立坑形成方法
【課題】低コストで立坑を形成可能とした経済的な立坑形成方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る立坑形成方法は、基準立坑（先行立坑１Ｘ）内を昇降可能な吊り足場（スカフォード３１）から基準立坑の坑壁１ｕを発破することにより基準立坑を拡幅した立坑１を形成する。発破による拡幅作業を、基準立坑の坑底１ｅから坑口１ｔに向かって行う。拡幅作業前に基準立坑としての既存立坑の坑壁に取付部材を取付け、拡幅作業を行う際には、拡幅作業対象部位の坑壁に取付けられている取付部材を撤去した後に拡幅作業を行う。
【解決手段】本発明に係る立坑形成方法は、基準立坑（先行立坑１Ｘ）内を昇降可能な吊り足場（スカフォード３１）から基準立坑の坑壁１ｕを発破することにより基準立坑を拡幅した立坑１を形成する。発破による拡幅作業を、基準立坑の坑底１ｅから坑口１ｔに向かって行う。拡幅作業前に基準立坑としての既存立坑の坑壁に取付部材を取付け、拡幅作業を行う際には、拡幅作業対象部位の坑壁に取付けられている取付部材を撤去した後に拡幅作業を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経済的な立坑形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石灰石鉱山では、鉱山の採掘場（切羽）から破砕搬送設備が設置された坑内まで延長する立坑を形成し、鉱山で採掘した石灰石を当該立坑に投入することで、立坑を貯蔵ビン（サイロ）として利用しながら運搬車による山上から地上までの石灰石の搬送作業を不要とできるようにしている。
ところで、上記立坑を形成する際は、掘削機械（例えば、特許文献１等参照）を用いて形成する。即ち、掘削機械のロッドの下端に設けたビットにより鉱山の採掘場から坑内に到達する坑径３００ｍｍ〜４００ｍｍ程度のパイロット孔を形成した後、パイロット孔の径より大きい径のリーミング（拡掘）ビットを坑内から採掘場に向けて移動させてリーミングビットによりパイロット孔を拡掘することにより、立坑を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記リーミングビットを用いた機械掘削によって立坑を形成する場合、坑径の大きい立坑を形成するためには、リーミングビットのコストが高くなるとともに、リーミングビットの重量も重くなり、リーミングビットの重量増加に伴ってリーミングビットを下端に取付けたロッド及びロッドを回転させる機構もリーミングビットの重量に合わせたものを使用しなくてはならないため、立坑を形成するためのコストが高くなり、不経済であるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、低コストで立坑を形成可能とした経済的な立坑形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る立坑形成方法は、基準立坑内を昇降可能な吊り足場から基準立坑の坑壁を発破することにより基準立坑を拡幅した立坑を形成するので、機械掘削だけで立坑を形成する場合に比べて、低コストで立坑を形成できる。
発破による拡幅作業を、基準立坑の坑底から坑口に向かって行うので、拡幅作業を終えた坑壁部分よりも坑底側で作業を行うことがなくなるので、拡幅作業を終えた坑壁部分からの落石に対する安全対策が不要となり、拡幅作業を終えた坑壁部分に対する取付部材の取付作業が不要となるので、立坑を拡幅する際の作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間を少なくできる。
拡幅作業前に基準立坑としての既存立坑の坑壁に取付部材を取付け、拡幅作業を行う際には、拡幅作業対象部位の坑壁に取付けられている取付部材を撤去した後に拡幅作業を行うので、立坑を形成するまでの作業を少なくでき、作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間を少なくできる。
鉱山から採掘された鉱石を投入する立坑を形成するので、低コストで鉱石投入用の立坑を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】立坑を示す断面図。
【図２】先行立坑を示す断面図。
【図３】拡幅作業中の先行立坑を示す断面図。
【図４】立坑形成方法の手順を示す図。
【図５】立坑形成方法の手順を示す図。
【図６】立坑を示す断面図。
【図７】既存立坑を示す断面図。
【図８】拡幅作業中の既存立坑を示す断面図。
【図９】立坑形成方法の手順を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
形態１
形態１による立坑の形成方法を図１乃至図５に基いて説明する。図４（ａ）に示すように、石灰石鉱山９０の地中下には形態２で説明する破砕搬送設備１０を設置するための設置空間を備えた坑９０Ａが形成される。図４（ｂ）に示すように、掘削機械９０ａを用い、掘削機械９０ａのロッド９０ｂの下端に設けたビット９０ｃを回転させて破砕搬送設備１０の上方に位置する採掘場９０Ｔから石灰石鉱山９０を掘削し、図４（ｃ）に示すように、採掘場９０Ｔから坑９０Ａ近くまで到達する坑径３００ｍｍ〜４００ｍｍ程度のパイロット孔１Ｂを形成する。図示しないが、ロッド９０ｂの下端をパイロット孔１Ｂの孔底部まで降ろし、ロッド９０ｂの下端にリーミングビット９０ｄ（図４（ｄ）参照）を接続する。尚、この場合、パイロット孔１Ｂの孔底部にリーミングビット９０ｄを設置するスペースが必要となるため、パイロット孔１Ｂの孔底部と地上とを繋ぐ図外の坑道を形成し、この坑道を通ってパイロット孔１Ｂの孔底部に作業者が入り、パイロット孔１Ｂの孔底部の径を掘削又は発破で拡げたリーミングビット収容部９０Ｂを形成しておく。そして、坑道を通ってリーミングビット９０ｄをリーミングビット収容部９０Ｂまで運んでおく。次に、図４（ｄ）に示すように、ロッド９０ｂを回転させてリーミングビット９０ｄを回転させながらロッド９０ｂを上昇させる。これにより、リーミングビット９０ｄが、パイロット孔１Ｂを拡掘した基準立坑としての先行立坑１Ｘを形成する（図４（ｅ）；図２参照）。また、先行立坑１Ｘの坑底１ｅと坑９０Ａとを連通させる傾斜路１１を形成する。
【０００８】
図５（ａ）に示すように、先行立坑１Ｘの坑口１ｔに、先行立坑１Ｘ内を昇降可能な吊り足場であるスカフォード３１（詳細は後述する）の吊下支持装置３２を設置する。図５（ｂ）に示すように、スカフォード３１を先行立坑１Ｘ内で昇降可能に吊り下げることができるように構築する。図５（ｃ）に示すように、スカフォード３１の作業床３１Ｆ上に、後述する拡幅作業に必要な物が搭載されるとともに作業者が乗り、図５（ｄ）に示すように、スカフォード３１を先行立坑１Ｘの坑口１ｔから先行立坑１Ｘの坑底１ｅ側まで降ろす。
【０００９】
そして、先行立坑１Ｘの坑壁１ｕを発破する作業、即ち、発破による拡幅作業を、図５（ｅ）に示すように、先行立坑１Ｘの坑底１ｅ側から先行立坑１Ｘの坑口１ｔ側に向かって順次行うことで、先行立坑１Ｘを拡幅した立坑１を形成する（図５（ｆ）；図１参照）。
拡幅作業は、スカフォード３１に乗った作業者が、例えば図外の削岩機を用いてスカフォード３１の周囲の坑壁１ｕに図外の発破孔を形成し、発破孔内に図外の爆薬を装填して発破孔を閉塞した後に、スカフォード３１を上昇させてから、爆薬に点火して爆薬を爆発させる作業である。
【００１０】
図３に示すように、スカフォード設備３０は、スカフォード３１と、スカフォード３１の吊下支持装置３２と、巻取り及び巻出し可能なロープ３３によりスカフォード３１を昇降可能に吊り下げる巻上機３４とを備える。吊下支持装置３２は、先行立坑１Ｘの坑口１ｔを跨ぐように設置され、先行立坑１Ｘの中心線とスカフォード３１の中心線とが一致するようにスカフォード３１の吊下位置を決定するための装置である。吊下支持装置３２は、例えば、鉄骨組立体により門型に形成される。この吊下支持装置３２が、先行立坑１Ｘの坑口１ｔを跨いで、吊下支持装置３２に設けられた図外のスカフォード通過孔の中心線と先行立坑１Ｘの中心線とが一致するように設置される。スカフォード３１の屋根４１には、ロープ３３を巻掛けるための動滑車４２が設置される。即ち、ロープ３３の一端が巻上機３４の図外の巻取軸に固定され、ロープ３３の他端側が、吊下支持装置３２の屋根部３２ｔに設置されたガイド滑車３９、吊下滑車３６、及び、動滑車４２を経由して、ロープ３３の他端が例えば吊下支持装置３２に固定される。この状態で、スカフォード３１がスカフォード通過孔を経由して先行立坑１Ｘ内に吊り下げられ、巻上機３４でロープ３３を巻取れば、スカフォード３１が上昇し、巻上機３４でロープ３３を巻出せばスカフォード３１が下降する。先行立坑１Ｘの中心線とスカフォード３１の中心線とが一致してスカフォード３１が昇降可能なように、吊下滑車３６及び動滑車４２の位置、個数などが設定される。即ち、巻上機３４の巻取り及び巻出し操作によりスカフォード３１を先行立坑１Ｘ内で昇降可能に吊り下げることができるように構築する。
【００１１】
図１に示すように、立坑１を形成した後、スカフォード設備３０を撤去する。尚、立坑１の坑径寸法１Ｗは一定にする。立坑１の坑径寸法１Ｗは、例えば、先行立坑１Ｘの坑径寸法１Ａｗ（図２参照）の２倍程度の寸法にする。
発破により削られたズリは自然落下して先行立坑１Ｘの下に設けられた坑９０Ａ内に移動し、排出される。
【００１２】
現在、リーミングビット９０ｄの掘削径の最大寸法は、６，０００ｍｍ（６ｍ）であり、掘削径が６ｍを超えるリーミングビットは非常に高価になることが予想されるが、形態１による立坑形成方法によれば、例えば、掘削径が６ｍのリーミングビット９０ｄを用いて先行立坑１Ｘを形成し、その後、安価なスカフォード３１を用いた発破による拡幅作業を行うことにより、６ｍを超える坑径の立坑１を形成できる。即ち、掘削径が６ｍを超える高価なリーミングビット９０ｄ及び付帯設備を用いることなく、６ｍを超える坑径の立坑１を形成できるので、６ｍを超える坑径の立坑１を低コストで形成でき、経済的である。
また、掘削径が６ｍよりも小さいリーミングビット９０ｄを用いて先行立坑１Ｘを形成し、その後、安価なスカフォード３１を用いた発破による拡幅作業を行うことにより、６ｍを超える坑径の立坑１を形成することも可能となるので、６ｍを超える坑径の立坑１を、より低コストで形成できる。
また、６ｍ以下の坑径の立坑１を形成する場合であっても、掘削径の小さいリーミングビット９０ｄを用いて先行立坑１Ｘを形成し、その後、安価なスカフォード３１を用いた発破による拡幅作業を行うことにより、立坑１を形成できるので、立坑１を、より低コストで形成できる。
【００１３】
また、リーミングビット９０ｄによる拡掘だけで坑径の大きい立坑１を形成する場合には、重くて掘削径の大きいリーミングビット９０ｄを用いて当該リーミングビット９０ｄを吊り上げなくてはならないため、ロッド９０ｂの長さを長くできない。このため、大坑径で大深度の立坑１を形成する場合には、特許文献１に示すように、深さ方向に延長する立坑を複数回に分けて形成しなければならないので、不経済である。
一方、本形態１によれば、大坑径で大深度の立坑１を形成する場合でも、軽くて掘削径の小さいリーミングビット９０ｄを用いることが可能となり、また、スカフォード３１の昇降はロープ３３を用いれば良いので、大坑径で大深度の立坑１を一気に形成できる。よって、特許文献１に示すように、深さ方向に延長する立坑を複数回に分けて形成する場合に比べて、大坑径で大深度の立坑１を経済的に形成できる。
【００１４】
本形態１では、発破による拡幅作業を先行立坑１Ｘの坑底１ｅ側から先行立坑１Ｘの坑口１ｔ側に向かって順次行うので、発破による拡幅作業を終えた後、拡幅作業を終えた坑壁部分１ｆｕ（図５（ｅ）；図３参照）よりも坑底１ｅ側で作業を行うことがない。よって、拡幅作業を終えた坑壁部分１ｆｕからの落石に対する安全対策が不要となり、拡幅作業を終えた坑壁部分１ｆｕへの後述する取付部材の取付作業が不要となるので、先行立坑１Ｘを拡幅する際の作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間を少なくできる。
一方、拡幅作業を、先行立坑１Ｘの坑口１ｔ側から先行立坑１Ｘの坑底１ｅ側に向かって順次行っていく形態４の方法においては、拡幅作業を終えた後、拡幅作業を終えた坑壁部分よりも坑底１ｅ側で作業を行うことになる。従って、作業者の安全を確保するために、拡幅作業を終えた坑壁部分に落石防止用の後述するような取付部材を取付ける必要があるので、先行立坑１Ｘを拡幅する際の作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間が多くなる。
【００１５】
形態１によれば、発破により削られたズリは自然落下して先行立坑１Ｘの下に設けられた坑９０Ａ内に移動するので、ズリを狭い先行立坑１Ｘ内から坑口１ｔまで搬送して排出するような作業をなくすことができ、ズリの搬出作業が容易となる。形態１の場合、発破による拡幅作業を、先行立坑１Ｘの坑底１ｅ側から先行立坑１Ｘの坑口１ｔに向かって順次行うので、拡幅作業を行う坑壁１ｕよりも坑底１ｅ側は既に拡幅されて坑径が大きくなっており、発破により削られたズリの落下を邪魔する坑壁１ｕの突出部分が少ないので、ズリが坑９０Ａまでスムーズに落下する。
一方、形態４では、拡幅作業を行う坑壁１ｕよりも坑底１ｅ側は拡幅作業が行われていないので、発破により削られたズリは、まだ拡幅作業が行われていなくて削られずに先行立坑１Ｘの中心方向に突出することになる坑底１ｅ側の坑壁１ｕの上面に堆積しやすくなる。よって、このズリが堆積した部分よりも坑底１ｅ側で坑壁１ｕに発破孔を形成する作業などを行うときには、ズリが落下して危険なので、堆積しているズリを事前に落下させる作業が必要になる。つまり、作業が多くなるので、先行立坑１Ｘを拡幅する際の作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間が多くなる。
【００１６】
形態２
本発明の方法によれば、既存立坑を拡幅（拡径）することにより立坑を形成することも可能である。例えば、既存立坑内の容積を増やしたい場合、あるいは、図７に示すように、既存立坑１Ａの坑口１ｔ側の坑壁１ｕが既存立坑１Ａに投入された石灰石により削られて、既存立坑１Ａの坑口１ｔ側の坑径１Ａｍが坑底１ｅ側の坑径１Ａｗよりも大きくなることにより、既存立坑１Ａの坑径が絞られて漏斗形状のようになり、径の大きい坑内から径の小さい坑内への入口部分１Ａｓで石灰石が詰まりやすくなった場合等に、既存立坑１Ａを拡幅することにより立坑を形成する場合である。
【００１７】
以下、本形態２による立坑形成方法を説明する。まず、図７に示すように、石灰石鉱山９０の採掘場９０Ｔから破砕搬送設備１０が設置された坑９０Ａまで延長する立坑（既存立坑１Ａ）が既に形成されているとする。
【００１８】
尚、図７に示すように、坑９０Ａ内には、小割室１２と、貯鉱槽１３と、破砕室１４と、搬送室１５とが設けられ、当該坑９０Ａ内に破砕搬送設備１０が設置される。当該破砕搬送設備１０は、後述するふるい１６、ガイドローラ１７、ブレーカ１８、ゲート２１、コンベヤ装置２２、破砕機２３、搬送装置２５、ベルトコンベヤ装置２６などにより構成される。
貯鉱槽１３は、傾斜路１１の終端と連通して垂直方向に延長した後に傾斜する空間により形成される。貯鉱槽１３の入口にはふるい１６が設けられる。小割室１２は、ふるい１６より上方でかつ傾斜路１１の終端と連通する空間により形成される。小割室１２は、傾斜路１１を経由して落下してきた石灰石をふるい１６の上に導くガイドローラ１７を小割室１２の入口の天井１９側に備え、かつ、ふるい１６の上に位置された石灰石を砕いてふるい１６のふるい目に通すブレーカ１８を備える。よって、ブレーカ１８で砕かれて小割りされた石灰石が貯鉱槽１３内に落下して貯蔵される。破砕室１４は、ゲート２１と、コンベヤ装置２２と、破砕機２３とを備える。降雨時や拡幅作業時以外の石灰石破砕搬送時には、貯鉱槽１３から落下する小割された石灰石がコンベヤ装置２２により破砕機２３に搬送され、破砕機２３で石灰石がより細かく破砕される。降雨時、拡幅作業時には、ゲート２１により貯鉱槽１３からの水やズリがコンベヤ装置２２の上に落下しないように、貯鉱槽１３からの水やズリがゲート２１により堰き止められる。搬送室１５は、破砕機２３で破砕された石灰石を石灰工場や港などに搬送するための長距離ベルトコンベヤ装置のような搬送装置２５と、破砕機２３で破砕された石灰石を搬送装置２５に搬送するベルトコンベヤ装置２６とを備える。よって、貯鉱槽１３から破砕機２３に送られ、破砕機２３で破砕されてより細粒化された石灰石がベルトコンベヤ装置２６及び搬送装置２５を経由して石灰工場や港などに搬送される。
【００１９】
図８に示すように、スカフォード設備３０は、スカフォード３１と、スカフォード３１の吊下支持装置３２と、巻取り及び巻出し可能なロープ３３によりスカフォード３１を昇降可能に吊り下げる巻上機３４とを備える。吊下支持装置３２は、既存立坑１Ａの坑口１ｔを跨ぐように設置され、既存立坑１Ａの中心線とスカフォード３１の中心線とが一致するようにスカフォード３１の吊下位置を決定するための装置である。吊下支持装置３２は、ベース３５と、ロープ３３を吊り下げる吊下滑車３６及びガイド滑車３９を設置するための屋根骨組３７と、ベース３５と屋根骨組３７とに連結されて屋根骨組３７を支持するトラス支柱骨組３８とを備える。ベース３５にはスカフォード３１を通過させる図外の通過孔が形成される。このベース３５が、既存立坑１Ａの坑口１ｔを跨いで、通過孔の中心線と既存立坑１Ａの中心線とが一致するように設置される。スカフォード３１の屋根４１には、ロープ３３を巻掛けるための動滑車４２が設置される。即ち、ロープ３３の一端が巻上機３４の図外の巻取軸に固定され、ロープ３３の他端側がガイド滑車３９、吊下滑車３６、動滑車４２を経由して、ロープ３３の他端が例えばベース３５に固定される。この状態で、スカフォード３１がベース３５の通過孔を経由して既存立坑１Ａ内に吊り下げられ、巻上機３４でロープ３３を巻取れば、スカフォード３１が上昇し、巻上機３４でロープ３３を巻出せばスカフォード３１が下降する。既存立坑１Ａの中心線とスカフォード３１の中心線とが一致してスカフォード３１が昇降可能なように、吊下滑車３６及び動滑車４２の位置、個数などが設定される。即ち、巻上機３４の巻取り及び巻出し操作によりスカフォード３１を既存立坑１Ａ内で昇降可能に吊り下げることができるように構築する。
【００２０】
図６乃至図９に基いて、既存立坑１Ａを拡幅して立坑１を形成する方法を説明する。まず、クレーン等の揚重機４４を用いて、上述したように、既存立坑１Ａの坑口１ｔに吊下支持装置３２のベース３５を設置する（図８；図９（ａ）参照）。トラス支柱骨組３８及び屋根骨組３７を組み立てて、屋根骨組３７上にガイド滑車３９、吊下滑車３６を設置した後、ロープ３３の一端を巻上機３４の巻取軸に固定し、ロープ３３の他端側を順番にガイド滑車３９、吊下滑車３６、動滑車４２に巻掛けてロープ３３の他端をベース３５に固定することにより、巻上機３４の巻取り及び巻出し操作によりスカフォード３１を立坑１Ａ内で昇降可能に吊り下げることができるように構築する（図８；図９（ｂ）参照）。
【００２１】
まず、既存立坑１Ａ内の坑壁１ｕの状態が不明であり、坑壁１ｕが崩れ易くなっていることも予想されるので、巻上機３４でロープ３３を巻出してスカフォード３１を既存立坑１Ａ内で下降させながら（図９（ｃ）参照）、既存立坑１Ａ内の現状の坑壁１ｕが崩れないように安全を確保する。この場合、スカフォード３１の作業床３１Ｆ上に、坑壁状態確認及び後述する取付部材の取付作業に必要な物が搭載されるとともに作業者が乗り、スカフォード３１を既存立坑１Ａの坑口１ｔ側から既存立坑１Ａの坑底１ｅ側に向かって徐々に下降させる。この際、スカフォード３１の下降と停止とを繰り返しながら、作業者が、スカフォード３１の作業床３１Ｆ上から坑壁１ｕの状態を確認する作業を行うとともに、スカフォード３１の停止中に、作業者が、坑壁１ｕの崩れを防止して作業者の安全を図るために、坑壁１ｕに落石防止用の図外の取付部材を取付けていく。この取付部材は、ネット、金網、シート、帯鉄などであり、取付作業は、取付部材をアンカーのような固定具で坑壁１ｕに取付ける作業である。既存立坑１Ａ内の坑壁１ｕの状態確認作業及び坑壁１ｕに対する取付部材の取付作業を終了した後は、取付部材を坑壁１ｕに取付けた状態のまま、スカフォード３１を坑口１ｔまで上昇させる。
【００２２】
そして、スカフォード３１の作業床３１Ｆ上に、後述する拡幅作業に必要な物が搭載されるとともに作業者が乗り、スカフォード３１を既存立坑１Ａの坑口１ｔ側から既存立坑１Ａの坑底１ｅ側まで降ろす（図９（ｄ）参照）。スカフォード３１を既存立坑１Ａの坑底１ｅ側まで降ろす際には、坑壁１ｕに取付けられている取付部材は、スカフォード３１と坑壁１ｕとの衝突を防止する坑壁保護材として機能する。
次に、既存立坑１Ａの坑壁１ｕを発破する作業、即ち、発破による拡幅作業を、既存立坑１Ａの坑底１ｅ側から既存立坑１Ａの坑口１ｔに向かって順次行うことで、既存立坑１Ａを拡幅する（図９（ｅ）；図８参照）。
発破により削られたズリは自然落下して既存立坑１Ａの下に設けられた貯鉱槽１３に移動し、ゲート２１で堰き止められる。ゲート２１で堰き止められた当該ズリは、破砕室１４で回収され、排出される。
【００２３】
本形態２では、拡幅作業対象部位の坑壁１ｕに取付けられている取付部材を撤去した後に拡幅作業を行う。拡幅作業を終えた後、拡幅作業を終えた坑壁部分１ｆｕ（図９（ｅ）；図８参照）よりも坑底１ｅ側で作業を行うことがないので、拡幅作業を終えた坑壁部分１ｆｕには取付部材を取付けない。拡幅作業を行う際、作業者の上方の坑壁１ｕに取付けられている取付部材は、坑壁１ｕからの落石を防止する落石防止材として機能する。
【００２４】
形態２によれば、形態１と同じ効果が得られるとともに、以下の効果も得られる。
後述する形態４による方法では、坑壁１ｕの状態確認作業及び坑壁１ｕに対する取付部材の取付作業と、拡幅作業の前に取付部材を撤去する撤去作業と、拡幅作業と、拡幅作業を終えた坑壁部分に取付部材を取付けていく取付作業とが必要となるので、立坑１を形成するまでの作業が多くなり、作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間が多くなる。
一方、本形態２では、坑壁１ｕの状態確認作業及び坑壁１ｕに対する取付部材の取付作業と、拡幅作業の前に取付部材を撤去する撤去作業と、拡幅作業とを行うことで立坑１を形成できるので、形態４による方法と比べて、拡幅作業を終えた坑壁部分に取付部材を取付けていく取付作業が不要となって、立坑１を形成するまでの作業が少なくでき、作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間を少なくできる。
【００２５】
また、形態４では、拡幅された坑壁部分に取付部材を取付けるために、スカフォードから拡幅された坑壁部分に張り出す足場を構築しなければならず、足場構築作業が大変かつ危険である。また、作業員が張り出した足場に乗って取付作業を行わなくてはならないので、作業が困難でかつ危険である。
一方、本形態２によれば、拡幅された坑壁部分１ｆｕに取付部材を取付ける必要がないため、足場構築作業が不要となり、拡幅された坑壁部分１ｆｕに対する困難でかつ危険な取付部材の取付作業も不要とできるので、安全に立坑１を形成できる。
【００２６】
形態２によれば、発破により削られたズリは自然落下して既存立坑１Ａの下に設けられた貯鉱槽１３に移動するので、ズリを狭い既存立坑１Ａ内から坑口１ｔまで搬送して排出するような作業をなくすことができ、ズリの搬出作業が容易となる。形態１の場合、発破による拡幅作業を、既存立坑１Ａの坑底１ｅ側から既存立坑１Ａの坑口１ｔに向かって順次行うので、拡幅作業を行う坑壁１ｕよりも坑底１ｅ側は既に拡幅されて坑径が大きくなっており、発破により削られたズリの落下を邪魔する坑壁１ｕの突出部分が少ないので、ズリが貯鉱槽１３までスムーズに落下する。
【００２７】
尚、形態２においては、立坑１の一定の坑径寸法１ｗを、既存立坑１Ａの坑口１ｔの坑径寸法１Ａｔ（図７参照）よりも大きくしたり、あるいは、立坑１の一定の坑径寸法１ｗを、既存立坑１Ａ内に投入された石灰石により削られて大きくなった既存立坑１Ａの坑口１ｔ側の坑径１Ａｍよりも大きくすることが好ましい。このようにすれば、坑口１ｔ側の坑径寸法が坑底１ｅ側の坑径寸法より大きい場合に比べて、石灰石が立坑１内で詰まりにくくなるので、石灰石投入用の立坑として好ましい立坑１が得られる。
【００２８】
また、形態２においては、スカフォード３１を既存立坑１Ａ内で下降させながら既存立坑１Ａ内の坑壁１ｕの状態確認作業及び坑壁１ｕに対する取付部材の取付作業を行った直後においてスカフォード３１を上昇させる際に拡幅作業を行ってもよい。
【００２９】
形態３
２つ以上の坑径寸法を有し、坑底１ｅ側の坑径寸法が坑口１ｔ側の坑径寸法より大きい立坑１とする。この立坑１によれば、坑底１ｅ側に近い程、坑径寸法が大きいので、坑口１ｔ側の坑径寸法が坑底１ｅ側の坑径寸法より大きい場合に比べて、石灰石が立坑１内で詰まりにくくなるので、石灰石投入用の立坑として好ましい立坑１が得られる。
【００３０】
形態４
形態１乃至形態３では、立坑１を形成するための発破による拡幅作業を、先行立坑１Ｘや既存立坑１Ａのような基準立坑の坑底１ｅ側から基準立坑の坑口１ｔに向かって順次行うことで、立坑１を形成する形態を示したが、立坑１を形成するための発破による拡幅作業を、基準立坑の坑口１ｔ側から基準立坑の坑底１ｅ側に向かって順次行うことで、立坑１を形成してもよい。この場合でも、基準立坑内を昇降可能なスカフォードから基準立坑の坑壁を発破することにより基準立坑を拡幅した立坑１を形成するので、低コストで立坑１を形成でき、経済的である。
【００３１】
また、上記では、石灰石投入用の立坑を形成する例を示したが、本発明は、鉄鉱石、亜鉛鉱石、銅鉱石などの他の鉱石投入用の立坑を形成する場合にも適用可能である。
また、本発明の立坑の形成方法は、特許文献１に示すようなアクセス坑道と呼ばれる立坑を形成する場合にも適用可能である。
【００３２】
本発明では、作業員がスカフォード３１から坑壁に対する発破による拡幅作業を行える程度（例えば２ｍ以上）の坑径の先行立坑１Ｘや既存立坑１Ａのような基準立坑があれば、当該基準立坑内を作業員がスカフォード３１で昇降して発破による拡幅作業を行うことで、経済的に立坑１を形成できる。
【符号の説明】
【００３３】
１ 立坑、１Ｘ 先行立坑（基準立坑）、１Ａ 既存立坑（基準立坑）、
１ｅ 坑底、１ｔ 坑口、３１ スカフォード。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経済的な立坑形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石灰石鉱山では、鉱山の採掘場（切羽）から破砕搬送設備が設置された坑内まで延長する立坑を形成し、鉱山で採掘した石灰石を当該立坑に投入することで、立坑を貯蔵ビン（サイロ）として利用しながら運搬車による山上から地上までの石灰石の搬送作業を不要とできるようにしている。
ところで、上記立坑を形成する際は、掘削機械（例えば、特許文献１等参照）を用いて形成する。即ち、掘削機械のロッドの下端に設けたビットにより鉱山の採掘場から坑内に到達する坑径３００ｍｍ〜４００ｍｍ程度のパイロット孔を形成した後、パイロット孔の径より大きい径のリーミング（拡掘）ビットを坑内から採掘場に向けて移動させてリーミングビットによりパイロット孔を拡掘することにより、立坑を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記リーミングビットを用いた機械掘削によって立坑を形成する場合、坑径の大きい立坑を形成するためには、リーミングビットのコストが高くなるとともに、リーミングビットの重量も重くなり、リーミングビットの重量増加に伴ってリーミングビットを下端に取付けたロッド及びロッドを回転させる機構もリーミングビットの重量に合わせたものを使用しなくてはならないため、立坑を形成するためのコストが高くなり、不経済であるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、低コストで立坑を形成可能とした経済的な立坑形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る立坑形成方法は、基準立坑内を昇降可能な吊り足場から基準立坑の坑壁を発破することにより基準立坑を拡幅した立坑を形成するので、機械掘削だけで立坑を形成する場合に比べて、低コストで立坑を形成できる。
発破による拡幅作業を、基準立坑の坑底から坑口に向かって行うので、拡幅作業を終えた坑壁部分よりも坑底側で作業を行うことがなくなるので、拡幅作業を終えた坑壁部分からの落石に対する安全対策が不要となり、拡幅作業を終えた坑壁部分に対する取付部材の取付作業が不要となるので、立坑を拡幅する際の作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間を少なくできる。
拡幅作業前に基準立坑としての既存立坑の坑壁に取付部材を取付け、拡幅作業を行う際には、拡幅作業対象部位の坑壁に取付けられている取付部材を撤去した後に拡幅作業を行うので、立坑を形成するまでの作業を少なくでき、作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間を少なくできる。
鉱山から採掘された鉱石を投入する立坑を形成するので、低コストで鉱石投入用の立坑を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】立坑を示す断面図。
【図２】先行立坑を示す断面図。
【図３】拡幅作業中の先行立坑を示す断面図。
【図４】立坑形成方法の手順を示す図。
【図５】立坑形成方法の手順を示す図。
【図６】立坑を示す断面図。
【図７】既存立坑を示す断面図。
【図８】拡幅作業中の既存立坑を示す断面図。
【図９】立坑形成方法の手順を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
形態１
形態１による立坑の形成方法を図１乃至図５に基いて説明する。図４（ａ）に示すように、石灰石鉱山９０の地中下には形態２で説明する破砕搬送設備１０を設置するための設置空間を備えた坑９０Ａが形成される。図４（ｂ）に示すように、掘削機械９０ａを用い、掘削機械９０ａのロッド９０ｂの下端に設けたビット９０ｃを回転させて破砕搬送設備１０の上方に位置する採掘場９０Ｔから石灰石鉱山９０を掘削し、図４（ｃ）に示すように、採掘場９０Ｔから坑９０Ａ近くまで到達する坑径３００ｍｍ〜４００ｍｍ程度のパイロット孔１Ｂを形成する。図示しないが、ロッド９０ｂの下端をパイロット孔１Ｂの孔底部まで降ろし、ロッド９０ｂの下端にリーミングビット９０ｄ（図４（ｄ）参照）を接続する。尚、この場合、パイロット孔１Ｂの孔底部にリーミングビット９０ｄを設置するスペースが必要となるため、パイロット孔１Ｂの孔底部と地上とを繋ぐ図外の坑道を形成し、この坑道を通ってパイロット孔１Ｂの孔底部に作業者が入り、パイロット孔１Ｂの孔底部の径を掘削又は発破で拡げたリーミングビット収容部９０Ｂを形成しておく。そして、坑道を通ってリーミングビット９０ｄをリーミングビット収容部９０Ｂまで運んでおく。次に、図４（ｄ）に示すように、ロッド９０ｂを回転させてリーミングビット９０ｄを回転させながらロッド９０ｂを上昇させる。これにより、リーミングビット９０ｄが、パイロット孔１Ｂを拡掘した基準立坑としての先行立坑１Ｘを形成する（図４（ｅ）；図２参照）。また、先行立坑１Ｘの坑底１ｅと坑９０Ａとを連通させる傾斜路１１を形成する。
【０００８】
図５（ａ）に示すように、先行立坑１Ｘの坑口１ｔに、先行立坑１Ｘ内を昇降可能な吊り足場であるスカフォード３１（詳細は後述する）の吊下支持装置３２を設置する。図５（ｂ）に示すように、スカフォード３１を先行立坑１Ｘ内で昇降可能に吊り下げることができるように構築する。図５（ｃ）に示すように、スカフォード３１の作業床３１Ｆ上に、後述する拡幅作業に必要な物が搭載されるとともに作業者が乗り、図５（ｄ）に示すように、スカフォード３１を先行立坑１Ｘの坑口１ｔから先行立坑１Ｘの坑底１ｅ側まで降ろす。
【０００９】
そして、先行立坑１Ｘの坑壁１ｕを発破する作業、即ち、発破による拡幅作業を、図５（ｅ）に示すように、先行立坑１Ｘの坑底１ｅ側から先行立坑１Ｘの坑口１ｔ側に向かって順次行うことで、先行立坑１Ｘを拡幅した立坑１を形成する（図５（ｆ）；図１参照）。
拡幅作業は、スカフォード３１に乗った作業者が、例えば図外の削岩機を用いてスカフォード３１の周囲の坑壁１ｕに図外の発破孔を形成し、発破孔内に図外の爆薬を装填して発破孔を閉塞した後に、スカフォード３１を上昇させてから、爆薬に点火して爆薬を爆発させる作業である。
【００１０】
図３に示すように、スカフォード設備３０は、スカフォード３１と、スカフォード３１の吊下支持装置３２と、巻取り及び巻出し可能なロープ３３によりスカフォード３１を昇降可能に吊り下げる巻上機３４とを備える。吊下支持装置３２は、先行立坑１Ｘの坑口１ｔを跨ぐように設置され、先行立坑１Ｘの中心線とスカフォード３１の中心線とが一致するようにスカフォード３１の吊下位置を決定するための装置である。吊下支持装置３２は、例えば、鉄骨組立体により門型に形成される。この吊下支持装置３２が、先行立坑１Ｘの坑口１ｔを跨いで、吊下支持装置３２に設けられた図外のスカフォード通過孔の中心線と先行立坑１Ｘの中心線とが一致するように設置される。スカフォード３１の屋根４１には、ロープ３３を巻掛けるための動滑車４２が設置される。即ち、ロープ３３の一端が巻上機３４の図外の巻取軸に固定され、ロープ３３の他端側が、吊下支持装置３２の屋根部３２ｔに設置されたガイド滑車３９、吊下滑車３６、及び、動滑車４２を経由して、ロープ３３の他端が例えば吊下支持装置３２に固定される。この状態で、スカフォード３１がスカフォード通過孔を経由して先行立坑１Ｘ内に吊り下げられ、巻上機３４でロープ３３を巻取れば、スカフォード３１が上昇し、巻上機３４でロープ３３を巻出せばスカフォード３１が下降する。先行立坑１Ｘの中心線とスカフォード３１の中心線とが一致してスカフォード３１が昇降可能なように、吊下滑車３６及び動滑車４２の位置、個数などが設定される。即ち、巻上機３４の巻取り及び巻出し操作によりスカフォード３１を先行立坑１Ｘ内で昇降可能に吊り下げることができるように構築する。
【００１１】
図１に示すように、立坑１を形成した後、スカフォード設備３０を撤去する。尚、立坑１の坑径寸法１Ｗは一定にする。立坑１の坑径寸法１Ｗは、例えば、先行立坑１Ｘの坑径寸法１Ａｗ（図２参照）の２倍程度の寸法にする。
発破により削られたズリは自然落下して先行立坑１Ｘの下に設けられた坑９０Ａ内に移動し、排出される。
【００１２】
現在、リーミングビット９０ｄの掘削径の最大寸法は、６，０００ｍｍ（６ｍ）であり、掘削径が６ｍを超えるリーミングビットは非常に高価になることが予想されるが、形態１による立坑形成方法によれば、例えば、掘削径が６ｍのリーミングビット９０ｄを用いて先行立坑１Ｘを形成し、その後、安価なスカフォード３１を用いた発破による拡幅作業を行うことにより、６ｍを超える坑径の立坑１を形成できる。即ち、掘削径が６ｍを超える高価なリーミングビット９０ｄ及び付帯設備を用いることなく、６ｍを超える坑径の立坑１を形成できるので、６ｍを超える坑径の立坑１を低コストで形成でき、経済的である。
また、掘削径が６ｍよりも小さいリーミングビット９０ｄを用いて先行立坑１Ｘを形成し、その後、安価なスカフォード３１を用いた発破による拡幅作業を行うことにより、６ｍを超える坑径の立坑１を形成することも可能となるので、６ｍを超える坑径の立坑１を、より低コストで形成できる。
また、６ｍ以下の坑径の立坑１を形成する場合であっても、掘削径の小さいリーミングビット９０ｄを用いて先行立坑１Ｘを形成し、その後、安価なスカフォード３１を用いた発破による拡幅作業を行うことにより、立坑１を形成できるので、立坑１を、より低コストで形成できる。
【００１３】
また、リーミングビット９０ｄによる拡掘だけで坑径の大きい立坑１を形成する場合には、重くて掘削径の大きいリーミングビット９０ｄを用いて当該リーミングビット９０ｄを吊り上げなくてはならないため、ロッド９０ｂの長さを長くできない。このため、大坑径で大深度の立坑１を形成する場合には、特許文献１に示すように、深さ方向に延長する立坑を複数回に分けて形成しなければならないので、不経済である。
一方、本形態１によれば、大坑径で大深度の立坑１を形成する場合でも、軽くて掘削径の小さいリーミングビット９０ｄを用いることが可能となり、また、スカフォード３１の昇降はロープ３３を用いれば良いので、大坑径で大深度の立坑１を一気に形成できる。よって、特許文献１に示すように、深さ方向に延長する立坑を複数回に分けて形成する場合に比べて、大坑径で大深度の立坑１を経済的に形成できる。
【００１４】
本形態１では、発破による拡幅作業を先行立坑１Ｘの坑底１ｅ側から先行立坑１Ｘの坑口１ｔ側に向かって順次行うので、発破による拡幅作業を終えた後、拡幅作業を終えた坑壁部分１ｆｕ（図５（ｅ）；図３参照）よりも坑底１ｅ側で作業を行うことがない。よって、拡幅作業を終えた坑壁部分１ｆｕからの落石に対する安全対策が不要となり、拡幅作業を終えた坑壁部分１ｆｕへの後述する取付部材の取付作業が不要となるので、先行立坑１Ｘを拡幅する際の作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間を少なくできる。
一方、拡幅作業を、先行立坑１Ｘの坑口１ｔ側から先行立坑１Ｘの坑底１ｅ側に向かって順次行っていく形態４の方法においては、拡幅作業を終えた後、拡幅作業を終えた坑壁部分よりも坑底１ｅ側で作業を行うことになる。従って、作業者の安全を確保するために、拡幅作業を終えた坑壁部分に落石防止用の後述するような取付部材を取付ける必要があるので、先行立坑１Ｘを拡幅する際の作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間が多くなる。
【００１５】
形態１によれば、発破により削られたズリは自然落下して先行立坑１Ｘの下に設けられた坑９０Ａ内に移動するので、ズリを狭い先行立坑１Ｘ内から坑口１ｔまで搬送して排出するような作業をなくすことができ、ズリの搬出作業が容易となる。形態１の場合、発破による拡幅作業を、先行立坑１Ｘの坑底１ｅ側から先行立坑１Ｘの坑口１ｔに向かって順次行うので、拡幅作業を行う坑壁１ｕよりも坑底１ｅ側は既に拡幅されて坑径が大きくなっており、発破により削られたズリの落下を邪魔する坑壁１ｕの突出部分が少ないので、ズリが坑９０Ａまでスムーズに落下する。
一方、形態４では、拡幅作業を行う坑壁１ｕよりも坑底１ｅ側は拡幅作業が行われていないので、発破により削られたズリは、まだ拡幅作業が行われていなくて削られずに先行立坑１Ｘの中心方向に突出することになる坑底１ｅ側の坑壁１ｕの上面に堆積しやすくなる。よって、このズリが堆積した部分よりも坑底１ｅ側で坑壁１ｕに発破孔を形成する作業などを行うときには、ズリが落下して危険なので、堆積しているズリを事前に落下させる作業が必要になる。つまり、作業が多くなるので、先行立坑１Ｘを拡幅する際の作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間が多くなる。
【００１６】
形態２
本発明の方法によれば、既存立坑を拡幅（拡径）することにより立坑を形成することも可能である。例えば、既存立坑内の容積を増やしたい場合、あるいは、図７に示すように、既存立坑１Ａの坑口１ｔ側の坑壁１ｕが既存立坑１Ａに投入された石灰石により削られて、既存立坑１Ａの坑口１ｔ側の坑径１Ａｍが坑底１ｅ側の坑径１Ａｗよりも大きくなることにより、既存立坑１Ａの坑径が絞られて漏斗形状のようになり、径の大きい坑内から径の小さい坑内への入口部分１Ａｓで石灰石が詰まりやすくなった場合等に、既存立坑１Ａを拡幅することにより立坑を形成する場合である。
【００１７】
以下、本形態２による立坑形成方法を説明する。まず、図７に示すように、石灰石鉱山９０の採掘場９０Ｔから破砕搬送設備１０が設置された坑９０Ａまで延長する立坑（既存立坑１Ａ）が既に形成されているとする。
【００１８】
尚、図７に示すように、坑９０Ａ内には、小割室１２と、貯鉱槽１３と、破砕室１４と、搬送室１５とが設けられ、当該坑９０Ａ内に破砕搬送設備１０が設置される。当該破砕搬送設備１０は、後述するふるい１６、ガイドローラ１７、ブレーカ１８、ゲート２１、コンベヤ装置２２、破砕機２３、搬送装置２５、ベルトコンベヤ装置２６などにより構成される。
貯鉱槽１３は、傾斜路１１の終端と連通して垂直方向に延長した後に傾斜する空間により形成される。貯鉱槽１３の入口にはふるい１６が設けられる。小割室１２は、ふるい１６より上方でかつ傾斜路１１の終端と連通する空間により形成される。小割室１２は、傾斜路１１を経由して落下してきた石灰石をふるい１６の上に導くガイドローラ１７を小割室１２の入口の天井１９側に備え、かつ、ふるい１６の上に位置された石灰石を砕いてふるい１６のふるい目に通すブレーカ１８を備える。よって、ブレーカ１８で砕かれて小割りされた石灰石が貯鉱槽１３内に落下して貯蔵される。破砕室１４は、ゲート２１と、コンベヤ装置２２と、破砕機２３とを備える。降雨時や拡幅作業時以外の石灰石破砕搬送時には、貯鉱槽１３から落下する小割された石灰石がコンベヤ装置２２により破砕機２３に搬送され、破砕機２３で石灰石がより細かく破砕される。降雨時、拡幅作業時には、ゲート２１により貯鉱槽１３からの水やズリがコンベヤ装置２２の上に落下しないように、貯鉱槽１３からの水やズリがゲート２１により堰き止められる。搬送室１５は、破砕機２３で破砕された石灰石を石灰工場や港などに搬送するための長距離ベルトコンベヤ装置のような搬送装置２５と、破砕機２３で破砕された石灰石を搬送装置２５に搬送するベルトコンベヤ装置２６とを備える。よって、貯鉱槽１３から破砕機２３に送られ、破砕機２３で破砕されてより細粒化された石灰石がベルトコンベヤ装置２６及び搬送装置２５を経由して石灰工場や港などに搬送される。
【００１９】
図８に示すように、スカフォード設備３０は、スカフォード３１と、スカフォード３１の吊下支持装置３２と、巻取り及び巻出し可能なロープ３３によりスカフォード３１を昇降可能に吊り下げる巻上機３４とを備える。吊下支持装置３２は、既存立坑１Ａの坑口１ｔを跨ぐように設置され、既存立坑１Ａの中心線とスカフォード３１の中心線とが一致するようにスカフォード３１の吊下位置を決定するための装置である。吊下支持装置３２は、ベース３５と、ロープ３３を吊り下げる吊下滑車３６及びガイド滑車３９を設置するための屋根骨組３７と、ベース３５と屋根骨組３７とに連結されて屋根骨組３７を支持するトラス支柱骨組３８とを備える。ベース３５にはスカフォード３１を通過させる図外の通過孔が形成される。このベース３５が、既存立坑１Ａの坑口１ｔを跨いで、通過孔の中心線と既存立坑１Ａの中心線とが一致するように設置される。スカフォード３１の屋根４１には、ロープ３３を巻掛けるための動滑車４２が設置される。即ち、ロープ３３の一端が巻上機３４の図外の巻取軸に固定され、ロープ３３の他端側がガイド滑車３９、吊下滑車３６、動滑車４２を経由して、ロープ３３の他端が例えばベース３５に固定される。この状態で、スカフォード３１がベース３５の通過孔を経由して既存立坑１Ａ内に吊り下げられ、巻上機３４でロープ３３を巻取れば、スカフォード３１が上昇し、巻上機３４でロープ３３を巻出せばスカフォード３１が下降する。既存立坑１Ａの中心線とスカフォード３１の中心線とが一致してスカフォード３１が昇降可能なように、吊下滑車３６及び動滑車４２の位置、個数などが設定される。即ち、巻上機３４の巻取り及び巻出し操作によりスカフォード３１を既存立坑１Ａ内で昇降可能に吊り下げることができるように構築する。
【００２０】
図６乃至図９に基いて、既存立坑１Ａを拡幅して立坑１を形成する方法を説明する。まず、クレーン等の揚重機４４を用いて、上述したように、既存立坑１Ａの坑口１ｔに吊下支持装置３２のベース３５を設置する（図８；図９（ａ）参照）。トラス支柱骨組３８及び屋根骨組３７を組み立てて、屋根骨組３７上にガイド滑車３９、吊下滑車３６を設置した後、ロープ３３の一端を巻上機３４の巻取軸に固定し、ロープ３３の他端側を順番にガイド滑車３９、吊下滑車３６、動滑車４２に巻掛けてロープ３３の他端をベース３５に固定することにより、巻上機３４の巻取り及び巻出し操作によりスカフォード３１を立坑１Ａ内で昇降可能に吊り下げることができるように構築する（図８；図９（ｂ）参照）。
【００２１】
まず、既存立坑１Ａ内の坑壁１ｕの状態が不明であり、坑壁１ｕが崩れ易くなっていることも予想されるので、巻上機３４でロープ３３を巻出してスカフォード３１を既存立坑１Ａ内で下降させながら（図９（ｃ）参照）、既存立坑１Ａ内の現状の坑壁１ｕが崩れないように安全を確保する。この場合、スカフォード３１の作業床３１Ｆ上に、坑壁状態確認及び後述する取付部材の取付作業に必要な物が搭載されるとともに作業者が乗り、スカフォード３１を既存立坑１Ａの坑口１ｔ側から既存立坑１Ａの坑底１ｅ側に向かって徐々に下降させる。この際、スカフォード３１の下降と停止とを繰り返しながら、作業者が、スカフォード３１の作業床３１Ｆ上から坑壁１ｕの状態を確認する作業を行うとともに、スカフォード３１の停止中に、作業者が、坑壁１ｕの崩れを防止して作業者の安全を図るために、坑壁１ｕに落石防止用の図外の取付部材を取付けていく。この取付部材は、ネット、金網、シート、帯鉄などであり、取付作業は、取付部材をアンカーのような固定具で坑壁１ｕに取付ける作業である。既存立坑１Ａ内の坑壁１ｕの状態確認作業及び坑壁１ｕに対する取付部材の取付作業を終了した後は、取付部材を坑壁１ｕに取付けた状態のまま、スカフォード３１を坑口１ｔまで上昇させる。
【００２２】
そして、スカフォード３１の作業床３１Ｆ上に、後述する拡幅作業に必要な物が搭載されるとともに作業者が乗り、スカフォード３１を既存立坑１Ａの坑口１ｔ側から既存立坑１Ａの坑底１ｅ側まで降ろす（図９（ｄ）参照）。スカフォード３１を既存立坑１Ａの坑底１ｅ側まで降ろす際には、坑壁１ｕに取付けられている取付部材は、スカフォード３１と坑壁１ｕとの衝突を防止する坑壁保護材として機能する。
次に、既存立坑１Ａの坑壁１ｕを発破する作業、即ち、発破による拡幅作業を、既存立坑１Ａの坑底１ｅ側から既存立坑１Ａの坑口１ｔに向かって順次行うことで、既存立坑１Ａを拡幅する（図９（ｅ）；図８参照）。
発破により削られたズリは自然落下して既存立坑１Ａの下に設けられた貯鉱槽１３に移動し、ゲート２１で堰き止められる。ゲート２１で堰き止められた当該ズリは、破砕室１４で回収され、排出される。
【００２３】
本形態２では、拡幅作業対象部位の坑壁１ｕに取付けられている取付部材を撤去した後に拡幅作業を行う。拡幅作業を終えた後、拡幅作業を終えた坑壁部分１ｆｕ（図９（ｅ）；図８参照）よりも坑底１ｅ側で作業を行うことがないので、拡幅作業を終えた坑壁部分１ｆｕには取付部材を取付けない。拡幅作業を行う際、作業者の上方の坑壁１ｕに取付けられている取付部材は、坑壁１ｕからの落石を防止する落石防止材として機能する。
【００２４】
形態２によれば、形態１と同じ効果が得られるとともに、以下の効果も得られる。
後述する形態４による方法では、坑壁１ｕの状態確認作業及び坑壁１ｕに対する取付部材の取付作業と、拡幅作業の前に取付部材を撤去する撤去作業と、拡幅作業と、拡幅作業を終えた坑壁部分に取付部材を取付けていく取付作業とが必要となるので、立坑１を形成するまでの作業が多くなり、作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間が多くなる。
一方、本形態２では、坑壁１ｕの状態確認作業及び坑壁１ｕに対する取付部材の取付作業と、拡幅作業の前に取付部材を撤去する撤去作業と、拡幅作業とを行うことで立坑１を形成できるので、形態４による方法と比べて、拡幅作業を終えた坑壁部分に取付部材を取付けていく取付作業が不要となって、立坑１を形成するまでの作業が少なくでき、作業にかかる手間、及び、当該作業にかかる時間を少なくできる。
【００２５】
また、形態４では、拡幅された坑壁部分に取付部材を取付けるために、スカフォードから拡幅された坑壁部分に張り出す足場を構築しなければならず、足場構築作業が大変かつ危険である。また、作業員が張り出した足場に乗って取付作業を行わなくてはならないので、作業が困難でかつ危険である。
一方、本形態２によれば、拡幅された坑壁部分１ｆｕに取付部材を取付ける必要がないため、足場構築作業が不要となり、拡幅された坑壁部分１ｆｕに対する困難でかつ危険な取付部材の取付作業も不要とできるので、安全に立坑１を形成できる。
【００２６】
形態２によれば、発破により削られたズリは自然落下して既存立坑１Ａの下に設けられた貯鉱槽１３に移動するので、ズリを狭い既存立坑１Ａ内から坑口１ｔまで搬送して排出するような作業をなくすことができ、ズリの搬出作業が容易となる。形態１の場合、発破による拡幅作業を、既存立坑１Ａの坑底１ｅ側から既存立坑１Ａの坑口１ｔに向かって順次行うので、拡幅作業を行う坑壁１ｕよりも坑底１ｅ側は既に拡幅されて坑径が大きくなっており、発破により削られたズリの落下を邪魔する坑壁１ｕの突出部分が少ないので、ズリが貯鉱槽１３までスムーズに落下する。
【００２７】
尚、形態２においては、立坑１の一定の坑径寸法１ｗを、既存立坑１Ａの坑口１ｔの坑径寸法１Ａｔ（図７参照）よりも大きくしたり、あるいは、立坑１の一定の坑径寸法１ｗを、既存立坑１Ａ内に投入された石灰石により削られて大きくなった既存立坑１Ａの坑口１ｔ側の坑径１Ａｍよりも大きくすることが好ましい。このようにすれば、坑口１ｔ側の坑径寸法が坑底１ｅ側の坑径寸法より大きい場合に比べて、石灰石が立坑１内で詰まりにくくなるので、石灰石投入用の立坑として好ましい立坑１が得られる。
【００２８】
また、形態２においては、スカフォード３１を既存立坑１Ａ内で下降させながら既存立坑１Ａ内の坑壁１ｕの状態確認作業及び坑壁１ｕに対する取付部材の取付作業を行った直後においてスカフォード３１を上昇させる際に拡幅作業を行ってもよい。
【００２９】
形態３
２つ以上の坑径寸法を有し、坑底１ｅ側の坑径寸法が坑口１ｔ側の坑径寸法より大きい立坑１とする。この立坑１によれば、坑底１ｅ側に近い程、坑径寸法が大きいので、坑口１ｔ側の坑径寸法が坑底１ｅ側の坑径寸法より大きい場合に比べて、石灰石が立坑１内で詰まりにくくなるので、石灰石投入用の立坑として好ましい立坑１が得られる。
【００３０】
形態４
形態１乃至形態３では、立坑１を形成するための発破による拡幅作業を、先行立坑１Ｘや既存立坑１Ａのような基準立坑の坑底１ｅ側から基準立坑の坑口１ｔに向かって順次行うことで、立坑１を形成する形態を示したが、立坑１を形成するための発破による拡幅作業を、基準立坑の坑口１ｔ側から基準立坑の坑底１ｅ側に向かって順次行うことで、立坑１を形成してもよい。この場合でも、基準立坑内を昇降可能なスカフォードから基準立坑の坑壁を発破することにより基準立坑を拡幅した立坑１を形成するので、低コストで立坑１を形成でき、経済的である。
【００３１】
また、上記では、石灰石投入用の立坑を形成する例を示したが、本発明は、鉄鉱石、亜鉛鉱石、銅鉱石などの他の鉱石投入用の立坑を形成する場合にも適用可能である。
また、本発明の立坑の形成方法は、特許文献１に示すようなアクセス坑道と呼ばれる立坑を形成する場合にも適用可能である。
【００３２】
本発明では、作業員がスカフォード３１から坑壁に対する発破による拡幅作業を行える程度（例えば２ｍ以上）の坑径の先行立坑１Ｘや既存立坑１Ａのような基準立坑があれば、当該基準立坑内を作業員がスカフォード３１で昇降して発破による拡幅作業を行うことで、経済的に立坑１を形成できる。
【符号の説明】
【００３３】
１ 立坑、１Ｘ 先行立坑（基準立坑）、１Ａ 既存立坑（基準立坑）、
１ｅ 坑底、１ｔ 坑口、３１ スカフォード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準立坑内を昇降可能な吊り足場から基準立坑の坑壁を発破することにより基準立坑を拡幅した立坑を形成することを特徴とする立坑形成方法。
【請求項２】
発破による拡幅作業を、基準立坑の坑底から坑口に向かって行うことを特徴とする請求項１に記載の立坑形成方法。
【請求項３】
拡幅作業前に基準立坑としての既存立坑の坑壁に取付部材を取付け、拡幅作業を行う際には、拡幅作業対象部位の坑壁に取付けられている取付部材を撤去した後に拡幅作業を行うことを特徴とする請求項２に記載の立坑形成方法。
【請求項４】
鉱山から採掘された鉱石を投入する立坑を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の立坑形成方法。
【請求項１】
基準立坑内を昇降可能な吊り足場から基準立坑の坑壁を発破することにより基準立坑を拡幅した立坑を形成することを特徴とする立坑形成方法。
【請求項２】
発破による拡幅作業を、基準立坑の坑底から坑口に向かって行うことを特徴とする請求項１に記載の立坑形成方法。
【請求項３】
拡幅作業前に基準立坑としての既存立坑の坑壁に取付部材を取付け、拡幅作業を行う際には、拡幅作業対象部位の坑壁に取付けられている取付部材を撤去した後に拡幅作業を行うことを特徴とする請求項２に記載の立坑形成方法。
【請求項４】
鉱山から採掘された鉱石を投入する立坑を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の立坑形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２３６２８３（Ｐ２０１０−２３６２８３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８６１７７（Ｐ２００９−８６１７７）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
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