蓋は、上下または左右にスライドさせることにより、爆薬投入口を閉じることができるものが好ましく、形状は、爆薬投入口を閉じることができればどのような形状でも良いが、例えば、図１や図２のように円筒や円筒を縦割りにしたような形状の物が好ましい。爆薬投入蓋が円筒の場合、左右にスライドする動きを円滑にし、爆薬投入口をしっかり閉じる目的で、円筒の内径が爆薬装填装置本体の円筒の外径よりも、１〜６ｍｍ大きいものが好ましく、更には、２〜３ｍｍ大きいことがより好ましい。爆薬投入蓋が円筒を縦割りにしたような形状の物の場合、上下に動かして爆薬投入口をしっかり閉じる目的で、爆薬装填装置本体の外径とジャストフィットする形状が好ましい。また、例えば、図２のように爆薬装填装置本体の外部から爆薬投入口を閉じるようにし、蝶番のようなもので一端を固定して開閉し、閉じた時は止め具などで開かないように固定することが好ましい。爆薬投入蓋の長さは、爆薬投入口よりも１〜１０ｃｍ長い方が好ましい。更には、２〜５ｃｍ長い方がより好ましい。
【００１４】
爆薬投入蓋の材質は、作業者が誤って爆薬を挟んでしまう可能性があることから、柔軟性に富む熱可塑性樹脂製が好ましい。更に、図２のように、強度や耐久性が必要な場合は、特に強度の高い熱可塑性樹脂が好ましく、例えば、強化プラスチックが好ましい。また、表面をゴムや熱可塑性樹脂でコーティングしたアルミニウム、アルミニウム合金やステンレスなどの金属を用いることも好ましい。爆薬装填装置内部に供給された圧縮空気が爆薬投入口より逃げないように、爆薬装填装置本体または爆薬投入蓋にパッキンを設けることが好ましい。パッキンは、例えば、輪またはひも状が好ましく、その断面形状は、三角や、四角でも良いが、円形が好ましい。この場合、固定される対象物に０．５〜３ｍｍの深さの溝を掘っておき、その溝に丁度嵌まるようにすればよく、その溝から０．５〜３ｍｍ、更に好ましくは１〜１．５ｍｍ出る寸法のものが良い。また、パッキンは、テープ状が好ましい。この場合、パッキンは固定される対象物に巻かれて、接着剤などで固定される。巻かれる厚さは０．５〜３ｍｍ、更に好ましくは１〜１．５ｍｍである。パッキンの材質は、ゴム、熱可塑性樹脂、繊維などが好ましい。
【００１５】
爆薬投入蓋を上下もしくはスライドさせて爆薬投入口を閉じると直接または間接的に爆薬投入蓋が空気弁を開ける構造にしておいて、爆薬投入蓋の操作により、爆薬及び込め物が発破孔に装填できるようにすることが好ましい。
本発明の爆薬装填装置の排出口は、筒状部開放端が斜めにカットされ形成されていることが好ましい。カットされる角度は長さ方向に対して３０〜６０度が好ましい。
【００１６】
本発明の爆薬装填装置を使用した好ましい爆薬の一連の装填方法は、必要であればまず、装填装置の爆薬排出口である先端を発破孔に挿入しながら、発破孔内を清掃する目的で、空気弁を開いて、圧縮空気を発破孔に排出しながら、小石や水を発破孔より追い出す。次に、装填装置全体を引き出し、親ダイを発破孔入口に挿入するか、または親ダイを装填装置の爆薬排出口に爆薬排出口の外側から挿入した後、装填装置先端を発破孔に挿入することにより、親ダイを発破孔の奥まで装填する。次に爆薬薬包を爆薬投入口に投入し、爆薬投入蓋を閉め、空気弁を開にして圧縮空気を装填装置内に導き、爆薬を発破孔へ装填する。この時、爆薬は一度に必要な全ての爆薬を投入して装填しても良いが、一度に１〜１０本の爆薬を投入して装填するのが好ましく、更に１〜５本がより好ましく、１〜３本がさらに好ましい。少ない本数での装填を何度か繰り返した方が爆薬が密に装填され、発破効果が増大する。次に、必要であれば、装填装置を発破孔から出さずに、装填装置を使用して込め物を装填する。これで一発破孔の装填作業は終了する。
【００１７】
込め物としては、市販されている円柱状に成型され、ビニール袋に入った粘土や砂込め物などや、成形されていない砂、土、１〜１０ｍｍ程度の採石（例えば７号採石）や表面に角がない小石などが好ましく用いられる。込め物の装填方法は、爆薬の装填方法と同じである。
発破孔内を清掃する必要がある場合、清掃のため一旦発破孔に挿入した爆薬装填装置を、次に親ダイを装填するため引き出し、再度挿入する必要がある。しかし、本発明の爆薬装填装置は、親ダイ装填のために引き出さなくても良いように、電気雷管の脚線または導火管付雷管のチューブの固定手段を有することができる。
【００１８】
例えば、図３のように、親ダイを爆薬装填装置内に投入して、爆薬投入蓋を閉めても、電気雷管の脚線または導火管付雷管のチューブを出して固定するための固定口を設けることができる。固定口の位置は、爆薬投入蓋の開閉が邪魔にならないように、更に、爆薬投入蓋が閉の状態でも外部から見える様に配置され、その幅は電気雷管の脚線または導火管付雷管のチューブの太さよりも１〜３ｍｍ大きいものが好ましい。
【００１９】
また、親ダイを装填する際、例えば、固定口から出てきた脚線またはチューブが引き込まれないように手で固定しても良いし、例えば、固定口付近にフックを取り付けておき、脚線またはチューブを巻きつけて固定することが好ましい。
以上のような例の電気雷管の脚線または導火管付雷管のチューブの固定手段を有することにより、一旦発破孔に挿入され、発破孔内を清掃した爆薬装填装置は、引き出すことなく、爆薬投入蓋を開け、親ダイを投入し、電気雷管の脚線または導火管付雷管のチューブを固定し、爆薬投入蓋を閉め、空気弁を開にして親ダイを装填することができる。次に、空気弁を閉にして爆薬投入蓋を開け、脚線またはチューブに引っかからないように、爆薬薬包を投入し、装填を行うことができる。込め物も同様に装填することができる。
【００２０】
圧縮空気の圧力は、装填する爆薬の径、要求される爆薬の移動速度、圧縮空気の流量によって決定されればよいが、例えば、０．０１〜０．５ＭＰａが好ましく、更に、０．１〜０．３ＭＰａが好ましい。圧縮空気の供給源は何でも良いが、例えば、専用のコンプレッサーより供給しても良いし、穿孔用重機から供給しても良い。また、圧縮空気は、フィルターやレギュレータを経て、爆薬装填装置に供給されることが好ましい。また、装填作業者が圧縮空気の流量または圧力を常に確認できるように、流量計または圧力計を爆薬装填装置またはその近傍に設けることが好ましい。また、安全弁や破裂板をエアーホースや爆薬装填装置に設けることが好ましい。
【００２１】
本発明の爆薬装填装置の本体側壁には、爆薬排出口から３０ｃｍ以内の間に、穴を開けることが好ましく、例えば、径が１〜２ｃｍの円形の孔を２〜１０個空けることが好ましい。
また、爆薬排出口の先端には、必要に応じて爆薬や込め物が通過できるホースを取り付けることが好ましい。特に、明かりの現場では、発破孔が長いため、発破孔が曲がっている場合が多く、自由に曲がるホースを取り付けることは好ましい。ホースの長さは、発破孔の長さに応じ、それよりも１０ｃｍ〜１０ｍ長いことが好ましい。更には、１〜５ｍ長いことが好ましい。この際、爆薬装填装置の本体側壁には穴を開けず、ホース先端から３０ｃｍ以内の間に、穴を開けることが好ましく、例えば、径が１〜２ｃｍの円形の孔を２〜１０個空けることが好ましい。
本発明の爆薬装填装置で装填可能な爆薬は、市販されている爆薬薬包であれば何でも良いが、スラリー爆薬やエマルション爆薬などの含水爆薬が好ましい。
以下、本発明の装填装置を用いて装填実験を行ったので説明する。
【００２２】
【実施例】
図１の爆薬装填装置を作製して装填実験を行った。本体の材質は炭素繊維強化プラスチックで、内径は３０ｍｍ、厚さ２ｍｍ、長さ３ｍであった。爆薬装填装置の爆薬排出口から５ｃｍ以内の間に、径１ｃｍ穴を６個開けた。爆薬投入口は、上面から見た形状が長方形で、その寸法は３０ｍｍ×２００ｍｍで、装填装置の底面から１０ｃｍの位置に設けた。爆薬投入蓋も炭素繊維強化プラスチック製で、内径が３６ｍｍ、長さ２４ｃｍであった。パッキンの為の溝は、深さ１ｍｍ、幅２ｍｍで、パッキンは断面形状が円形で、太さが２ｍｍのものを用い、溝に少量の接着剤を塗布しておき、パッキンを嵌めて固定した。圧気孔にはステンレス製のシリンダ−形状の物を用い、その内径は６．５ｍｍで、空気弁は有効断面積１４ｍｍ２の二方弁を用い、空気弁から圧気孔までのエアーホースは熱可塑性樹脂製で長さ２０ｃｍ×内径６．５ｍｍのものを用いた。エアーコンプレッサーには、スクリュ一段圧縮油冷式で、空気量２．０ｍ３／分、吐出圧力０．７ＭＰａのものを用い、エアーコンプレッサーと二方弁の間には、接続口径がＲｃ３／４（１９．０５ｍｍ）、最大流量８０００リットル／分、重量約２ｋｇのフィルター／レギュレータ一体型のものを設け、レギュレータの設定圧力を０．３ＭＰａとした。エアーコンプレッサーからフィルター／レギュレータまではゴム製で長さ２０ｍ×内径１９ｍｍのエアーホースを、レギュレータから空気弁までは熱可塑性樹脂製で長さ１ｍ×内径６．５ｍｍのエアーホースを用いた。固定口は図３の様に配置され、長さ２．５ｃｍ、幅３ｍｍであった。
【００２３】
装填試験は、断面約７０ｍ２の道路トンネル建設現場で行った。発破孔のサイズは径約４５ｍｍ×長さ約２１０ｃｍであった。使用した雷管は、旭化成株式会社製電気雷管、爆薬は径２５ｍｍ×長さ１６０〜１８０ｍｍ×重量１００ｇ／本の紙で包装されたスラリー爆薬またはエマルション爆薬を使用した。
装填作業者はフィルター／レギュレータを腰ベルトに固定し、爆薬装填装置を手で持って、各発破孔を容易に移動しながら全ての発破孔を装填することができた。
【００２４】
装填作業は、圧縮空気を排出しながら装填装置を発破孔に挿入して発破孔内を清掃し、引き出すことなく、爆薬投入蓋を開け、親ダイを投入し、電気雷管の脚線末端を手で固定し、爆薬投入蓋を閉め、空気弁を開にして親ダイを装填した。次に、爆薬装填装置を６０ｃｍだけ引き出し、空気弁を閉にして爆薬投入蓋を開け、脚線またはチューブに引っかからないように、爆薬を３本投入し、蓋を閉めて、空気弁を開にして爆薬を装填した。更に、同様な操作を２回繰り返し、親ダイを含め１０本の爆薬を引っかかることなく容易に装填することができた。続いて、エスビー工業株式会社の発破用込め物、商標「ＳＢ．パワークレイ」（強練粘土、径２６ｍｍ、長さ約１０ｃｍ）も同様に装填することができた。
爆薬装填装置の準備・後片づけは、軽量であるので、容易に素早く行うことができた。
【００２５】
【発明の効果】
以上から、本発明の装填装置は、軽量で、余分な作業、作業時間、作業者を要せず、装填作業ができることが分かった。
本発明は、装填装置の本体に特定の形状及び材質を用いることにより、軽量で、余分な作業、作業時間、作業者を要せず、容易な装填作業を可能にしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】爆薬装填装置の例を示す説明図である。
【図２】爆薬装填装置の例を示す説明図である。
【図３】爆薬装填装置の固定口の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１：爆薬装填装置本体
２：爆薬投入口
３：爆薬投入蓋
４：空気弁
５：爆薬排出口
６：取っ手
７：爆薬薬包
８：圧気孔
９：パッキン
１０：エアーホース
１１：親ダイ
１２：固定口
【図１】
2004150720.tif 000003
【図２】
2004150720.tif 000004
【図３】
2004150720.tif 000005