(57)【要約】【課題】  掘削ボーリングに際して発生する掘削泥水から粒子成分を分離して再利用可能な泥水を、効率よく、かつ構成も複雑とならないようにして得ることができる構成を備えた掘削泥水処理装置を得る。【解決手段】  ボーリング時に回収される掘削泥水を回収して粒子成分と泥水とを分離する複数段のスクリーン部材１１４，１１５を備えた篩い分け装置１１２と、スクリーン部材１１４，１１５を振動させる加振装置１１６とを備え、スクリーン部材１１４，１１５は、異なるメッシュ寸の金網を積層した構成とされ、上記加振装置１１６に装備されている偏心回転体１２１，１２２の回転位相により加振方向および掘削泥水を上昇搬送する方向の力を受けて掘削泥水と粒子成分との振り切り機会を増やして分離を行わせる構成であることを特徴とする。【選択図】  図１１
2005036637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボーリング装置を用いて所定の径のボーリング孔を掘削する際に発生する掘削泥水の処理方法であって、
前記ボーリング孔から排出される掘削泥水としての排水を、振動篩装置により分離して粗大粒子を除去する手段と、
前記振動篩装置の前篩間を通過した粒子を含む泥水成分を掘削用の泥水と混合する手段とを用い、
前記小径の粒子を分離した残りの大径の粒子を廃棄物として処理することを特徴とする掘削泥水処理方法。                                        
【請求項２】
請求項１記載の掘削泥水処理方法において、
前記振動篩装置には、２種の大小の径の粒子を分離する手段と、
泥水として使用可能な小径粒子成分を含む泥水成分とに分離する機能を設け、
前記分離した泥水成分を掘削用の泥水と混合して、再び掘削のための泥水として使用することを特徴とする掘削泥水処理方法。
【請求項３】
ボーリング装置を用いて所定の径のボーリング孔を掘削する装置であって、
前記ボーリング孔から排出される排水を、振動篩装置により大径の粒子を除去して、泥水として利用可能な小径の粒子を含む泥水成分を掘削用の泥水と混合して用い、
前記振動篩装置に設ける２種の大径粒子を分離する手段は、大径の粒子を分離する第１の篩部材と、
泥水成分として用い得る微小径の掘削土成分を含む泥状の成分とを分離する第２の篩部材とを上下２段に所定の間隔を介して配置し、
前記２段の篩部材の水平面に対する角度を変更可能に設け、
前記篩部材を支持するフレームを１つの振動発生装置により振動させることを特徴とする掘削泥水処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の掘削泥水処理装置において、
前記篩部材が排出方向に向けて３．５乃至５°の範囲で上向きに傾斜させて設けられていることを特徴とする掘削泥水処理装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の掘削泥水処理装置において、
上記振動篩装置には、モータと加振手段とを組み合わせて構成した振動発生装置が２組設けられ、
上記振動発生装置の加振手段の軸線を結ぶ線が、角度調整手段により篩面に対して傾斜角度を変化可能であることを特徴とする掘削泥水処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の掘削泥水処理装置において、
上記モータにより駆動される加振手段同士は回転方向が相反する方向に設定され、回転時での接線方向が水平方向となる場合の回転力が相殺され、垂直方向となる場合のうちで相対位置での接線方向の回転力が上記振動篩装置に振動を生起させる力として用いられることを特徴とする掘削泥水処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の掘削泥水処理装置において、
上記モータにより駆動される加振手段に発生する回転力のうちで、上記振動篩装置に振動を生起させる力は、回転方向のうちで上記振動篩装置に向けた下向きの力であることを特徴とする掘削泥水処理装置。
【請求項８】
請求項３乃至７のうちの一つに記載の掘削泥水処理装置において、
上記振動篩装置に用いられる篩部材は、異なるメッシュ寸をもつスクリーン部材が積層された構成を有し、粗大粒径成分と泥水との分離条件に応じてメッシュ寸が選択されたものに交換可能であることを特徴とする掘削泥水処理装置。
【請求項９】
請求項８記載の掘削泥水処理装置において、
上記篩部材として用いられるスクリーン部材は、その周縁の一部がこのスクリーン部材の支持部に対して微少隙間を設けて配置されていることを特徴とする掘削泥水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボーリング孔の掘削時に発生する泥水の処理方法および装置に関し、さらに詳しくは、泥水を再使用できる状態に仕分けする際に用いられる分離機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
井戸の掘削や試掘ボーリングを行う際には、ボーリング装置に掘削用の泥水供給装置を接続して設け、ボーリング孔に泥水を注入しながら、掘削ロッドの先端部に設けた掘削用ビットを回転させて、岩盤等を砕いた岩石等の破砕屑を、前記泥水により孔から排出させるようにしている。
前記泥水循環方式のボーリングに際しては、前記泥水としてベントナイト等の粘土成分を所定の比率で混入したものを用いており、前記泥水により掘削した孔の壁が崩壊することを防止し、削った土石を泥水とともに排出させるようにしている。また、前記掘削した土石の屑等を含む泥水は、貯留槽に投入して砂や石の塊等の固形物を沈殿させて分離し、泥水の粘性が乏しくなった時には、再びベントナイト等を補充して粘度を調整した泥水として再利用することで、ボーリング現場から多量の泥水を廃棄することがないようにしている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一方、掘削現場から回収された泥水は、上述したように再利用される泥水と固形物を含む残土とに区分けされることになるが、泥水の処理は一般に産業廃棄物処理業者に委託することが多い。
しかし、再利用できる泥水を掘削現場において得るには泥水の現場処理が望ましいことから、法規において定められている流動性により泥状の状態ではなくそして所定の粒径を備えた残土と泥状の状態を残している泥水とに区分するための装置構成として、複数段の振動篩とサイクロンとを組み合わせた構成がある（例えば、特許文献２）。
特許文献２に開示されている構成においては、掘削現場からの泥水を搬送しながら所定粒径の礫、粘土分を１次振動スクリーンにより篩い分けし、この１次振動スクリーンを通過した泥水をサイクロンに環流させて濃縮した上で、サイクロン中の上澄み液に相当する微小粒子を含まない泥水を掘削のために再利用する泥水として循環させ、上澄み液以外の泥水を２次振動スクリーンに導入して砂分を分離するようになっている。
【０００４】
掘削現場から回収される泥水はベントナイトを含んでおり、このようなベントナイト泥水はアルカリ性が高く、マイナスイオンの粘性結合を有した性質を持つ。このようなベントナイト泥水は気化率がきわめて低く、残土として砂礫上に流した場合でも浸透しにくく、取り扱いが面倒なものである。そこで、このようなベントナイト泥水は、酸を用いて中和させてマイナスイオンの結合を断ち切ることが望ましいが、特許文献２にもあるように強制振動によりマイナスイオン結合を断ち切ることが短時間処理を行える点で有利となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８０１０９号公報（段落「０００３」欄）
【特許文献２】特開００２−２８６９８号公報（段落「０００７」〜「０００８」欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記特許文献に開示されているように、ボーリング孔の掘削時に排出される泥水を大きな沈殿槽に入れて固形物を沈殿させるようにする場合には、粘土成分も沈殿してしまうことがあり、ベントナイトのような粘土成分の補充による消費量が多くなり、ボーリングのコストが上昇するという問題がある。
しかも、サイクロンの上澄み液が用いられる場合には、その泥水が法規に定められている７４μｍ以上の微小粒子を含まないことが前提となっているだけで、粒径の異なる微小粒子が混在する場合もあり、均一な粒径に揃えることが難しく、ボーリング孔の内面保護のために再利用した際の保護機能が一定しないということもあり、この点からいってもベントナイトの消費を増加させる虞がある。
【０００７】
一方、サイクロンによる泥水濃縮および分離を行う構成においては、各振動篩を対象としたサイクロン設置が必要となり、このため、サイクロン駆動のための電力消費およびサイクロン内面の耐久性向上を目的とした処置、例えば、保護層の形成などの特別な構成が必要となり、ランニングコストおよび泥水処理設備の大型化を招く虞がある。
また、強制振動によるマイナスイオン結合を断ち切るために用いられる篩は、回収された掘削泥水の重力に加えて振動による負荷を受けるものであり、これら負荷に対する強度を確保することが重要となる。しかし、上記特許文献にはこの点についての開示がない。
【０００８】
本発明は、ボーリング工事における泥水の処理方法と、一定の径以上のサイズの砂等を容易に分離できて泥水の再利用に向けて供給する泥水処理装置を提供することを目的としている。
【０００９】
さらに本発明の目的は、一定の径以上のサイズの砂などを分離して得られる泥水の再利用に際して、分離効率の向上およびこの向上を簡易な構成により得ることができる泥水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、ボーリング装置を用いて所定の径のボーリング孔を掘削する際に発生する掘削泥水の処理方法であって、前記ボーリング孔から排出される掘削泥水としての排水を、振動篩装置により分離して粗大粒子を除去する手段と、前記振動篩装置の前篩簡を通過した粒子を含む泥水成分を掘削用の泥水と混合する手段とを用い、前記小径の粒子を分離した残りの大径の粒子を廃棄物として処理することを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の掘削泥水処理方法において、前記振動篩装置には、２種の大小の径の粒子を分離する手段と、泥水として使用可能な小径粒子成分を含む泥水成分とに分離する機能を設け、前記分離した泥水成分を掘削用の泥水と混合して、再び掘削のための泥水として使用することを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、ボーリング装置を用いて所定の径のボーリング孔を掘削する装置であって、前記ボーリング孔から排出される排水を、振動篩装置により大径の粒子を除去して、泥水として利用可能な小径の粒子を舎む泥水成分を掘削用の泥水と混合して用い、前記振動篩装置に設ける２種の大径粒子を分離する手段は、大径の粒子を分離する第１の篩部材と、泥水成分として用い得る微小径の掘削土成分を含む泥状の成分とを分離する第２の篩部材とを上下２段に所定の間隔を介して配置し、前記２段の篩部材の水平面に対する角度を変更可能に設け、前記篩部材を支持するフレームを１つの振動発生装置により振動させることを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の掘削泥水処理装置において、前記篩部材が排出方向に向けて３．５乃至５°の範囲で上向きに傾斜させて設けられていることを特徴としている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の掘削泥水処理装置において、上記振動篩装置には、モータと加振手段とを組み合わせて構成した振動発生装置が２組設けられ、上記振動発生装置の加振手段の軸線を結ぶ線が、角度調整手段により篩面に対して傾斜角度を変化可能であることを特徴としている。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の掘削泥水処理装置において、上記モータにより駆動される加振手段同士は回転方向が相反する方向に設定され、回転時での接線方向が水平方向となる場合の回転力が相殺され、垂直方向となる場合のうちで相対位置での接線方向の回転力が上記振動篩装置に振動を生起させる力として用いられることを特徴としている。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の掘削泥水処理装置において、上記モータにより駆動される加振手段に発生する回転力のうちで、上記振動篩装置に振動を生起させる力は、回転方向のうちで上記振動篩装置に向けた下向きの力であることを特徴としている。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項３乃至７のうちの一つに記載の掘削泥水処理装置において、上記振動篩装置に用いられる篩部材は、異なるメッシュ寸をもつスクリーン部材が積層された構成を有し、粗大粒径成分と泥水との分離条件に応じてメッシュ寸が選択されたものに交換可能であることを特徴としている。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の掘削泥水処理装置において、上記篩部材として用いられるスクリーン部材は、その周縁の一部がこのスクリーン部材の支持部に対して微少隙間を設けて配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１乃至５記載の発明によれば、上記構成の分離装置を用いることにより、掘削孔から排出される泥水から、固形物を分離する作業を効率良く行うことができ、その分離のための装置を小型化できる。また、前記分離装置を用いることにより、掘削孔から排出される泥水から所定の大きさ以上の砂等を容易に分離でき、廃棄物として処理する固形物から水分の含有率を少なくしているので、廃棄物の処理を容易に行うことができる。さらに、固形物を分離した泥水を再利用するに際しては、微粒子成分を多く含んだ泥水として利用することができ、ボーリング孔の壁を保護する作用を有効に発揮できる。そして、分離装置を小型に構成することにより、沈殿槽のような大型の装置を現場に設置する必要がなく、作業現場に配置するボーリングの補助装置を合理化することが可能になる。
【００２０】
請求項６および７記載の発明によれば、加振手段同士の回転力がモータの回転位置に応じて相殺される場合と振動篩装置への振動を生起させる場合とを設定できるので、振動篩装置で行われる砂礫や微小粒径成分と泥水とを振り切るための振動のみを付与することができ、再利用可能な泥水の取り出しを効率よく行うことが可能となる。
【００２１】
請求項８記載の発明によれば、篩部材の構成としてメッシュ寸の異なるスクリーン部材を積層した構成を用い、粗大粒径成分と泥水との分離条件に応じてメッシュ寸が選択されたものに交換可能であるので、粒径の均一性を確保できる泥水を得ることが可能となり、再利用した際のボーリング孔内面の保護機能を達成させることが可能となる。
【００２２】
請求項９記載の発明によれば、篩部材として用いられるスクリーン部材がその周縁の一部とこれの支持部との間に隙間を設けてあるので、スクリーン部材への起振時に発生する撓みを吸収することができ、これによりスクリーン部材の一部に過剰な撓み変形が繰り返し作用して屈曲変形が繰り返し起こるのを防止してスクリーン部材の耐久性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図に示す実施例に基づき本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００２４】
図示される例にしたがって、本発明の装置の構成を説明する。
図１、２に示すように、深い井戸の掘削や試掘ボーリングなどの工事を行う掘削装置１は、一般的な深い井戸や試掘ボーリングの際に用いられる装置と同様に、ボーリング孔掘削現場に所定の高さにやぐら１０を構築し、ボーリング装置２を組み合わせて配置する。前記掘削装置１において、ボーリング孔８の掘削のために使用する先端部掘削具( ビット) ６としては、その井戸を掘削する現場の地盤の地質、または孔の掘削径等に対応させて、ダイヤモンドビットや、その他の任意の種類のビットを用いるが、そのビットの種類やサイズ等に関しては、本件の主目的ではないので、その説明は省略する。
【００２５】
前記ボーリング装置２には、動力源としての任意のエンジン等を用いるが、電源が近くにある現場では、動力源としてモータを用いることが可能である。
ボーリング装置２には掘削ロッド５を把持しながら回転推進および引き上げのための駆動力を付与する油圧駆動部３が設けられており、掘削ロッド５は、先端掘削具（ビット）６が位置する先端と反対側の端部寄りに掛け止められたフック部材１４により引き上げ時に懸垂支持されるようになっている。フック部材１４は、牽引ワイヤ１３の一端がボーリング装置２側に設けてある巻き取り機１２により牽引されることにより掘削ロッド５の引き上げを可能にしている。
掘削ロッド５は継ぎ足しが可能でしかも掘削ビットを交換できる構成とされており、ボーリング孔８の深さに応じて継ぎ足され、また、サンプリングを採取するような場合には掘削ビット６に代えてサンプリング用の装置を取り付けることができるようになっている。なお、図１において符号９は、掘削対象のボーリング孔の壁面が崩れたりするのを防止できない場合に用いられるケーシングを示している。
【００２６】
前記ボーリング孔８を掘削するに際しては、ビットを冷却するためと掘削した土石の屑をボーリング孔８から排出するため、および、ボーリング孔８の孔壁の崩壊を防止するため等の目的で、ベントナイト等の粘土を所定の比率で混入した泥水を用いている。
前記泥水の供給と処理のために、泥水処理装置２０が設けられている。
前記泥水処理装置２０としては、図２に示すように、泥水タンク２１と分離装置３０を組み合わせて、各装置の間をパイプにより接続している。前記泥水処理装置２０の構成を図２にしたがって説明すると、中空な鋼管パイプを用いる掘削ロッド５の上端部に設けているスイベル７に対して、泥水タンク２１からパイプ２３を接続して、ポンプ２２により泥水を圧送する。また、前記ボーリング孔８の上端部には、揚水された泥水を集めるための泥水回収部１５を設けて、前記泥水回収部１ｂからポンプ１６によりパイプ１７を通して分離装置３０に向けて送り、泥成分と砂状の塊とを分離する。
【００２７】
前記分離装置３０を通して分離した泥水成分は、ポンプ３５によりパイプ３６を通して泥水タンク２１に送り、泥水を繰り返して使用可能にする。前記泥水タンク２１には、水とベントナイト等のような粘土成分とを混合して、泥水の比重を適度に調整するための手段を設けているもので、タンクの内部に攪拌手段２４を設けて、泥水に含まれる微粒子成分が沈殿することがないようにする。また、前記泥水タンク２１の所定の位置には排出口を設けて、ポンプ２２によりパイプ２８を介して、スイベル７に向けて泥水を送り出すようにする。なお、前記ボーリング孔８から泥水回収部１５を介して排出される泥水（以下、掘削泥水と呼ぶ）には、砂状の掘削屑を含むものとして排出されるので、前記掘削泥水から所定の径以上の粒子成分を除いて、残りの細かい粒子成分が粘土貿の泥水中に含まれているものを、再び掘削用に使用できるようにしているものである。また、図２中、符号２５はベントナイトの補充部を、符号４５，４６はスクリーン部材を、さらに符号４７，４８は粒子成分の排出樋をそれぞれ示している。
【００２８】
前記掘削泥水から再使用するための泥水を回収するために、図３，４に説明するような分離装置３０が用いられている。
前記分離装置３０には２段のスクリーン部材４５、４６を配置した上部装置４０を、タンク３１ａを設けた下部装置３１上に位置させている。前記下部装置３１のフレーム（基台）３４上に、上部装置４０の上部フレーム４４を支持させるために、前記上部フレーム４４の一方の端部ではピン３２を介して支持し、他方の端部では上下動可能に調節ネジ３３により支持させている。
【００２９】
そして、前記調節ネジ３３を調節することにより、上部装置４０の振動フレーム４１は、支持しているスクリーン４５，４６の傾斜角度を変更し得るようにされる。また、前記基台３４の上に配置される上部フレーム４４に対して、支持スプリング４２，４２ａを介して上部装置４０の振動フレーム４１を支持し、さらに、前記振動フレーム４１に対して振動装置５０を設けている。前記分離装置３０の振動フレーム４１には、２段のスクリーン部材が設けられている。
前記スクリーン部材（篩）としては、例えば、上段のスクリーン部材４５は５ｍｍのメッシュで構成し、下段のスクリーン部材４６は０．２ｍｍのメッシュを設けて、前記２段のスクリーン部材４５，４６を通過した泥水を、タンク３１ａで受けるようにする。なお、図３において符号３１ａ１は、タンク３１ａを設置する際の防振ゴムを示している。
【００３０】
前記上部装置４０の上部に設けられている振動装置５０は、取付けフレーム５１の上に、２個の偏心回転体５６，５７を配置して、同方向に回転体を高速で回転させることにより、振動フレーム４１を振動させるようにする。そして、掘削泥水から２種類に分離しながら砂状の粒子を除去し、タンク３１ａに落下する細かい粒子を含む泥水を再使用に供し得るようにする。
前記２段に配置するスクリーン部材４５，４６により分離された大径の砂粒のような粒子は、樋４７，４８を通して外部に排出されるが、前記排出された粒子状のものは、振動篩を通った後で泥水成分が分離されているものであり、水分と粘土成分の含有率も非常に少ないものであることから、埋め立て等に用いる他に、任意の用途に向けて供することが可能である。
【００３１】
また、前基振動装置５０においては、図３，４に示すように、横方向に並べて設けたモー夕５４，５５（モータ５５は図４に示す）から、伝動ベルト等を用いて偏心回転体５６，５７を駆動するが、その他に、以下の図５に説明するような駆動伝達方式を用いることが可能である。
すなわち、前記駆動装置５０においては、２つの偏心回転体５６，５７の中心軸５８，５９を結ぶ線を、水平面に対して、任意の角度（図３において符号θ２で示す角度）に設定可能に構成しているものであって、前記２つの偏心回転体５６，５７を同方向に回転させることにより、取付けフレーム５１をスクリーン部材４５，４６での搬送方向と、上下勳方向にそれぞれ振動させる。そして、前記２つのスクリーン部材を通してボーリング孔から排出される泥水を分離する動作と、スクリーン部材上での粒子状のものを搬送する作用とを、前記偏心回転体により行わせるようにする。
【００３２】
前記振動フレーム４１を振動させる振動装置５０においては、図５に示すように、上部装置４０の上部に固定保持させるための取付けフレーム５１（図３，４参照）に対して、偏心回転体を支持する上部フレーム５３（図４参照）を図５に示す中心軸Ｏを中心にして傾斜角度を可変にして、固定保持可能に設けている。前記取付けフレーム５１に対して上部フレーム５３を取り付けるために、両フレームの間に調整取付け部（図示されず）を設けておき、前記上部フレーム５３を介して取付けフレーム５１のフレームの上面（水平面）Ｈに対して、軸線Ｈ１を平行に配置することや、任意の角度に傾斜させた軸線Ｈ２に沿わせて取り付けることが可能となる。つまり、前記図５に説明する例においては、前記上部フレーム５３を所定の角度傾斜させて、２つの偏心回転体５６，５７の軸中心を結ぶ線Ｇ１を、図の鎖線で示す軸線Ｈ２のように傾斜（図５中、符号θで示す状態）させて、調整取付け部５２に設けているネジ孔に固定ボルトを装着して、保持できるようにする。なお、前記図５に説明している振動教置５０の例においては、前記図３，４とは、モータと偏心回転体の配置関係が異なるもので説明しているが、前記取付けフレーム５１に設ける２つの偏心回転体と、駆動用のモータの配置関係は、図示される例に限定されるものはなく、任意の組み合わせ状態を設定できる。
【００３３】
前記振動装置５０の例において、取付けフレーム５１と上部フレーム５３との間に設ける調整取付け部５２では、複数設けるネジ孔を、図５において符号Ｏで示す前記中心軸に対して、所定の径を有する円弧状に構成されているものである。したがって、前記上部装置４０上に固定支持される取付けフレーム５１に対して、偏心回転体を取り付けた上部フレーム５３を支持中心Ｏを介して、角度を変更可能に固定させることで、上部装置４０の振動フレーム４１に対する加振方向を適宜変更することが可能とされる。また、前記２つのフレーム５１，５３の間では、調整取付け部５２に多数のネジ孔を所定の間隔で配置しておき、取付けフレーム５１に対する上部フレーム５３の傾斜角度を設定して、２つのフレームのそれぞれに設けているネジ孔を一致させてボルトで固定する。
【００３４】
前述したように、２つの偏心回転体５６，５７を保持する上部フレーム５３を、前記図５のように、角度を変更可能に設けた場合に、振動フレーム４１の水平面Ｈに対して、前記２つの偏心回転体の軸心５８，５９を結ぶ線Ｈ１を任意に変化させ得るようにしている。例えば、前基軸線Ｈ１を、角度θだけ角度変更させて軸線Ｈ２のように傾斜させると、上部フレーム５３に加える上下動方向の振幅と、スクリーン部材１５，１６での搬送方向の振幅が変化する。このように、スクリーン部材に加える振動方向等を調整することは、掘削泥水に含まれている石屑の粒の大きさや土石の粒子の含まれる比率、掘削する地盤の地質等に対応させて、泥水成分と粒状のものの成分とを、分離する作用を良好に行い得るようにするためのものである。そして、前記掘削泥水の性質に対応させて、泥水と土石の粒状成分とを最適な状態で分離させ得るようにして、掘削泥水に含まれる掘削した土石の細かい粒子成分を多量に含む泥水を、掘削用に再利用できるようにしている。
【００３５】
前述したように構成された装置を用いて、大深度の井戸の掘削や試掘ボーリングを行うに際して、ボーリング孔の掘削のために使用する泥水に、適当なサイズの細かい粒子成分が多量に含まれている場合には、実際に装置を用いる実験で、ボーリング孔８の孔壁の崩壊を防止する作用を良好に発揮できることが判明している。つまり、従来のボーリング孔の掘削工事に際しては、ベントナイトのような粘土成分を、分散剤等とともに水に所定の比率で混入した泥水を用いているものであって、そのような泥水を用いることで、ボーリング孔８の孔壁の崩壊防止の作用をも発揮できるものとされている。
【００３６】
ところが、前記ベントナイト等の粘土成分は、非常に細かい粉末とされているものであって、ボーリング孔８の孔壁が荒れた状態、または凹凸が激しい場合には、泥水に含まれている細かい粒子成分のみでは、孔壁の崩壊を阻止する作用を良好に発揮できないことがある。つまり、孔壁がもろくて崩壊しやすい土質の場合にはジャーミング等が発生しやすく、最悪の場合には、掘削ロッドが切断したりする重大事故が発生することがあった。
【００３７】
前述したようなボーリング孔８の孔壁が崩壊したりするという問題に対して、泥水の中に掘削泥水から分離した細かい粒子成分を多量に含ませて用いる場合には、その泥水中に含まれる細かい粒子成分、孔壁の土石の隙間に粘土質の成分とともに押し込まれて、孔壁を保護できるものと推定される。つまり、孔壁の隙間の間に、細かい粒子成分が粘土成分等とともに押し込まれることにより、掘削した孔の孔壁に生じている隙間に、泥水中の粘土質と細かい成分が入り込み、孔壁の壁画に崩落する虞のある石があっても、それ等を安定した状態で保持・保護できるようにする。
したがって、前記掘削泥水中に粘土質のみではなしに、細かい成分が含まれていることにより、前記掘削孔を保護する作用を良好に行い得ることが実験の結果判明した。
【００３８】
また、前記掘削孔から排出される掘削泥水を、前記分離装置により分離する手段を用いる場合に、前記図３で脱明した装置の上部のスクリーン部材４５を通らない大径の粒子は、比較的大きな粒のみである。また、スクリーン部材４６を通らない中間径の粒子は、粒が揃っている砂状のものである。そして、それ等のスクリーン４５，４６を通らない砂粒や礫状成分は、前記振動篩で分離されるものであり、その分離に際しては、粒子に対して大きな振動が付与される状態となることから、泥と水分とが大きな粒子から容易に分離される。したがって、スクリーンを通らない大きな粒子成分は、泥水成分の含有率が非常に少ないものとなっており、そのままでも砂と混入して建築現場等で、地盤に敷き込むなどして使用することが可能である。なお、前記振動篩で分離された砂粒は、そのサイズに応じて、任意の用途に向けて供することが可能であるが、粘土質の含有量を少なくしようとする場合には、水洗いしてから使用すれば良いものでもあり、その水洗に使用した水を泥水タンクに回収し、新たな泥水の作成に使用すれば、河川に放流する排水を少なくすることができる。
【００３９】
前記分離装置を通して、下部のタンク３１ａに貯留される泥水は、細かい成分を多量に含むものであり、前記細かい成分とともに、掘削により新たに発生する徴粒成分をも多量に含むものである。そこで、前記分離装置から回収される泥水成分を、泥水供給装置のタンクに向けて送り、前記タンク内で粘土質の成分と水分の比率を調整して、再び掘削泥水として用いるようにしている。したがって、本方式を用いたボーリング装置では、回収された掘削泥水は、繰り返して使用することができるので、破棄する泥水の量が非常に少なくなり、掘削の最終段階で破棄処理する泥水が少ないことから、ボーリングの後始末が容易に行い得ることにもなる。つまり、最後に処理する廃棄物の量が少ないことは、後始末の経費を低減させ得ることにもなる。
【００４０】
なお、前記本発明の実施例において、分離装置に用いる振動装置は、例えば、２００Ｖの電源を得られない場所では、１００Ｖの発電機を用い、２００Ｖに昇圧してモータに給電する方式を用いているのである。これに対して、１００Ｖの電源に直結したモータにより加振手段を駆動可能な装置の場合、例えば、振動篩装置をより小型化できて、振動篩装置の性能を十分に発揮できる場合には、前記電圧を昇圧する手段を用いずに、小型の発電機に直結してモー夕を駆動する方式を用いることも可能である。
【００４１】
前記図３，４に説明した泥水処理装置の振動篩による分離装置は、大深度で大口径の孔を掘削するような、比較的大型のボーリング装置に付属させて、泥水処理のために用いられるものである。そして、比較的長い期間その場所に据え付けたままの状態で、ボーリング孔から排出される泥水を処理し続けるものとされ、その泥水の処理能力が非常に大きいものとして構成されている。これに対して、比較的浅い孔を掘削する地盤調査用の試験ボーリングや、その他の土壌のサンプリング、浅い井戸の掘削等に使用される小型のボーリング装置に対しては、図６に示すような小型の泥水処理装置６０を用いることができる。
【００４２】
前記小型の処理装置６０において、前記図３，４の装置と同一の名称で呼び得るものは同一の符号を付して説明しているもので、下部装置３１にはタンク３１ａを設けて、その上部には２段のスクリーン４５，４６を設けた上部装置４０を位置させている。
前記上部装置４０の上には、２つの偏心回転体５６，５７を設けた振動装置５０を配置し、前記２つの偏心回転体５６，５７をモータ５４，５５によりそれぞれ回転させて、振動篩装置を構成している。前記上部装置４０の振動フレーム４１は、上部フレーム４４に対して、支持スプリング４２，４２を介して支持されており、振動フレーム４１の振動は、上部フレーム４４には伝わらないようにされている。
【００４３】
また、前記下部装置３１の上部には、基部フレーム３４を設けていて、前記基部フレーム３４と上部フレーム４４の間では、前記上部フレームの傾斜を調節する手段を設けている。つまり、前記基部フレーム３４に対して上部フレーム４４を取り付けるために、３つのボル卜固定手段を設けていて、基部フレーム３４に設ける中央部のボルト孔６１を丸孔として構成し、両側の孔を上下に長い長孔６３，６３を設けている。
また、前記上部フレーム４４に設ける丸孔６４を、前記長孔６３に合わせて配置し、前記中央部の孔６１に装着したボルトを中心にして図の左右方向をシーソー状に上下動させて、角度θの範囲内で振動フレーム４１の傾斜角度を調整可能に設けた、調節部６２として構成している。したがって、前記調節部６２を介して振動フレームの支持位置を調節する場合には、スクリーン部材４５，４６の傾斜角度を適宜変化させることが可能とされ、掘削孔から排出される砂等が混入している泥水の性質に応じて、その泥水の分離性能を良好に発揮できるように、前記スクリーンの傾斜角度を微調整することで対処可能に構成している。
【００４４】
前記振動篩装置において、スクリーン部材４５，４６を振動フレームに支持させるために、以下に脱明するような機構を用いることが可能である。図７に示す例は、前記図３に説明したような、処理能力の大きい装置において、スクリーン部材を支持する手段が説明きれているものである。この実施例において、振動フレーム４１の幅方向の両側の側フレーム７０，７０の上部の外側には、支持スプリング４２，４２に対応させた支持部が形成されており、前記側フレーム７０，７０の間をタイロッド７１で接続している。また、前記側フレーム７０の内側部には、カバー部材７２とスクリーンの取付部材７３とを設けており、前記カバー部材７２を取り付けるための取付部材７４を、側フレーム７０の長さ方向に所定の間隔で配置している。そして、前記スクリーン部材４５の両端部を、カバー７２の下端部と、取付け部材７３の間で挟持することで保持させるようにしている。さらに、前記スクリーン部材４５の幅方向の中間部を支持するために、中棒７５を設けているが、前記スクリーン部材４５が巾広の装置の場合には、前記中棒７５は２条以上を所定の間隔で設けることも可能である。
【００４５】
前記図７に説明したように、比較的スクリーンの面積の大きい装置とは別に、単位時間あたりの処理能力の少ない小型の振動スクリーン装置に対しては、図８に示すようなスクリーンの支持手段を用いることが可能である。この実施例においては、側フレーム７０，７０の内面側に、支持部材８０，８０を２段に設け、前記各支持部材８０・・・の上部には、カバー部材８０を所定の間隔を介して取り付けて、スクリーン部材４５の端部を支持するための支持手段として構成される。
【００４６】
前記スクリーン部材４５は、図８に示すように、幅方向の両端部に枠部材８３を取り付けているもので、前記枠部材８３は、２枚の金属板８４，８４の間に、ゴムのような弾性体８５を介在させてスクリーン部材４５の端部を挟持して、一体化させている。そして、前記枠部材８３を図示するように、略かぎ状に折り曲げて、その剛性の大きいものとして構成し、両側の枠部材とスクリーン部材とを一体化したものを、単体として取り扱い可能とし、前記図７の取付部材７３とカバー部材７２の間に、前記枠部材８３を挿入するようにして容易に着脱できるようにする。
【００４７】
なお、前記枠部材と一体化したスクリーン部材では、その長さ方向の剛性は、前記枠部材により十分に維持できるものとされる。これに対して、スクリーン部材の幅方向の強度を確保できずに、スクリーン部材４５の中間部での支持を必要とする場合には、図７において符号７５で示す中棒を配置することで対処可能である。また、スクリーン部材４５として、比較的太い針金で編んだスクリーンを用いる場合には、前記枠部材の強度を特に強化する必要はなく、スクリーン部材と枠部材とが一体のものとして必要な強度を発揮できれば良いことは当然である。前記構成に加えて、前記枠部材８３としては、その耐久性と強度とを保持できれば、より簡単なスクリーン端部の保持手段を用いることも可能である。
【００４８】
次に本発明の別実施例について説明する。
本実施例は、上述した実施例に示した加振装置やスクリーン部材およびこれの支持機構に改良を加えて泥水の篩い分け機能および使用する部材の耐久性を向上させた点に特徴がある。
【００４９】
図９は、本実施例による泥水処理装置の設置状態を示す図であり、同図において、掘削泥水処理装置１００は、図１に示した分離装置（図１中、符号３０で示す装置）として機能させるものであり、図１に示した場合と同様に、やぐら１０１に設置されたボーリング装置１０２と組み合わせて用いられる。
【００５０】
ボーリング装置１０２は、変速装置１０３を介して原動機１０４による回転駆動および推進・逆進を行う掘削駆動装置１０５に把持される掘削ロッド１０６を備えており、掘削ロッド１０６には、図１に示した場合と同様に、ボーリング孔Ｋ内に位置する先端に掘削ビッド１０６Ａが装備されている。
掘削されたボーリング孔Ｋの内壁面には掘削ビッド１０６Ａが推進する部分よりも後方にケーシング１０７が配置されており、ボーリング孔の崩れ防止と共に掘削ビッド１０６Ａから噴出する泥水を掘削泥水処理装置１００に向けて回収する流路を構成するようになっている。
【００５１】
掘削ロッド１０６における地上側あるいは水面上の端部にはベントナイト泥水を掘削ビッド１０６Ａに向けて導入するためのスイベル１０７が設けられている。
スイベル１０７に対しては、後述する掘削泥水処理装置１００において所定の微小粒径の砂礫などを分離されて循環泥水槽１０８に貯留されている泥水が供給されるようになっており、スイベル１０７に供給された循環泥水が掘削ビッド１０６Ａの先端から噴射されることによりボーリング孔Ｋの内壁保護を行えるようになっている。
【００５２】
掘削ビッド１０６Ａから噴射された泥水は、掘削土砂とともにケーシング１０７で構成された流路を介して掘削泥水処理装置１００に向けて回収され、掘削泥水処理装置１００において循環泥水に分離されると循環泥水槽１０８に貯留されて再度スイベル１０７に向けて流動するという循環サイクルを繰り返す。なお、図９において符号１４は、図１に示したと同様にウインチ装置により牽引されるフック部材を示している。
【００５３】
図１０は、図１に示した分離装置３０と同様な機能を有する掘削泥水処理装置１００の構成を説明するための図であり、同図において掘削泥水処理装置１００は、分離された循環泥水を貯留する貯留タンク１００Ａを最下部に備えている。貯留タンク１００Ａの底面には、設置位置での防振対策として用いられる防振ゴムなどの緩衝部材１００Ｂが取り付けられ、上面には、図１０において左右方向の一方側に支持ピン１００Ｃを挿通して揺動支点を構成するための揺動支持ブラケット１００Ｄが設けられている。
揺動支持ブラケット１００Ｄには、支持フレーム１０９が垂直方向において揺動自在に支持されており、支持フレーム１０９の上面には、支持基台フレーム１１０が緩衝部材１１１を介して搭載された状態で一体化されている。
【００５４】
支持基台フレーム１１０は、掘削泥水処理装置１００の主要部をなす、篩い分け装置１１２をその一部が沈下した状態で支持する部材であり、支持フレーム１０９の揺動位置の設定による傾斜角度で篩い分け装置１１２を支持するようになっている。
支持フレーム１０９の上面において、揺動支持部ブラケット１００Ｄと反対側で揺動端に相当する位置には、篩い分け装置１１２の傾斜角度を設定する一構成部材としてのスペーサー１１３が配置されるようになっている。
【００５５】
スペーサー１１３は、一部が沈下した状態にある篩い分け装置１１２の傾斜角度をさらに増加させるための起上部材であって、厚さとしては、沈下した状態のみで得られる篩い分け装置１１２の傾斜角を維持するために支持フレーム１０９を水平に維持することができる厚さと、その傾斜角を増加させることができる厚さとのいずれかが選択される。
【００５６】
本実施例では、沈下による篩い分け装置１１２の傾斜角が３．５°に設定され、この傾斜角以上としては、５°が設定されるようになっている。このため、スペーサー１１３は、傾斜角５°を得る際に既設定傾斜角である３．５°との差分に対応する角度が得られる厚さのものが選択される。
このような傾斜角の設定は、詳細を後で説明するが、内部に配置されている篩部材としてのスクリーン部材が傾いた状態を呈し、篩い分け本体部１１２Ａの上面片側に設けられている掘削泥水導入部１２２Ｐが最下位に位置することを目的としている。
これにより、掘削泥水導入部１２２Ｐから導入された掘削泥水は、スクリーン部材に沿って流下するのでなく上昇移動させられるようになっている。
このような掘削泥水の上昇移動は、強制振動による掘削泥水と粒子との間のマイナスイオン結合を振り切るための時間を確保することが目的であり、比較的長い時間をかけて上昇移動する掘削泥水と微小粒径の礫や砂あるいは固形物などとの分離が行えることになる。
【００５７】
なお、図１０において符号１１３は、篩い分け装置１１２の底部に連結されているホッパを示しており、ホッパ１１３は、スクリーン部材を通過した循環泥水を貯留タンク１００Ａ内に導入するために設けてある。
【００５８】
篩い分け装置１１２は、図３に示した構成と同様に、筐体内に複数の篩い分け部材としてのスクリーン部材１１４，１１５を上下に間隔を置いて設けた篩い分け本体部１１２Ａと、篩い分け本体部１１２Ａに対する振動生起部として用いられる加振装置１１６とを備えている。
篩い分け本体部１１２Ａには、その上面と支持基台フレーム１１０との間に張設されたコイルバネ１１７が設けられており、後述する加振装置１１６の起振時に加振装置１１６からの振動伝達によりスクリーン部材１１４，１１５の昇降変位を行うことができるようになっている。
コイルバネ１１７の両端が支持されている受け台のうちで、沈下している篩い分け装置１１２の沈下側と逆の位置で浮き上がる側の受け台（便宜上、図１０において符号１１７Ａで示す）は、その高さが他方のものよりも高くされており、コイルバネ１１７の定常長さ、つまり、振動が作用しない状態でのバネ長さを同じにしている。
【００５９】
加振装置１１６には、支持基台フレーム１１０上面に載置固定されている取付台１１８に並置された駆動モータ１１９，１２０と、これら駆動モータ１１９，１２０の出力軸に設けてあるプーリーとの間に掛け回されているベルト１２０Ａを介して連動可能な偏心回転体１２１，１２２が備えられている。
【００６０】
本実施例に用いられる駆動モータ１１９，１２０は、次の構成とされている。
電源としては、ボーリング装置１０１の使用場所によって大型のものが用いられないことがあることを踏まえ、照明を主用途とするエンジン発電機が用いられ、このエンジン発電機は、出力電圧１００Ｖ、容量が１．５ＫＷ単相のものが用いられる。本実施例での篩い分け装置１１２で使用する電力の限界値は６００Ｗである関係上、この場合を想定してエンジン発電機の出力ＡＣ１００Ｖをインバータ入力とし、出力ＡＣ２００Ｖ３相の端子に駆動モータ１１９，１２０をＡＣ２００Ｖ３相、２００Ｗ、極数２極のものをそれぞれ用い、それぞれのモータの回転方向を逆方向が逆となるように接続する。
このような構成とすることにより、単相コンデンサモータを用いる場合に比べて価格面および重量において有利となる。つまり、通常、ボーリング作業などに用いられる電源に用いられるエンジン発電機は掘削工事が同じ場所で常時行われることがないことを理由に運搬頻度が高い。このため、運搬労力の点でコストが高く大重量となる大型の３相発電機を使用することはあまりない。
一方、ＡＣ１００Ｖのモータの種類としては分相始動、コンデンサ始動、コンデンサ始動および運転、反撥始動の４種類があるが、分相始動の場合には２５０Ｗ間での出力しか得られず、極数に関しては４曲以下のものがないのが現状である。分相で４００Ｗとしても４極では起動トルクが不足し、コンデンサモータ４００Ｗの場合およびコンデンサ始動および運転モータの場合にはいずれもきわめて重量が大きくなり（前者の場合には１２．１Ｋｇ，後者の場合には１１．８Ｋｇ）、運搬性が悪い。そこで、インバータを用いることによりＡＣ３層モータで最小の出力２００Ｗ２極を用いて偏心回転体１２１，１２２の必要回転数回転数である１４５０ｒｐｍを充足する２８００〜２９００ｒｐｍを設定し、起動最大モーメント２２．６２４Ｋｇ・ｍを得られるようになっている。
【００６１】
偏心回転体１２１，１２２は、その回転軸１２１Ａ、１２２Ａの中心位置が水平面に対して所定角度、本実施例では、図３において符号θ２で示す傾斜角度の延長線上に配置されており、偏心による大径周面の位相が１８０°反転させてあると共に、回転方向が相反する方向に設定されている。
【００６２】
加振装置１１６では、偏心回転体１２１，１２２の回転することにより篩い分け本体部１１２Ａに対して鋸波状の振動を生起させてスクリーン部材１１４，１１５に堆積している微粒子成分を含む掘削泥水を加振すると共にスクリーン部材１１４，１１５の傾きに沿って微粒子成分そして泥水の一部を上昇搬送させるようになっている。以下、この原理について図１２により説明すると次のとおりである。なお、上述した泥水の一部とは、微粒子成分に邪魔されて透過できない泥水を意味しており、邪魔される状態が解消されれば透過することができる可能性を持つものを意味している。
【００６３】
図１１は偏心回転体１２１，１２２が相反する方向に回転する時に発生する回転力を説明するための図であり、同図において、傾斜角度θ２の延長線（便宜上、符号Ｌで示す）に平行する向きに大径周面の接線が生起される回転移動時には、各偏心回転体１２１，１２２同士の大径周面で発生する回転力が相殺され（便宜上、符号Ｆ０，Ｆ０’で示す）、上記延長線Ｌと垂直な向きに大径周面の接線が生起される回転移動時には、スクリーン部材１１４，１１５に対して押し込む向きの回転力（便宜上、符号Ｆ１で示す）および離れる向きの回転力（便宜上、符号Ｆ１’で示す）が発生する。
【００６４】
相殺されない回転力Ｆ１，Ｆ１’のうちで、スクリーン部材１１４，１１５に向けて下向きに発生する回転力（２Ｆ１）は欄外に囲って示すように、偏心回転体１２１，１２２の回転力の他にスクリーン部材の重力さらにはスクリーン部材に堆積する掘削泥水の重力が加わったものであり、スクリーン部材から離れる向きの回転力（２Ｆ１’）は、偏心回転体１２１，１２２の回転力の他にコイルバネ１１７の反力が加わったものとなる。
この結果、スクリーン部材１１４，１１５の傾斜角度に基づき、スクリーン部材１１４，１１５には、欄外に示すような鋸歯状の振動形態が発生し、この力の作用方向からスクリーン部材１１４，１１５上に堆積する粒子成分を含む掘削泥水には、加振力に加えて、スクリーン部材１１４，１１５の表面に沿って上昇する方向の移動力が生起されることになる。
このような作用が得られるように篩い分け本体部１１２Ａおよびスクリーン部材１１４，１１５の傾き、さらには加振装置１１６での偏心回転体１２１，１２２の軸心位置の傾きを設定することにより、掘削泥水の上昇搬送時での粘性成分の振り切りおよびマイナスイオン結合の断ち切りが良好に行われることになる。        
【００６５】
スクリーン部材１１４，１１５の表面で流下しないで上昇方向に移動する粒子成分を含む掘削泥水は、上述した形態の振動を強制的に受けてスクリーン部材１１４，１１５の表面に叩き付けられ、流下する場合よりも時間をかけて移動することになる。これにより、スクリーン部材１１４，１１５のメッシュ部を介してマイナスイオン結合を断ち切る機会が増やされ、石屑や砂礫などと再利用可能な泥水とに分離されやすくなる。
このような構成を用いることにより、泥水の分離機会を増やすための構成、例えば、サイクロンなどを用いないでも泥水の分離が確実に行えることになる。
【００６６】
一方、スクリーン部材１１４，１１５は、図７に示した構成を流用するものの、スクリーン部材１１４，１１５の幅方向（図１３において左右方向）での支持構造の一部が異ならせてある。
【００６７】
図１２は、スクリーン部材１１４，１１５の支持構造を示す図であり、同図において、篩い分け本体部１１２Ａは上下面を開放し、コイルバネ１１７の一端を受け止めるための支持ブラケット１１２Ｂが上部外表面に設けられた一対の側壁１１２Ｃを備えている。
側壁１１２Ｃ同士の対向間隔はスクリーン部材１１４，１１５を搭載支持するために設けられているサポート部材としてのタイロッド１２３，１２４およびこれの外周部に挿嵌されているパイプ１２３Ａ、１２４Ａによって設定されている。
つまり、タイロッド１２３，１２４の軸方向端部には、側壁１１２Ｃの外側に突出するネジが形成され、このネジにナット１２５が締結されることにより側壁１１２Ｃ同士を一体的に支持できるようになっている。
なお、図１３に示すタイロッド１２３，１２４は、紙面と直角な方向の長手方向に沿ってスクリーン部材１１４，１１５の長さに応じて複数の位置に設けられており、その外周部には後述するアングル片１２６を側壁内面に突き当てた状態で支持するための隙間を設定できる長さを持つパイプ１１４Ａ、１１５Ａが挿嵌されている。
タイロッド１２３，１２４の設置数はスクリーン部材１１４，１１５の長手方向での撓みが生じないことを目的として設定されている。
【００６８】
タイロッド１２３，１２４の外周部に挿嵌されているパイプ１２３Ａ、１２４Ａの軸方向両端端面と側壁内面との間には、後で詳細を説明するスクリーン部材１１４，１１５の端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａを載置可能なアングル片１２６が挟持状態で設けられている。
アングル片１２６の上面に載置される支持部材１１４Ａ、１１５Ａを備えたスクリーン部材１１４，１１５は、その詳細が図１４に示されている。
本実施例では、前述した先の実施例と同様に、篩い分け本体部１１２Ａの内壁面における上下方向に２段のスクリーン部材１１４，１１５が設けられており、いずれのスクリーン部材１１４，１１５もそれぞれメッシュ寸を設定された金網を重合した構成とされている。
【００６９】
図１４はスクリーン部材の構成を示す図であり、図１４（Ａ）に示す上段のスクリーン部材１１４は、目開き２ｍｍ2 のメッシュ寸を有する金網が用いられる。
これに対して、下段のスクリーン部材１１５は、図１４（Ｂ）に示すように、目開き０．５ｍｍ2 のメッシュ寸を有するステンレス金網と目開き２ｍｍ2 のメッシュ寸を有するステンレス金網とを重合した２枚重ねの金網が用いられる場合と、図１４（Ｃ）に示すように、目開き１．２ｍｍ2 のメッシュ寸を有するステンレス金網と目開き０．０５ｍｍ2 のメッシュ寸を有するステンレス金網と目開き２ｍｍ2 のメッシュ寸を有するステンレス金網とを積層した３段重ねの金網を用いる場合とが選択されるようになっている。
下段のスクリーン部材１１５における金網の選択は、スクリーン部材１１５を透過させる掘削泥水に含まれる礫や砂の特性に対応して行われる。
本実施例においては、上段のスクリーン部材１４により粗大粒径砂礫等を掘削泥水中から分離し、下段のスクリーン部材１１５では選択された金網に応じて、具体的には２段重ねの金網を用いる場合には粒径が０．２５ｍｍ以下の粒子を含む泥水を透過させて分離し、３段重ねの金網を用いる場合には粒径が０．０３ｍｍ以下の粒子を含む泥水に透過させて分離するようになっている。
【００７０】
上段のスクリーン部材１１４により掘削泥水から分離された粗大粒径砂礫などは、スクリーン部材１１４に作用する強制振動により泥水が振り切られて気化率を高められた状態であるので、スクリーン部材１１４における泥水上昇端側に配置されている排出樋１２７（図１０参照）から排出された際には天日乾燥も可能となり、一般廃棄物として処理することが可能となる。
【００７１】
一方、下段のスクリーン部材１１５では、粒径が０．２５ｍｍあるいは０．０３ｍｍ以下の泥水のみが透過し、換言すれば、その粒径以下に揃えられた粒子が含まれる泥水であるので、サイクロンによる分離と違って、篩として用いられるスクリーン部材を用いるだけの簡単な構成によりサイクロンで得られる粒子の粒径よりも一様な粒子を含む泥水を獲得することができる。
これにより、サイクロンのような大げさな構造を用いなくてもボーリング孔の内壁保護用としての循環泥水の使用比率を高めてベントナイトなどの補材の消費量を低減することができる。また、下段のスクリーン部材１１５により分離された０．０３ｍｍ以上の粒子成分は排出樋１２７’（図１０参照）から排出される。
【００７２】
上下各段のスクリーン部材１１４，１１５は共に同じ構成により端部が纏められており、その構成は次のとおりである。
図１３において、図１３（Ａ）は上段に配置されるスクリーン部材１１４の構成を示しており、同図においてスクリーン部材１１４は、篩い分け本体部１１２Ａの側壁１１２Ｃ（図１２参照）に対面する側の端面が折り返されて端部支持部材１１４Ａ内に挿入されている。
端部支持部材１１４Ａは、概ね側壁１１２Ｃ間中央に向けて折り返された略横向きＪ字状をなす板金部材が合わされてスクリーン部材１１４を挿入できる空間を形成した構成であり、空間内にはスクリーン部材１１４を強固に固定するための半田（図示されず）が充填されている。
図１３（Ｂ）、（Ｃ）は下段のスクリーン部材１１５を対象として示す図であり、これら下段のスクリーン部材１１５も、図１３（Ａ）に示した場合と同様な端部支持部材１１５Ａを用いて端面が支持されている。
【００７３】
図１２において、スクリーン部材１１４，１１５の端面を支持している端部支持部材１１４Ａ，１１５Ａは、パイプ１２３Ａ、１２４Ａの軸方向端部に挟持されているアングル片１２６の上面に搭載された状態で配置されている。
端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａにおける折り返された側の端部のうちで上部に位置する片部は、篩い分け本体部１１２Ａの側壁１１２Ｃに設けられている係止部材１２８により側壁１１２Ｃの内面に向けて保持されている。
【００７４】
係止部材１２８は、これに挿通される部分が角形とされたボルト１２８Ａにより回り止めされた状態で設けられた鈎状部材であり、上片部が側壁１１２Ｃの内面に当接し、下片端部が側壁１１２Ｃの内側からスクリーン部材１１４，１１５側の端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａに有する折り返し部に向けて入り込んでいる。
【００７５】
係止部材１２８は、側壁１１２Ｃの外側に突出するネジ部がナット締めされることにより側壁１１２Ｃに対して固定されるようになっているが、このままではスクリーン部材１１４，１１５の振動が直接側壁１１２Ｃに伝達されて共振し、騒音発生の原因となる場合がある。
そこで、本実施例では、側壁１１２Ｃの外側に突出しているボルト１２８Ａの部分に平形ワッシャ１２８Ｂおよび皿形バネ１２８Ｃで挟持された緩衝ゴム１２８Ｄが設けてある。
【００７６】
緩衝ゴム１２８Ｄはスクリーン部材１１４，１１５から伝わる振動を緩衝するための部材であり、コイルバネを用いる場合と違って騒音の発生を抑制するようになっている。但し、騒音に関して問題がないのであれば、緩衝ゴムに代えてコイルバネを用いることも可能である。
【００７７】
一方、図１２においてスクリーン部材１１４，１１５は、側壁１１２Ｃ間の展張方向で弛みが生じないようにされている。つまり、加振装置による強制振動の際に弛みが生じるとスクリーン部材の一部に座屈現象と似通った現象が発生し、剛性悪化を招くことになる。
そこで、本実施例では次のような補強構造が用いられている。
つまり、補強構造は、側壁１１２Ｃ間の中央にタイロッド１２３，１２４に挿嵌されたパイプ１２３Ａ、１２４Ａの並置方向と直角な長手方向を有して各パイプにそれぞれ固定されているコア部材１２９と、この上部側端面を覆う状態でスクリーン部材１１４，１１５の保護を兼ねた緩衝部材が用いられる張力付与部材１３０とで構成され、張力付与部材１３０がスクリーン部材１１４，１１５の下面を突き上げている。これにより、スクリーン部材１１４，１１５には弛みを防止する張力が付与されていることになる。
【００７８】
ところで、張力付与部材１３０により展張方向での弛みをなくされたスクリーン部材１１４，１１５は、張力の作用により加振方向への撓みが抑えられてはいるものの、端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａに入り込むスクリーン部材１１４，１１５の端部は端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａにより殆ど不動状態で保持されている。
このため、スクリーン部材１１４，１１５には、加振方向への撓みが抑えられているものの、撓み変形を一切起こさないということではなく、張力付与部材１３０に接合されていないことが原因して跳ね上がることもあり、多少は撓むことができる部分（端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａ内に位置していない部分）と、一切、撓みなどの変形が起こらない端部（端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａ内に入り込んでいる部分）とが存在する。
このため、撓み変形が起こる部分と一切起こらない部分との境界部、つまり、スクリーン部材における端部支持部材に入り込み始める部分はその位置を基点として撓み変形が生じた場合に屈曲部となる。
この結果、端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａが不動状態に保持されていると、上記境界部で屈曲変形が繰り返し発生することになり、その部分が応力疲労による破断を起こす虞がある。
このような撓みが発生する原因としては、例えば、スクリーン部材に堆積している泥水中に高粘性成分が含まれていることが挙げられる。つまり、高粘性成分はスクリーン部材のメッシュ部に付着したままとなりやすく、加振時に発生する慣性力によってスクリーン部材を撓ませてしまうことがある。
【００７９】
そこで本実施例では、側壁間に設けてある係止部材１２８の一方（図１３では右側の部材）を対象として、側壁１１２Ｃの内面から離して端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａと側壁内面との間に隙間Ｓが設けてある。また、この隙間Ｓが形成されている側の端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａにおける折り返し部と折り返し部に入り込んでいる係止部材１２８の片部との間にも上下方向で僅かな隙間が形成されている。
これにより、スクリーン部材１１４，１１５は端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａの一方が配置されている箇所に緩衝代を設けられたと同じとなり、振動を受けた際にスクリーン部材１１４，１１５が上下および展張方向に波打ちあるいは伸縮した際に端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａの逃げ代が存在することでスクリーン部材１１４，１１５が端部支持部材１１４Ａ、１１５Ａ内に入り込む境界での屈曲変形度を小さくするようになっている。この結果、スクリーン部材の位置の屈曲度合いが大きくなるのを抑制して破断の危険を低減することができる。
【００８０】
係止部材１２８は、側壁１１２Ｃを貫通するボルト１２８Ａにより側壁１１２Ｃの内面に押圧されているが、その上部側には側壁１１２Ｃの内面に固定された係止ブロック１３１が対面して設けられることにより係止部材１２８が上方へ移動するのを規制されている。これにより、係止部材１２８およびスクリーン部材１１４，１１５の跳ね上がりが阻止される。
【００８１】
本実施例は以上のような構成であるから、ボーリング孔Ｋから揚上されて回収された掘削泥水は、図１０において符号１１２Ｐで示した掘削泥水導入部から篩い分け装置１１２内に導入される。
篩い分け装置１１２では、加振装置１１６が図１３に示した原理に基づき篩い分け本体部１１２Ａ内のスクリーン部材１１４，１１５に対して加振することにより、スクリーン部材１１４，１１５上で所定粒径成分と泥水とを分離する。
【００８２】
特に、スクリーン部材１１４，１１５においては、加振装置１１６における偏心回転体１２１，１２２の大径周面の回転位相に基づき加振方向と粒径成分の上昇移動を行わせる方向の力配分により掘削泥水中の砂礫や石屑などと泥水との分離、詳しくはマイナスイオン結合を断ち切りやすい状況を設定されている。
このため、スクリーン部材１１４では、粗大粒径砂礫と泥水とが容易に分離され、スクリーン部材１１５では、均一化された微小粒径成分のみを含む泥水の分離が可能となる。
この結果、篩い分け装置１１２において分離された泥水は、再利用した場合にボーリング孔の内面を保護するに必要な粒径のみの砂などを含むだけであるので、ベントナイトと協働して内面保護機能を確保できる泥水として得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】掘削装置の構成を示す脱明図である。
【図２】図１の装置の要部の説明図である。
【図３】分離装置の構成を示す側面図である。
【図４】図３の装置の正面図である。
【図５】スクリーン部材と振動装置の関係の説明図である。
【図６】小型の分離装置の構成を示す説明図である。
【図７】図３の装置でのスクリーンの支持手段の説明図である。
【図８】図６の装置でのスクリーンの支持手段の説明図である。
【図９】本発明に係る別実施例による掘削泥水処理装置を適用した掘削装置の構成を説明するための模式図である。
【図１０】図９に示した掘削泥水処理装置の要部構成を説明するための模式図である。
【図１１】図１０に示した要部構成に用いられる加振装置での作用を説明するための図である。
【図１２】図１０に示した要部構成に用いられるスクリーン部材の支持構造を説明するための図である。
【図１３】図１０に示した要部構成に用いられるスクリーン部材の構成を説明するための図であり、（Ａ）は上段に位置するスクリーン部材を、（Ｂ），（Ｃ）は下段のスクリーン部材を対象として示す。
【符号の説明】
【００８４】
１                  掘削装置
２，１０２          ボーリング装置
３                  駆動部
５，１０６          掘削ロッド
６，１０６Ａ        ビット
８，Ｋ              ボーリング孔
１５                泥水回収部
２０                泥水処理装置
２１                泥水タンク
２２                ポンプ
２５                投入ホッパ
３０                分離装置
３１                下部装置
３１ａ              タンク
３２                支持ピン
３３                調節ネジ
３４                基台
３７                支軸
４０                上部装置
４１                振動フレーム
４２                支持スプリング
４３                ホッパ
４４                上部フレーム
４５，４６          スクリーン部材
４７，４８          軸芯
５０                振動装置
５１                取付けフレーム
５２                調整取付け部
５３                上部フレーム
５４，５５          モータ
５６，５７          偏心回転体
５８，５９          中心軸
６０                小型の処理装置
６１                固定ネジ
６２                調節部
７０                下側フレーム
７１                タイロッド
７２                カバー
７３                押圧部材
７４                調節部材
７５                中棒
８０                支持部材
８１                カバー
８３                側フレーム
８４                金属板
８５                弾性体
１００Ｃ            支持ピン
１１２              篩い分け装置
１１２Ａ            篩い分け本体部
１１３              スペーサー
１１４，１１５      スクリーン部材
１１４Ａ，１１５Ａ  端部支持部材
１１６              加振装置
１１９，１２０      駆動モータ
１２１，１２２      偏心回転体
１２８              係止部材
Ｓ                  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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