(57)【要約】【課題】残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞から石材を採石する。【解決手段】残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞の上方に連続地中壁を形成する工程と、連続地中壁に囲まれた領域を露天掘りして、地下空洞の天井部、柱部、床部の石材の少なくともいずれかを採石する工程と、からなる。【選択図】  図１１
2007070850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞の上方に、連続地中壁を形成する工程と、
連続地中壁に囲まれた領域を露天掘りして、地下空洞の天井部、柱部、床部の石材の少なくともいずれかを採石する工程と、
からなる残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞からの採石方法。
【請求項２】
連続地中壁を形成する工程は、
残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞の上方の地表に、竪坑を含むように石材採掘領域を設定する工程と、
石材採掘領域を囲むように、地表から所定深さの連続地中壁を形成する工程と、
からなる、請求項１に記載の採石方法。
【請求項３】
石材の採石工程は、
地下空洞の天井部を残して、連続地中壁内を露天掘りする工程と、
地下空洞の天井部、柱部、床部の石材を採石する工程、
とからなる、請求項１，２いずれかに記載の採石方法。
【請求項４】
石材の採石工程は、
天井部の石材の採石工程、柱部の石材の採石工程、床部の石材の採石工程とからなる、請求項１乃至３いずれかに記載の採石方法。
【請求項５】
天井部の石材の採石工程は、
土石等で天井部の下方の地下空間の埋め戻しを行う工程と、天井部の石材を採石する工程と、埋め戻しに用いた土石等を除去する工程と、からなる、請求項１乃至４いずれかに記載の採石方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石材の採掘方法に係り、詳しくは残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞から石材を採石する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大谷石の採石作業は地盤沈下や地盤陥没等の事故を未然に防止し、地盤の安定性を図る見地から残柱式採掘方法が採用されている。しかし、採石作業により形成された地下空洞は、地震等の自然災害や地表面を頻繁に往来する重量物積載車両の振動により経時的に安定性が損なわれ、しばしば各種の地盤沈下や地盤陥没等の事故を引き起こしている。このため、その対策として、前記地下空洞を埋め戻す各種の充填工法が提案されている。例えば、特許文献１、特許文献２には、大谷石の地下空洞充填工法が開示されている。
【０００３】
一方、残柱式採掘方法により形成された地下空洞において、残った柱も当然ながら大谷石から形成されており、しかも、地盤の安全性の見地から、柱は断面寸法が１０ｍ四方にも及ぶため、残柱式採掘方法により形成された地下空洞においては、相当量の大谷石が残存していることになる。したがって、従来の地下空洞充填工法によって地下空洞を埋めることは、見す見す貴重な資源を放棄してしまうことになる。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−９０００
【特許文献２】特開平８−２８２００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、地下空洞を埋め戻すという従来手法とは全く異なる斬新な着想に基づくものであって、残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞から石材を採石することを目的とするものである。
【０００６】
また、如何にして石材の採掘後の空間を有効に利用するかも重要であり、したがって、本発明の他の目的は、石材の採掘後の空間の利用を考慮した石材を採掘する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決するため、本発明が採用した採石方法は、残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞の上方に連続地中壁を形成する工程と、連続地中壁に囲まれた領域を露天掘りして、地下空洞の天井部、柱部、床部の石材の少なくともいずれかを採石する工程と、からなる。一つの態様では、連続地中壁を形成する工程は、残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞の上方の地表に、竪坑を含むように石材採掘領域を設定する工程と、設定した石材採掘領域を囲むように、地表から所定深さの連続地中壁を形成する工程と、からなる。一つの態様では、石材の採石工程は、地下空洞の天井部を残して、連続地中壁内を露天掘りする工程と、地下空洞の天井部、柱部、床部の石材を採石する工程、とからなる。
【０００８】
石材の採石工程は、天井部の石材の採石工程、柱部の石材の採石工程、床部の石材の採石工程とからなる。一つの態様では、天井部の石材の採石工程は、土石等で天井部の下方の地下空間の埋め戻しを行う工程と、天井部の石材を採石する工程と、埋め戻しに用いた土石等を除去する工程と、からなる。好ましくは、天井部を複数の区域に区画し、各区画毎に、埋め戻し、採石、埋め戻し土石の撤去、を繰り返す。埋め戻し用の土石は、竪坑から搬入される。
【発明の効果】
【０００９】
（１）従来は、地下空洞としてそのまま放置されるか、地下空洞を埋め戻すことで、地中に眠ってしまい活用されることの無かった地下空洞の石材を採石することができ、限られた資源の有効活用を図ることができる。
（２）地下空洞自体を無くしてしまうので、地盤の陥没を防止することができる。
（３）採石後の空間を有効利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［Ａ］残柱式採掘方法により形成された大谷石の地下空洞
残柱式採掘方法により形成された大谷石の地下空洞について説明する。図１は、過去に採掘された大谷石の廃坑であり、現状では大規模な地下空洞１となっている。地下空洞１は、複数の柱部２、２…を残して複数の横坑３、３…が交差する、いわゆる残柱式の採掘方法によって形成されている。地下空洞１の天井部４、及び、地下空洞１の床部５も大谷石層から構成されている。地下空洞１は竪抗６によって地表７と連通されている。なお、８は竪坑６の開口部に付設された石加工工場跡及び石置き場である。図２は、地下空洞１の平面図であって、地下空洞１は、経緯状に連通する横抗３と、所定間隔を存して立設された断面視方形状の複数の柱部２と、を有している。
【００１１】
［Ｂ］大谷石の地下空洞からの大谷石の採石方法
［Ｂ−１］採掘領域の決定
図３は、残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞１の上方の地表の平面図であり、地下には、地下空洞１が形成されている。地下空洞１の上方の地表に、竪坑６を含むように採掘領域Ｓを設定する。図示の例では、設定した採掘領域Ｓを囲むように直径５０ｍの円形領域９０が設定され、円形領域９０の円周に沿って、厚さ８０ｃｍの連続地中壁９を形成する。
【００１２】
［Ｂ−２］連続地中壁の施工
平面視円形状の採掘領域の外周に沿って、円筒状の連続地中壁９を形成する。一つの態様では、連続地中壁９は、先行エレメント９Ａと後行エレメント９Ｂを交互に施工することで行う。図５は、先行エレメントの施工法を示す。先行エレメントの施工は、（１）掘削工程と、（２）掘くず処理工程と、（３）超音波測定工程と、（４）インターロッキングパイプ建て込み工程と、（５）トレミー管建て込み工程と、（６）コンクリート打設工程と、（７）インターロッキングパイプ引き抜き工程、とからなる。図６は、後行エレメントの施工法を示す。後行エレメントの施工は、（１）掘削工程と、（２）壁面清掃工程と、（３）掘くず処理工程、（４）超音波測定工程と、（５）トレミー管建て込み工程と、（６）コンクリート打設工程、とからなる。全エレメントを構築後、ディープウェルを用いて掘削面側の水位を下げ、山留め壁に変位を生じさせてからグラウトを注入する（７）。図７は、連続地中壁９の縦断面図であり、壁の上端には円形梁９ａが形成されており、壁９の下端には止水コンクリート９ｂが打設されている。尚、連続地中壁の施工方法は、図示のものに限定されるものではなく、その他公知の手法を用いることができる。
【００１３】
地中壁９の高さは、一つの態様では、地下空洞１の天井面４の上方部位とする。図示の例では、地表から約１５ｍの深さである。その後、円筒状の地中壁９で囲まれた採掘領域Ｓにおいて露天掘り採掘を行う。地中壁９によって、採掘領域外から採掘領域への地下水の浸入や土砂崩れが防止される。
【００１４】
［Ｂ−３］
採石方法について説明する。露天掘りによって、円筒状の地中壁９で囲まれた領域Ｓにおいて、採掘を行う。地下空洞１の上方の部位の地表７に近い部分は表土で覆われ、その下には大谷石層がある。すなわち、地下空洞１の柱部２のみならず、地下空洞１の天井部４も大谷石から構成されており、地下空洞１の床部５も大谷石から構成されている。図８、図９は、大谷石の採石区域を示す平面図であり、図８は天井部の採石部位を、図９は柱部及び床部の採石部位を示す。図１０は図８、図９のＡ−Ａ断面図であり、図１１は、図８、図９のＢ−Ｂ断面図である。
【００１５】
天井部４の大谷石（地下空洞の天盤の大谷石層）の採石手順について説明する。先ず、円筒状の地中壁９内の掘削を露天掘りで行い、地中壁９内の土石を除去する。この状態では、地下空洞１の天井部４が残っており、採掘された空間の下面は地下空洞１の天盤となっている。
【００１６】
先ず、天井部４の採石を行う。天井部４の採石は、天井部４を複数の区域４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅに区画し、各区画毎に採石を行う。竪坑６より天井部区域４Ａの下方の地下空間部（横坑３）の埋め戻しを行う。天井部区域４Ａの下方の地下空間部を埋め戻した後、天井部区域４Ａの採石を行う。天井部区域４Ａの採石を行った後に、天井部区域４Ａの下方の地下空間部を埋め戻した土石を、天井部区域４Ｂの下方の地下空間部に移動させる。天井部区域４Ｂの下方の地下空間部を埋め戻した後、天井部区域４Ｂの採石を行う。同様にして、天井部区域４Ｃ，４Ｄ，４Ｅの採石を順次行う。
【００１７】
天井部４が柱部２及び床部５の採掘手順について説明する。天井部４の採石後、埋め戻し用の土石を撤去する。次いで、柱部２を採石する。そして、最後に床部５の採石を行う。柱部２、床部５の採石は、従来の採石手法によって、大谷石を切り出せばよい。
【００１８】
［Ｃ］採石後の空洞の利用法
採石後の空間は、上方が開口状の巨大円筒状の凹部であり、凹部の側壁は、上方部位が連続地下壁９からなり、下方部位が大谷石から構成さており、凹部の床部は大谷石から構成されている。このような巨大凹部には多種多様な用途がある。例えば、巨大凹部に、溶融スラグ等の廃棄物を埋設することができる。また、凹部であることを利用して貯水池やプールとして利用することもできる。また、本発明の採石法で形成される凹部は巨大であるので、凹部の床部を水平状に均せば、通常の平地として用いることができ、その用途は限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
残柱式採掘方法により形成された石材の地下空洞から石材を採石することに利用することができる。また、採掘後に得られる空間を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の大谷石の地下空洞充填工法を採用する廃坑およびその周辺を示す要部縦断面図である。
【図２】廃坑内を示す要部水平断面図である。
【図３】地下空洞の上方の地表を示す平面図である。
【図４】地下空洞の上方に連続地中壁を施工した状態を示す平面図である。
【図５】連続地中壁の施工における先行エレメントの施工工程を示す図である。
【図６】連続地中壁の施工における後行エレメントの施工工程を示す図である。
【図７】連続地中壁の部分断面図である。
【図８】大谷石の採石部位の平面図であり、天井部の採石部位を示す。
【図９】大谷石の採石部位の平面図であり、柱部及び床部の採石部位を示す。
【図１０】図８、図９のA-A断面図である。
【図１１】図８、図９のB-B断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    地下空洞
２    柱部
３    横坑
４    天井部
５    床部
６    竪坑
７    地表
９    連続地中壁
Ｓ    採掘領域
【図１】
2007070850.tif 000003
【図２】
2007070850.tif 000004
【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】
2007070850.tif 000009
【図８】
2007070850.tif 000010
【図９】
2007070850.tif 000011
【図１０】
2007070850.tif 000012
【図１１】
2007070850.tif 000013