JP3584326B1 - Rock crushing equipment and rock crushing method - Google Patents
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Abstract
【課題】 岩盤に形成された削孔を利用して岩盤を破砕することのできる小型で作業効率の良い岩盤破砕装置および岩盤破砕工法を提供する。
【解決手段】 破砕具2は、支点として岩盤Rと当接する当接部2bと、削孔1内に挿入可能であるとともに、作用点として削孔1の内壁11を押圧可能となっている第1端部2cと、力点として後述する駆動ユニット3により外力F1が付加可能に構成されている第2端部2dとを有するてこの構造となっている。しかも、第2端部2d(力点)の当接部2b(支点)からの距離は、当接部2bから第1端部2c(作用点)までの距離に比べて長くなっている。第2端部2dに外力F1を付加すると、当接部2bを支点として、てこの作用により第1端部2cが削孔1の内壁11を押圧して岩盤Rを破砕する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact rock crushing device and a rock crushing method capable of crushing a rock using a drilled hole formed in the rock and having high work efficiency.
SOLUTION: A crushing tool 2 is capable of being inserted into a drill hole 1 as a fulcrum and abutting against a bedrock R, and capable of pressing an inner wall 11 of the drill hole 1 as an action point. This lever structure has one end portion 2c and a second end portion 2d which is configured so that an external force F1 can be applied by a drive unit 3 described later as a point of force. Moreover, the distance of the second end 2d (force point) from the contact portion 2b (fulcrum) is longer than the distance from the contact portion 2b to the first end 2c (action point). When an external force F1 is applied to the second end 2d, the first end 2c presses the inner wall 11 of the drill hole 1 to break the rock R by leverage with the contact portion 2b as a fulcrum.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
この発明は、岩盤に形成された削孔に挿入されて、その削孔内の内壁面を押圧することにより岩盤を破砕する岩盤破砕装置および岩盤破砕工法に関するものである。
BACKGROUND OF THE
岩盤掘削作業を効率的に行うためには、できるだけ自由面を多くすることが望ましい。そこで、従来より心抜き発破を行い、心抜き部分を順次切り広げる工法が採用されている。なお、この明細書では、岩盤に心抜き部分を形成する作業を「心抜き作業」と称している。 In order to perform rock excavation work efficiently, it is desirable to increase the free surface as much as possible. Therefore, a construction method has been employed in which a centering blast is performed and a centering portion is sequentially cut and widened. In this specification, an operation of forming a centering portion on a bedrock is referred to as a "centering operation".
しかしながら、市街地近辺での岩盤掘削作業では、基本的に発破を使用することが極めて困難であることから、上記心抜き作業を次のようにして行っている。例えば、特許文献1に記載の発明では、削岩機などの穿孔機械によって削孔を形成し、その削孔内に楔状拡開具を打設することにより、削孔の周囲に亀裂を発生させている。そして、亀裂が発生した削孔の周辺をリッパーやブレーカなどの破砕装置を用いて削孔を広げることで心抜き部分を形成している。
However, in the rock excavation work near the city, it is basically extremely difficult to use blasting. Therefore, the above-mentioned centering work is performed as follows. For example, in the invention described in
しかしながら、上記リッパーによる破砕は、工具の先端部である爪状の刃先を削孔内の岩盤に貫入させるとともに牽引する必要から大きな力(貫入力ならびに牽引力)を要し、ブルドーザなどの大型の重機車両の導入が不可欠である。その結果、大型の重機車両を導入可能な作業現場でしか上記心抜き作業を実施することができないという問題がある。 However, the crushing by the ripper requires a large force (penetration force and traction force) because the claw-shaped cutting edge, which is the tip of the tool, needs to penetrate and rock the rock in the drilling hole. Introduction of vehicles is indispensable. As a result, there is a problem that the above-described centering work can be performed only at a work site where a large heavy equipment vehicle can be introduced.
一方で、上記ブレーカによる破砕は作業現場が限定されることはないが、掘削しようとする岩盤全体を打撃による衝撃で粉砕するものであるため、岩盤破砕に長時間を要する。さらに、作業時に発生する粉塵や被削物などが心抜き部分に入り込んで心抜き作業を遅延させてしまう。特に大きな心抜き部分を形成する場合には、著しく作業効率を劣化させてしまうという問題がある。また、ブレーカによる破砕は、別に破砕に伴う騒音も問題となる。 On the other hand, the crushing by the breaker does not limit the work site, but crushes the entire rock to be excavated by the impact of the impact, so that it takes a long time to crush the rock. In addition, dust and work pieces generated during the operation enter the centering portion and delay the centering operation. In particular, when a large centering portion is formed, there is a problem that the working efficiency is significantly deteriorated. In addition, crushing by a breaker also causes another problem of noise caused by crushing.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、岩盤に形成された削孔を利用して岩盤を破砕することのできる小型で作業効率の良い岩盤破砕装置および岩盤破砕工法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small and highly efficient rock crushing apparatus and a rock crushing method capable of crushing a rock using a hole formed in the rock. And
この発明にかかる岩盤破砕装置は、削孔が形成された岩盤に対して、その削孔の内壁を押圧することで前記岩盤を破砕する岩盤破砕装置において、上記目的を達成するため、前記岩盤に当接する当接部を支点とし、前記削孔に挿入可能でしかも前記削孔の内壁を押圧可能となっている第1端部を作用点とし、前記当接部からの距離が前記当接部から前記第1端部までの距離よりも長い位置にあって外力が付加可能となっている第2端部を力点とするてこの構造を有する破砕具と、前記破砕具の前記第2端部に取り付けられて、てこの作用により前記第1端部が前記削孔の内壁を押圧するように前記第2端部に外力を付加する外力付加手段とを備えている。 A rock crushing device according to the present invention is a rock crushing device that crushes the rock by pressing an inner wall of the hole against a rock in which a hole is formed. The first end, which can be inserted into the drilled hole and can press the inner wall of the drilled hole, is defined as a fulcrum, and the distance from the abutted portion is defined as the contact point. A crushing tool having a leverage structure with a second end located at a position longer than a distance from the first end to which an external force can be applied, and the second end of the crushing tool External force applying means for applying an external force to the second end so that the first end presses the inner wall of the hole by leverage.
このように構成された発明では、破砕具がてこの構造を有しているため、岩盤と当接する当接部を支点とし、外力付加手段によって第2端部(力点)に外力が付加されることで、削孔に挿入された第1端部が作用点となって、てこの作用により削孔の内壁を押圧して岩盤を破砕する。しかも外力が付加される第2端部(力点)の当接部(支点)からの距離は、当接部から第1端部(作用点)の距離よりも長いので、破砕具に付加される外力に比べて大きな押圧力を削孔の内壁に与えることができる。このため、大きな外力を必要とすることなく、効果的に岩盤を破砕することができ、装置の小型化が可能となる。これにより、大型の重機車両の導入が困難な状況においても岩盤を破砕することができるので、作業現場が限定されることがなく、汎用性を高めている。しかも、てこの作用を利用して削孔の内壁を押圧することにより効率良く岩盤を破砕することができるため、岩盤全体を粉砕するブレーカに比べて、岩盤破砕にかかる作業時間を短縮することができる。 In the invention configured as described above, since the crushing tool has the leverage structure, the external force is applied to the second end (power point) by the external force applying means, with the contact portion contacting the rock as a fulcrum. Thus, the first end inserted into the drill hole becomes an action point, and the inner wall of the drill hole is pressed by the leverage action to break the rock. Moreover, the distance from the abutting portion (fulcrum) of the second end (force point) to which an external force is applied is longer than the distance from the abutting portion to the first end (action point), and thus is applied to the crushing tool. A larger pressing force than the external force can be applied to the inner wall of the hole. Therefore, the rock can be effectively crushed without requiring a large external force, and the device can be downsized. As a result, even when it is difficult to introduce a large heavy equipment vehicle, the rock can be crushed, so that the work site is not limited and the versatility is enhanced. In addition, since the rock can be efficiently crushed by pressing the inner wall of the drill hole by utilizing the leverage, the work time required for rock crushing can be reduced as compared with a breaker for crushing the entire rock. it can.
ここで、破砕具は、第1端部と第2端部との間に屈曲部を有する略へ字状または略L字状の棒状部材であることが望ましい。というのも、例えば、破砕具の形状を略L字状に屈曲した棒状部材とした場合には、破砕具の第1端部を削孔に挿入したときに、第2端部(棒状部材の長手方向)は削孔の形成方向と略垂直な配置関係となる。したがって、第2端部に付加する外力の付加方向(棒状部材の長手方向に対してほぼ垂直方向)を削孔の形成方向と略平行とすることができる。これにより、削孔が形成された岩盤表面に占める岩盤破砕装置の占有面積を小さくすることができる。そのため、作業スペースが限定されることがない。 Here, it is desirable that the crushing tool is a substantially elliptical or substantially L-shaped rod-shaped member having a bent portion between the first end and the second end. This is because, for example, when the crushing tool is a rod-like member bent in a substantially L-shape, when the first end of the crushing tool is inserted into the hole, the second end (the rod-like member) is formed. (Longitudinal direction) has an arrangement relationship substantially perpendicular to the direction in which the holes are formed. Therefore, the direction in which the external force is applied to the second end (the direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the rod-shaped member) can be substantially parallel to the direction in which the holes are formed. This makes it possible to reduce the area occupied by the rock crushing device occupying the rock surface on which the holes are formed. Therefore, the work space is not limited.
また、破砕具は、屈曲部を挟んで第1端部側と第2端部側とを継合するように棒状部材に沿って補強部材をさらに備えるようにしてもよい。これにより、破砕具に過大な力が加わる場合においても、破砕具の変形を防止することができる。 In addition, the crushing tool may further include a reinforcing member along the rod-shaped member so as to join the first end side and the second end side across the bent portion. Thereby, even when an excessive force is applied to the crushing tool, deformation of the crushing tool can be prevented.
また、破砕具は、当接部に設けられて削孔の周囲の岩盤と係合する半球状の係合部材をさらに備えるようにしてもよい。これにより、係合部材が削孔の周囲の岩盤と係合して、当接部(支点)の位置ずれを防止することができる。しかも、係合部材を半球状とすることで、係合部材を支点とする破砕具の回動を阻害することがない。つまり、係合部材を支点として、第2端部(力点)に付加される外力によって、破砕具がスムーズに回動して、第1端部(作用点)が削孔の内壁を押圧する。そのため、破砕具の第2端部(力点)に付加される外力をてこの作用によって第1端部(作用点)を介し、削孔の内壁に効率良く伝達させることができる。 In addition, the crushing tool may further include a hemispherical engaging member that is provided at the contact portion and engages with the rock around the drill hole. Thereby, the engaging member is engaged with the rock around the drilled hole, and the displacement of the contact portion (fulcrum) can be prevented. In addition, since the engaging member has a hemispherical shape, the rotation of the crushing tool about the engaging member as a fulcrum is not hindered. That is, the crushing tool is smoothly rotated by the external force applied to the second end (force point) with the engagement member as a fulcrum, and the first end (action point) presses the inner wall of the hole. Therefore, the external force applied to the second end (force point) of the crushing tool can be efficiently transmitted to the inner wall of the drill hole via the first end (action point) by leverage.
また、破砕具は、本体と、本体の先端に対して着脱自在に形成され、本体の先端に装着されて第1端部を構成する先端部とを備えるようにしてもよい。これにより、破砕の目的に応じて先端部のみを適宜交換することができる。例えば、削孔の形状(削孔の径、削孔の深さ等)、破砕しようとする岩盤の重量を考慮して先端部の径、長さ等を変更することができる。また、先端部が岩盤破砕により変形、磨耗した場合であっても破砕具全体を交換することなく、先端部のみを交換することによって、メンテナンスの経済性と利便性を向上させることができる。 Further, the crushing tool may include a main body and a distal end portion which is detachably formed with respect to the distal end of the main body and which is attached to the distal end of the main body to form a first end portion. Thereby, only the tip portion can be appropriately replaced according to the purpose of crushing. For example, the diameter, length, and the like of the tip can be changed in consideration of the shape of the hole (diameter of the hole, depth of the hole, etc.) and the weight of the rock to be crushed. Further, even when the tip is deformed and worn due to rock crushing, the economy and convenience of maintenance can be improved by replacing only the tip without replacing the entire crushing tool.
この発明にかかる岩盤破砕工法は、上記目的を達成するため、岩盤に削孔を形成する削孔形成工程と、前記岩盤に当接する当接部を支点とし、前記削孔に挿入可能でしかも前記削孔の内壁を押圧可能となっている第1端部を作用点とし、前記当接部からの距離が前記当接部から前記第1端部までの距離よりも長い位置にあって外力が付加可能となっている第2端部を力点とするてこの構造を有する、破砕具の前記第1端部を前記削孔に挿入する挿入工程と、前記第2端部に前記外力を付加することで、てこの作用により前記第1端部を前記削孔の内壁に押圧させて前記岩盤を破砕する押圧工程とを備えている。 The rock crushing method according to the present invention, in order to achieve the above object, a hole forming step of forming a hole in the rock, and a contact portion contacting the rock as a fulcrum, and can be inserted into the hole, and The first end, which is capable of pressing the inner wall of the borehole, is defined as the point of action, and the distance from the contact portion is longer than the distance from the contact portion to the first end, and external force is applied. An insertion step of inserting the first end of the crushing tool into the hole, the lever having a leverage structure with the second end that can be applied as a point of force, and applying the external force to the second end A pressing step of pressing the first end against the inner wall of the hole by leverage to crush the rock.
このように構成された発明では、岩盤に形成された削孔に破砕具の第1端部を挿入させて、当接部を支点とし、当接部からの距離が当接部から第1端部までの距離よりも長い位置にある第2端部に外力を付加しているので、てこの作用によって破砕具に付加される外力に比べて大きな押圧力を削孔の内壁に与えることができる。このため、岩盤を容易に、しかも効率良く破砕することができる。 In the invention configured as described above, the first end of the crushing tool is inserted into the drill hole formed in the rock, and the contact portion is used as a fulcrum, and the distance from the contact portion is the first end from the contact portion. Since an external force is applied to the second end located at a position longer than the distance to the portion, the leverage can apply a greater pressing force to the inner wall of the drilling hole than the external force applied to the crushing tool. . Therefore, the rock can be easily and efficiently crushed.
また、大きな外力を必要とすることなく、岩盤を破砕することができるため、装置の小型化が可能となる。そのため、大型の重機車両を導入することが困難な作業現場においても、岩盤を破砕することができ、岩盤破砕ならびに岩盤破砕を伴う作業の適用範囲を拡大している。 Further, since the rock can be crushed without requiring a large external force, the device can be downsized. Therefore, even in a work site where it is difficult to introduce a large heavy equipment vehicle, the rock can be crushed, and the application range of the rock crushing and the work involving the rock crushing is expanded.
以上のように、この発明によれば、破砕具がてこの構造を有しているため、岩盤と当接する当接部を支点として、力点となる第2端部に外力が付加されることで、第1端部が作用点となって、てこの作用により削孔の内壁を押圧する。しかも、第2端部(力点)の当接部(支点)からの距離は、第1端部(作用点)から当接部までの距離に比べて長いので、第2端部(力点)に付加される外力に比べて大きな押圧力を第1端部(作用点)を介して削孔の内壁に与えることができ、容易に岩盤を破砕することができる。このように、てこの作用を利用することで大きな外力を必要とすることなく、効率良く岩盤を破砕することができるため、装置の小型化が可能となる。これにより、大型の重機車両の導入が困難な作業現場においても岩盤を破砕することができるので、作業現場が限定されることがなく、汎用性を高めることができる。 As described above, according to the present invention, since the crushing tool has the leverage structure, the external force is applied to the second end portion serving as the point of force, with the contact portion contacting the rock as a fulcrum. The first end serves as a point of action, and presses the inner wall of the hole by leverage. Moreover, the distance from the contact portion (fulcrum) of the second end (power point) is longer than the distance from the first end (action point) to the contact portion. A larger pressing force than the applied external force can be applied to the inner wall of the hole through the first end (action point), and the rock can be easily crushed. As described above, since the rock can be efficiently crushed without using a large external force by utilizing the leverage, the size of the apparatus can be reduced. Accordingly, the rock can be crushed even at a work site where it is difficult to introduce a large heavy equipment vehicle, so that the work site is not limited and versatility can be improved.
図1は、この発明にかかる岩盤破砕装置の一実施形態を示す図である。また、図2は、図1の岩盤破砕装置の部分構成を示す分解組立斜視図である。この岩盤破砕装置は、岩盤Rに形成された削孔1の内壁11を押圧することで岩盤Rを破砕する装置である。
FIG. 1 is a view showing one embodiment of a rock crushing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a partial configuration of the rock crushing apparatus of FIG. This rock crushing device is a device for crushing the rock R by pressing the
この岩盤破砕装置は破砕具2を備えており、破砕具2は削孔1の内径よりも小さな外径を有する棒状部材で形成されている。棒状部材は略へ字状に屈曲した屈曲部2a(例えば、屈曲角が120°)を有している。棒状部材としては、例えば、鋼鉄製の丸棒などを使用することができる。
This rock crushing apparatus includes a crushing
破砕具2は、支点として岩盤Rと当接する当接部2bと、削孔1内に挿入可能であるとともに、作用点として削孔1の内壁11を押圧可能となっている第1端部2cと、力点として駆動ユニット3(後述)により外力F1が付加可能に構成されている第2端部2dとを有するてこの構造となっている。しかも、第2端部2d(力点)の当接部2b(支点)からの距離は、当接部2bから第1端部2c(作用点)までの距離に比べて長くなっている。そのため、第2端部2dに外力F1が付加されることで、てこの作用により第1端部2bを介して外力F1に比べて大きな押圧力F2(>F1)を削孔1の内壁11に与えることができる。
The crushing
破砕具2は、図2に示すように、本体21と、本体21の先端に対して着脱自在に形成される先端部22とを備えている。この先端部22は、本体21の先端に装着されて第1端部2cを構成している。本体21は、その先端に先端部22側にいくにしたがって外径が減少する円錐台状の突出部211を有している。一方、先端部22には、本体21側に本体21の突出部211の形状に対応して孔221が穿設されている。そのため、本体21の突出部211を先端部22の孔221に挿入させることで先端部22を本体21に嵌合可能となっている。なお、先端部22の孔221の底部にはゴム等の緩衝材222が配設されている。これにより、先端部22の本体21からの着脱による先端部22ならびに本体21の嵌合部分の磨耗を防止している。また、先端部22の側面には貫通孔222、223が、本体21の突出部211の側面には貫通孔212がそれぞれ形成されており、ピン224を貫通孔222、212、223に挿通することで先端部22を本体21に固着可能となっている。ここで、ピン224の先端はナット225と螺合可能となっており、ピン224を貫通孔222、212、223に挿通した後にナット225を締結させることでピン224の抜けによる本体21からの先端部22の落下を防止している。
As shown in FIG. 2, the crushing
破砕具2には、棒状部材に沿って屈曲部2aを挟んで第1端部2c側と第2端部2d側とを継合する補強部材23が取り付けられている。これにより、破砕具2に過大な力が加わった場合においても、破砕具2の変形を防止することができる。なお、この実施形態では、補強部材23を破砕具2の両側に取り付けているが、破砕具2の強度を保持できるようであれば、補強部材23の取り付けをどちらか一方(例えば、破砕具2の屈曲側、すなわち岩盤R側のみ)としたり、補強部材23の取り付け自体を不要とすることもできる。
The crushing
また破砕具2は、当接部2bに削孔1の周囲の岩盤Rと係合する半球状の係合部材24を備えている。これにより、係合部材24が削孔1の周囲Rの岩盤と係合して、当接部2b(支点)の位置ずれを防止することができる。しかも係合部材24は半球状であるため、削孔1の周囲の岩盤Rと係合しながらも、支点として該支点周りに破砕具2を回動させることが可能である。そのため、第2端部(力点)に付加される外力F1をてこの作用によって第1端部2c(作用点)を介し、削孔1の内壁11に効率良く伝達させることができる。ここで、係合部材24は溶接などにより本体21に固着されているが、係合部材24は溶接に限らず、当初から本体21と一体成型したものを用いてもよい。なお、この実施形態では、係合部材24を本体21に設けているが、先端部22に設けるようにしてもよい。
In addition, the crushing
破砕具2の第2端部2dには駆動ユニット3と連結するための連結部25が設けられている。駆動ユニット3は、連結部25を介して破砕具2と連結されて、第2端部2dに外力F1を付加することが可能である。駆動ユニット3は、油圧式のジャッキ31と、油圧ジャッキ31を支持する支持台32とで構成されている。油圧ジャッキ31の上端は連結部25を介して破砕具2に回動自在に連結されている。そのため、破砕具2の傾きに応じて油圧ジャッキ31のピストンの伸縮方向(外力F1の付加方向)を変更可能となっている。また、油圧ジャッキ31の下端には球状の摺動部材31aが設けられるとともに、該摺動部材31aが支持台32の上面に設けられた凹部32aに挿入されている。そのため、油圧ジャッキ31のピストンの伸縮に応じて、摺動部材31aが凹部32a上を摺動することによって、破砕具2に効率良く外力F1を付加できるように油圧ジャッキ31の傾きが調整される。このように、この実施形態では、駆動ユニット3が本発明の「外力付加手段」に相当する。
A connecting
また、駆動ユニット3を岩盤R上に設置する際に、支持台32と岩盤Rとの間に間隙が生じる場合は、駆動ユニット3の支持台32と岩盤Rとの間にスペーサ4を挿入することで間隙を補填することができる。スペーサ4は、高さが互いに異なる鋼材(例えば、H鋼)を適宜組み合わせて積み上げることによって、所望の高さに調整可能に構成されている。これにより、駆動ユニット3がスペーサ4を介して岩盤Rと固定される。なお、スペーサ4は鋼材に限らず、駆動ユニット3の伸縮による加重に耐え得るものであれば、材質は問わない。
When a gap is formed between the
次に、上記のように構成された岩盤破砕装置の動作について、図3を参照しつつ説明する。 Next, the operation of the rock crushing apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
まず最初に、図3(a)に示すように、削岩機などの穿孔装置6を用いて岩盤Rに削孔1を形成する(削孔形成工程)。削孔1の形成は、穿孔装置6のロッド61の先端に取り付けられた削孔ビット62を回転・スライドさせることにより行われる。
First, as shown in FIG. 3A, a
次に、図3(b)に示すように、岩盤破砕装置を岩盤R上にセットする。具体的には、破砕具2の第1端部2cを形成した削孔1内に挿入する(挿入工程)。そして、当接部2bを構成する係合部材24を削孔1の周囲の岩盤Rと係合させるとともに、駆動ユニット3を固定するために支持台32と岩盤Rとの間にスペーサ4を挿入する。勿論、支持台を岩盤R上にそのまま設置することができる場合(支持台32と岩盤Rとの間に間隙が生じない場合)にはスペーサ4は不要である。
Next, as shown in FIG. 3B, the rock crusher is set on the rock R. Specifically, the crushing
ここで、破砕具2は略へ字状に屈曲しているので、破砕具2に連結される駆動ユニット3ならびにスペーサ4を削孔1の形成方向(この実施形態では、鉛直方向)とほぼ平行に配設することができる。これにより、削孔1が形成された岩盤表面RSに占める岩盤破砕装置の占有面積を小さくすることができる。
Here, since the crushing
この状態で、図3(c)に示すように、油圧ジャッキ31を駆動して破砕具2の第2端部2dに外力F1を付加する。すると、当接部2bを支点として、てこの作用により第1端部2cが削孔1の内壁11を押圧して岩盤Rを破砕する(押圧工程)。このとき、当接部2bから第2端部2dまでの距離は、当接部2bから第1端部2cまでの距離に比べて長いため、第1端部2cが削孔1の内壁を押圧する押圧力F2は外力F1よりも大きくなる。そのため、岩盤Rを容易に、しかも効果的に破砕することができる。
In this state, as shown in FIG. 3 (c), the
以上のように、この実施形態によれば、破砕具2はてこの構造を有しているため、岩盤Rと当接する当接部2bを支点として、力点となる第2端部2dに外力F1を付加することで、てこの作用により第1端部2cが削孔1の内壁11を押圧する。しかも、当接部2bから第2端部2d(力点)距離は、当接部2bから第1端部2c(作用点)までの距離に比べて長いので、第2端部2d(力点)に付加される外力F1に比べて第1端部2c(作用点)が削孔1の内壁を押圧する押圧力F2は大きくなる。そのため、岩盤Rを容易に、しかも効率良く破砕することができる。さらに、大きな外力F1を必要とすることなく、岩盤Rを破砕することができるので、装置の小型化が可能となる。これにより、大型の重機車両の導入が困難な作業現場においても岩盤を破砕することができ、岩盤破砕作業の汎用性を高めることができる。また、てこの作用を利用して削孔の内壁を押圧することにより効率良く岩盤を破砕することができるため、岩盤全体を粉砕するブレーカに比べて、岩盤の破砕にかかる作業時間を短縮することができる。さらに、騒音についても低減することができる。
As described above, according to this embodiment, since the crushing
また、この実施形態によれば、破砕具2を略へ字状に屈曲させているので、駆動ユニット3ならびにスペーサ4を削孔の形成方向とほぼ平行に配設することができ、岩盤破砕装置が占める岩盤表面RS上の占有面積を小さくすることができる。そのため、岩盤破砕装置の汎用性をさらに高めている。
Further, according to this embodiment, since the crushing
また、この実施形態によれば、先端部22を適宜本体21から着脱することができるため、破砕の目的に応じて先端部22を交換することができる。例えば、削孔1の形状(削孔の径、削孔の深さ等)に応じて先端部22の径、長さ等を変更することができる。また、先端部22が岩盤破砕により変形、磨耗した場合であっても、破砕具2全体を交換することなく、先端部22のみを本体21から着脱して交換することによって、メンテナンスを容易にしている。
Further, according to this embodiment, since the distal end portion 22 can be appropriately attached to and detached from the
以上のように、本発明にかかる岩盤破砕装置は、優れた汎用性を有しているため、大型の重機車両の導入が困難な作業現場においても効率良く岩盤を破砕することができる。そのため、作業スペースが限定された現場においても、柔軟に対応することができる。例えば、心抜き部分を形成しようとする岩盤Rに障壁が存在する場合においても、本発明にかかる岩盤破砕装置を適用することで心抜き作業を行うことができる。 As described above, since the rock crushing apparatus according to the present invention has excellent versatility, it can crush rock efficiently at a work site where it is difficult to introduce a large heavy equipment vehicle. Therefore, it is possible to flexibly cope with the situation where the work space is limited. For example, even when a barrier is present in the bedrock R where the centering portion is to be formed, the centering operation can be performed by applying the bedrock crushing device according to the present invention.
図4および図5は、同岩盤破砕装置を用いた心抜き作業手順の一例を示している。具体的には心抜き部分を形成する岩盤Rの近傍に岩壁RWなどの障壁が存在する現場における心抜き作業手順を示している。この心抜き作業は、穿孔工程と、割岩工程と、1次破砕工程と、2次破砕工程とを有している。この心抜き作業においては、同岩盤破砕装置を2次破砕工程に使用する。 4 and 5 show an example of a centering operation procedure using the rock crushing apparatus. More specifically, the drawing shows the procedure of the coring operation at a site where a barrier such as a rock wall RW exists near the rock R forming the coring portion. This centering operation includes a drilling step, a rock splitting step, a primary crushing step, and a secondary crushing step. In this centering operation, the rock crusher is used for the secondary crushing step.
まず最初に、削岩機を用いて岩盤Rに削孔100を形成する(穿孔工程)。削孔100の形成方法は、図3(a)と同様である。ここでは、後述する割岩装置7によって岩盤Rの割岩を行うため、割岩装置7の外径よりも大きな内径を有する削孔100を形成する必要がある。
First, the
そして、図4に示すように、例えば、特許第3197548号公報に記載されているような割岩装置7によって岩盤表面RSに向けて岩盤Rに亀裂CRを形成する(割岩工程)。この割岩装置7は、鋼棒71を中心として第1楔部材72の上半球面上に放射状に配置された複数の可動片73の当接部位731を引抜方向(−X)と鋭角をなす方向で、かつ岩盤表面RSに向けて移動させることによって削孔100の内壁101に圧力を与えて亀裂CRを岩盤Rに形成している。具体的には、以下に示すように亀裂CRを形成している。
Then, as shown in FIG. 4, for example, a crack CR is formed in the rock R toward the rock surface RS by the rock breaking device 7 as described in Japanese Patent No. 3197548 (broken rock process). In the split rock device 7, the
まず、図4(a)に示すように、割岩装置7を削孔100内に挿入させる。ついで、鋼棒71に対して鋼管75を遊嵌し、その鋼管先端部を第2楔部材74の上方端面に当接させた後、ナット76を(+X)方向に送り込むことによって鋼管75で第2楔部材74を(+X)方向に押し遣り、各可動片73を削孔100の内壁面101に向けて移動させる。
First, as shown in FIG. 4A, the rock splitting device 7 is inserted into the
次に、図4(b)に示すように、中空ジャッキ(図示省略)を駆動して鋼棒71を引抜方向(−X)へ移動させて、鋼棒71の先端部に取り付けられた第1楔部材72を一体的に引抜方向(−X)に移動させる。すると、第1楔部材72の移動とともに各可動片73が引抜方向(−X)に移動しながら、第1楔部材72の上半球面上を傾斜方向に摺動することとなり、各可動片73の当接部位731は鋼棒71の引抜方向(−X)と鋭角をなす方向で、かつ岩盤表面RSに向けて移動して削孔100の内壁101に圧力を与えて亀裂CRを形成して岩盤Rを割岩する。ここで、複数の可動片73は鋼棒71を中心として放射状に配置され、可動片73が放射状に突出して亀裂CRも放射状に形成されるため、岩盤表面部分のうち削孔100を中心とする倒立状で、しかも略円錐状の部分rが岩盤Rから浮き上がった状態となる。つまり、亀裂CRが相互につながり自由面が形成されることとなる。なお、以下の説明の便宜から、当該部分rを「表面分離部分」と称する。
Next, as shown in FIG. 4B, the hollow jack (not shown) is driven to move the
つづいて、表面分離部分rを、例えば、特開平8−105288号公報に記載されているような従来より周知の割岩装置によって破砕除去する。表面分離部分rは岩盤Rから浮き上がった状態にあることから容易に破砕することができる。こうして、図4(c)に示すように、表面分離部分rがそっくり除去されて心抜き部分が拡張されて自由面が広がる(1次破砕工程)。 Subsequently, the surface separation portion r is crushed and removed by a conventionally well-known rock splitting device as described in, for example, JP-A-8-105288. Since the surface separation part r is in a state of being lifted from the rock R, it can be easily crushed. In this way, as shown in FIG. 4C, the surface separation part r is completely removed, the centering part is expanded, and the free surface is expanded (primary crushing step).
ここで、さらに心抜き部分の表面側を広げる場合には、破砕対象たる岩盤Rは表面分離部分rのように岩盤Rは浮き上がった状態にないことから容易に岩盤Rの破砕を行うことができない。そのため、爪状の刃先などをしたリッパーを削孔100内の内壁101に貫入させて大型の重機車両で牽引する必要がある。しかしながら、岩壁RW側の岩盤Rを破砕するためには、岩盤RW側に向かって牽引しなければならないが、岩盤RWが障害となって重機車両で牽引することは不可能である。
Here, when the surface side of the centering portion is further expanded, the rock R to be crushed cannot be easily crushed because the rock R is not in a floating state like the surface separation portion r. . Therefore, it is necessary to pierce the
一方で、ブレーカにて岩盤Rを破砕することは可能であるが、掘削しようとする岩盤全体を粉砕することから岩盤破砕に長時間を要し作業効率が悪く、また、作業時に発生する粉塵等が心抜き部分に入り込んで心抜き作業を遅延させてしまうという問題がある。さらに、破砕に伴う騒音も問題となる。 On the other hand, it is possible to crush the rock R with a breaker, but it takes a long time to crush the rock because the whole rock to be excavated is crushed, and the work efficiency is poor. However, there is a problem in that the wire enters the centering portion and delays the centering operation. Further, noise caused by crushing is also a problem.
そこで、以下に示すようにして本発明にかかる岩盤破砕装置を用いて岩盤Rを破砕することにより、心抜き部分の表面側が広げられる。なお、同岩盤破砕装置の動作については、基本的には図3と同様であり、動作の詳細については説明を省略する。 Therefore, as described below, the rock surface R is crushed using the rock crushing device according to the present invention, so that the surface side of the centered portion is widened. The operation of the rock crushing apparatus is basically the same as that of FIG. 3, and the detailed description of the operation is omitted.
先ず、表面分離部分rから所定の距離だけ離れた箇所に削岩機を用いて削孔1を形成する。なお、削孔1の形成方法は、図3(a)と同様である。ここで、削孔1と、表面分離部分rが破砕除去された後の段差部RD(削孔100の周囲の岩盤表面)とで挟まれた岩盤Rの表面部分が破砕対象となる。
First, a
次に、図5(a)に示すように、岩盤破砕装置をセットする。具体的には、図3(b)と同様にして、破砕具2の第1端部2cを形成した削孔1内に挿入する。そして、当接部2bを構成する係合部材24を削孔1の周囲の岩盤Rと係合させるとともに、駆動ユニット3を固定するために支持台32と段差部RDとの間にスペーサ4を挿入する。段差部RDと支持台32との間には表面分離部分rが除去された分の高低差が生じているので、鋼材を適宜組み合わせて積み上げることにより所望の高さを得て、駆動ユニット3を固定する。
Next, as shown in FIG. 5A, a rock crushing device is set. Specifically, as in the case of FIG. 3B, the crushing
この状態で、図5(b)に示すように、油圧ジャッキ31を駆動して破砕具2の第2端部2dに外力F1を付加することで、当接部2bを支点として、てこの作用によって第1端部2cが削孔1の内壁11を押圧して、削孔1と段差部RDとで挟まれた岩盤の表面部分が破砕される(2次破砕工程)。このようにして、上記した破砕作業を繰り返すことで削孔1と段差部RDとで挟まれる岩盤部分を順次破砕することで、削孔100の周囲の岩盤表面が削孔1に至るまで心抜き部分の表面側を広げることができる。さらに、上記した一連の心抜き作業を繰り返すことで、所定の深度まで心抜き部分を拡張していくことができる。
In this state, as shown in FIG. 5 (b), the
以上のように、この実施形態によれば、削孔の内壁をてこの作用により押圧することで効率良く岩盤を破砕することができるため、心抜き作業を短時間で行うことができる。しかも、大型の重機車両が導入できない作業現場においても、岩盤を破砕することができるため、心抜き作業の適用範囲を拡大することができる。 As described above, according to this embodiment, the rock can be efficiently crushed by pressing the inner wall of the hole by leverage, so that the centering operation can be performed in a short time. In addition, even in a work site where a large heavy equipment vehicle cannot be introduced, the rock can be crushed, so that the applicable range of the centering operation can be expanded.
また、上記実施形態では、心抜き部分の近傍に岩壁RWなどの障害がある場合の心抜き作業について説明しているが、もちろん、このような障害がない場合においても本発明にかかる岩盤破砕装置を用いることで効率良く心抜き作業を行うことができる。 In the above-described embodiment, the centering operation in the case where there is an obstacle such as the rock wall RW near the centering portion is described. By using the device, the centering operation can be performed efficiently.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、外力付加手段として、油圧ジャッキ31を用いているが、これ以外の外力付加手段を用いてもよい。例えば、図6に示すように、破砕具2をワイヤ81で吊り上げることで外力F1を付加するようにしてもよい。この場合、駆動ユニット3には小型のウィンチまたはクレーンなどを用いることができる。ワイヤ81の先端にはフック82が設けられており、破砕具2はフック82と接続されることでワイヤ81と連結される。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes other than those described above can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the
この実施形態では、破砕具2の第2端部2dにフック82を掛けるための吊孔を有する第1吊部26が設けられている。なお、第1吊部26を設けることなしに、補強部材23に吊孔を直接形成するようにしてもよい。また、破砕具2をセット(破砕具2の第1端部2cを削孔1に挿入)するために、破砕具2の重心付近にフック82を掛けるための吊孔を有する第2吊部27が設けられている。なお、第1吊部26と同様に、補強部材23に吊孔を直接形成するようにしてもよい。
In this embodiment, a first hanging
したがって、削孔1に破砕具2をセットする際には、第2吊部27にフック82を掛けて破砕具2を安定させて搬送するとともに、第1端部2cを削孔1に挿入する。ついで、フック82を第1吊部26に掛け替えて、当接部2bを構成する係合部材24を削孔1の周囲の岩盤Rに係合させた状態で、ワイヤ81を吊り上げることで第2端部2dに外力F1を付加する。これにより、上記実施形態と同様にして、てこの作用により、第1端部2cが削孔1の内壁を押圧することで、岩盤Rを破砕することができる。
Therefore, when the crushing
また、上記実施形態では、破砕具2に丸棒を使用して断面形状を円形状(環状)としているが、その形状はこれに限定されるものではなく、多角形状であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, a round bar is used as the crushing
また、上記実施形態では、破砕具2を略へ字状または略L字状の棒状部材としているが、これに限定されない。例えば、破砕具2として略ト字状の部材を使用することも可能である。
Further, in the above embodiment, the crushing
岩盤に形成された削孔に挿入されて、その削孔内の内壁面を押圧することにより岩盤を破砕する岩盤破砕装置および岩盤破砕工法に適用することができる。 The present invention can be applied to a rock crushing apparatus and a rock crushing method in which a rock is crushed by being inserted into a hole formed in a rock and pressing an inner wall surface in the hole.
1、100…削孔
2…破砕具
2a…(破砕具の)屈曲部
2b…(破砕具の)当接部
2c…(破砕具の)第1端部
2d…(破砕具の)第2端部
11、101…(削孔の)内壁
21…(破砕具の)本体
22…(破砕具の)先端部
23…補強部材
24…係合部材
F1…外力
R…岩盤
1, 100: drilling hole 2: crushing tool 2a: bent portion (of crushing tool) 2b ... contact portion (of crushing tool) 2c: first end (of crushing tool) 2d: second end (of crushing tool)
Claims (6)
前記岩盤に当接する当接部を支点とし、前記削孔に挿入可能でしかも前記削孔の内壁を押圧可能となっている第1端部を作用点とし、前記当接部からの距離が前記当接部から前記第1端部までの距離よりも長い位置にあって外力が付加可能となっている第2端部を力点とするてこの構造を有する破砕具と、
前記破砕具の前記第2端部に取り付けられて、てこの作用により前記第1端部が前記削孔の内壁を押圧するように前記第2端部に外力を付加する外力付加手段と
を備えたことを特徴とする岩盤破砕装置。 In a rock crushing device that crushes the rock by pressing an inner wall of the hole against a rock formed with a hole,
The contact portion contacting the rock is used as a fulcrum, and the first end which can be inserted into the drilling hole and can press the inner wall of the drilling hole is used as an action point, and the distance from the contacting portion is A crushing tool having a leverage structure in which a second end, which is located at a position longer than a distance from the contact portion to the first end and to which an external force can be applied, is used as a force point,
External force applying means attached to the second end of the crushing tool and applying an external force to the second end so that the first end presses the inner wall of the hole by leverage. A rock crushing device characterized by the following.
前記岩盤に当接する当接部を支点とし、前記削孔に挿入可能でしかも前記削孔の内壁を押圧可能となっている第1端部を作用点とし、前記当接部からの距離が前記当接部から前記第1端部までの距離よりも長い位置にあって外力が付加可能となっている第2端部を力点とするてこの構造を有する、破砕具の前記第1端部を前記削孔に挿入する挿入工程と、
前記第2端部に前記外力を付加することで、てこの作用により前記第1端部を前記削孔の内壁に押圧させて前記岩盤を破砕する押圧工程と
を備えたことを特徴とする岩盤破砕工法。 A drilling process for drilling holes in the rock,
The contact portion contacting the rock is used as a fulcrum, and the first end which can be inserted into the drilling hole and can press the inner wall of the drilling hole is used as an action point, and the distance from the contacting portion is The first end of the crushing tool, which has a leverage structure with the second end at a position longer than the distance from the contact portion to the first end and to which external force can be applied as a point of force, is used. An insertion step of inserting into the hole,
A rocking step of applying the external force to the second end to press the first end against the inner wall of the hole by leverage to break the rock. Crushing method.
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