線爆発電気雷管による精密制御発破に関す る研究

研 究 輪 文

線爆発電気雷管による精密制御発破に関す る研究

緒方雄二', 松本 黄*. 勝山邦久書, 橋爪 冶'"

郎市中心 で'･R 施 され る発破解体では. 爆葵の爆政で発生す る振動 ･ 騒音 ･ 飛石等が周辺環境 へ与える影啓を十分に考W .した制御発破法が必要 であ る｡ 輪雷制御発破法の一つ と して. 傾聴 の起爆 を柄軌 こ制御す ることで発生す る応 力波の干渉等に よ り振動騒音等を軽減す る方法があ る｡

本研究 では

.

lJi'管の起爆 を

I F

JSの構度 で制御す るために柄密起爆 芦 と使用す る線爆 発花 曳 雷管 を試 作 した｡ 前述健 カ } ラ ･ t='デオに よる線爆 発電気笛管の壌轟現 象の観測か ら.

l p s

の柄碇 で

I I

J

Sか らI

D

s

まで宙管の起爆を設定 した時間差が制御 され ていることを確姥 した｡ ま た, イ ノージコンパ‑ タ方式頓高速度 カ J ラに よる伝横線の線爆 発現 象の観測か ら. 伝偵縁ゎ 橿爆 制御

は0.1

ILSの柄度 で起壌制御 され ていることを確認 した｡

7 ク.) ル栃に よる斉発発破実験か ら応力波の干渉に よ りスムースー / ラステ ィ'/ デの効果75'･‑^･

きい ことが･判明 した｡

I . はじめに

近年都市部での押開発に伴い高既臣折成長期に建 て られ た唖造物の解体処分75'･耽費にな っている｡ 従来の 解体東織を使用す る解体工法では. 解体虚位の連続使 用に伴 う振動 ･ 騒音等の公港間確の先生. 解体工期の 長期化. 解体虫晩に伴 う都政の先生等の間壇が指摘 さ れ ている｡ これに対 して発破解体は. 工期の短縮化.

解体東城に よる公審問鵬の解決等の利点が多い｡ しか し. 都市部で爆熊額を使用す るため. 周辺環境 の影響 を十分に考慮 した制御尭破法が必嬰である｡ L) また.

取 り扱いを問過 わなけ九は爆範頼 自体は非常に安全で あ り安価 である｡ このため噸範燐の有効利用が検討 さ れてお り, 発破に よる解体'ik'験が領地 されている2日I｡

本研究では.

7

Ii管の起爆 を柄掛 こ制御す る輪密制御 発破法の基礎的研兜 と して. 線爆 発屯気雷管の超煤 を

I I

LS の柄度 で起爆制 御 で きる輪帯起爆港 と柄寄留 管 を試作 した｡ 実験 では

,

柄密留管の超横柄度 を高速度 カ J ラ ･ ビデオに よる概脚結果か ら検討 したので報告 す る｡ また, 所帯笛管の包横に使用 され る伝鴫線の線

1992年 6

月

2

日受理

'賛涼再現技術縫 合研究所安全工学 W .

〒

305

つ く はi f i 小野川16‑ 3

T E L 0298‑58‑8564

'' 日本化薬株式会社化学品事業本部

〒100

東京市千代El)区丸の内 1 T

rI 2

番

9

号

T E L o3 3212‑4365

爆発現 尊をイ J ‑ ジコン.:一夕方式噂砧速度 カ ノラで 観潤 したので報告す る｡

2.

清密起爆器 と精密雷管

試作 した構密起爆 答は. 日本化葵鞠世路工場 で単作 した もので, 制御部 ･ 出力部 ･ 馬蹄部か らなる｡ 出 力 部には独立 した

5

チ 十･/ ネルの出力回路があ り. 制御 部か らの程爆 信号でサイ 1) スタが作曲 し. 充罷 した電 流 を放 出す る｡ 制御部 { .はそれ ぞれ のLg 路 を

]f

I

S

か

ら

1

0S ま {･

l IIS

の輪鹿 で任掛 こな爆開始信号の 入力時

か らの起爆遜れ時問を設定で きる｡ 柄密起爆 給を

Fig.

1に示す｡ 制御部の起爆開始信号の 入力方法

は.

押 し スイ ッチに よる起爆方法 とパル ス入力に よる起爆‑jJ一 法 があ り. パルス人力に J: I)起爆方法か ら高速舷 カ J ラ に よる撮影が容 易にな った｡ 試作 した柄帝起爆器の仕 様を以下に示す｡

(1)起 爆 回 路 故 :

5

チ ャンネル

(2)

制 御 時 間 :

1〝

S

‑ lo 島

(3)

制 御 構 庇 :

1〝S

(4)

充 電 電 圧 :

2.500

V 以上

(5)

コンデ ンサ一客丑 :

4 〝F /

チ ャンネル

(6)

出 力苛;出 力 免 荷 :

1 ±0.50

(7)

出 力 電 統 : lK A 以上

(8)

負 荷 ケ ー プ ル :

R G 5A /U 10 rTI

(9)

起 爆 方 法 :

(a)

押 しスィ ./ チ

(

t'

)

パルス入力 (高速度 カ J ラ)

‑ 200‑

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(a )M ai n body (b )ControlunitarLd m a

in body Fig . 1 P hotograph of preciese

blasting m achine

(U n lt mrTI)

Fig 2 P recise detonator for bu sting m achi

n

柄密起爆笹で起爆 させ る柄密雷管は, 線爆発電

気雷 管で絹'管内軌 こある電輪線を高電 力で溶斬 L 爆

発 させ ることで起爆萌を起噸 させ る雷管である｡ 構密雷管は,

日

本

化範型の線爆発電気雷管で. 鋼管体に起爆零 と添 銭萌をそれぞれベ ンス .) プ ト

O.4g, 0.3g

合計

0.7

g

を

℡体全体に充塀 してある

｡ 構雷雷管は装填 された装薬 丘か ら

8

号価菅に相当する｡ 構密館管の

板

喝回を

Fig.

2

に示す｡

33.1

, 来襲方法 精密胃管の起爆制御 美浜

柄帝館管の起爆柄度を検討する顎験では, 精密起 爆 器の

2

チ 十'/ ネルを用い

. 2

個の構密雷管を設

定の時 間並で起爆 させて, その起爆状況を高速度 カJE ラ

と高

速度 ビデオで観測 した｡ 高速度 カノラによる観測では 柄貯留管 の起爆制御が 】F LSの

4 ll, Cutt ing

(9

R

B C

M Rcry H c r‑cs ln p 1ate

P

re c ls8

b l as t i

ⁿ

m ac h in

eg

(un it n m ) Fig,3 Figure ofperfectsim u)taneous blastitlg teston acry

Lic plate

に

3

つの発破孔

(

直 径

7.^{O l皿}, A B

C 孔

) を穿 イ L L .

A B C

面上を破断予定面 と した

｡ A B

孔の

問鵬を

5^{O rLd .} BC

孔の間隔を

10

UEZEDとL .

3

個の構

im Ii

管引 FllB判こ起 爆するスムースプラステ ィング明晩

(以下

SB

と略す) を実施 し

, 7 ク

1

)

ル板の破壊状況を観測

した

｡ Fig.3

に墳鼓の扱喝 を示す

4.

央敦絵果 ｡

4.1

精密

雷管の境線制御乗鞍 起爆遅れ時間を

10F

.Sに設定 し

た実験 では高速俊 カ J ラで精密笛管の起

爆状況を観測 した｡

‑J ラッシュ使用状態での統御結果

から

A

了 打管の花境 線付近か ら管体の野蛮が始 ま り. 4

l IS で試聴政敵 こ 管体の野蛮が伝播す る｡ 時間の経

過に伴い雷管の破片 と装薬の爆鼓面が大きく野蛮す る

｡ 柄密箭管の管体島 部か ら発生するノイマンジ壬1 ト

を柄 帝笛 肝の超壌後 6 J LSに観測 した｡ また

. A

;T;管の起

爆後

10psにB

常 管の起爆が始 ま り A 雷管 と同様に

B 笛管の花横線付近 の管体か ら野栄が始 ま り爆発

するのを確認 した｡

フラッシュ未使用状態での観測結

架か らh i鴫線付近 で発光が始ま り, 時間の経過に伴

い溺管全体が発光す る｡ また, 奄横線付近の発光がL殻

も強 くな り. これは 高尾力で爆発す る伝埼線の影響の

ため と思われる｡ 常 体底部から発生するノイマ ンジェ

ッ トを鮮明に観測 し た

｡ A

宙管の起爆後

10F

LSに

B

常

管の起爆が始 まる

A

‑Ji管 と同様の爆発現象が馬橋線付近の起爆が始 ま

るの を確認 した｡

A

雷管の起爆 後

32I

LS

.こ2

個の

柄密笛管の爆轟曲の 術実する部分で発光現象を観測 した｡

これはAJf管の常 体の破片が高速度で衝突す るために起 きた

もの と思わ れ る｡ これ らの高速度 カJ ラの観脚絵柴

から柄'G 岱骨が設 起 した時間差で正確に起爆 してお り.

lf

LSの柄皮 で

制御 されていることを確認 した｡ 7 ラ‑, シ1 使用状態 での観測紙柴を

F

ig.4

に示す｡

起爆避九時間を

5 m s

に設定 した実験

ではIfl1迎唯 ビ

･7･'ォにより起爆状況を観測 した｡ 柄齢

f;'管の 爆 発と/

イー ′ンジェッ トの発生を高速度 ビ

デオの

1

ソレームに 観測 した｡ 精解雷管の起爆現象が数

十/Lで終 / す るこ とか ら

1

フレームですべての現象

が観測できた もの と 思われ る｡ 設定 した時間差で‑Ji管

の債鬼現象が観測 さ れていることか ら

, 5m s

の起爆

時間差の設定 で も正 確に超壌 していることを確認 した

｡ Fig

.5

に荊速度 t='

･デォに よ

る観測結果を示す｡

4.2

句樵

棟の授爆発叔測結果 イ メージコソ′三一夕方式壇高速度

カ J ラに .t る規潤 括柴か ら, 投影速度

106FP

S に よ

る枕潤では起爆糾始 か ら爆 発野毅 まで l 約

日IL

S

)

で

終了す る｡ 撫彬速度

5 ×106FP

S では電横線が発光 し

爆発臣紫す る梯子を 故駒 { ･観測で きた｡ 撮影速度

107F

P

S では馬橋線の滋 面でわずかな発光が始 ま り (

3

駒

臼), 全体が威 力に 発光 し爆発膨張する様子を鮮明に

観測できた｡ 投影迎

耽107FP

S での観測結集を

F

ig･6

に示す｡

これ らの観測結果か ら伝機線の

線壌尭現恥 土. 曲馬 してか ら精密起爆器の公称の栴度 であ

る

Lf

LS以内で 爆 発が起 きる ことを確認 した｡ ま

た. 船彫速度

LO T

FP

S での観G lJ実鼓では.

4

回の実

鼓 ですべて同 じ

3

駒 R か ら伝橋線の発光現象が開始す

ることを確認 した｡

この ことか ら伝偵線 自体の起爆制御

は.

公称の

l /LS

よ り高度に制御 されてお り

0.1

fL

の輔佐 で制御 されて い

ることが判明 した｡

4.3

アクリ

ル坂による観弼括集 ア クリル掛 こよる

SB

の実験結果を

F

ig.7

に示す｡ ア クリル板による実験結果か ら8 孔

か ら放射状に発生す る亀裂が非常に短 く. ほほ'切断予

定面上に亀裂が進展 す ることを確認 した｡ これは隣接す る我薬孔か ら

I‑20

の応

t

‑ Om s

I ‑ 吉m s

Fig. 5 PhotogTaph of high ･speed video

Fig.6 T he photograph oE wi re e

xplosion obseryed by h

igh ‑speed cam era

舟渡の干渉に よ り

切断予定面以外の部分では亀刻が少 な くな り.

S

B の効果が 大 き

いため と思われ る｡ また.

Lgl 巾 Ⅰで示 した私財 土

. A B 孔か ら同時に応 力波75'･放 射 され て形成 され

た地割 であ るが. 輝 き方向の反射 を 練 り近 し形成 さ1

1た もの と惣わJt る｡ このため. 輝 き 方向の良 さが十分にあ る実際の発破 では

発生 しない も の と思

われ る｡ 領鼓 では呼 さ方向の放射の影野は出来 るだけない よ う

に した｡

5.

ま と め

I. T

Ii竹 の起爆現柴

の観測か ら試作 した約倍起爆執 土.

lq J速度 カ ノ

ラに よる放測結果か ら

] f

LSの柄度 で 起爆制御 されているのを確認 した｡ また, 高速度 ビデオに よる観測か ら m s の起爆時間 農の設定 で

もiE 稀に起爆す るのを確認 した｡

2.

イ ノージ

フンJ;‑ タ方式適応述健 カ ノラに よる電 橋線が発光

し爆 発防鋸する紋様発現 駿の観測に成

功 した｡ また. 船 影速度

107FPS

での

4

回の観測

Fig. 7 P h

otograph oE sm ooth blasting irLthe acrylic resin plate usm g precise

blas血g m achine

結果 か ら伝境線 自体の起爆 制 御は

.0.1〝Sの精度

で制御 されていることが判明 した｡

3.

7 クリ

ル板に よる完 全斉発に よる

S

B 実敦か ら, 放射状 の 亀裂 が短 くほは切断予定 面に亀

裂 が進 展

す る ことか ら応 力渡の干渉 に よ り

S

B の効果が 大

きい ことがt判明 した｡

B J 辞 柄密起爆 器の試

作に際 しては 日本化薬㈱姫路工場 の 中村 '13氏 をは

じめ とす る関係各位 と高速度 カJ ラ及び イ ノージコンパ‑ タ方式超高速度 カ J

ラの撮影に際 し て多大な御協力

を受けたナ ック柵 の安藤. 住友両氏に 感謝の意 を表 しま

す｡ 参考文献 l) 山 口梅太肌 工業火薬

3

7 N o.6 日1976).

2)

富田幸 助 . 加藤僚‑ . 工業 火薬

4 B

S tud y o n the p re cise co ntro lled b lasting b y w ire ex p lo sio n electric d eto n ato r by Y ujiO G A T A +.Sakae M A T SU M O T O '.K unihisa K A T S U Y A M A '

K iyoshiH A SH IZU M E '+

C omtrolled blasting is required for dem olishing the old building in the urban area.T he precise blasting m achine w hich can controlthe in itiation tim e of wi re explosion detonator from l〝s to lo告w ithin l〝s precision w as m ade for the dem olition ･T he precision ofprecise blasting m achine w as confirm ed by the observation of high ･speed ca'm era and high ･speed video.T he sm ooth blasting w as

ca

rried outby precise blasting m achine on the acrylic resin plate.C onclusions are bri efly sum m arized as follow s;

1) T he precise blasting m achine can contol the initiation of wi re explosion detonator w ithin lFLPrecision from lF,S t

O

10s as the result of high ･speed cam era.

2)T he explosion oE leg wi re w as controlled wi th in 0.lfLS precision by th e observation of im age converter type high ･speed ciLm era･

3 )

T he effectofsm ooth blasting using precise blasting m achine w as confin ed by pe励 sim ultaneous blasting on the acryLic plate.

('F racture M echanics and E xplosives h b .S afety E ngineering D ep .N ational h ‑ stitute for R esouces and E nyirorLm ent.A IST .M IT l,I6‑ 3 0 TIOgam .T sukuba Science C ity,Jb

a

raki,305

H N IP P O N K A Y A K U C o .L td ,2‑ 1 M aru nouchi,1‑ C hom e,C hiyoda ‑ku , T ok

y

o.loo)

‑ 204 I

工業 火薬