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Reservoir Theoryによる採掘跡岩盤の挙動の判定

著者

中嶋 滋夫

著者別名

NAKAJIMA Shigeo

雑誌名

国際地域学研究

号

5

ページ

109-128

発行年

2002-03

URL

http://id.nii.ac.jp/1060/00003852/

Creative Commons : 表示 - 非営利 - 改変禁止 http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.ja

1 国 際地 域学 研究 第5 号2002 年3 月

ReservoirTheory に よ る採 掘 跡 岩盤 の 挙 動の 判定

緒

言

中 嶋 滋 夫 ’ 109 世 界 の 石 炭 産 業 に お い て 用 い ら れ る 生 産 方 式 は 大 別 し て 、 露 天 堀 （OpenCutMining ） と 坑 内 堀 （UndergroundMining ）に 分 け ら れ 、 坑 内 堀 で は 採 掘 作 業 面 を 幅 広 く 採 っ た 長 壁 式 採 炭 方 式（Lon-gwallMiningMethod ）が そ の 主 力 で あ る。 長 壁 式 採 炭 方 式 は 、 浅 い 領 域 の 採 掘 段 階 を 終 え て 、 深 部 採 掘 に 移 行 す る 場 合 に 用 い ら れ る 。 世 界 の 主 要 産 炭 国 の 石 炭 賦 存 状 況 は 様 々 で あ る が 、 長 壁 式 採 炭 法 は 、 国 土 面 積 が 比 較 的 狭 隆 で 資 源 量 に 乏 し く 、 そ の 割 に 生 産 負 荷 の 大 な 我 が 国 を 始 め 、 英 ・ 独 ・ 仏 ・伊 な ど の 先 進 国 が い ち 早 く 露 天 堀 か ら 転 換 し 、 深 度 に 比 例 し て 大 き く な る 地 圧 に よ る様 々 な 障 害 を 乗 り 越 え て 生 産 性 を 向 上 す る試 み が 図 ら れ て き た 。 我 が 国 の 生 産 技 術 は明 治 期 以 来 石 炭 生 産 に 先 駆 的 な 役 割 を 果 た し て き た 欧 州 技 術 を、 最 初 は 単 な る 模 倣 と し て 応 用 し て き た に過 ぎ な い 。1970 年 代 に い た り 、 劣 悪 な 採 掘 条 件 と 、 増 大 す る 採 掘 深 度 に対 応 し 、 そ の 頃 か ら台 頭 し て き た 低 廉 で 豊 富 な 中 東 輸 入 原 油 に 対 抗 す る た め に も 、 欧 州 技 術 の 模 倣 か ら 脱 却 し 、 独 自 技 術 を 開 発 し て 劣 悪 条 件 下 に も 高 生 産 性 を達 成 す る 努 力 が 払 わ れ た 。 多 く の 試 練 や 、 試 行 錯 誤 の の ち、 我 が 国 独 自 の 生 産 技 術 は国 内 に お い て 世 界 記 録 を 達 成 し 、 こ れ が 世 界 の 石 炭 産 業 の 関 心 を 招 き、 我 が 国 技 術 を 導 入 す る 産 炭 国 （豪・米・中 国 ） が 現 れ た 。 現 在 は我 が 国 のSD 採 炭 方 式 と 呼 称 す る 基 礎 技 術 を 踏 襲 し 、 こ れ に 各 国 独 自 の 改 善 を 施 し た も の が 、 世 界 の 主 流 生 産 方 式 と し て 普 及 ・ 定 着 す る に 至 っ て い る1 3)。 我 が 国 で こ の よ う な 高 度 機 械 化 方 式 開 発 の 母 胎 と な っ た 太 平 洋 炭 鉱 に お い て 、 筆 者 は 技 術 開 発 責 任 者 と し て 採 炭 技 術 を 考 究 す る 一 方 で 、 坑 内 生 産 方 式 を 完 成 さ せ る た め に 不 可 避 の 坑 内 生 産 に 伴 う 空 洞 化 し た 領 域 の 上 部 岩 盤 の 挙 動 に つ い て 研 究 を行 っ た 。 本 論 文 は そ れ ら の う ち 、 採 炭 切 羽 に 発 生 す る 周 期 圧 問 題 を 、 ガ ス 抜 き 理 論 を 用 い て 解 明 し た も の で あ る 。 長 壁 式 採 炭 切 羽 に お け る 採 掘 跡 の 岩 盤 挙 動 を 判 定 す る こ と は 、 切 羽 の 地 圧 現 象 を 解 明 す る上 で の 重 要 な 手 が か り と 考 え ら れ が、 諸 般 の 制 約 の た め、 採 掘 跡 の 相 当 上 部 層 の 展 開 と か 、 あ る い は 破 壊 の 収 束 し た 時 期 に お い て の 観 測 例 は あ っ て も、 稼 行 中 の 切 羽 の 採 掘 跡 の 状 況 を 知 る こ と は 甚 だ 困 難 で あ っ た 。 し か し 切 羽 の 安 全 性 を 高 め 、 合 わ せ て 経 済 的 に 利 用 す る た め 、 採 掘 跡 の ガ ス 抜 き が 隆 盛 を 見 る に ゛東 洋 大 学 国 際 地 域 学 部 ；FacultyofRegionalDevelopmentStudies,ToyoUniversity

110 国際地 域学 研 究 第5 号2002 年3 月 及 んで 、例 えばBohrHoleCamera に よる孔 壁 の観察 、 あ るい はReservoirTheory の応用4 6)等 に よっ て 、地 圧研 究 の分野 に も曙光 が 見出 さ れつつ あ る。 筆者 は、石炭 産業 で 行 われ てい るガ ス抜 きの 実測 デ ー タに対 し てDarcy の法則 を応 用し て検 討し た とこ ろ、地 圧 現象 と破 壊岩 盤 の示 すPermeability(透過性) との 関 連性 につ いて興 味 あ る結 果 を 得た。 2 。 ガ ス 抜 き 状 況 太平 洋 炭鉱 のガ ス抜 きに関し て概 略 を述 べ ると、本 層 から約30m 上 位 の 傑岩 層 まで の 間 に 分 布し てい る約2m 厚 の炭 層 から の発 生 ガ ス を対 象 とし て、一 般 に 切羽 前 方 か ら の水 平長 孔 ガ ス 抜 き 法 を 実施 し てい る。 メタ ンガ ス の吸着 は、炭 層 の みに限ら れ、 周辺 岩 盤 内 には包 蔵 され てい ない 。 し か し 、 炭 層 から のガ ス湧出 につ い て みて も、炭 層内 の有 効孔 隙 は小 さ いの で、 地 山の状 態 で は炭 層 か ら のガ ス湧出 もな く、 天 盤が 弛緩 、 破壊 さ れて初 めて ガ スの放 散 が 開始 さ れる。 こ の点 は、 ガ ス抜 き孔 に誘 導さ れるガ スの 全量 が、 採 掘跡 天盤 の破 壊 に よっ て もたら さ れる こ とを意味 し、 透 過 性 の 判 定 上 極 めて 有利 であ る。 3 。 弛 緩 ・ 破 壊 岩 盤 内 の ガ ス の 透 過 に 関 す るDarcy の 法 則 の 適 応 性 ガ ス抜 き を施行 する際 、ガ ス孔口 元 で は、ガ ス誘 導量、 誘 導負 圧 及び ガ ス濃度 を 測定 す る こ とが 出来 る。 破 砕さ れた石 炭 か ら放 出 さ れたガ ス は、 速や か に切 羽 通気 と平 衡 する ので 、口 元 で測 定 し た 負圧 は、 その ガ スが口 元 に到 達 す る まで に消費 さ れ る全圧力 を示し て い る。 すな わ ち、Pm ＝ △Pr 十 △Ph … … （3-1） ここ に △Pr: 採掘 跡 破 砕圏通 過 時の消 費圧力 △Ph: ガ ス抜 き孔 内 の消費 圧力 △Ph は本 来誘 導量の 自乗 に比 例 す るが 、実 用上 のガ ス抜 き の場 合 は、ガ ス 抜 き孔 内 で の消費 圧力 は 少 な く、Pm とガ ス誘 導 量 の関 係 は、直 線近 似 とな る。例 えば当 鉱 の場 合 は300∼400mm まで、 イ ギ リ スのヘ イ グ炭 鉱7)で は760mm （ 水柱 ）までの範囲 で直 線 性性 が 保 たれ、 従っ てDarcy の法 則 が適 用 可能 であ る と考 えら れる。 4 。 採 掘 に よ る 岩 盤 破 壊 の 範 囲 及 び ガ ス 放 出 圏 に つ い てDarcy の法 則 を適 用す る た めに は、ガ スの透 過距 離・断面 及 び ガ ス放出 の状 態 等を 正確 に求 め ねば なら な い。以 下 こ れら につ き検 討 す る。(1) 採 掘 の影響 を受 け る 高さ 包 蔵 ガ ス の放 散 を可 能 な らし める よう な 擾 乱 の起 こ る 範 囲 は、 例 えば ル イ ゼ ン ター ル 炭 鉱8) で は、切 羽 面長 を 直径 とし て上 盤 に描 い た半 円形 のド ー ムに相 当 す る と言わ れ る。 当 鉱 の切 羽面 長 は

THICXNESS tUMJ λこTVE − Fig.lStratigraphicColumnofCoalMeasuredRocksaboveMainSeam 中嶋:ReservoirTheory に よる採 掘跡 岩盤 の挙 動 の判定 Ill 概 ね100m 前後 であ るか ら、ガ ス抜 き の対 象 とな る上 位炭 層群 の分 布 す る切 羽直 上20∼30m まで の部 分 は、 す べて採 掘 の影 響 により 乱 さ れる こ とに な る。 こ の点 は実 際、当 鉱2 番 層が 本層 上 部30m 程度 に 賦存し 、本 層採 掘 後 数年 の のち にロ ン グウォ ー ル ド

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112 _{国際地 域学 研究 第5 号2002 年3 月} で 採掘 さ れ た結果 、全 くガ スを喪 失し て い る とこ ろか ら、当 鉱 の場 合 につい て も稼 行炭 層上 部30m 程 度 の範 囲 につ い ては、 採掘 に より弛緩 し 、良 好 なガ ス源 とな って い る もの と考 えら れ る。 従っ て 、 計 算対 象 と なるガ ス誘 導層 の 厚 さ はFig.l に示 す各ロ ン グ毎 の 実際 の上 部 炭 層賦 存 幅 とす る こ とが 出来 、 当鉱 の場 合、 その厚 さ は20m 前後 であ る。 （2） 天盤 の破 断 角 切 羽 の稼 行 条件 及び 自然 条件 に 差違 が なけ れば、 採掘 に よる 岩盤 の弛 緩・ 破壊 は ほぼ一 定 の位 置 (UllU ／Ul ︶3un[o ＾SB3paanpuT 2.5

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○ 10 20 30 40 50 METERS Fig.2RelationshipbetweenMethaneGaseVolumeinducedbyBoreholeandDistanacefromFaceLine

中嶋:ReservoirTheon' による採 掘跡 岩盤 の挙 動 の判定 113 か ら 急 激 に 開 始 さ れ る も の と 思 わ れ る 。 す な わ ち、 地 山 内 に 穿 た れ た ガ ス 抜 き孔 孔 端 に切 羽 が 接 近 し て く る と、 孔 口 密 閉 圧 は一 次 高 め ら れ た の ち 、 切 羽 通 気 と平 衡 し 、 こ こ に ガ ス の 誘 導 が 開 始 さ れ る が 、 こ の こ の 時 ガ ス抜 き 孔 孔 端 は 、 そ の 高 さ の 如 何 に 関 わ ら ず 、 切 羽 面 よ り 古 洞 側 に ほ ぼ60 度 の 角 度 で 延 長 し た 破 砕 面 上 に 点 綴 さ れ る 。 破 砕 面 の 前 方 で は 、 採 掘 の 影 響 は 未 だ 微 弱 で あ り、 小 規 模 の 亀 裂 が 生 成 す る に し て も 、 そ れ は ガ ス の 発 生 誘 導 を 可 能 と す る ほ ど の も の で は な い 。 従 っ て 、 切 羽 の 接 近 に よ り 、 ガ ス 量 は 徐 々 に 増 加 す る もの で は な く 、 破 砕 面 を 境 界 と し て 、 突 発 的 に 発 生 す る 。(3) ガ ス 放 出 圏 採 掘 の 影 響 は、 切 羽 の 周 辺 に ガ ス 抜 き の 対 象 と な る炭 層 が あ れ ば 、 極 め て 鋭 敏 に付 加 ガ ス の 発 生 と な っ て 現 れ る。 ド イ ツ の 例8り こよ れ ば 、 ガ ス発 生 の サ イ ク ル は 、 切 羽 採 掘 の サ イ ク ル に 数 時 間 の 遅 れ で 随 伴 し て い る。 採 掘 様 式 も当 然 ガ ス の 発 生 、 す な わ ち 岩 盤 の 弛 緩 に 関 与 し 、 跡 バ ラ シ 採 掘 で は ガ ス の 湧 出 は 活 発 で あ る が 、 全 充 填 切 羽 で は 僅 少 で あ る 。 上 位 天 盤 の 破 壊 の 程 度 も また 発 生 ガ ス 量 の 多 寡 に密 接 な つ な が り を 持 つ 。 粉 砕 し た 太 平 洋 炭 の 放 出 ガ ス量 半 減 期 は7 時 間 と さ れ9)、速 や か で あ る。一 方 成 層 状 態 の 炭 層 に 僅 か な 亀 裂 の 生 成 さ れ た 破 壊 の 初 期 状 態 で は、ガ ス 湧 出 速 度 は 比 較 的 大 塊 の ガ ス 圧 特 性10) か ら 推 し て 緩 慢 で あ り 、長 期 間 に わ た り 一 様 に ガ ス の 発 生 が 持 続 す る も の と 考 え ら れ る。 従 っ て 粉 砕 炭 の ガ ス 放 出 特 性 か ら 、 単 純 に 採 掘 跡 の ガ ス 放 出 特 性 を類 推 す る こ と は 、 上 部 炭 層 の破 砕 の 状 態 も不 明 で あ る 故 困 難 で あ る。 一 方、天 盤 貫 層 法 を 行 う 場 合 は 、採 掘 跡 の 位 置 に よ るガ ス 放 出 量 の 変 化 を 追 求 す る こ と が 出 来 る。 実 例 に よ れ ば8,11・12,13)、 何 れ も切 羽 直 上 の 破 砕 面 の 縁 辺 部 に 非 常 に 活 発 な 放 出 圏 が あ り 、 誘 導 ガ ス 量 は こ の 部 分 に 鋭 い 尖 頭 値 を 示 し て い る(Fig.2) 。破 砕 面 の 移 行 に よ り 、 採 掘 の 影 響 圏 内 に 入 っ た 岩 盤 は 、 包 蔵 ガ ス の 活 発 な 放 出 を 可 能 と す る よ う な 急 激 で か つ 著 し い 破 砕 作 用 を 蒙 る もの で あ ろ う。 こ の よ う に 、 大 部 分 の ガ ス が 短 時 間 で 放 散 す る と き 、 切 羽 前 方 か ら の 水 平 長 孔 法 を行 い 、 か つ ガ ス 誘 導 量 が そ れ に 見 合 う 場 合 は 、 ガ ス抜 き の 対 象 と な る 範 囲 は 常 に 切 羽 縁 辺 部 に 限 定 さ れ る こ と に な る 。 具 体 的 な 計 算 対 象 と な る ガ ス 放 出 圏 幅 と し て は 、 当 鉱 の 】孔 当 た り の 通 常 状 態 に お け る ガ ス 誘 導 量 は第1 ∼2 表 に 示 す よ う にl ㎡/min 以 上2m^/min 程 度 で あ っ て 、 多 少 の 石 炭 質 の 差 違 は あ っ て もFig.2 に 示 す ド イ ツ の 事 例 の お け る ガ ス 誘 導 量 に類 似 し て い る 。 従 っ て こ の 天 盤 貫 層 方 式 の 現 場 で 把 握 し た ガ ス 誘 導 範 囲 は、 当 鉱 で も 適 用 可 能 と考 え ら れ、 図 中 のl ㎡/min 以 上 のガ ス 誘 導 を 維 持 す る ガ ス 放 出 圏 の 幅 は 概 ね20m 程 度 で あ り 、 従 っ て 計 算 上 は ガ ス 放 出 圏 の 幅 を20m と し た 。

5 。切羽元周辺 における弛緩 した天盤の透過性

(1） 水 平方向 の 透 過性 透 過性 の計 算 に要 する諸 元 は、 前 項 まで の検討 によ るす べて 既知 量 とする こ とが出来 た。 その 結 果 、一 般 に切 羽前 方 から のガ ス抜 きに よ るガ スの 透過の メ カニ ズ ム はFig.3.A,B の よう に考 えら れ る。

114 国 際地域 学研 究 第5 号2002 年3 月 す なわ ちガ ス はガ ス抜 き孔 の周 辺 を除 きWh な る断面 を水 平 方向 に透 過 する ので、 透 過速 度 は V ＝ Qg -Wh … … （5-1 ） こ こにV ： 透 過速 度 （cm/sec）Qg: ガ ス誘 導量 （c㎡/sec）W: ガ ス透 過層 の幅 （cm ）h: ガ ス透 過層 の厚 さ （cm ） またDarcy の法則 によ り V ＝ Kh-μ dP -dl … … （5-2 ） ここ にKh: 水平 方向 の透 過性 （Darcy ） μ: 粘性 係数 （C.P ） Qg -Wh - Kh-μ dP -dl … … （5-3 ） こ こ に平均 等 価距 離をL 、 口 元負 圧 をP とす れば

器 伽1＝ツ ）

Qg ＝ KhWhP-μL … … （5-4 ） ガ ス はガ ス抜 き孔 の両端 から誘 導さ れ るので Qg Kh -2KhWhP − μL −Qg μL … … （5-5 ） -- … … （5-6 ） 2WhP （5-4） 式 はDarcy のLinearFlow の式 に相 当す る5へ （5-4） 式 は本 来QgP ＝QaPa,P1 ＋P2 P で あ る か ら 、 -Qa ＝ 2 KhWh 2μLPa (p ＼−p ＼) とな り、さ らに誘 導圧 力、誘 導量 、透 過物 質等 の条件 に よっ て種 々 の補正 が必要 で あ るが21,22)実 用 上 は(5-4) 式 を もっ て近 似 解 とす る こ とが出来 る。(5-6) 式 を用 いて定 常状 態、 すな わち 孔詰 まりや周 期的 な 異常 負圧 の状 態 を除 い た場 合 に つ きKh

中 嶋:ReservoirTheory に よる採掘 跡岩 盤 の挙 動 の判 定 115 を求 めた 結果 を第5-1∼5-2 表 に示 す。 この 結果 に よれ ば、水平 方 向 の透 過性 は、6∼12Darcy 程度 で あ っ て、 切羽 の 稼行 条件、 地質 条 件 が等 し け れ ば、 ほぼ一定 の値 を取 る も の と考 え ら れる。 （2） 垂 直方向 の透 過性 水平 長 後 方 によ り切羽 前方 か らガ ス抜 きを 行 う場 合の ガス 抜 き座 は、 経 済的 に理 由 から、 炭 層レ ベ ルの 僅 か上部 に設 け るこ とが 普通 で あ る から 、切 羽進行 に 伴い ガ ス抜 き孔 の有 効ガ ス抜 き位 置 は、 次 第 に切羽 天盤 に近づ き、 一定 の 限 界 を超 え て切 羽に接 近 す れば直 接 天盤 に発 達し た 亀裂 を通 じ て 切 羽通 気 がガ ス抜 き孔 に 漏洩し 、 ガ ス濃 度 が低 下 する。 こ の時 、ガ ス誘 導 量 と通 気 漏 洩量 に 関し て そ れぞ れ次式 が成 り 立 つ。 Qg Qa 一 一 一 一 2KhWhPg μL KvWhPg μLa … … （5-7 ） … …(5-8) 上記 の2 式 につ い て、負 圧 と誘 導 量 に関し て はPg ＝PaQg ＝nQa な る関 係が 成 り立つ 。 通 気 漏洩 量 のdimension に 関し て は、 次 に よう に考 える こ とが 出来 る。(a)h' につ い て 前述 の よう に、水平 方向 のガ スの透 過 層厚 さ とし て は、Fig.2に見 ら れる 実績 か ら、lm/min 以 上 の ガ スが誘 導 さ れる天 盤 の通常 弛 緩状 態 に関し て は、切 羽 元 より20m 程度 の厚 さ が適 当 と考 えら れ る。これ に対し 、通気 の 漏洩 に関 し て は、直 接 天盤 は、通 常切 羽 元 よ り10m の範 囲 を超 える こ となく 崩 落 し、上 部 岩盤 の 沈下 と相 まっ て 古洞 を閉 塞し てし まうの で、h'＝10m 程 度 と見 な され る。(b)La に つい て 通 気 の漏 洩距離 は、明 らか に切 羽 天盤 か ら ボ ア ホール位 置 まで と見 る こ とが出 来 る。La は切羽 の 一︲l ・ 、 ｜ t

ド バ

Fig.3-AMethaneGaspenetratingArea

ブ ト ニ

フヤ

FrontView Bohebole Fig.3-BMechanismofMethaneGasPenetration (LinearFlow)

116 国 際 地 域 学 研 究 第5 号2002 年3 月

進 行 に 従 っ て 変 化 す る。

第5 −1 表透過性 計算表 西20型3 号ロ ング (20 片4 号卸6 日 抜 きNo.71 ポ ー リ ン グ)

Date GasInducedVolume NegativePressure Kh

m/min cm^/sec kg/cm^ Darcy

6.Feb 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 19 20 1.68 1.68 2.02 2.02 1.90 2.37 1.34 0.78 1.16 0.62 0.45 0.59 0.70 28,000 28,000 33,670 33,670 31,670 39,500 22,300 13,000 19,300 10,300 7,500 9,800 11,670 O.OI10 0.0116 0.0140 0.0140 0.0106 0.0166 0.0070 0.0076 0.0070 0.0070 0.0040 0.0030 0.0060 日.23 10.64 10.61 10.61 13.18 10.49 14.05 7.54 12.16 6.49 8.27 14.41 8.58 L ＝30m （ 切 羽 面 長120m)W ＝20mh ＝17mQgXO.Ol ×3 ×10^QK. ニ ＿ 羊gド Ξ゛ト ｀゛千 玉 ＿4.41 ×10-" ｀g2 ×2 ×w ×1.7×lO'XPP 第5 −2 表 透 過 性 計 算 表 西20 型5 号 ロ ン グ （20片西6 号卸8 日抜 き下 枝No.5l ボーリング）

Date GasInducedVolume NegativePressure Kh

m^/min cm/sec _kg/c㎡ Darcy

18.Feb 19 20 21 22 23 28 l.Mar 2 3 4 2.30 2.30 !.75 1.85 1.82 2.05 1.72 2.18 2.10 2.02 1.96 38,300 38,300 29,200 30,800 30,300 34,200 28,700 36,300 35,000 33,700 32,700 0.0140 0.0140 0.0150 0.0060 0.0140 0.0125 0.0090 0.0120 0.0128 0.0130 0.0120 7.50 7.50 5.33 14.07 5.93 7.50 8.74 8.29 7.49 7.10 7.47 L ＝23m （切 羽 面 長90m ）W ＝20mh ＝21mQsXO.Ol ×2.3×iO^QKk= ⊇li ’半 声 ミド ド ＿ ＝2.74X101 ？ −2 ×2 ×1(F×2.1×10^xpP (c)W につい て 通 気 の漏 洩 は、ボア ホール 位置 の切羽 天 盤 への接近 距 離が15m 程度 か ら発生 し、こ れに対 する通 気 の吸 引 可能 範囲 は約100m 、す なわ ち切 羽全 面 にわ たる が、通 気漏 洩 が垂直 方向 で あ る限 り、こ の よ う な低い ボア ホー ル位置 で の切 羽 全域 か ら の通 気 漏洩 は考 え難 く、 ボア ホール の存 在 す る近 辺 の直

中嶋:ReservoirTheory に よる採掘 跡岩 盤 の挙動 の判 定 117 接 天盤 か ら の局部 漏 洩 と見 なす のが 妥 当で あ る。w はh',La と異 な り、未知 数 であ るが 、ボア ホー ル の位置 と無 関 係 に一 定 に値 を とるこ とは、 通気 漏洩 方向 が常 に垂直 方 向で あ る ことを 原則 とす る 限 り不自 然 であ り、こ こに最 も簡 単 な場 合 とし てf（W' ）＝mLa なる 関係 の あ るこ とが想 定 さ れる。 以 上 の検 討か ら （5-5）式 及 び （5-7）式 を整 理 する とQg=nQe ，Pg −Pa,W −mLa で あ るか ら 2KhWhP-μL Kv-Kh 一 一 nLvW'h'P μLa 2Wh n ・mh'L … … （5-9 ） が求 め ら れる。n,m は係 数で あ る。 （3） 層 位 とKv/Kh の関 係 第（5-8）式 の右辺 に 関し て は、n の みが変 数 であ り、 他 は切 羽条 件毎 に一 定 の常 数で あ るが、 う ちm は 未知 数 で ある。 従 って （5-9 ）式 を Kv-Kh 一 一 1 −n _{C …… （5-10）} とお く ことが 出来 る。上 記C に は未知 数 が含 まれ ていてKv/Kh の絶 対値 を求 め るこ とは 出来 ない の で、 ボア ホ ール の存在 す る層 位 と1/n の関 係 を実 測値 に よ り求 め る とFig.4 が得 ら れ た。Fig.5及 びFig6

はそ の基礎 デ ータ とKh の計算 結 果 を示 す。Fig.4 に明 ら かな よう にKv/Kh と天盤 層位 との 間に は、一 定の 傾向 が認 めら れ、12∼20m 以 上 の層 位 に おい て はkv/Kh ＝O で 通気 漏 洩 が な く、 ボア ホ ールの 位置 が 下 が ると漸 次 指 数関 数 的 に通 気 漏 洩 量 が増加 し 、 あ る一 定 の層 位 にお い て は無 限大 とな る。 次 に これ らの層 位 と1/n の実 測値 につ き指 数 回帰 曲線 を求 め た。 こ れ をFig.7 に示 す。 指 数回 帰 曲線 は3 号ロ ン グの場 合Y ＝5.29 （l−0.84e-''≪゛） （r2 ＝0.77,n ＝16 ）5 号ロ ン グの場 合Y ＝9.03 （l−O.9Oe-3.*゛） （r^ ＝0.99,n ＝11 ） であ っ て、共 に有意 な指 数 回帰 であ り 、概 ね6 ∼lOm の 層位 で1/n の値 は無 限大 と な るこ とが明 ら か と なっ た。3 号ロ ン グ と5 号ロ ング のお け る通 気 漏洩 の差違 は、自然 条 件 の差 で はな く、切羽 進行 速 度 の差 と考 え られ る。 すな わち3 号 ロ ン グ の出炭 実績 は西10 片ロ ン グ に比 べ れば最良 で 累 層平均 出 炭 能 率8.05t/ 人 を記録 し たが、西10 片 の切 羽で は7t ／人 台で あ り、特 に始 発近 辺 におけ る3 号ロ ン グ の高 速 進行 が地圧 に よ る擾乱 天 盤 厚 さ を最 低 限 に抑 制 す る こ とに効 果 が あっ た もの と考 え ら れ る。 また、 切 羽 の高速 進行 の効 果 は、 単 に 岩盤 層 の擾乱 高 さ の差違 ばか りで はな く、 擾乱 の 程度 もま

118 ︵ f e J B Q ︶ 10 20 a 3 ( U 3 ￨ ＞ ︵ V ︶ i t i s a s o ＼ v v i 3 t ￨ t u i o j j I t i S i ＾ i i 5 0 国際 地域 学研 究 第5 号2002 年3 月

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INTERMΞDIATEHXKaA.*.Tl ・1 ＝° 太 一 Fig.9RoofFallobservedatWest10LevelNo.6 LowerLongwallObservedbytheAuther 22ndSecondShiftDec'61 k LCWEA − 120 _{国際 地域 学研 究 第5 号2002 年3 月} た第5-1 表 と第5-2 表 を見 る とお り 異な り、切 羽進 行 が早 く、岩 盤 の擾 乱 高さ の低 い3 号ロ ン グの 場 合 、 透過 性 も また7 ∼8DarcY 程 度 と小 さ く、5 号ロ ン グ の場 合 はlODarcy 前後 と乱 さ れ 方が 大 き い 。 この結 果 は、同 じ く太平 洋 炭 鉱に お いて、切 羽 進行 、破 断 角及 び天 盤 の乱 れに つい て 別途 筆 者 ら が観 測し た 結果 と も一 致 す る15)。Fig.7 に示 し た1/n の値 が無 限 大 にな る層 位 より も下の、 いわ ゆる直接 天盤 の擾 乱 の状 態 に つい て は、 現場 観 測 によ る実態 か ら、 天盤 に 発生 す る垂 直 方向 の亀 裂 は、 層 間剥離 に よっ て発 生 す る水 平 方 向 の岩 盤 の乱 れ と略略同 等 と見 なす こ とが出来 る。 すな わち地 山 採掘 の採 炭切 羽 にお い て は、 天 盤 面 に 発達 し て目 視 に 耐 え る 亀 裂 が認 め ら れ るば か り で な く、 古 洞 の 崩 落 に 際 し て 目 視 可 能 な5 ∼6m の 範囲 で は、崩 落岩 塊 は一 般 に細 かく砕 け、決 し て剥離 し た単 位 岩盤 層が、古 洞方 向 に長 大 な スパ ン の ままブ ロ ック上 に崩 落 す る こと はない16)。Fig.8 ∼10 は天盤状 態 の著 し く悪 化 し た累層 採掘 の下 層ロ ン グ におい て、下 層 の直接 天 盤で あ る本 下 層 間 の合 い盤 が崩落 し たた め、 木 層 古洞 の崩落 ズリが下 層 ロ ング に二 次崩 落し た ものを取 り明 け た 状態 を筆 者が 観測 し た もので あ る。崩落 の 直接原 因 は、化石 水 の異 常 浸透 に よる天 盤 の軟 弱 化 で、 下 層ロ ン グ天 盤 から は、崩 落 以 前 に滴水 が あっ た。 この た め粘土 を 含 む下層 下盤 の軟 弱 化 を生 じ 、 これ が下 層ロ ングの 曳 き柱 作 業 を大 幅 に遅 延さ せた。こ の結果 通 常30m に維持 し てい る安 定 距 離 は、40m 弱 に引 き離 さ れた。これ ら はFig.8∼10 に見ら れ る共通 の事 象 であ り、従 って 図 は木 層ロ ン グの40m 古 洞 を観 察し て い るこ とに な る。 本 層 の古 洞ズ リ は、 約40度 の安 息 角 の範 囲 は す べて 二 次崩 落 し 、崩 落 し ないで 吊っ てい る天盤 の 高 さ は最高6m で あり、また この吊 り 天盤 のス パ ン は最大12m に 及 び、 い く つか の著 しい亀 裂 が認 めら れ る ものの、 まだ岩 塊状 に破壊 さ れて はい ない 。

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Fig.lOGoafFallobservedatWest20LevelNo.3 LowerLongwallObservedbytheAuther 26ndlstShiftJune'62

中 嶋:ReservoirTheory に よ る採 掘 跡 岩 盤 の 挙 動 の 判 定 121 こ れら の観 察 を通じ て、直 接天 盤 のKv/Kh 比 と7 ∼8m 以 上 の上 部 層 の そ れとで は著 し く差違 の あ るこ とが わか る。さ ら に本層ロ ング 採掘 後20∼30m 上部 の二 番層 を採 掘し た 経験 に よ れば17)、旧 本 層 ロ ン グの 始終 掘部 分 を除 き、 採掘 の 影 響 によ る上下 盤岩 盤 の破 壊亀 裂 はな く、 この点 で二 番 層切 羽 操 業 に は何ら の支 障 もな かっ た。 た だ二 番層ガ スは完全 に 逸散 し若 干 炭 層の軟 化し た こ とが認 めら れ、長 年 の ホーベ ル採 炭 の支 障 とな っ て きた硬 炭 質故 の切 り込 み深さ の 減少（30mm/ 回）が、 二 番 層切 羽 のみ は100mm/ 回に達 す る切 り込 み深 さ が 得ら れ、 シ ュ ミット ハ ン マ ー指 数で は本 層 未採 掘 部 分 の二 番 層硬 さが50で あ るの に比 し、 本 層採 掘 部分 の二 番 層硬 さ は最 大20程度 に軟 化し て い る こ とが明 ら か となった。 こ れら の 経験 から 、層 位毎 の 岩盤 の 乱 れをKv/Kh 比 の観 点 か ら整 理す る と、本 層上 部20∼30m の 位置 にお け る岩盤 層 で はKv/Kh ＝O で あ り、た だKh に つい て はガ ス を十 分 に誘 導す るだ け の透過 性 があ る。7∼12m 上部 の岩盤 層 は切 羽元 から40m の 古洞 にお い て、 まだ長 大 なス パ ンで吊 り天 盤 を構 成し て お り、若 干 の亀裂 は認 めら れ る もの の、Fig.lに見 ら れる性 質 の 異な る岩石 層毎 に発生 す る 層 間剥 離 の頻 度 と、均 一、 一定 な隙 間 の状 態 によ るガ ス誘 導 の有効 性 に比 べ れ ば、 垂直 方 向 の透 過性 は まだ非 常 に小 な段 階 にあ る と見 なさ れ る のであ る。 一 方、炭 層上部5∼6m まで のい わ ゆる直 接 天盤 で は垂直 方向 の亀裂 の発生 も著 し く、古 洞 ズリ の細 か く砕 け る点 から も、両 方向 への 透過 性 は ほぼ 等しい 状 態 に変化 し てい る と考 え られ る。 以 上 の検 討 に より、 実技 の面 か ら 捉 え た層 位 毎 の岩 盤 の 乱 れ か ら 言っ て、Fig.7 にお い て はKv/Kh ＝l とな る層 位 は、 こ れら漸 近線 の収 束度 の大 な る部分 にあ る と見 て差し 支 え なく、従っ て5 号 ロ ン グの場 合 は19∼10m の上部 岩 盤 にお い て亀 裂が 発達し 、lOm 以 下 で はKv/Kh ＝l とな り、また3 号 ロ ン グの場 合 は、12∼6m の上部 岩 盤 にお い て亀 裂が発 達し 、6m以 下 で はKv/Kh ＝1 と なる岩 盤 の 著 しい 乱 れが あ る とい え よう。 6 。 地 山 炭 層 の 透 過 性 前述 のよ うに、切 羽元 周辺 の 透 過性 は水 平 方向 で はlODarcy 程 度、垂 直 方向 で は層位 に より 異 なる こ とが明 ら か とな っ たが、 これ らの値 が地 山 の状 態に対 し て どの 程度 変 化 を示 し てい る か検討 する 必 要 があ る。 地 山炭 層 の透 過性 は炭壁 注 水 の実 測値 より 算定 可能 と考 え ら れる。す な わち、Fig.11に示 すよう に 炭 壁 内 に注水 を行 っ た とき、 圧力 水 の浸 透 状 態 は、孔 の周 辺で は放 射 状 に移 動 す るが、 上 下 盤 が炭 層 に 比し安 定 し てい れ ば、 一 定距 離以 上 で は炭層 内 を直 進 す る。 故 に長 さW に対 す る部 分で はDarcy のLinearFlow の式 が成 り立 つ。 こ こ に Ql -2WhKoP μL W: 注 水 長 （cm ） … … （6-1 ）

122 _{国 際地 域学 研究 第5 号2002 年3 月} h ： 層厚 （cm ）P ： 注水圧 力 （kg/c㎡ ） μ・■水 の 粘性 係数 （C.P.）Ko: 地 山炭 層 の透 過性 （Darcy ）L: 透 過距 離 （cm ） 注 水孔 末端 で は、日炭 高松 の場 合18)の よう に非 常 に 浸透量 の 少 ない 例 もあ るが、 一般 には孔 端 か ら深部 方向 へ の放射 状 に浸 透す る19）。 従 っ て末端 の 浸透 をRadialFlow と すれ ば V ＝ -Qr π Γh … … （6-2 ） 注 水孔 末 端 の注水 速度 はDarcy の 法則 に より 従っ て V ＝ Q -πΓh Ko -lr 刳 Qr ＝ Ko-μ dr -● dP -dr … … （6-3 ） dP -dr

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πhKoP μln ・1/r … … （6-4 ） 注 水 は注 水孔 の両端 か ら同 様 に 浸 透 するの で Qr -πhKoP μ ＼n・l/r … … （6-5 ） 全注水量はQt ＝Q, 十Qr ……（6-6） Qt -一 一 2;rhKoP-μ1 2WhKoP-μ 2 πhKoP μln ’1/r ＋ π In ・l/v ） … … （6-7 ） Ko ＝ … （λμ … … （6-8 ） ＋ π In ・l/r.. ）

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Fig.11MechanismofHighPressure WaterPenetrationintoCoal Seam と なる。 第6-8 式 に炭鉱 で 実測し た高 圧 注水 に関 す る諸 数値20)を 代入 す れ ば、Qt ＝1,170cm/sec

Fig.l2DestructionofGoafobtainedbyPermeabilityofMethaneGasandLeakofAir h 二180cmw/ ＝1,000cm1 ＝500cmP ＝94kg/cm2rw ―5cm μ ＝1.0 K0= 中嶋:ReservoirTheory に よる採 掘跡岩 盤 の挙動 の判 定 1,170Xl.O 2X180 ×94 （ 1,000 -500 ＋ 3.14 -4.6 123 ニ1.3 ×lO-^Darcy 以 上 の よう に、第6-8 式で 求 め た地 山炭 層 の 透過 性 は1.3×lO-^Darcy で あっ て、破 砕面 内 の切 羽元 天盤 は約6 ∼l2Darcy の値 を示 す か ら、 採掘 の影響 を受 け た岩 盤 の 透 過性 は地 山 の状 態 で最 も大 き い 透過性 を持 つ石 炭層 に比 して も500∼1,000倍 に増加し て い る こ とにな る。また、こ こで求 め た地 山 炭壁 に透過 性 は上 下盤 の透 過性21り こ対 し て10^倍 を示 し、Ko の測 定 の 際の上 下 盤 への逸 水 は無 視 で きる こ とが明 ら か となっ た。また、破 砕面 内 の切 羽元 天盤 は、地 山 の岩盤 から見 ると10≪倍 の 透過性 を示 す変化 を受 けた こ とがわ か る。 7 。 切 羽 元 周 辺 に お け る 天 盤 の 挙 動 切 羽前 方 から の水平 長 孔ガ ス 抜 き より計 算し た透過 性 から、 破 砕面 縁 辺 の岩盤 の 挙動 を考 察 す れ ば、 概 ねFig.12の状 態 を呈し てい る。 前述 のよ うに、 未採 掘状 態 で は、 ガ スの放 出 は殆 ど ない。 既 に求 めたよ う に地 山炭 層の 透過 性 は1.3×10-^Darcy で 、岩石 のそ れ はさら に小 さ いか ら、100mm 程 度 の負圧 はな きに等し い ので あ る。 従 っ て、 ガ スの誘 導 が可 能 とな っ たこ とは、 岩盤 の構成 状 態 が採 掘 の影響 によっ て変 化し 、 有効

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124 国際地 域学 研究 第5 号2002 年3 月 間 隙 の増加 に伴 い、 透 過性 が著 し く大 に なっ たこ とを意 味 する。 し か もガ ス誘 導量 は、 切羽 進 行 に 対 し て緩 慢 に増加 す る ので はな く、あ る位 置 から短時 間 内に 急激 に増 加 し てのちQ/P の値 は概 ね一 定 とな るの で、切 羽 面に対 す るガ ス発生 圏 の相対 的位 置 は極 め て正 確に割 り出 せ る。 この よう な岩盤 の 破砕面 は一 様 に切羽 より古洞 向 きに約60 度 の角 度 をな す。 すな わち 破砕 面 は切 羽 採掘 の影響 を受 け て切羽 直 上 岩盤 の 透過性 が大 とな る境 界 面で あ る。破 断 面 より古 洞 側 の縁 辺 部 の 岩盤 は、水 平 方向の 透 過性 が通 常 の状 態 で一 定値 で あ るの に反 し、垂 直 方向 の透 過性 は層位 に よっ て 異 な るの が特徴 的 であ る。 す なわ ち稼 行炭 層の11∼19m 以 上 の 層位 で は、Kv は ほ とん どO で、 そ れ以 降6 ∼10m まで の中 間層 に お いて は、こ れが急 激に増 加 し、直 接 天盤 で は方向 性 が失 わ れ、Kh と 等 し くな る。 本来 岩石 は物 理 的性 質 に方 向性 が あ り、圧 縮強 度 な ども然 りで あ るが、 透 過性 もこの 傾向 が 顕 著 で 層面 の 方向 に大 な性 質 を示 す22)。し かし 地 山爽炭 層 から のガ ス誘 導 は不可 能 な こ と、及 び破 砕 面 内 の 採掘 の影 響 に より乱 さ れた 岩盤 領 域 から通 常l ㎡/min 以 上 のガ ス誘 導が可能 とな る こ と、そ し て そ の場 合 の 水平 方向 の透 過性 が地 山 状 態 の500∼1,000倍 の値 を示 す こ とか ら言 っ て、11∼19m 以 上 の上 部 岩盤 層 は少 な く ともガ ス抜 き対 象 炭層 の賦 存 す る30m 上 部 まで の範 囲 にあ っ て は、一 方的 に 水平 方 向 に のみ透 過性 の大 に な る よう な特 異な状 態 に変化 し た もの と見 なさ れ る。 こ の現 象 は、性 質 の異 なる 岩石 毎 に この範 囲 の岩盤 が層 間剥 離し 、 単 位岩 層 はほ とん ど損 な わ れ て い ない いわ ゆる吊 り天盤 状 態 を構成 し て いる もの と解釈 で き よう。 因 みにFig.13 に稼行 炭 層上 位 の 層状 図 と ボーリ ン グコ アの採 取 状 態を 示 すが、 コア採 集 時 に例外 なく性 質 の異 な る岩石 毎 に剥 離 し、 岩 石自 体 の破壊 に先立 ち接 合 面 が剥 離し やす い こと を示し て い る。 こ れに対 し直 接 天盤 に は著し く亀裂 が 発達 し、 透過性 に つい て は方向 性 が 失わ れて お り、両 者 の 中間 の 層位 にお い て単 位岩 石層 が 亀裂 の 生成 によ り逐 次梁 とし て の性 質 を失っ て い く。 8 。 地 圧 現 象 と 透 過 性 の 関 係 当鉱 の爽 炭岩 石 につ いて は、 そ の強 度 は一般 的 な もので あ り、 砂 質頁 岩 な いし砂 岩 の場 合、 や や 圧 縮 強度 の大 の ものが見受 け ら れる が、均 一 で厚 い単 位岩盤 層 は少な く、Fig.13の よう に性 質 の異 な る岩 盤 の互 層で 構成 さ れて い る。し か し そ れに も関 わ らず、15m以 上 の 層位 で は単位 岩 盤層 が ほ と ん ど損 な わ れない まま吊 り天 盤 を構 成 し て い る。 なお30m 以 上 の上部 にお い て は厚 さ30∼50m の傑 岩 層 が あ る。 こ の ように直 接天 盤 部分 の 十分 な 高さ の範囲 が 薄い 互層 で構 成 さ れて い る場合 の地圧 現 象 は、直 接 天盤 の厚 くて強固 な場合 の地圧 の発 動 とは 異な り、 破砕 ズ リ上 に横 た え られ た梁 の 挙 動 に よる もの であ る から、 例 え吊 り天 盤 を構 成 す る15m 以 上 の上 部 に厚 くて 強 固 な岩 盤 層 が存 在 す る にし て も、切 羽 支保 に与 え る影 響 は比 較的 緩 慢で微 弱 な もの に過 ぎ ない。し かし、 この よう な場 合 の吊 り天 盤 の周 期的 崩落 に よ る地圧 の 周期 性 があ る とすれ ば、 直接 天盤 とし て あ る場 合の 短 い サイ ク ルに比 べ る と より破砕 周期 が 長大 化 し、 累層 採掘 の切 羽構 造 と本 層面 の吊 り天盤 の 支承 が 古 洞向 き に60度 の 破砕 面 にあ る と見 れば、 懸 垂 長が略20m に な れば吊 り天 盤 の自 由端 が 下 層切 羽 直 上 に達

中 嶋:ReservoirTheory によ る採 掘 跡岩盤 の挙 動 の判定

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2 9.26 0.36 SANDYSHALE 1 125 Fig.l3SytratigraphicColumnat20-30MetersabovefromMainSeamandPeelingOffateachRockBinding Portion,ObservedbyDrilling,KushiroColliery

126 _{国 際地 域学 研究 第5 号2002 年3 月} す る こ とに よ り、 下 層切 羽支 保 に も周期 圧 の影響 が 現 れる こ とにな る。 以 上 の 見地 に立 っ て太平 洋 炭鉱 の西10片6 号下 層ロ ングで 行っ た切 羽 支保 の荷 重測 定 結 果 をFig.14 に示 す。 当 鉱 で使用 の切 羽 支保 は、 三 井三 池製 作所 製 フェ ロ タイプ 水 圧鉄柱 で、 荷 重 測定 は、専 用圧 力 計 に より行 っ た23)。図中 の荷 重値 を示 す各点 は、切 羽全 長 を等 分割 し、各列10点宛 設 けた 測 定 点 のう ち、ゼル ボー点以 内 の荷 重 値 の切 羽進 行 に伴う変 化 を求 める こ とや 、切羽 下 盤 の性 状24)を考 慮 し て、2 列 柱 目 の約10 本分 の 測定 値 の平均 値 を示し た もので あ る。Fig.14 の左 端 の荷重 増加 は、当 該 累 層ロ ン グの初圧 の時 期 に 見ら れ た もので、先行 す る本層 ロ ン グ にお い て、 切羽 、 古洞 の状 態 か ら大荷 の 来襲 が認 めら れ、 同時 に この 時点 か ら急 激な ガ ス の放 出 が f -t o j u a ) 1 0 A J ! n q ≪ r 3 Q U ≫ < t −Q

Fig.l4 Relationshipbe 工weenPermeabilityandPressureappearedatLowerLongwallFaceSupportWestNo.IOLevel.No.6Multi-LiftLongwall

IS o (XMca)' ︵>!i<qratn ︶ ￡ 0 MainLongwallAdvancedDistancefrom FaceStandingPoint ｜ l

＼

○ ○8"= 。80 ＼ ○oo ○ ○ r' ・o. 寸2an-43 り ○ ・ ＼ OOO O ○○ ○ ミダ二万yTTX+149 ／ ＼OO

＼

1 0 0 2 0 0 ₃₀₀ Pressure(kg/c ㎡) 403 Fig.15LinearCurveFittingsofHorizontalPermeabilityofDisturvedRoofStrataandEarthPressureappeared atLongwallFaceSupport.

中 嶋:ReservoirTheory によ る採 掘 跡岩盤 の挙 動 の判定 127 始 まっ てい る。 ボーリ ング 孔端 と切 羽 面 を結 んでい わ ゆる破 砕面 の 角度 は60度 で ある。11 月末 期 に ガ ス抜 き孔 崩壊 の た め、ガ ス誘 導 不能 となっ たが、そ れ まで の2 ヶ月 間 に荷 重値 は3 回 極大点 に達し て い る。 当該 ロ ン グの が資料 か ら求 め た水平 方向 の 透過性 を同 図 中 に示し てい るが、 切 羽支 保 に かか る荷 重 と透過 性 の間 に密 接な 関係 の あ るこ と は、一 見 明ら かで あ り、 両者 の決 定 係 数を求 める とr^ ＝0.428 た だしn ―43 で あっ て、 支保 に か かる荷 重 と弛緩 岩 盤 の示 す 透過性 との間 に は、 高度 に有意 な 負の相 関 関係 の あ る の が認 めら れ る（Fig.l5）。 両者 の関 係 が負 に な るこ とは次 の よう に 考 える こ とが出 来 る。 すな わ ち、崩 落 ズリ を等 経 球体 と 見 なし た理 論増 積 率 から求 めた採 掘 跡 の自 然充 填 高さ は H ＝ ・…… （8-l）2s）0.34 ここ にH: 稼 行切 羽天 盤 か ら の充 填 高さh ： 稼 行丈 と なる。累 層 稼行丈 を4.6m とすれ ば充 填 高さ は13m 程度 となり、良好 な吊 り 天盤状 態 を構 成 する 領域 は ち ょう ど自然 充填 高 さ近辺 より上 部 の 位置 に存 在 する。 従 っ て、 こ の部 分以上 で は岩 盤 が崩壊 す る にし て も、変 位量 は著し く抑 制 さ れ、 周期 的 に吊 り天盤 が 破 断し た場 合、 成 層状 態で 開 いて い た 隙 間が 閉じ る こ とにな る。 こ のた め、 重 圧 の来襲 により吊 り天盤 が 破 断 すれ ば、 隙間 の閉 じ るこ と に よ り、ガ スの通 過 は困難 となり、 透過 性 は小 に なる と考 えら れ る。 下 層 切羽 に掛 か る荷 は、 吊 り 天盤 の崩壊 時 に最 大 とな るから 、 透 過性 と荷重 の 相関関 係 は負 に なる ものであ る。 参 考 文 献1 ） 中 嶋 滋 夫 「 自走 支 保 切 羽 に お け る実 験 的 研 究 （ そ の1 ） ―我 が 国 にお け る採 炭 方 式 の 変 遷 （第1 報 ）」、 資 源・ 素 材 学 会 誌 、2001 年11 月 号2 ） 中 嶋 滋 夫 「 総 合 シ ス テ ム 化 し た 高 層 採 炭 切 羽 の 開 発 （渡 辺 賞 ）」、 日 本 鉱 業 会 誌 、Vol.90,No.1037 （'74-7),(1974 ）3 ） 中 嶋 滋 夫 「 シ ー ル ド 枠 と カ ッ タ ー に よ る長 壁 式 採 炭 技 術 の開 発 （ 科 学 技術 功 労 者 ）」、 科 学 技 術 庁 第24 回 科 学 技 術 功 労 者業 績 概 要 、1982 年4 月4 ∼6 ） 佐 藤 進 「 太 平 洋 炭 鉱 に お け る炭 層 ガ ス とガ ス 抜 き に 関 す る研 究（1∼3 報 ）」、日 本 鉱 業 会 誌 、Vol.76,No.861,Vol.77,No.873,Vol.77,No.8807 ）OEEC 偏 、 永 井 三 郎 訳 「 炭 鉱 のガ ス抜 き と 炭 鉱 のガ ス利 用 」8

）GerhardOTTO 「 ガ ス 湧 出 の 多 い二 つ の切 羽 の 監 視 結果 」、Gluckauf （ 日 本 語 版 ）,Bd.Il,Nr.ll，19629

） 山 崎 豊彦 「 本 邦 炭 層 中 の ガ ス組 成 と ガ ス排 出 に 関 す る研 究 」、 日 本鉱 業 会 誌 、75 巻 、851 号10)

山 崎 豊彦 「 炭 層 中 のガ ス に つ い て 」、 九 炭 技 連 誌 、 第10 巻 第4 号

日 ） 野 島 通彦 「 大 島 鉱 業 所 に お け る地 山 を 主 と す る坑 道 ガ ス抜 き 法 の 確 立 と そ れ に 伴 う 企 業 合 理化 に つ い て 」、日

128 _{国 際地 域学 研究 第5 号2002 年3 月}

12）GerhardOTTO 「 採 掘 さ れ た 炭 層 の 上 下 にあ る 坑道 周 辺 の ガ ス湧 出 と 変 位 」、Gluckauf,Bd.l2,Nr.87,196313

）KEGELr ガ ス湧 出 の問 題 」、GlUckauf,Bd.l2Nr.5,196314

）WEISNNERT 坑 内 作 業 にお け る 地 圧 作 用 」、Gluckauf,Bd.6,Nr.2,195715

） 岸 本 義 明 「SD 方 式 に よ る総 合 的 高 速 切 羽 の開 発 に つ い て 」、 日 本 鉱 業 会誌 、1969 年6 月16

）NAKAJIMA ［EineEntwicklungdesSchreitausbausinJapan ］,Gluckauf,5Juli197317

） 阿 美 長 充 「 薄 層 の 完 全 機 械 化 採 掘 に つ い て 」、 日本 鉱 業 会 誌 、1965 年6 月18 ） 南 家 英 二 「 日 炭 高 松 に お け る 高 圧 注 水 の 実 績 及 び 計 画 」、 九 炭 技 連 誌 、Vol.14,No.1219 ） ア ー・ イ ー・ク セ ノフ ォ ン ト ワ 「 炭 鉱 で の 高 圧 注水 と炭 層 の 水 力 学 パ ラ メ ー タ ー の計 算 」、 ウ ー ゴ リ （ 日 本 語 版 ）、25 号、 】961年20 ） 太 平 洋 炭 鉱 春 採 鉱 炭 壁 注 水 班 「 高圧 炭 壁 注水 に つい て 」 社 内 版 、 昭 和40 年21 ） 中 野 実 ほ か 「 央 炭 岩石 の 浸 透 性 と 膠 着 物 質 の 膨 潤 性 に つ い て 」、 日 本 鉱 業 会 誌 、 第76 巻 第867 号22 ）K.DREKOPH,F.BECKMANNT ル ー ル 石炭 紀砂 岩 の ガ ス透 過 性 」、Gluckauf （ 日 本 語 版 ）,Bd.4,Nr.4,195523 ） 中 嶋 滋 夫 「 累 層 始 発 採 炭 法 に 関 す る 考 察 」、 北 海 道 鉱 山 学 会誌 、 第18 巻 第5 号24 ） 中 嶋 滋 夫 「 軟 弱 下 盤 の採 炭 切 羽 に お け る 自 走 支 保 の適 用 性 」、 第19 巻 第4 号25 ） 磯 部 俊 郎 「 緩 傾 斜 長 壁 式 採 炭 切 羽 に お け る地 圧 現 象 に 対 す る 理 論 的 及 び 実 験 的 研 究 」 昭 和30 年