臼砲試験 ( 正起爆) のメタソ着火要因 と爆薬の設計

研 究 駄 文 画i i i i i 面東面 i i i 繭 由

炭鉱用含水爆薬に関する研究 ( 第 1 報)

臼砲試験 ( 正起爆) のメタソ着火要因 と爆薬の設計

鈴木 輝 彦 事 , 植 村敬一 ',盛 満 行 夫 事, 佐 藤 俊 一 事

正起爆の臼砲テス トに放けるメタソ着火要田として,砲 口近傍の衝撃波速度,爆焔の卸定を 行ない検討を加えた｡正起爆では,爆煩を支配的要田 と考え爆発熟,爆発温度等を考慮す るこ

とによ り,食塩のような減耗消庖期がな くても定格 6 0 0g 程度の安全度を確保{･ きる｡

1 . 希 官

我が国に於いてほ,炭鉱用含水爆薬の一部がすI Cに 実用化 されてお り.従来爆薬にはない長所が注 目され つつある｡現在炭鉱用含水爆薬 として露可され ている もの糾 1,硝酸モノメチルアミソ,金属 アル ミニウム 勘等を鋭感剤 とす るものがあるが今回は,硝酸 モ ノメ チルアミンを用いた炭鉱用爆薬 に つ い て検討を加え た｡従来 よ り.爆薬によるメタt /ガス及び炭塵への着 火要田については広 く研究がなされてお り,従来型炭 鉱爆薬の設計に当ってほ基本的な思想が確立 されてい ると考えて良い｡ しか しなが ら含水爆薬に ̲おいてはま だ歴史が浅 く不明な点 も多 々あ る｡炭鉱用含水爆薬の 特故の一つは.定格 4 0 0g,6 0 0g の安全皮のものは.

食塩のよ うな減私消煩都を含有 しな くても,従来の炭 鉱爆薬 と同等の安全度を有するものが得 られ ることで あ る｡ これは爆薬中に成分 として存在す る水の減熱効 果 と考 え られ る｡そこで,定格 4 0 0g と 6 0 0g の従来爆 薬 と含水爆薬について,メタンガス着火の主要国と考 え られ る衝撃波 と爆煩の桝定を行ない炭鉱用含水爆薬 のメタソガス着火要田と爆薬設計の考 え方について換 封を加 えたのでここに報告する｡

2 . メタン放火軍国について

爆薬に よるメタl /着火の粟国 としてP i,一般K次の

項 目があげ られ る｡

( 1 ) 衝撃波

爆 熔 ( 3 ) 熟粒子

( 4 ) 生成ガスの 2次反応

しか し臼砲就換{･ ほ,衝撃波 と爆焔が メタソ着火の 主な要田として飴ぜ られてきている｡ 例えば, J . P

Eql地 中2月13日 受忍

+息免成二乗鯛此轟工場 甘時県尾田市水尻町304

ほ,白砲 口元付近の衝撃波速度 とメタl /着火の関係に ついて臼砲 F )元か らの距離 と街蓉浪速鹿の関係か ら着 火串曲線を示 し,又.村 E l ] ' ) 8 ) は メタン着火に対す る衝 撃政の速度 と厚さの関係式を蒔 き,更にメタ t /空気混 合ガスの点火の括性化エネルギーを求め.点火に要す る衝撃波の 速度は 1 6 0 0 m/ S以上{･ あ ると推鎗 してい る｡また.坑道内壁の衝撃波の反射衝突する点が有力 な点火源になると述べている｡

一方 日野 ら 一 )紘,白砲によるメタソ着火は爆轟温度 が支配的{･ あ り,消煩邦の有無 よ りも爆発温度の影響 を虎視 している｡

熱粒子,生成ガスの

次反応については.臼砲試験 の場合支配的な要田 とな り得 るか どうか不明である｡

本報では.定格 仙Og.6 0 0g の臼砲試験 ( 正起爆)に 桝 ナるメタソ着火要田をEl 砲 口元付近の衝撃波速度 と 爆煩の双方か ら検討 した｡

衝撃波速度 と着火串の関係については.畢者 らの共 助結果 と J . Phnt の着火串曲線を対比検討してみた｡

J . Pl a nt によれば,臼砲の孔か ら衝撃汲面が現われた 後 5 0 ps の時間で 衝撃波速度が a3 0 0 m/ Sの値 にまで 減 じる速度の衝撃波面を生ず るな らば,その条件では 5 0 % のメタl /着火率を挿つであろ うと述べ ,4 艶坑の 爆薬について9 9% ,5 0 % 及 び 1% の着火率曲線を禾 し ている｡ 但しこの場合はすべて逝起爆の乗数{･ あ り, 筆 者 らが乗施 した正起爆の場合に比べると阿寒皮の薬丑 で衝撃波速度が 1. ㈱ n/ S近 く高い値を示 している｡

逝起爆にす ると衝撃波速度が大 き (なることは畢暮 ら が別にお こなった来敦でも同様な結果が得 られている が.正遭いづれの起爆法にしろ衝撃波速度 とメタl /普 火串の関係旺同 じ着火率曲線で検討可能である ｡ 1%

着火率曲線は爆薬の風炉にかかわ らず帝似してお り.

衝撃波速度がある値以下になると着火 し難いと考え ら

‑ 8 4 ‑ エ薬火薬協会誌

れ る｡従. ?て定格薬長 く 卦火 串0 /1 0 ) の場合は当然 1

%潜火事Pl 線より低い額域の折撃波速皮を示す ことが 予想 され る｡

爆煩については , 爆煩の払皮,大 きも 持統時間が }タン蔚火に彫野する主な田子と考えられる｡爆熔の 大 きさ.持抑 時間は写英や光尾管苛で油定可成である が,温度の抑定は困鮭{･ ある｡ しかし爆垣の比較的高 屯な部分 と低温部分をある程度,分離 して放河す るこ とは可位であ り,今回は静止写其の絞 りを変えて 2 敬

料 とし,光尾管 も臥 低温用の 2 磯供を使用した｡

3 . 典故方法

3. 1 衝撃波適正の測定方法

Fi g

. 1 砲 E )近傍の衝撃波河定方法 Fi g . ^{1にEl砲孔口付 近 の 衝 撃 波 速}

皮沸定裳既を希 す ｡ 内径 55 mm,孔

長 1

0 c m の臼砲に 3 0 J m ≠×1 0 0g の薬包を装

束 し,正起爆にて発射す る｡衝撃波の邦定

紘 ,5 皿 四方

T8t)le2

突 放 試 料 の 性 能

丑 につ いて突放 を行なった｡

試製 3 梅は食塩の代りに 不活性物(アタバルガスクレイ)を匿き換えたもので

と

^{の 薬虫で爽験した} ｡ 4. 央験括果 4 . 1 衝撃波速度

4

地 目の検定爆薬 につい て定格 薬丘における砲口か らの既殿と . 衝撃波速度の関係を Fig.3 に示す ｡ 定格 〇一 (yu qr m ･* 事 rQ S

や

虎 口 か 今の 弘

也 b t

Fi g.3 砲 口か らの距藤 と折撃波速皮 (

定 格弟丑)

■

〉

〇

(増量 )･T

*

0

S

R S

地 tlからの組 (

m

Fj q.4 砲 口か らの距倍 と衝撃汲速度

( 定 格発 足+1

薬丑 {･ は.

4

な例は妖袈 3 梅の場合 である｡朕製

鰍

に 示すように3 号白梅の食塩を無性不活性物質 (アタバ ルガスクレイ)に世換 しただけで両者の睦健は.ほと んど丑がない｡

しかし.鉄製3 梅の場合は,Fi

に示すように, 薬 丑2 0 0g のときの値は 1% 着火串曲線を造かに下ま わっているにもかかわらず声 ̀の着火串を示し,この世 合は爆煩 によって 野火したと考えるのが 妥当 であろ

う｡

4 . 2 煽 頼

光尾管及び静止写井による甜定結果の一例をFi

に示す｡煤煩の拓阻却を湖定することを目的とした光 屯管 Ⅰ及び静止写其 (′‑2

と,装繋丑の増加に伴ってむしろ爆煩が小さくな. ?て いることがわかる｡

L=3 . 5

サ

ソペ ックス

サ

ソペ ックス

∫=

) r

2 (sJ u 'n書 毎

鹿T3か04)級

cp)I

砲J)からの衝撃波速度(雌3梅)

静止写真と光電管による抑定例

Fig.8

高速庶写其

ソペグ クス

0

コ†/秒

正起掛 ち於いては祈撃波がメタン着火要因として支配

的ではないことを示している

して尭生魚丘を 抑えることにより. Ta b t C2 に示すよ うに食塩のような波蝕消燈剤を使用しな くとも.定格

凝皮の安全度の爆薬を柑ることは 可他である｡

参考文献

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