JP4431169B2

JP4431169B2 - 破砕カートリッジおよび破砕カートリッジによる岩盤あるいはコンクリート構造物の破砕方法

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Publication number: JP4431169B2
Application number: JP2007293747A
Authority: JP
Inventors: 貴男小岩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2027-11-12
Also published as: JP2009119326A

Description

本発明は、火薬類による爆発によることなく、岩盤あるいはコンクリート構造物を低振動および低騒音でかつ危険の少ない作業で破砕することができる破砕カートリッジおよび破砕方法に関する。

従来、岩盤やコンクリート構造物を破砕する際には、ダイナマイトほかに、その他の火薬類を岩盤やコンクリート構造物に充填し、電気雷管などで起爆してダイナマイトその他の火薬類を爆発させて破砕している。しかし、これらの火薬類は、振動や衝撃力、火気、電気に敏感で取扱に許可が必要である。さらに、これらの火薬類は市街地での使用は、振動・騒音記載により制約される。このように火薬類の取扱作業は極めて危険性の高いものである。

上記したその他の火薬類には、過塩素酸アンモニウムを基剤とし、これにケイ素鉄、木粉、重油などを加えたカーリットや、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、水、燃料兼鋭感剤および粘稠剤を成分とする含水爆薬や、プリル硝安(多孔性粒状硝酸アンモニウム)９４％に引火点５０℃以上の油剤を含浸させた硝安油剤爆薬などが知られている。

従来のダイナマイトのような火薬類を用いることなく非破壊物を破壊する装置および破壊方法として、破壊溶液として水、あるいはゼラチンや寒天などのゲル状物質が提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献５参照。）。しかし、これらの物質で、どれほどの破壊力が得られるかは、詳らかでない。

特開平７−１４５６９８号公報特開平７−２２４５８６号公報特開平７−２３３６９３号公報特開平７−２３３６９４号公報特開平９−０３８９４９号公報

一般に、ダイナマイトやその他の火薬類は、衝撃力、火気、電気に鋭敏であり、このために取り扱いに許可が必要である。さらに、このダイナマイトなどの火薬類を市街地で使用することは、振動や騒音の規制により制約されている。このように火薬類の取扱作業は危険性が高いなどの問題がある。そこで、本発明が解決しようとする課題は、これらの許可を必要とする危険な火薬類ではなく、非火薬で取扱が容易である主成分のニトロメタンとメタノールおよびオイルを含有させた市販のラジコン用の燃料（以下グロー燃料という。）の燃焼による膨張圧を破壊力に使用して岩盤やコンクリート構造物の破砕カートリッジおよび破砕カートリッジよる岩盤やコンクリート構造物の破砕方法を提案することである。

上記の課題を解決するための本発明の手段では、主成分のニトロメタンと、メタノールおよびオイルからなるラジコン用のグロー燃料を入れた容器、例えばＰＥＴ容器に、絶縁被覆銅線の２本を１対の脚線とし、それらの１対の脚線の他端側の各先端を長短不揃いにずらして切断し、各脚線の先端の一部の絶縁被覆を剥離して各裸銅線とし、これらの各裸銅線にさらに細い銅−ニッケル抵抗細線をそれぞれ結合して一対の裸銅線を短絡し、この短絡した銅−ニッケル抵抗細線の部分を上記カートリッジに封入し、脚線の一端を封入した容器の外部に引き出したことからなる破砕カートリッジである。

すなわち、請求項１の手段の発明は、高電圧・高電流を発生する高電圧・高電流発生装置に２本の母線を介して接続するための、２本の脚線を有し、主成分のニトロメタンと、メタノールおよびオイルからなるラジコン用のグロー燃料を入れた容器に銅−ニッケル抵抗細線で短絡した上記２本の脚線の他端を該カートリッジに封入したことからなる岩盤あるいはコンクリート構造物の破砕用の破砕カートリッジである。

さらに請求項２の発明は、破砕カートリッジを岩盤あるいはコンクリート構造物中に装入し、該破砕カートリッジの脚線に母線を介して高電圧・高電流を供給し、脚線先端を短絡する銅−ニッケル抵抗細線に溶融スパークを生起せしめて、スパークから発生の高温の火花により破砕カートリッジに封入したグロー燃料を瞬時に燃焼させ、燃焼から発生する膨張圧力で岩盤あるいはコンクリート構造物を破砕することからなる岩盤あるいはコンクリート構造物の破砕方法である。

上記の手段の発明を符合を付してさらに具体的に説明する。本発明の手段の破砕カートリッジ１は、絶縁被覆された線径０．８ｍｍの銅線の２本を１対の脚線２とし、それらの１対の脚線２の一端側の各先端を長短不揃いにすらして切断する。この切断した各脚線２の先端の一部の絶縁被覆を剥いてそれぞれ裸銅線２ａとし、これらの各裸銅線２ａの部分に線径０．４ｍｍの銅−ニッケル抵抗細線３をそれぞれ結合して短絡する。この短絡した銅−ニッケル抵抗細線３の部分を、主成分のニトロメタンと、メタノールおよびオイルからなるラジコン用のグロー燃料４をＰＥＴ容器５に封入し、破砕カートリッジ１を形成する。主成分のニトロメタンと、メタノールおよびオイルからなるラジコン用のグロー燃料４は、非火薬で取扱が容易であり、グロー燃料４を効率よくスパークにより燃焼させる時、瞬時の燃焼により膨張圧力が発生して岩盤あるいはコンクリート構造物を破砕することができる。

そこで、破砕したい岩盤Ｒ１に予め孔７を穿孔し、この孔７の最深部に破砕カートリッジ１を装入し、破砕カートリッジ１から外に伸びる脚線２の他端側を孔７の外に出し、その後、孔７に径５ｍｍ以下の砕石をタッピングしながら孔口７ａまで突き固める。次いで、孔７の外に出た脚線２の他端側の一部の絶縁被覆を剥いて、外にでた各脚線２の先端の裸銅線２ａを母線８に接続する。この母線８の他端は高電圧・高電流発生装置６に接続する。次いで高電圧・高電流発生装置６から高電圧・高電流を母線８に流すことにより、ＰＥＴ容器５内の銅−ニッケル抵抗細線３が溶融スパークして、スパークによる高温で大衝撃力の火花がグロー燃料４を瞬時に燃焼させ、その時に発生する膨張圧力で岩盤Ｒ１を破砕する。

本発明は上記の手段としたことで、使用のグロー燃料が非火薬であることと、従来のダイナマイトのような電気雷管も使用しないので、市街地などで免許や許可などの規制を受けずに、岩盤やコンクリート構造物の破砕作業が安全に行える。さらに破砕カートリッジは、脚線、銅−ニッケル抵抗細線、グロー燃料、ＰＥＴ容器から構成されているので、火薬類に比べて取扱が容易であり、安全に破砕作業が行えるなど、本発明は優れた効果を奏する。

本発明を実施するための最良の形態について、以下に図面を参照して説明する。図１は破砕カートリッジ１の一部破断して模式的に示す正面図である。図２は岩盤Ｒ１に予め穿孔した孔に挿入した破砕カートリッジ１と高電圧・高電流発生装置６とを接続した一部断面で示す模式図である。

本発明の実施の形態では、図１に示すように、破砕カートリッジ１は、ＰＥＴ容器５に主成分のニトロメタンと、メタノールおよびオイルからなるラジコン用のグロー燃料４が充填される。この破砕カートリッジ１の天板１ａより挿入された脚線２の一方の先端を銅−ニッケル抵抗細線３で短絡した部分を、グロー燃料４とともにＰＥＴ容器５に封入されている。この場合、主成分のニトロメタンは９０％以上を含有し、残りが燃料のメタノールおよびオイルからなる。

脚線２は線径０．８ｍｍで２本の１対からなり、脚線２は個々に絶縁被覆が施してある。破砕カートリッジ１の封入部分１ｂは、長短に切断された脚線２の先端の一部の絶縁被覆を取り除かれ、その部分が線径０．４ｍｍの約１００ｍｍの長さの銅−ニッケル抵抗細線３で接続されて短絡されている。この銅−ニッケル抵抗細線の溶融温度は１２９０℃である。さらに、脚線２は破砕カートリッジ１より外に１〜３ｍ出しており、その外部の先端の一部の絶縁被覆を取り除き、母線８に接続できる様になっている。

図２に示すように、岩盤に予め穿孔した孔７の最深部に破砕カートリッジ１を挿入し、脚線２の一方を予め穿孔した孔７の外に出して、予め穿孔した孔７に径５ｍｍ以下の砕石９をタッピングしながら、孔口７ａまで突き固める。さらに、図２に示すように、脚線２は母線８を介して高電圧・高電流発生装置６に接続されている。この場合、岩盤に設ける孔７の数は２個とし、これらの２個の孔７の間隔は１．０ｍとし、穿孔径は４４ｍｍ、穿孔深さ１．０ｍとする。ＰＥＴ容器５は容器径４０ｍｍで１００ｃｃの上記のグロー燃料４を封入している。この高電圧・高電流発生装置６は、入力がＡＣ２００Ｖ、５Ａ、１ＫＶＡで充電時間３０〜４０秒であり、出力は２４００Ｖ、２４０００Ａ、放電時間５２０μｓｅｃである。

上記の図２に示すように、本手段の破砕カートリッジ１を仕掛け、岩盤Ｒ１を破砕しようとするとき、高電圧・高電流発生装置６より２４００Ｖ、２４０００Ａ、５２０μｓｅｃで高電圧・高電流を母線８、脚線２を介して破砕カートリッジ１の銅−ニッケル抵抗細線３に供給した。この供給で破砕カートリッジ１内の銅−ニッケル抵抗細線３が溶融スパークし、高温で大衝撃力の火花が発生し、その火花で破砕カートリッジ１に封入したニトロメタンのグロー燃料４に瞬時に燃焼させ、その発生する膨張圧力で岩盤Ｒ１を破砕した。この場合、仕掛けた１孔による岩盤の破砕量は、約１．０ｍ×１．０ｍ×１．０ｍで、従って穿孔数の２孔で２ｍ³の岩盤が破砕できた。

破砕カートリッジの一部破断して模式的に示す正面図である。岩盤に予め穿孔した孔に挿入した破砕カートリッジと高電圧・高電流発生装置を接続した一部断面で示す模式図である。

符号の説明

１破砕カートリッジ
１ａ天板
１ｂ封入部分
２脚線
２ａ裸銅線
３銅−ニッケル抵抗細線
４グロー燃料
５ＰＥＴ容器
６高電圧・高電流発生装置
７孔
７ａ孔口
８母線
９砕石
Ｒ１岩盤

Claims

高電圧・高電流を発生する高電圧・高電流発生装置に２本の母線を介して接続するための、２本の脚線を有し、主成分のニトロメタンと、メタノールおよびオイルからなるラジコン用のグロー燃料を入れたＰＥＴ容器に線径０．４ｍｍの１００ｍｍの長さの銅−ニッケル抵抗細線で短絡した上記２本の脚線の他端を該容器に封入したことを特徴とする岩盤あるいはコンクリート構造物の破砕用の破砕カートリッジ。
上記請求項１に記載の破砕カートリッジを岩盤あるいはコンクリート構造物中に挿入し、該破砕カートリッジの脚線に母線を介して２４００Ｖ、２４０００Ａの高電圧・高電流を５２０μｓｅｃ間供給し、脚線先端を短絡する銅−ニッケル抵抗細線に溶融スパークを生起せしめて、スパークから発生の高温の火花により破砕カートリッジに封入したグロー燃料を瞬時に燃焼させ、燃焼から発生する膨張圧力で岩盤あるいはコンクリート構造物を破砕することを特徴とする岩盤あるいはコンクリート構造物の破砕方法。