(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被破砕物の発破箇所の自由面に穿孔した爆破孔に火薬類を装填し、この火薬類の爆発力により被破砕物を破砕する発破方法において、
発破箇所の中央部分に予め矩形の芯孔を掘削し、
前記芯孔の内周面と残された被破砕物の周面とより自由面を構成し、
前記芯孔の外周に残された被破砕物の周面から前記芯孔の穿孔深さと同じ深さの爆破孔を前記芯孔と同心円上に必要数穿孔し、
前記爆破孔に火薬類を装填し、
前記爆破孔のうち前記芯孔から最も近い同心円上に位置するものについて対角線上にある複数のものの同時爆発を複数回繰り返して爆破し、
前記爆破孔のうち前記芯孔から最も遠い同心円上に位置するものを順列方向に爆破することにより被破砕物を破砕することを特徴とする、
発破方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被破砕物を破砕するための発破方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
立坑（深礎）や横坑（トンネル）の構築、採石場、コンクリート塊の解体、大型岩石の破壊など、軟質部材および硬質部材を破砕するため、ダイナマイトなどの火薬類を用いた発破による破砕が行われている。
発破をかけて破砕を行う場合、発破効率を高めるため、発破をかける被破砕物の発破箇所である自由面を広く確保する必要がある。
従って、先ず発破をかける自由面を広く確保するため、例えば深礎掘削においては、制御発破として杭中心部にＶ字型に爆破孔を穿設し、この爆破孔に火薬類を装填し、爆発させることにより心抜きを行う。
このような制御発破により広い自由面を確保し、発破による破砕を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記したような制御発破には、以下のような問題がある。
【０００４】
＜イ＞  心抜きを行う被破砕物の制御発破箇所は、発破をかける自由面が狭いため、発破の効率が悪い。
＜ロ＞  このことから、心抜きに使用する火薬量は心抜き後に残された被破砕物の外周を破砕する火薬量の２倍程度となっており、非経済的であり、かつ取扱う火薬量の増大に伴って作業員の危険が大きくなる。
＜ハ＞  また発破方法の場合、周辺に伝達する発破エネルギー（振動など）の影響を考慮して施工する必要性が生じる場合がある。
具体的には、前記したように心抜きに使用する火薬量が多い場合、発破振動が問題となる。
詳しくは発破箇所から人家までの距離により、許容振動値が定められており、この許容値を超える火薬量を用いた発破を行うことができない。
＜ニ＞  予想される許容振動値により火薬量が規制され、一度の発破による心抜きが行えない場合、許容振動値をクリアする量に火薬量を減らし、発破回数を多くして心抜きが行われるが、この工法は経済性が悪く、発破回数が増えることに伴う作業員の火薬取扱い時間が長くなり、作業員の危険作業時間が増えるため、特殊な場合のみにしか用いられることが無かった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、少ない火薬量でもって、充分な発破効果が得られ、かつ周辺に伝達する発破エネルギーを低減させる、発破方法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】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、被破砕物の発破箇所の自由面に穿孔した爆破孔に火薬類を装填し、この火薬類の爆発力により被破砕物を破砕する発破方法において、発破箇所の中央部分に予め矩形の芯孔を掘削し、前記芯孔の内周面と残された被破砕物の周面とより自由面を構成し、前記芯孔の外周に残された被破砕物の周面から前記芯孔の穿孔深さと同じ深さの爆破孔を前記芯孔と同心円上に必要数穿孔し、前記爆破孔に火薬類を装填し、前記爆破孔のうち前記芯孔から最も近い同心円上に位置するものについて対角線上にある複数のものの同時爆発を複数回繰り返して爆破し、前記爆破孔のうち前記芯孔から最も遠い同心円上に位置するものを順列方向に爆破することにより被破砕物を破砕することを特徴とする発破方法を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照して、立坑を一例に本発明の発破方法について説明する。
【０００８】
＜イ＞芯孔の掘削工程（図１、図２）
先ず被破砕物の発破箇所１の発破効率を高くするため、発破箇所１の自由面１１を広く確保する。具体的には、発破箇所１の中央部分に矩形断面となる芯孔２を公知の機械掘りなどにより掘削する。芯孔２を掘削するための装置としては、例えば特開平８−１００５８４号に開示された掘削機や、特開平８−２９１６８１号に開示された掘削装置を採用することが可能である。これらの掘削機および掘削装置によれば、非円形断面を呈する芯孔２を容易に掘削することが可能である。以上のように発破箇所１に芯孔２を機械掘りなどにより掘削することで、制御発破を行うこと無く、芯孔２の内周面と残された外周部分１２の周面とにより自由面１１を構成する。これにより、発破箇所１には発破の効率を高めるに充分な自由面１１を構成する。
【０００９】
＜ロ＞芯孔の外周部分の発破工程
続いて芯孔２の外周部分１２を発破により掘削するための工程について説明する。
【００１０】
＜ロ−１＞爆破孔の削孔（図３）
芯孔２の外周に位置する発破箇所１の外周部分１２は、発破により破砕する。
従って外周部分１２には、周面より必要数の爆破孔３を削孔する。
発破箇所１は、予め芯孔２を掘削することにより、発破に必要な自由面１１を確保しているため、従来の全断面を発破により破砕する方法と比較して、爆破孔の数を減少させても充分な破砕を行うことが可能である。
【００１１】
＜ロ−２＞火薬類の装填
前記工程により削孔した爆破孔３内に必要な火薬類を装填する。
火薬類は、公知発破方法に用いられるダイナマイトなどの爆薬を用いる。
前述してきたように発破箇所１は充分な自由面１１を有するから、従来の全断面を発破により破砕する方法と比較して、用いられる火薬類の量についても各段に少ない量で充分な破砕を行うことが可能である。
このことから、周辺部へ伝達する発破エネルギーを低減することが可能となり、周辺人家などへの許容振動値を充分にクリアできる。
【００１２】
＜ロ−３＞外周部分の破砕（図４）
爆破孔３内に装填した火薬類を予め決められた順番（例えば図１中に示された番号順）でもって爆破することにより、芯孔２の外周部分１２を破砕できる。これにより発破箇所１を所定深度まで破砕・掘削することが可能となる。
【００１３】
【実施例】
図１および図５に示すように、深礎工を一例として制御発破時の爆破孔の削孔パターンと、本発明の非円形断面に芯孔を掘削した場合の削孔パターンを比較する。
深礎径３．５ｍとした場合、図５に示した従来の制御発破による発破箇所１ａの爆破孔３ａは３０箇所が必要となる。
これに対して、図１に示した予め芯孔２を掘削した本発明の場合、爆破孔３は２４箇所に削減できる。
さらに制御発破で必要な爆薬（ダイナマイト）量は、自由面１１ａが平面であり面積が狭いので６．４ｋｇが必要となるが、本発明によれば芯孔２を形成することにより自由面１１の面積を広く確保することができるため４．２ｋｇに減少させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態２】
発明の実施の形態１においては、同質の被破砕部に対する発破について説明したが、続いては軟質と硬質との複数の性質の被破砕部を発破する場合について説明する。
この場合、軟質の部分については公知の機械掘りを行うことも可能であるが、硬質の部分については、その中央部分に芯孔を掘削し、芯孔の外周部分に爆破孔を穿孔して発破を行う。
この際、軟質の部分を先行して掘削しておけば、自由面がさらに拡大し、更に少ない爆薬量で充分な発破効果を奏することが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態３】
発明の実施の形態１および２においては、発破箇所の自由面を広く確保するために、発破箇所の中心部分に予め芯孔を掘削する一例について説明してある。
これに限らず、芯孔を自由面の必要な位置に適宜形成することは勿論、複数の芯孔を必要な位置に形成することにより必要な自由面を得ることも可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態４】
前述した各発明の実施の形態においては、発破による心抜き作業に際し、充分な自由面を形成しているから、火薬を用いた発破による破砕の他、油圧クサビ式割岩機を用いたり、ゴムチューブ式破砕装置を用いたり、膨脹性セメントなどの静的破砕剤を用いるなどの公知の破砕方法による無発破工法による破砕を行っても高い効果を発揮することが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
＜イ＞  心抜きを機械掘りなどにより発破に先行して行うため、被破砕物の発破箇所は発破をかける自由面を広く確保でき、発破効率を高くできる。
＜ロ＞  このことから、発破に用いる火薬量は従来の発破に用いられる火薬量よりも大幅に減少させることが可能となり、非常に経済的であり、かつ取扱う火薬量の減少に伴って作業員の安全性を高めることができる。
＜ハ＞  さらに、火薬量の減少に伴い、周辺に伝達する発破エネルギー（振動など）の問題を解決することができる。
即ち、発破箇所から人家までの距離などにより、許容振動値が定められている現場においても、この許容値内で充分な発破を行うことができる。
＜ニ＞  許容振動値による火薬量の制限以内で発破が行えるため、従来のように減量された火薬による複数の発破を行う必要が無く、発破作業に伴う作業員の危険を大幅に減少させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る発破方法の説明図
【図２】  自由面を構成する芯孔の説明図
【図３】  爆破孔の説明図
【図４】  発破による破砕後の説明図
【図５】  従来の制御発破を伴う発破方法の説明図
【図１】
0004074021.tif 000002
【図２】
0004074021.tif 000003
【図３】
0004074021.tif 000004
【図４】
0004074021.tif 000005
【図５】
0004074021.tif 000006