少量装薬発破方法および装置

专利摘要:
本発明は、少量装薬発破方法、およびそれに用いる削岩ユニットに関するものである。削岩ユニット（４）の削岩機（６）によって、まず発破孔（１６）を掘削すべき材料（１７）に対して穿孔し、その後、推進薬を有する１つ以上のカートリッジ（Ｐ）を穿孔工具（７）を介して発破孔の底部へと供給する。削岩ユニットは、削岩機とは別個のカートリッジ供給部（１４）を含み、そこからカートリッジを穿孔工具における長手方向の供給路（１５）へ供給することができる。
公开号:JP2011508122A
申请号:JP2010540154
申请日:2008-12-17
公开日:2011-03-10
发明作者:エルッキ アホラ、；ベイッコ ライサネン、
申请人:サンドビク マイニング アンド コンストラクション オサケ ユキチュアＳａｎｄｖｉｋ Ｍｉｎｉｎｇ Ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｏｙ；
IPC主号:E21B7-02

专利说明:

[0001] 本発明は、削岩機によって掘削すべき材料に対して発破孔を穿孔し、穿孔後に、推進薬を有する少なくとも１つのカートリッジを削岩ユニットによって発破孔へ供給する少量装薬発破方法に関する。この後、カートリッジに点火する前に、発破孔を密封する。少量装薬の点火によってボーリング孔に大きなガス圧が加わり、掘削すべき材料に破砕が生じる。]
[0002] さらに、本発明は少量装薬発破用の削岩ユニットに関するものである。削岩ユニットは、送りビームと、削岩機と、削岩機に接続され、供給路を有して供給路に沿ってカートリッジを発破孔へと供給する穿孔工具とを含む。カートリッジは供給部によって穿孔工具の供給路へと供給される。]
[0003] 本発明の分野は、独立請求項の前段においてより詳細に記載される。]
[0004] 少量装薬発破において、推進薬または少量装薬を有するカートリッジは発破孔に配される。カートリッジに点火すると、高ガス圧が発破孔において発生する。発破孔における高ガス圧によって、掘削すべき材料における破砕が制御されることとなる。従来の爆薬発破に比べて、少量装薬発破は、穿孔後の点火中、削岩装置を穿孔場所から離して移動する必要がなく、したがって、発破を継続して行うことができるという利点を提供する。さらに、少量装薬発破では大きな応力波が発生しないので、破壊すべきでない岩盤の部分はそのままで残り、サポートを必要としない。また、少量装薬発破は安全であり、粉塵の発生も少ない。]
[0005] 米国特許第5,308,149号は、削岩機と、送りビームにおいて割り出しを行うことができるカートリッジ供給装置とを含む削岩ユニットを開示している。まず、発破孔を削岩機によって穿孔し、次いで、カートリッジ供給装置を発破孔で割り出して、カートリッジを発破孔へと供給する。カートリッジ供給装置は、重量感のある込め棒を含み、それによってカートリッジを発破孔の底部へと押し込み、またそれによって発破孔の底部も密封する。国際公開第WO2006/099637号は、少量装薬発破用の他の機構を開示している。それは削岩機のほかに別個のカートリッジ供給装置を必要としないが、カートリッジは削岩機の供給部からシャンクへ、さらにはドリルロッドを介してドリルビットへと供給され、それらはここから発破孔の底部へと導かれる。この方式の欠点は、特注の削岩機を用いる必要があることである。]
発明の簡単な説明

[0006] 本発明は、少量装薬発破用の新規で改良された方法および削岩ユニットを提供することを目的とする。]
[0007] 本発明の方法は、カートリッジを削岩機とは別個のカートリッジ供給部から穿孔工具の供給路へと供給することを特徴とする。]
[0008] 本発明の削岩ユニットは、カートリッジ供給部が削岩機とは別個のユニットであることを特徴とする。]
[0009] 本発明の思想は、カートリッジ供給部を削岩機とは別個に配して、削岩機とは別個の単独ユニットにしていることである。]
[0010] 本発明は、供給部が独立した別個のユニットであるので、全く普通の削岩機を穿孔に使用できるという利点を提供する。この場合、重要な構成要素、すなわち削岩機を新たに構成する必要がなく、利用可能な、いずれかのパーカッション式削岩機または回転式削岩機を使用してよい。また、別個の供給部の構成を、必要に応じて自由に選択することができる。さらに、供給部を容易に交換可能な構成要素にすることができる。削岩機および供給部は別個のユニットであるので、概して装置の構造はより簡素になる。]
[0011] 本実施例の思想では、別個のカートリッジ供給部が削岩機の前側に配される。]
[0012] 本実施例の思想では、削岩機およびカートリッジ供給部が同一のキャリッジの送りビームに配される。]
[0013] 本実施例の思想では、削岩機が第１のキャリッジの送りビームに配され、カートリッジ供給部が第２のキャリッジの送りビームに配される。]
[0014] 本実施例の思想では、削岩機が、削岩機の前側に配された別個の供給部へと延在する延長シャンクを設けている。また、穿孔工具の側部におけるシャンクの少なくとも一部は長手方向の供給路を含む。さらに、延長シャンクは、カートリッジをカートリッジ供給部からシャンクの供給路へ、さらにはシャンクに接続された穿孔工具の供給路へと供給する少なくとも１つの供給開口部を含む。]
[0015] 本実施例の思想では、削岩機のシャンクに配された穿孔工具は、カートリッジをカートリッジ供給部から穿孔工具の供給路へと供給する少なくとも１つの供給開口部を含む。]
図面の簡単な説明

[0016] 本発明のいくつかの実施例を、添付の図面においてより詳細に説明する。
本発明による少量装薬発破用の削岩ユニットを設けた削岩装置を概要的に示す。
カートリッジおよび密封媒体が穿孔工具を介して発破孔へと供給される状況の上面図を概要的に示す。
本発明による削岩ユニットの側面図を概要的に示し、ここでは、カートリッジが、自身のキャリッジにおける削岩機の前側に配置されたカートリッジ供給部から延長シャンクへと、さらには加圧水によって工具における供給路に沿ってさらに発破孔へと供給される。
本発明による第２の削岩ユニットの側面図を概要的に示し、ここでは、カートリッジが、削岩機の前側に配置されて同一のキャリッジに配されたカートリッジ供給部から、削岩機に接続された第１の穿孔工具の供給開口部へ、さらには加圧水によって穿孔工具における供給路に沿ってドリルビットへ、さらに発破孔の底部へと供給される。 明瞭にするため、本発明のいくつかの実施例を図面において簡略化して示す。図面において、同様の部分は同一の参照番号で示す。]
発明の実施例の詳細な説明

[0017] 図１に示す削岩装置１は、可動キャリッジ２と、３つの削岩ブーム３ａないし３ｃと、各削岩ブームにおける削岩ユニット４ａないし４ｃとを含む。削岩ユニット４は、少なくとも送りビーム５と、削岩機６と、送りビームにおいて削岩機６を送り方向Ａおよび戻り方向Ｂに動かす送り装置５ａと、さらには削岩機６に接続された穿孔工具７と、送りビーム５の前部において穿孔工具７が中を通されて配されるフロントガイド８とを含む。穿孔工具７は１つ以上のドリルロッド９および工具の最外端部のドリルビット１０を含んでよい。あるいは穿孔工具７は、最外端部にビットまたは同様のものを設けた一体化したロッドでもよい。削岩機６は、衝撃装置を含むパーカッション式削岩機でよく、それによって衝撃パルスが穿孔工具へ与えられ、さらに工具によって掘削すべき岩盤または同様の材料１１へと送られる。パーカッション式削岩機は、穿孔工具をその長手軸の周りで回転させる回転装置を含んでもよい。あるいは、非衝撃式削岩機を扱ってもよく、その場合、穿孔は回転運動のみによって行われる。それは本発明の中心的な思想、すなわち発破孔を穿孔するのに用いる穿孔技術には関係ない。少量装薬発破に用いられるカートリッジを、図２に示すように、キャリッジ２におけるカートリッジマガジン１２から供給路１３に沿ってカートリッジ供給部１４へ、さらにはドリルロッド９における供給路１５に沿って発破孔１６へと供給することができる。あるいはカートリッジマガジン１２ｃは、削岩ユニット４に配置されてもよい。] 図１ 図２
[0018] 図２は、少量装薬発破の原理を示す。発破孔１６は、従来のように、削岩機６と、これに接続した工具７とを用いて岩盤１７において穿孔される。穿孔が終了した後、工具７を戻り方向Ｂに引っ張り、発破孔１６の底部から一定の距離だけ離してもよい。しかし、工具は発破孔に保たれている。この後、カートリッジＰをカートリッジマガジン１２または同様なものから送りビーム５における供給部１４へと供給することができ、供給部は工具７における長手方向の供給路に接続されている。カートリッジＰを加圧性の水もしくは空気などの加圧媒体によって供給してもよく、またはケーブルなどの適切な押し出し器でさえ使用してもよい。１つ以上のカートリッジＰがドリルビット１０と発破孔の底部との間のスペースへ供給された後、発破孔底部を供給路１５から水を供給することによって密封してもよい。密封水Ｖで発破孔における破砕を満たすことによって、カートリッジＰにより生じる圧力が発破孔において好適に維持され、より容易に岩盤が破壊される。また、密封水ＶはカートリッジＰにより生じる圧力作用を岩盤へ伝達する媒体として働く。工具７をカートリッジの点火中は発破孔１６において保つことができ、これによって工具７は発破孔の口の詰め物として働き、カートリッジＰによって生じる圧力が発破孔１６から逃げるのを防いでいる。] 図２
[0019] カートリッジＰが供給され、発破孔１６が密封された後、点火装置１８または同様のものによって点火衝撃を与えることによってカートリッジＰに点火することができる。カートリッジＰは感圧性のイグナイタを含んでもよく、これによってそれは点火装置１８によってカートリッジの周囲の充填水Ｖに圧力衝撃を与えることにより点火することができる。他方、点火装置１８は機械的パルスを穿孔工具７を介してカートリッジＰのイグナイタに与えてもよく、または、イグナイタが電磁波もしくは電磁衝撃によって点火してもよい。点火装置１８を削岩ユニット４に配してもよい。電磁波が点火に用いられる場合、点火装置１８は削岩ユニットの外側にあってよく、点火を、たとえば削岩装置１の制御室から遠隔制御によって行ってもよい。]
[0020] 図３は、削岩ユニット４を大幅に簡略化した図を示し、ここでは、送り方向Ａにおいて削岩機６の前側にカートリッジ供給部１４が配され、それは削岩機６とは別個の独立した物理的ユニットである。削岩機６を第１のキャリッジ１９ａによって送りビーム５において可動に配してよく、カートリッジ供給部１４に関する限りは、第２のキャリッジ１９ｂによって送りビーム５において可動に配してよい。基本的構造を有する削岩機６のシャンク２０として、通常よりも長いシャンクを配してよく、シャンクは供給部１４まで延在する。この場合、工具７とシャンク２０との間の接続部２１は供給部１４の前側にある。シャンク２０では少なくとも供給部１４にて軸方向の供給路２２があり、それが工具７における供給路１５と接続している。また、シャンク２０は少なくとも１つの交差方向の供給開口部２３を含み、それを介して供給路２２が供給部１４の供給室２４に、さらには供給部１４と接続している供給路１３に接続される。この場合、供給路１３から供給されたカートリッジＰを、供給部１４の供給室２４における供給手段２５によって制御して、供給開口部２３を介してシャンク２０の供給路２２へ、さらには工具７の供給路１５に沿って発破孔へと送ることができる。供給手段２５は、バネ部材２６、加圧媒体または同様なものにより作動するアクチュエータでよく、カートリッジＰを穿孔線に対して横方向に供給開口部２３へと送る。さらに、供給部１４は密封手段２７を含んでよく、それによってシャンク２０を供給部１４に密封することができる。このようにして、供給路１３および／または削岩機６から供給される流水、カートリッジＰの供給に用いられる水、密封水Ｖまたは同様の圧力媒体の供給が、制御されるようにして行われる。当然ながら供給部１４は、一例として図３に示すものとは異なるように構成することができる。] 図３
[0021] 図４は、他の削岩ユニット４を大幅に簡略化した図を示し、それは少なくとも削岩機６および供給部１４を同一のキャリッジ１９に配している点で、図３とは異なる。さらに、通常のシャンク２０が削岩機６に対して取り付けられ、工具７がシャンクの延長部分に対して取り付けられている。削岩機６の側部における工具７の端部の区域には、工具７の外面から供給路１５へ延在する少なくとも１つの供給開口部２３があり、それによってその中を通してカートリッジＰを供給することができる。供給開口部２３は供給部１４にある。工具７は１つ以上のドリルロッド２８ａ、２８ｂを含んでよく、それらのうち削岩機６に最も近接している第１のドリルロッド２８ａには供給開口部２３が設けられている。] 図３ 図４
[0022] また、図４は供給路を破線２９で示し、それは削岩機６の衝撃部材を通って延在するものでよく、その供給路に沿って、またはそれを通って配されたパイプに沿って、水をシャンク２０へ供給してカートリッジＰを発破孔へと供給することができる。このパイプフラッシングの代わりに、水を、供給路１３を介して、または供給部１４に接続されている供給路３０から、シャンク２０におけるフラッシング供給路へと供給してもよい。また、推進力を供給路３０から圧力媒体によって作動する供給手段２５へと供給することもできる。] 図４
[0023] 留意すべきこととして、図３および図４に示すように、供給部１４を必ずしも削岩機６から一定の距離に離して配置する必要がなく、供給部１４を削岩機６の前部に当接して配してもよい。さらにその他に、供給部を削岩機の裏側に配することも可能で、それによってカートリッジは、図４によれば、供給路２９に沿って削岩機を介してシャンクへと、さらには工具における供給路に沿って発破孔へと供給される。] 図３ 図４
[0024] 場合によっては、本願に提示する特徴を、他の特徴に拘らず、そのまま用いることができる。他方、本願に記載する特徴を、必要であれば、組み合わせてさまざまな組合せを作ることができる。]
[0025] 図面および関連する説明は、本発明の思想を例証することを意図したに過ぎない。その細部において、本発明を特許請求の範囲の範囲内で変えることができる。]

权利要求:

請求項1
少なくとも送りビーム（５）と、送り装置（５ａ）と、削岩機（６）と、穿孔工具（７）とを含む削岩ユニット（４）によって発破を行い、前記削岩機（６）によって、掘削すべき材料（１１）に対して発破孔（１６）を穿孔し、穿孔後、前記削岩機（６）を前記発破孔の方向に保ち、穿孔後、推進薬を有する少なくとも１つのカートリッジ（Ｐ）を前記穿孔工具（７）における少なくとも１つの供給路（１５）に沿って前記発破孔（１６）へと供給し、前記カートリッジをカートリッジ供給部（１４）から前記穿孔工具の前記供給路（１５）へ供給し、前記発破孔（１６）を密封し、前記カートリッジ（Ｐ）に点火することによって、高ガス圧を前記発破孔（１６）にて発生させ、前記掘削すべき材料（１１）に破砕を生じさせる少量装薬発破方法において、前記カートリッジ（Ｐ）を、前記削岩機（６）とは別個の前記カートリッジ供給部（１４）から前記穿孔工具の供給路（１５）へと供給することを特徴とする少量装薬発破方法。
請求項2
送りビーム（５）と、削岩機（６）と、該削岩機（６）を前記送りビーム（５）において送り方向（Ａ）および戻り方向（Ｂ）に移動可能にする送り装置（５ａ）と、前記削岩機（６）に接続され、少なくとも１つの長手方向の供給路（１５）を有する穿孔工具（７）と、推進薬を有するカートリッジ（Ｐ）を前記穿孔工具（７）へ、またその供給路（１５）に沿って発破孔（１６）へと供給することができるカートリッジ供給部（１４）とを含む、少量装薬発破用の削岩ユニット（４）において、前記カートリッジ供給部（１４）は前記削岩機（６）とは別個のユニットであることを特徴とする削岩ユニット。
請求項3
請求項２に記載の削岩ユニットにおいて、前記別個のカートリッジ供給部（１４）を前記削岩機（６）の前側における前記送りビーム（５）に配していることを特徴とする削岩ユニット。
請求項4
請求項２または３に記載の削岩ユニットにおいて、前記削岩機（６）および前記カートリッジ供給部（１４）を同一のキャリッジ（９）における前記送りビーム（５）に配していることを特徴とする削岩ユニット。
請求項5
請求項２または３に記載の削岩ユニットにおいて、前記削岩機（６）を第１のキャリッジ（９ａ）における前記送りビーム（５）に配し、前記カートリッジ供給部（１４）を第２のキャリッジ（９ｂ）における前記送りビーム（５）に配していることを特徴とする削岩ユニット。
請求項6
請求項２ないし５のいずれかに記載の削岩ユニットにおいて、前記削岩機（６）が該削岩機（６）の前側に配された前記別個の供給部（１４）へと延在する延長シャンク（２０）を設け、前記穿孔工具（９）の側部における前記シャンク（２０）の少なくとも一部が長手方向の供給路（２２）を含み、前記延長シャンク（２０）は少なくとも１つの供給開口部（２３）を含んで、カートリッジ（Ｐ）を前記カートリッジ供給部（１４）から前記シャンク（２０）の供給路（２２）へ、さらには前記シャンク（２０）に接続された穿孔工具（９）の供給路（１５）へと供給することを特徴とする削岩ユニット。
請求項7
請求項２ないし５のいずれかに記載の削岩ユニットにおいて、前記削岩機（６）のシャンク（２０）に接続された前記穿孔工具（７）は少なくとも１つの供給開口部（２３）を前記カートリッジ供給部（１４）にて含み、カートリッジ（Ｐ）を前記カートリッジ供給部（１４）から前記穿孔工具（７）の前記供給路（１５）へと供給することを特徴とする削岩ユニット。