【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、大径のパイル、通風シャフトおよび他の同様な鉱業建造物を建造する際に使用される岩石穿孔工具に関する。 【０００２】 【従来の技術】現在、大直径のパイル穿孔（すなわち、
600 mmと2500 mm 内の範囲にわたる直径を有するパイル) の分野では、岩の多い土壌または岩盤が見出される所での穿孔作業はいくつかの大きな困難に遭遇する。 同じ困難は、パイルのベースのみを岩盤に固定しなければならない場合にも起こる。 ある場合には、上記の困難により、パイルをてぎわよくまたは仕事時間内に建造する可能性をひどくそこなうことがあり得る。 【０００３】周知の大直径のパイル穿孔方法や関連したジグおよび取付具は、ゆるい粘着力のない種類の土壌（砂や砂利）または粘着土壌（粘土や沈泥）を穿孔するためにあまねく使われている。 せいぜい、これらの用具は、200 〜300 kg/cm 2 ( コンクリートの圧縮強さに匹敵する) を越えない圧縮強さを有することを特徴とするかなり薄い層の岩石を穿孔するために用いられる。 【０００４】大直径のパイルを穿孔する作業は、通常、
回転機械に入れ子式の引き抜き可能なロッドを介して連結されたバケットまたはドリルからなる穿孔工具およびロータリーテーブルを備えた削岩機械を利用することにより実施される。 バケットやドリルは、ブレード、尖端またはボタンの形状の掘削歯を備えている。 【０００５】歯が土壌に貫入するために必要なスラストは、回転機械に加えられるプルダウンシステムにより与えられる。 バケットやドリルを回転機械に連結するロッドを形成する入れ子式要素は、工具に取り付けられた歯の貫入能力を増加させかつ緻密な種類の土壌やもろい岩石の穿孔ができるように修正されている。 それ故、ロッドに溶接されたストリップを用いる慣用のスラスト伝動摩擦システムは、ロッドを一緒にロックするための機械的なロックシステムにより置き換えられている。 また、
いっそう強力な液圧プルダウンシステムが最近用いられている。 【０００６】これらの重要な改良にもかかわらず、一般に500 kg/cm 2以上の抵抗値を有する岩石を穿孔することができない。 しかも、前進速度は産業生産上の見地から満足ではない。 【０００７】現在、500 kg/cm 2を越える抵抗値を有する岩石にまたは厚い層の岩石に大直径のパイルを穿孔するために採用された解決は、大体全て、穿孔しなければならない区分を弱めるためのコアボーリング作業を含む。
上記のコアボーリング作業は、一般に、バケットやドリルの代わりに取り付けられるコアバレルとして知られた一連の工具により実施される。 コアバレルは、パイルの外形を取り巻いてまたはパイルの直径よりいっそう小さい直径を有する円を辿って岩石に切り込みを与える。 この切り込みは、岩石が完全に破砕されるまで繰り返し持ち上げられて自由に落下させる穴あけビットにより岩石を破砕するために用いられる弱化部を形成する。 コアバレルは、回転歯（三つの円錐ローラ）または硬質金属インサートを備えている。 コアバレルの壁厚が減少していることにより硬い岩石に貫入することが可能になるが、
コアバレルの同じ作業により孔の壁の安定性が損なわれる。 【０００８】簡潔に論じたように、岩石の穿孔は大直径のパイルの建造作業において大きな困難に出会うことが多い。 一般に、掘削の前進速度はゆるい土壌で約6 〜10
m/hであるが、固体の岩石では0.5 〜1.5 m/h に減少する。 【０００９】大直径のトンネル掘削（３メートルから１
２メートルまでの範囲にわたる直径）のような、パイル建造以外の土木工学のいくつかの分野では、非常に硬い岩石（1000 kg/cm 2を越える圧縮強さを有する) の穿孔は、掘削されるトンネルの直径に対応する直径の回転盤を備えた全区分穿孔機械を利用することにより可能になる。 円盤状ブレードのような適当なカッターが、回転運動中胸状部の実質的に全表面を覆うように回転円盤に取り付けられる。 回転円盤に加えられるスラストにより、
前記円盤状カッターが胸状部表面を同心円に彫り、それによりカッターのくさび輪郭により形成されたとなりあう溝に対応して岩石を破砕する。 この方法は、硬質岩石において10〜15 m/hの前進速度になる。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大直径のパイル、通風シャフトや他の同様な鉱業建造物のために非常に硬い岩石も穿孔できる岩石穿孔工具を提供することである。 【００１１】本発明の他の目的は、慣用の穿孔装置にこれらの装置を大幅に修正する必要もなく取り付けることができる穿孔工具を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、補助の重りを付け加えるかまたは取り除くことにより強度の比較的高いまたは低い岩石を穿孔する作業に迅速に適合させることができる穿孔工具を提供することである。 【００１２】後で明らかになるこれらのおよび他の目的と利点を達成するには、大径のパイル、通風シャフトおよび他の同様な鉱業建造物を建造する際に使用される岩石穿孔工具であって、削岩機械のロッドストリングの下端に取り外し可能に取りつけられるようになっている岩石穿孔工具において、本発明により、下端に岩石を破砕するための複数の切断工具またはカッターが取りつけられたほぼ円筒形または截頭円錐形の形状を有する容器を備え、さらに穿孔工具は、荷重を形成する複数の基本単位要素を取り外し可能に保持するための支持手段と、岩石破片を容器の底部の適当な孔を通して容器の中へ搬送するようになっている、切断工具の最も近くに位置しているすくい手段とを備えるようにすればよい。 【００１３】 【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する。 始めに、図７に示した削岩機械の全体図を参照すると、参照数字１は、通風シャフトと大直径パイル築造のために岩石を穿孔するように設計された、本発明による穿孔工具を総括的に示す。 穿孔工具１は、削岩機械３０の入れ子式ロッドストリング２０の最下部に取りつけられている。 図面に一例を示してある種類の削岩機械は、限定するものであると考えてはならない。 なぜなら、本発明の穿孔工具と共に使用するのに適したどんな種類の削岩機械でも使用できるからである。 図７の例において、ロッド２０は慣用のロータリーヘッド２２により回転される。 ロータリーヘッド２２は穿孔タワー２
１に沿って垂直に移動可能であり、その穿孔タワー２１
は枢着された四辺形リンク仕掛け２４、クローラートラクター２３により輸送される。 【００１４】特に、図１、２および３を参照すると、本発明の工具１は形状がほぼ円筒形のまたは截頭円錐形の薄い肉厚の金属容器２からなる。 この容器２は上方に先細になっていて頂部が上板３に溶接され、上板３は、
（図７に示した）ロータリーヘッド２２につながる（図４に示した）入れ子式ロッド２０に取りつけるための標準ソケット４に固定結合される。 管状部材５が容器２の中心に同軸に配置されている。 管状部材５は容器２よりわずかに長くかつその底端部分が円形板６（図３）に溶接されており、一方その上端部分がソケット４に溶接されている。 底の円形板６は、垂直軸線の周りに等しい角度で配置された三つの放射状板またはブレード７により截頭円錐形容器２の下縁２ａに確実に固定されている。
円形板６は若干縁２ａより下にあるので、放射板７はわずかに下方にかつ中心軸線に向かって傾斜している。 【００１５】三つの放射板７と容器の縁２ａは、後でいっそう明らかになるように、三つの穴８を決定し、これらの穴８を通って破砕された岩石が容器２の内部へ搬送される。 破砕された岩石が容器２の中へ侵入するのを容易にする目的で、穿孔工具１には三つの下方の螺旋状湾曲ブレード９が取りつけられている。 各ブレード９は、
穴８に隣接する放射板７の二つの半径方向縁のうちの一つに溶接されている。 ブレード９のくぼみが穿孔工具１
の回転方向に、図２による反時計方向に面している。 【００１６】図４および５を参照すると、カッター１０
が板６および放射板７に取りつけられている。 カッター１０はトンネルを掘るための穿孔機械で一般に用いられる種類の回転円盤であり、かつその数、種類（図４と５
に示した一つまたは二つの切断円盤を有する）および直径が、穿孔すべき孔またはパイル直径に応じて変化し得る。 しかしながら、カッターは、それらの路が穿孔区分全体を一様に覆うように配置されている。 さらに、カッターは穿孔工具の垂直軸線と一致するスラストの中心になるように配列されている。 図６は、カッター１０の切断部材１２の切断路１１を示す。 図示のように、路１１
は区分全体に一様に分配されている。 二つの隣接する間隔は、切断ピッチ、それ故岩石が小片に切られ破砕される大きさを表す。 岩石の破砕は、トンネルを掘るための全区分穿孔機械と同様に、回転円盤および隣接するカッテングの相互作用により起こる。 さらに、カッターは、
穿孔工具がその軸線を中心として回転するときに最大の安定性を与えかつ穿孔された孔を垂直に維持するように傾斜板７に分配されている。 【００１７】図４を参照すると、貫入のために必要な適正なスラストをカッターに与えるために、板２を圧する所定の荷重１３を設けなければならない。 荷重１３は複数の積み重ねた基本単位要素１４により構成され、これらの基本単位要素には、要素１４を板２にナット１６により確実に締めつけるボルト１５を挿入するための孔が設けられている。 中心の孔（図示省略）が、ソケット４
に連結されたロッド２０に要素１４を挿入するために荷重１３を形成する各要素１４に設けられている。 【００１８】要素１４の数は、カッターに必要なスラストを与えることができる重量を有する荷重を形成するように選択される。 しかしながら、前記数は、穿孔工具が取りつけられる面上削岩機一式３０（図７および８）の吊り上げ力と一致しなければならない。 【００１９】なお図４を参照すると、カッターにより破砕されている岩石破片が中空容器２の内側で湾曲ブレード９により負荷を受け、そこでは截頭円錐形の容器であるため岩石破片が詰め固められる。 岩石破片は、容器が充満して工具が引っ込められたときに、容器に点対称に設けられた入口孔１７を通して圧力水を供給することにより周期的に除くことができる。 【００２０】本発明の他の実施例（図示省略）によれば、傾斜した板組立体７には、前記板のうちの一つの板の外側の一方に位置するヒンジを取りつけて、周知の種類の土掘削バケットと同様に、傾斜させて容器２の底を開けることができる。 【００２１】図８を参照すると、荷重１３に対応する重量より重い重量を加えなければならない場合には、追加の荷重１８を取りつけることができる。 追加の荷重１８
は、穿孔工具１を支持するための入れ子式ロッド２０の周りの部分要素に組み立てられるように設計されている。 補助的な担持ケーブル１９が、追加の荷重１８をロッドの底部にある荷重１３の上に下ろすために用いられる。 担持ケーブル１９は穿孔されたパイルを建造するためのあらゆる種類の削岩機械に通常設けられ、かつ入れ子式ロッド、荷重１３および穿孔工具により形成された組立体を駆動するためのウインチと独立した別のウインチにより作用される。 【００２２】岩石穿孔が終わると、穿孔工具や荷重１３
を持ち上げる前に追加の荷重１８を持ち上げて取り外す。 追加の荷重１８を連結し、解放しそして再び連結するために用いられるシステムは、当業者にとって周知の種類のものであるので図面には示してない。 【００２３】 【発明の効果】本発明によれば、面上削岩機械の安定性をそこなわずに、2500 kg/cm 2以上の抵抗を有する非常に硬い岩石に貫入するためにおよび2500 mm までの直径を有するパイルのために適合された重さの取り外し可能な荷重を加えることによりカッターに作用する重量を随意に増加させることができる。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明による穿孔工具の正面図であり、いくつかの部品を例証の目的のために破断してある。 【図２】図１の線II-II に沿って切断した水平横断面図である。 【図３】図２の線III-III に沿って切断した部分垂直横断面図である。 【図４】他の操作用具を備えた図１の工具の正面図である。 【図５】図４の工具の底面図である。 【図６】図４および５の穿孔工具の使用により得られた切断溝を示す図である。 【図７】本発明による工具が取りつけられた削岩機械の側面図である。 【図８】穿孔工具に他の用具が取りつけられている、図７と同様な図である。 【符号の説明】 １ 岩石穿孔工具 ２ 容器 ３ 支持手段 ４ ソケット ７ 放射板 ８ 穴 ９ すくい手段 １０ カッター １３ 荷重 １４ 基本単位要素 １７ 孔 １８ 荷重 ２０ ロッドストリング ３０ 削岩機械 |
