(57)【要約】【課題】バルク含水爆薬又はその中間体を安全に装填する装置を提供すること。【解決手段】バルク含水爆薬またはその中間体の装填装置であって、少なくとも供給部、ポンプ、その駆動用モーター及び装填用ホースからなり、前記ポンプがホースポンプまたはチューブポンプであることを特徴とするバルク含水爆薬又はその中間体の装填装置。【選択図】　選択図なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルク含水爆薬またはその中間体の装填装置であって、少なくとも供給部、ポンプ、その駆動用モーター及び装填用ホースからなり、前記ポンプがホースポンプまたはチューブポンプであることを特徴とするバルク含水爆薬又はその中間体の装填装置。
【請求項２】
ポンプの駆動モーターがエアーモーターまたは油圧モーターであることを特徴とする請求項１に記載の装填装置。
【請求項３】
ポンプの駆動モーターがエアーモーターであり、エアー排出口にサイレンサーを設置したことを特徴とする請求項２に記載の装填装置。
【請求項４】
ポンプの回転数を１０〜１２０ｒｐｍの範囲に制御できることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装填装置。
【請求項５】
ポンプに硝酸アンモニウムもしくはその水溶液、またはセメントに対して耐腐食性を有する材質を用いるか、またはポンプが耐腐食処置を施されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装填装置。
【請求項６】
ポンプの吸い込み口と排出口が、硝酸アンモニウムもしくはその水溶液、またはセメントに対して耐腐食性を有する材質からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装填装置。
【請求項７】
ポンプ内のホースまたはチューブが、硝酸アンモニウムもしくはその水溶液に対して耐腐食性を有する材質からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装填装置。
【請求項８】
ポンプ内のホースまたはチューブの内径が１２〜１０５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の装填装置。
【請求項９】
ポンプの排出口付近に圧力計を設置したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装填装置。
【請求項１０】
ポンプの排出口付近に安全弁及び／または破裂板を設置したことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装填装置。
【請求項１１】
ポンプの正逆回転を行う手段を設置したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか記載の装填装置。
【請求項１２】
ポンプの正逆回転を行う手段として、四方弁をモーターに接続することを特徴とする請求項１１に記載の装填装置。
【請求項１３】
ポンプの駆動モーターがエアーモーターであり、供給エアーが、フィルター及び／またはレギュレター及び／またはルブリケーターを通過することを特徴とする請求項３〜１２のいずれかに記載の装填装置。
【請求項１４】
前記供給部に、バルク含水爆薬又はその中間体が収容可能な取替式容器を搭載するための搭載部と該容器とポンプを連結するための連結部を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の装填装置。
【請求項１５】
前記供給部に、バルク含水爆薬又はその中間体が収容可能なホッパー、又はタンクと、ホッパー又はタンクとポンプを連結するための連結部を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の装填装置。
【請求項１６】
前記供給部に、バルク含水爆薬又はその中間体の供給用ホースまたはパイプを有し、それらの径がポンプ内ホースまたはチューブ径の１倍から５倍であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の装填装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の装填装置を用いて、供給部にバルク含水爆薬又はその中間体を供給し、ポンプを運転し、バルク含水爆薬又はその中間体を装填用ホースを通して発破孔へ装填することを特徴とする装填方法。
【請求項１８】
ポンプを最小回転数１０ｒｐｍ以上、最大回転数１２０ｒｐｍ以下で運転することを特徴とする請求項１７記載の装填方法。
【請求項１９】
最低装填速度が２ｋｇ／分以上でかつ最高装填速度が２５ｋｇ／分以下でバルク含水爆薬又はその中間体を発破孔へ装填することを特徴とする請求項１７または１８記載の装填方法。
【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バルク含水爆薬又はその中間体を、ポンプを用いて発破孔へ装填するための装置、及びその方法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装填方法は、カートリッジ式の爆薬であれば作業者の手による手装填、流動性のある硝安油剤爆薬（以下、ＡＮＦＯ）であれば手装填又はＡＮＦＯローダーによる機械装填が行われてきた。
しかし、手作業では、発破孔に接近しなくてはならず、危険であることや装填に要する時間が長いこと、更に、ＡＮＦＯは、耐水性が劣ること、また、反応性が悪く、破砕効果も悪く、坑内発破の際は後ガスが問題になること等、多くの改善点が求められてきた。
それに対応すべく、最近では、爆薬製造工場で爆薬として製造されたバルクエマルション爆薬が幾つかの現場で使用されるようになり、流動性を有することから装填装置による機械装填が行われ、装填時間の短縮化、省力化、安全化等が進められようとしている。
【０００３】
海外においては、既にバルクエマルション爆薬の使用は一般に行われているが、バルクエマルション爆薬の中間体として、爆発性が無く、多くの国で単に危険物として取り扱われているエマルションフェイズ（以下、ＥＰと略称）を工場で製造し、発破現場においてガラスマイクロバルーンなどを添加して鋭感化するか、発泡剤水溶液と混合して微細な気泡をＥＰ中に発生させて鋭感化し、サイトミキシングバルクエマルション爆薬とする方法が開発され、やはり装填装置による機械装填が行われている。
【０００４】
しかしながら現在使用されているバルク含水爆薬又はその中間体の装填装置のポンプには、主に一軸偏心ネジポンプであるモーノポンプが用いられており、安全性やメンテナンスの点で問題がある。モーノポンプの主要部は、ゴムやプラスチック製のステーターとその中を接触しながら回転する金属製のローターからなるが、何らかの原因で移送物が供給されなくなった状態の運転、いわゆる空運転状態で運転を続けると、ステーターとローターの摩擦熱が蓄積して急激に温度が上昇し、更に運転を続けると移送物への影響やポンプの焼き付きが発生することがよく知られている。バルク含水爆薬等の移送にモーノポンプを用いた場合、万一空運転状態で運転を続け温度が上昇した場合には、ポンプ内に残存するバルク含水爆薬等が分解を始め、温度と圧力が増大し、燃焼に至る。ステーターとローターは金属管の中にあるため、密閉強度が高く、最悪の場合にはバルク含水爆薬等は爆轟に至る可能性があることは、火薬類製造業者の間では周知のことである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、バルク含水爆薬等、すなわち、バルク含水爆薬又はその中間体の装填装置に関し、安全に装填作業が行える装填装置を提供することを目的としたものである。本発明は、また、前記装填装置を用いた安全な装填方法を提供することを他の目的とする。
【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、バルク含水爆薬又はその中間体を装填するための装置として、ポンプにホースポンプまたはチューブポンプを用いることにより、安全に装填作業が行えることを見出し本発明の完成に至った。すなわち、本発明は、以下のような装填装置および装填方法に関する発明である。
【０００７】
１．バルク含水爆薬またはその中間体の装填装置であって、少なくとも供給部、ポンプ、その駆動用モーター及び装填用ホースからなり、前記ポンプがホースポンプまたはチューブポンプであることを特徴とするバルク含水爆薬又はその中間体の装填装置。
２．ポンプの駆動モーターがエアーモーターまたは油圧モーターであることを特徴とする１．に記載の装填装置。
３．ポンプの駆動モーターがエアーモーターであり、エアー排出口にサイレンサーを設置したことを特徴とする２．に記載の装填装置。
４．ポンプの回転数を１０〜１２０ｒｐｍの範囲に制御できることを特徴とする１．〜３．のいずれかに記載の装填装置。
【０００８】
５．ポンプに硝酸アンモニウムもしくはその水溶液、またはセメントに対して耐腐食性を有する材質を用いるか、またはポンプが耐腐食処置を施されていることを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載の装填装置。
６．ポンプの吸い込み口と排出口が、硝酸アンモニウムもしくはその水溶液、またはセメントに対して耐腐食性を有する材質からなることを特徴とする１．〜５．のいずれかに記載の装填装置。
７．ポンプ内のホースまたはチューブが、硝酸アンモニウムもしくはその水溶液に対して耐腐食性を有する材質からなることを特徴とする１．〜６．のいずれかに記載の装填装置。
８．ポンプ内のホースまたはチューブの内径が１２〜１０５ｍｍであることを特徴とする１．〜７．のいずれかに記載の装填装置。
９．ポンプの排出口付近に圧力計を設置したことを特徴とする１．〜８．のいずれかに記載の装填装置。
【０００９】
１０．ポンプの排出口付近に安全弁及び／または破裂板を設置したことを特徴とする１．〜９．のいずれかに記載の装填装置。
１１．ポンプの正逆回転を行う手段を設置したことを特徴とする１．〜１０．のいずれかに記載の装填装置。
１２．ポンプの正逆回転を行う手段として、四方弁をモーターに接続することを特徴とする１１．に記載の装填装置。
１３．ポンプの駆動モーターがエアーモーターであり、供給エアーが、フィルター及び／またはレギュレター及び／またはルブリケーターを通過することを特徴とする３．〜１２．のいずれかに記載の装填装置。
１４．前記供給部に、バルク含水爆薬又はその中間体が収容可能な取替式容器を搭載するための搭載部と該容器とポンプを連結するための連結部を有することを特徴とする１．〜１３．のいずれかに記載の装填装置。
【００１０】
１５．前記供給部に、バルク含水爆薬又はその中間体が収容可能なホッパー、又はタンクと、ホッパー又はタンクとポンプを連結するための連結部を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の装填装置。
１６．前記供給部に、バルク含水爆薬又はその中間体の供給用ホースまたはパイプを有し、それらの径がポンプ内ホースまたはチューブ径の１倍から５倍であることを特徴とする請求項１．〜１５．のいずれかに記載の装填装置。
１７．請求項１．〜１６．のいずれかに記載の装填装置を用いて、供給部にバルク含水爆薬又はその中間体を供給し、ポンプを運転し、バルク含水爆薬又はその中間体を装填用ホースを通して発破孔へ装填することを特徴とする装填方法。
１８．ポンプを最小回転数１０ｒｐｍ以上、最大回転数１２０ｒｐｍ以下で運転することを特徴とする請求項１７．記載の装填方法。
１９．最低装填速度が２ｋｇ／分以上でかつ最高装填速度が２５ｋｇ／分以下でバルク含水爆薬又はその中間体を発破孔へ装填することを特徴とする請求項１７．または１８．記載の装填方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、特にその好ましい態様を中心に、詳細に説明する。
本発明で言うバルク含水爆薬とは、エマルション爆薬やスラリー爆薬などの含水爆薬で、消費現場においてポンプ等を用いて装填可能な流動性を持つ爆薬のことである。また、その中間体とは、ＥＰなどのように、消費現場において化学発泡により気泡を中間体中に発生させて鋭感化する、あるいはガラスマイクロバルーンや樹脂バルーン等の中空粒子等を中間体に添加して鋭感化すると、爆薬になるものを言い、スラリー爆薬の鋭感化されていないものを含む。
【００１２】
本発明の装填装置は、バルク含水爆薬またはその中間体（以下、バルク含水爆薬等という）の装填装置であって、少なくとも供給部、ポンプ、その駆動用モーター及び装填用ホースからなり、前記ポンプがホースポンプまたはチューブポンプを使用したことを特徴とする装填装置である。
ホースポンプまたはチューブポンプ（以下、チューブポンプ等という）は、弾性のあるホースまたはチューブ（以下、チューブ等という）の一点を押出ローラーで押し潰し、押出ローラーをそのまま移動させてチューブ等内部の移送物を押し出す。ローラーが移動した後、押し潰された箇所はチューブ等の復元力やガイドによって元の形状に戻る。その際にチューブ等内部には真空が発生するので次の移送物を吸い込むことができる。チューブポンプ等はこれらの動作により、移送物の吸い込み・排出を連続的に行うことができる。
【００１３】
移送物は回転体である押出ローラーに直接接触することはなく、空運転状態でチューブ等内に残存したまま長時間運転されても温度上昇はわずかな状態にとどまる。更に、空運転等状態でも押出ローラーとチューブ等の接触は通常運転とほとんど差はないため、温度上昇はなく、ポンプ自体焼き付くこともない。空運転の危険性について、本発明のバルク含水爆薬等の装填装置にチューブポンプ等を用いれば、安全上有効であることは上記から容易に理解できる。
【００１４】
また、火災など装填機外部からの熱で、バルク含水爆薬等が発熱分解に至ったとしても、ポンプ吸い込み口と排出口のごく一部を除き、大半のバルク含水爆薬等は密閉強度の低いホース等内に存在するので、爆轟に至る可能性は極めて低く安全である。更に、バルク含水爆薬等は回転する金属体に接していないため、ポンプが万一故障したとしても衝撃を受けることはなく安全である。
更に、チューブポンプ等の構造は単純で、洗浄やメンテナンスは簡単である。
火薬類を取り扱う機械として、その構造が単純であることや洗浄やメンテナンスが簡単であることは、故障が少ないこと、付着薬や残薬を確実に除去できることなど安全上極めて重要なことである。
【００１５】
チューブポンプ等の駆動モーターには、エアーモーターまたは油圧モーターを使用することが好ましい。起爆に非電気式雷管を用いる場合は、電気モーターも用いることができるが、漏洩電流や静電気の発生量が多いなどの問題があるため、電気雷管を使用する場合は安全性が低下する。エアーモーターまたは油圧モーターを用いれば、漏洩電流の心配はなく、静電気の発生量も極めて少なく安全である。
【００１６】
エアーモーターは切羽では例えばドリルジャンボなどの重機から容易にエアーを供給され、モーターを回したエアーは大気に排出されるので簡単なシステムである。油圧モーターも重機から油圧を供給することができる。システム的には油を油圧発生装置に戻して循環させるので、エアーモーターよりはシステムが若干複雑になる。また、油が漏れた場合の環境への影響があるため、注意が必要である。
【００１７】
エアーモーターをポンプの駆動モーターに用いる場合は、エアーの排出口にサイレンサーを設置することが好ましい。例えば０．６〜０．７ＭＰａのエアー圧を使用するでため、排出口で大きな騒音を発生させ、作業に影響を与える。エアーモーター専用のサイレンサーを用いればその騒音は小さくなり作業に影響を与えることはない。
チューブポンプ等の回転数は１０〜１２０ｒｐｍの範囲で制御されることが好ましい。駆動モーターの回転数や駆動モーターとポンプの間のギヤ比を調節してポンプの回転数を高くすれば、バルク含水爆薬等の排出速度は大きくなり、装填作業を早く行うことができ、ポンプ自体の大きさも小さくできるのであるが、必要以上に回転数が高いと、押出ローラーとチューブ等の摩擦が大きくなってチューブ等の寿命が短くなったり、装填装置の振動も大きくなったりする。
【００１８】
チューブポンプ等は、バルク含水爆薬等の主成分である硝酸アンモニウムもしくはその水溶液に対して耐腐食性があること、また坑内掘削に使用する場合には更にセメントに対して耐腐食性があることが好ましい。このため、チューブポンプ等本体は、バルク含水爆薬等の主成分である硝酸アンモニウムもしくはその水溶液、またはセメント対して耐腐食性の材質を用いるか、耐腐食処置を施すことが好ましい。金属部であれば例えばステンレスが好ましく、軽量化のためアルミニウム合金を用いる場合や一般的な鉄を用いる場合は塗装するなどの耐腐食処置を行うことが好ましい。
【００１９】
本発明の装填装置のポンプの吸い込み口と排出口には、同様に耐腐食性の材質を用いることが好ましい。例えば、ステンレス、ＰＶＣなどのプラスチックなどがを使用することが好ましい。
チューブポンプ等内のチューブ等には、硝酸アンモニウムもしくはその水溶液に対して耐腐食性を有する材質が好ましく、例えば、ＮＢＲ等を挙げることができる。
【００２０】
また、チューブポンプ等内のチューブ等の内径は、１２〜１０５ｍｍの範囲が好ましい。装填速度を大きくしたい場合には、より大きな内径のものを用いる。
チューブポンプ等の排出口には、圧力計を設置することが好ましい。圧力計を設置することにより、装填作業開始時に、バルク含水爆薬等がポンプに供給され排出されて徐々に圧力が上昇していく状況、作業中、問題なくバルク含水爆薬等が排出され一定の圧力を指示している状況、移送先が詰まって圧力が上昇していく状況などを把握することができる。
【００２１】
チューブポンプ等の排出口付近には、安全弁及び／または破裂板を設置することが好ましい。設置することにより、万一移送先が詰まって圧力が上昇しても、危険な状況に至る前に圧力を解放することができる。
チューブポンプ等の内部にあるポンプ主軸のベアリング、押出ローラー部のベアリングはシールすることが好ましい。万一、バルク含水爆薬等がポンプ内部に漏れても、ベアリング部への浸入を防ぐことができる。ベアリング部は、衝撃や摩擦が発生する部位であり、バルク含水爆薬等の浸入を防止することは安全上極めて重要である。
ベアリングのシールは、硝酸アンモニウムもしくはその水溶液に対して耐腐食性を有する材質を選ぶことが好ましい。例えば、シリコンやＮＢＲなどが良い。
【００２２】
本発明の装填装置には、ポンプの正逆回転を行う手段を設置することが好ましい。装填が終了しても、モーターやポンプが惰性で動いていたり、装填用ホース内に残圧が残っていたりしてホース先端からバルク含水爆薬等が出てくる場合には、モーター又はポンプを逆回転させて対応することができる。ポンプの正逆回転を行う手段としては、電気モーターを使用している場合、モーターを逆回転させるには電気的に正・負をスイッチで逆に切り替える手段が挙げられる。エアーモーターや油圧モーターの場合は、四方弁を切り替えて流れの方向を逆にする手段が挙げられる。図１は、エアーモーターを逆回転させる方法の例を示す説明図である。エアーモーターは、図１に示すように、エアーの四方弁を切り替えて流れの方向を逆にすることにより逆回転が行われる。油圧モーターを用いる場合は、図１のサイレンサーの代わりに、油圧発生装置へ戻る配管を設置すればよい。
【００２３】
チューブポンプ等の駆動モーターにエアーモーターを使用する場合、供給エアーは、フィルター及び／又はレギュレター及び／又はルブリケーターを通過することが好ましい。これにより、クリーンなエアーの供給、安定した圧力の供給、安定した運転が可能となる。
また、本発明の装填装置には、バルク含水爆薬又はその中間体が収容可能な容量の単数もしくは複数のホッパー、又はタンクと、ホッパー又はタンクとポンプを連結するための連結部を有する供給部が設置される。この容量は、発破の規模、装填装置の台数や作業環境などに合わせて変えることができる。例えば、容量はバルク含水爆薬等の重量で１０〜４００ｋｇである。ホッパー又はタンクの材質はステンレスまたはプラスチック製が好ましい。
【００２４】
また、本発明の装填装置には、バルク含水爆薬等が収容可能な取替式容器を搭載するための単数もしくは複数の搭載部と該容器とポンプを連結するための連結部を有する供給部が設置される。
取替式容器とは、装填装置には常に搭載されておらず、装填時のみ搭載される。また、装填中に容器内のバルク含水爆薬等が無くなれば、バルク含水爆薬等が収容された新たな容器に取り替えることができる。
【００２５】
容器は例えばプラスチック袋、円筒形、立方形、直方形などの一定の形状を保持したプラスチック製、ファイバー製、アルミニウム、ステンレス製などの金属製容器などが使用できる。それらを更にプラスチック袋、紙袋や樹脂クロス袋、プラスチック製、木製、ファイバー製の箱、段ボール箱に収容したものも使用できる。容器の容量はバルク含水爆薬等の重量で、例えば１０〜３００ｋｇで、消費現場の規模、装填装置の台数や作業環境などによって決定される。例えば、作業者が人力で容器の取り替えを行うのであれば、１０〜６０ｋｇ、更に好ましくは１０〜３０ｋｇ、更に好ましくは１０〜２０ｋｇが良い。機械を用いて行う場合には、１０〜３００ｋｇが可能である。
【００２６】
容器の排出口は、連結部の形状に合わせて容器の一部を変形加工したものでも良い。例えば、装填装置の連結部がオスねじもしくはメスねじ状であれば、容器の連結部はメスねじやオスねじ状にすればよいし、装填装置の連結部がホースまたはパイプであれば、容器の連結部はホースまたはパイプが入る穴を消費現場で形成できるように加工しても良い。また、容器には継ぎ手などを取り付けたものでも良く、連結部が、例えばオスねじもしくはメスねじ状であれば、メスねじやオスねじ状の継ぎ手を容器に取り付けても良く、装填装置の連結部がホースまたはパイプであれば、そのホースまたはパイプよりも大きめでフィットするホースまたはパイプを取り付けても良い。
【００２７】
連結部には、例えばホースバンド、クリップバンドや継ぎ手などを使用し、作業者が装填作業時の度に容易に容器と装填装置を連結、取り外しができる。ホースバンド、クリップバンドや継ぎ手の材質は耐腐食性のものが良く、例えばプラスチック製やステンレス製のものが良い。
容器は、消費現場のみで使用される装填装置専用の容器ものでも良いし、平成１０年３月３０日総理府告示第１０号「火薬類を運搬する場合の包装等の基準」に規定されている運搬容器を使用しても良い。装填装置専用容器であれば、消費現場において、運搬容器から装填装置専用容器に移す作業が必要である。運搬容器に継ぎ手などを取り付ける場合は、バルク含水爆薬等の火薬類製造所等出荷時に既に取り付けられていても良いし、消費現場に持ち込まれた後、火薬類取扱所で取り付けられても良い。
【００２８】
容器を装填装置に搭載するための搭載部は、容器を固定するために、容器の形状や寸法にあわせた吊り下げ具、留め具、ベルトやバスケットなどを装填装置に取り付けることができる。
連結部にホースまたはパイプを有し、ホースまたはパイプを介してバルク含水爆薬等がポンプへ供給される場合には、その供給用ホースまたはパイプの径は、ポンプ内チューブ等の径の１倍から５倍であることが好ましい。より好ましくは１〜３倍、更に好ましくは１〜２倍、更に好ましくは１〜１．５倍である。これにより、バルク含水爆薬等の排出量を多くすることができ、更に装填装置の振動を減少させることができる。ホースまたはパイプの材質にはゴム製、プラスチック製、ステンレス製が好ましい。
【００２９】
本発明の装填装置の発破孔への装填用ホースは、肉厚が２〜１０ｍｍのものが好ましい。例えば、トンネルなど発破孔径が４５ｍｍの場合には、装填用ホースの肉厚が２〜４．５ｍｍ、内径が１５〜２５ｍｍのものが好適である。例えば、採石場や石灰鉱山などの発破孔径が６５ｍｍ以上の明かり現場では、装填用ホースの肉厚が２〜１０ｍｍ、内径が１５〜１０５ｍｍのものが好適である。
装填用ホースの内径は、チューブポンプ等内のチューブ等の径と同じかより大きいことが好ましく、１５〜１０５ｍｍφの範囲が好ましい。内径が小さ過ぎると、装填時間が長くなり、内径が大きなものは、作業のやり方によってはホースが重たくなり過ぎて、作業に支障を来す。
【００３０】
また、装填用ホースの長さは、２〜３０ｍの範囲が好ましい。装填装置と切羽の距離に応じて長くする。例えば、装填作業時に、装填装置を切羽近くに配置する場合は短いホースを使用し、遠くに配置する場合は長いホースを使用する。もちろん近くに配置する場合でも、長いホースを使用することができる。また、切羽において、落石等から作業者を守るため、作業者が切羽から１ｍ以上離れて装薬作業を行う必要がある場合は、その安全距離と発破孔の長さの合計以上の長さをもつホースを使用する必要がある。
【００３１】
発破孔への装填用ホースの材質は、硝酸アンモニウムまたはその水溶液に対して耐腐食性のものが良い。また、静電気を発生、蓄積しないものが好ましい。
また、装填用ホースは、使用圧力が０．４〜１．０ＭＰａに耐え得るものが好ましい。
発破孔への装填用ホースの先端には、肉厚が０．５〜３ｍｍ、内径が１５〜１０５ｍｍφ、長さが０．１〜３ｍのパイプを取り付けることが好ましい。装填用ホースは、ゴム製やプラスチック製などからなるものであり完全に直線状でないため、発破孔へ挿入した場合、ホース先端が発破孔壁を擦って、孔荒れを引き起こしたり、電気雷管の脚線に傷を入れたりする可能性があるため、直線上のパイプを装填用ホースの先端にパイプを取り付けることは有効である。
【００３２】
発破孔への装填用ホースの先端にパイプを取り付ける場合、装填用ホースの径とパイプの径の比が、装填用ホースの内径／パイプの内径＝１〜３倍とすることが好ましい。発破孔の径が小さく、装填ホース径をそれに合わせて小さくした場合、ホース内の圧損が増大するため装填速度が小さくなる場合は、装填ホース径は大きくしておき、発破孔に挿入するに十分な長さのパイプのみの径を、発破孔よりも小さくすれば、圧損の増大は抑制することができる。装填用ホースとパイプを組み合わせた例を表１に示す。
【００３３】
装填用ホースの先端に取り付けるパイプの材質は、硝酸アンモニウムまたはその水溶液に対して耐腐食性のものが良く、静電気を発生、蓄積しないものがよい。または、塗装するなどして耐腐食性や静電気を発生、蓄積しないようにすることも好ましい。
また、発破孔への装填用ホースの先端にパイプを取り付ける場合、親ダイを載せて発破孔に装填できるようにパイプ先端形状を加工することが好ましい。加工部は親ダイが安定して置けるような形状かつ長さであれば良い。加工部の長さは、より良くは親ダイの長さに対して−５〜＋５ｃｍであれば良い。更に良くは、−５〜０ｃｍである。未加工部先端には、親ダイが入り込まないよう、一本もしくは二本など数本の支え棒を取り付けることができる。図２にその一例を示す。
【００３４】
本発明の装填装置を用いて、バルク含水爆薬等の発破孔へ装填する際の装填速度は、２〜２５ｋｇ／分の範囲が好ましい。装填速度は大きいほど作業が早く終了するため作業的には良いが、例えば、振動や騒音問題があるトンネルや明かりの現場では、発破孔への薬量調整を１００ｇ単位で調整しなければならないケースが多いが、装填速度が過度に大きいと人的にも機械的にも薬量調整が難しく環境問題を引き起こす可能性がある。更に、火薬類の数量管理は公共の安全上、火薬類取締法に従って厳格に行われているが、火薬類の薬量管理に誤差が生じることがないよう、人的にも機械的にも薬量誤差がほとんど生じない装填速度に設定し、作業することは重要である。
【００３５】
装填装置の始動や停止は、装填作業者が一人で行えるように、例えば、電気モーターを使用していれば電気スイッチを作業者の手元に、例えば、エアーモーターや油圧モーターを使用していれば、図１の四方弁を手元に設けることは好ましい。また、自転車のブレーキのようにワイヤーを用いて、モーター付近に設置したスイッチやエアー弁、油圧弁を操作するようにすることも好ましい。
装填装置にバルク含水爆薬等に添加される化学発泡剤用のタンク及びポンプ、または、バルク含水爆薬等と装填用ホースとの抵抗を減ずるための潤滑水用のタンク及びポンプを設けることは好ましい。
【００３６】
本発明の装填装置において、静電気を防止するため導電性の接地手段によって接地することは好ましい。導電性の接地手段としては、金属線、金属製の鎖、導電性のゴム板などがある。金属製の鎖や導電性のゴム板は耐磨耗強度があり、常に装填装置から垂らして接地でき、接地忘れを防止することができる。金属製の鎖を用いる場合は、ステンレス製がよい。
その他、本発明の装填装置のポンプ内のチューブ等に寿命が長くなるような材質、厚さにすること、チューブ等と押出ローラーの摩擦を小さくするためグリースを用いることも好ましい態様である。
【００３７】
以下、実施例で本発明を詳細に説明する。実施例での静電気測定、装填実験、排出速度測定は、以下の通りである。
（静電気測定）
実施例１〜４、比較例１の装填装置とバルク含水爆薬を使用して、静電気測定を行った。静電気を測定する装置には、春日電機（株）製の静電電荷量計ＫＱ−４３１Ｂ、春日電機（株）製のファラデーゲージを使用した。ファラデーゲージに取り付けるコンデンサーには１００μＦを使用した。測定装置をセットした後、バルク含水爆薬３ｋｇをファラデーゲージに注入し、電圧の変化を読みとった。
【００３８】
（装填試験）
実施例１〜３の装填装置とバルク含水爆薬を使用して、内径４５ｍｍ、長さ２ｍの透明アクリル管に、薬長が約１．５ｍになるように装填し、バルク状の爆薬がアクリル管に密に装填されるか、装填終了直後にポンプを逆回転し、パイプ先端からのバルク含水爆薬が垂れ落ちないか、その他問題はないか、など、その装填状況を目視で確認した。
【００３９】
（排出速度測定）
実施例１〜３の装填装置とバルク含水爆薬を使用し、秤の上に置いたプラスチック容器に１５秒間で排出されるバルク含水爆薬の排出量（排出速度（ｇ／１５秒））を求めた。なお、プラスチック容器への排出は、排出が定常状態に至っている状況で行われた。排出時間を１５秒に設定したのは、実施例１と２の装置を例えばトンネルで用いる場合、１５秒以内で一つの発破孔を装填し終わるに十分な排出速度であり、実施例３の装置を例えば３ｍの盤下げ発破に用いる場合、１５秒以内で一つの発破孔を装填し終わるのに十分な排出速度であることなどを考慮したからである。しかしながら、この試験法は一つの発破孔の装填時間を１５秒以内にしなければならないということを意図するものではなく、実施例１〜３の装填装置は、上記に述べられている以外の現場でも使用可能で、排出時間も任意に設定し、排出量が決定される。
【００４０】
【実施例１】
ポンプにエレポン化工機（株）のチューブポンプＥＴＫ−１９、エアーモーターに太陽鉄工（株）のラジアルピストン形エアーモーターＴＡＭ４−０３０ＦＧ０１５（ギヤ比１／１５）を用いた。ポンプ内チューブは内径１９ｍｍでＮＢＲ製の専用チューブを用い、ポンプの主軸と押出ローラーのベアリング部にはＮＢＲ製のシールを用いた。ポンプのバルク含水爆薬等の供給口と排出口の材質はステンレス製のものを用いた。排出口には圧力計を設置し、圧力計から５ｃｍ離した位置に１ＭＰａの安全弁、更に５ｃｍ離して１．５ＭＰａの破裂板を取り付けた。エアーモーターへの供給エアーはフィルター及びレギュレター及ルブリケーターを通過させた。ポンプの運転の開始と停止操作は、図１の機構を持った四方ボール弁を使用し、エアー排出口にサイレンサーを取り付けた。装填用ホースには、肉厚４ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ３ｍの耐圧ホースを使用し、その先端に肉厚１ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ２ｍパイプを取り付けた。パイプ先端は、図２の様に加工した。爆薬は２０ｋｇプラスチック製袋に収容したスラリー爆薬を用い、内径２５ｍｍのホースを介して、ポンプに供給した。内径１０ｍｍで、長さ２０ｍの耐圧ホースを介してエアーモーターに供給されるエアーの圧力を０．６ＭＰａとし、その時のポンプ回転数は、約５０ｒｐｍとし、スラリー爆薬の排出速度を５．５〜７．５ｋｇ／分に設定した。なお、必要に応じて、ポンプを接地した。
【００４１】
この装填装置とスラリー爆薬を用いて、静電気測定、装填試験及び排出速度測定を実施した。結果を表２と表３に示す。
【００４２】
【実施例２】
ポンプにエレポン化工機（株）のチューブポンプＥＴＫ−１９、エアーモーターに太陽鉄工（株）のラジアルピストン形エアーモーターＴＡＭ４−０３０ＦＧ０１０（ギヤ比１／１０）を用いた。ポンプ内チューブは内径１９ｍｍでＮＢＲ製の専用チューブを用い、ポンプの主軸と押出ローラーのベアリング部にはＮＢＲ製のシールを用いた。ポンプのバルク含水爆薬等の供給口と排出口の材質はステンレス製のものを用いた。排出口には圧力計を設置し、圧力計から５ｃｍ離した位置に１ＭＰａの安全弁、更に１．５ＭＰａの破裂板を取り付けた。エアーモーターへの供給エアーはフィルター及びレギュレター及ルブリケーター通過させた。ポンプの運転の開始と停止操作は、図１の機構を持った四方ボール弁を使用し、エアー排出口にサイレンサーを取り付けた。装填用ホースには、肉厚４ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ３ｍの耐圧ホースを使用し、その先端に肉厚１ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ２ｍパイプを取り付けた。パイプ先端は、図２の様に加工した。爆薬は２０ｋｇプラスチック製袋に収容したスラリー爆薬を用い、内径２５ｍｍのホースを介して、ポンプに供給した。内径１０ｍｍで、長さ２０ｍの耐圧ホースを介してエアーモーターに供給されるエアーの圧力を０．６ＭＰａとし、その時のポンプ回転数は、約７５ｒｐｍとし、スラリー爆薬の排出速度を９〜１１ｋｇ／分に設定した。なお、必要に応じて、ポンプを接地した。
【００４３】
この装填装置とスラリー爆薬を用いて、静電気測定、装填試験及び排出速度測定を実施した。結果を表２と表３に示す。
【００４４】
【実施例３】
ポンプにエレポン化工機（株）のチューブポンプＥＴＫ−２５−２、エアーモーターに太陽鉄工（株）のラジアルピストン形エアーモーターＴＡＭ２−０４０ＦＧ０２０（ギヤ比１／２０）を用いた。ポンプ内チューブは内径２５ｍｍでＮＢＲ製の専用チューブを用い、ポンプの主軸と押出ローラーのベアリング部にはＮＢＲ製のシールを用いた。ポンプのバルク含水爆薬等の吸い込み口と排出口の材質はステンレス製のものを用いた。排出口には圧力計を設置し、圧力計から５ｃｍ離した位置に１ＭＰａの安全弁、更に５ｃｍ離して１．５ＭＰａの破裂板を取り付けた。エアーモーターへの供給エアーはフィルター及びレギュレター及ルブリケーターを通過させた。ポンプの運転の開始と停止操作は、図１の機構を持った四方ボール弁を使用し、エアー排出口にサイレンサーを取り付けた。装填用ホースには、肉厚４ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ３ｍの耐圧ホースを使用し、その先端に肉厚１ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ２ｍパイプを取り付けた。パイプ先端は、図２の様に加工した。爆薬は２０ｋｇプラスチック製袋に収容したスラリー爆薬を用い、内径２５ｍｍのホースを介して、ポンプに供給した。内径１０ｍｍで、長さ２０ｍの耐圧ホースを介してエアーモーターに供給されるエアーの圧力を０．６ＭＰａとし、その時のポンプ回転数は、約６０ｒｐｍとし、スラリー爆薬の排出速度を１９〜２１ｋｇ／分に設定した。なお、必要に応じて、ポンプを接地した。
【００４５】
この装填装置とスラリー爆薬を用いて、静電気測定、装填試験及び排出速度測定を実施した。結果を表２と表３に示す。
【００４６】
【実施例４】
ポンプにエレポン化工機（株）のチューブポンプＥＴＫ−２５−２、モーターに標準装備の電源が２００Ｖの電気モーターを用いた。ポンプ内チューブは内径２５ｍｍでＮＢＲ製の専用チューブを用い、ポンプの主軸と押出ローラーのベアリング部にはＮＢＲ製のシールを用いた。ポンプのバルク含水爆薬等の供給口と排出口の材質はステンレス製のものを用いた。排出口には圧力計を設置し、圧力計から５ｃｍ離した位置に１ＭＰａの安全弁、更に５ｃｍ離して１．５ＭＰａの破裂板を取り付けた。エアーモーターへの供給エアーはフィルター及びレギュレター及ルブリケーターを通過させた。ポンプの運転の開始と停止操作は、図１の機構を持った四方ボール弁を使用し、エアー排出口にサイレンサーを取り付けた。装填用ホースには、肉厚４ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ３ｍの耐圧ホースを使用し、その先端に肉厚１ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ２ｍパイプを取り付けた。パイプ先端は、図２の様に加工した。爆薬は２０ｋｇプラスチック製袋に収容したスラリー爆薬を用い、内径２５ｍｍのホースを介して、ポンプに供給した。ポンプの回転数は約３６ｒｐｍとし、スラリー爆薬の排出速度を１１〜１３ｋｇ／分に設定した。なお、必要に応じて、ポンプを接地した。
【００４７】
この装填装置とスラリー爆薬を用いて、静電気測定を実施した。結果を表２に示す。
【００４８】
【比較例１】
ポンプに兵神装備（株）モーノポンプＮＬ３０ＰＵ型、モーターに電源が２００Ｖのインバーター付き電気モーターを用いた。排出口には圧力計を設置し、圧力計から５ｃｍ離した位置に１ＭＰａの安全弁、更に５ｃｍ離して１．５ＭＰａの破裂板を取り付けた。ポンプの運転の開始と停止操作は、電気モーターに付属のスイッチで行った。装填用ホースには、肉厚４ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ３ｍの耐圧ホースを使用し、その先端に肉厚１ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ２ｍパイプを取り付けた。パイプ先端は、図２の様に加工した。爆薬は２０ｋｇプラスチック製袋に収容したスラリー爆薬を用い、内径２５ｍｍのホースを介して、ポンプに供給した。ポンプの回転数は約１００ｒｐｍとし、スラリー爆薬の排出速度を７〜９ｋｇ／分に設定した。なお、必要に応じて、ポンプを接地した。
【００４９】
この装填装置とスラリー爆薬を用いて、静電気測定を実施した。結果を表２に示す。
表２の静電気測定の結果より、電気モーターを用いたものは爆薬に静電気が蓄積することが分かった。また、電気モーターを用いても、ポンプがチューブポンプであれば静電気の蓄積量がモーノポンプよりも非常に小さいことが分かる。また、接地すれば、いずれも爆薬に静電気が蓄積しないことが分かった。
【００５０】
表３の装填試験の装填状況の結果から、実施例１〜３の装填装置はいずれも装填が良好であることが分かる。
表３の排出速度測定の結果から、実施例１〜３の装填装置は設計された排出量で、誤差も少なくバルク含水爆薬を排出できることが分かる。
【００５１】
【表１】
2004061029.tif 000002
【００５２】
【表２】
2004061029.tif 000003
【００５３】
【表３】
2004061029.tif 000004
【００５４】
【発明の効果】
以上から、本発明の装填装置は、安全なチューブポンプ等を用い、問題なく装填作業ができることが分かった。
本発明は、安全なチューブポンプ等をバルク含水爆薬等の装填装置に用いることにより、安全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】油圧モーター又はエアーモーターを正回転及び逆回転させる手段の例を示す説明図である。
【図２】装填用ホースの先端にパイプを取り付ける際、親ダイを載せて発破孔に装填できるように加工したパイプ先端形状、未加工部先端の例を示す説明図である。
【図１】
2004061029.tif 000005
【図２】
2004061029.tif 000006