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公開番号2024177482
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2024175532,2021066435
出願日2024-10-07,2021-04-09
発明の名称ベルトコンベア鋼車、及び掘削ズリ搬送方法
出願人株式会社安藤・間
代理人弁理士法人武政国際特許商標事務所
主分類E21D 9/12 20060101AFI20241212BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち小断面トンネルの発破掘削を行う際に従来技術に比してより効率的に掘削ズリ搬送作業を行うことができるベルトコンベア鋼車とこれを用いた掘削ズリ搬送方法を提供することである。
【解決手段】本願発明のベルトコンベア鋼車は、トンネル掘削によって生じた掘削ズリを積載して、搬送レール上を移動し得る鋼車であって、掘削ズリを収容し得るズリ収容体とコンベア用レール、移動ベルトコンベアを備えたものである。このうち移動ベルトコンベアは、コンベア用レール上をスライド移動できるものである。移動ベルトコンベア上に載置された掘削ズリは、移動ベルトコンベアによって運搬され、移動ベルトコンベアの一端からズリ収容体内に投入される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
トンネル掘削によって生じた掘削ズリを積載して、搬送レール上を移動し得る鋼車であって、
掘削ズリを収容し得るズリ収容体と、
前記ズリ収容体の上部に設置され、トンネル軸方向に
スライド可能な移動ベルトコンベアと、を備え、
前記移動ベルトコンベアは、自走することによって、又は作業者が移送させることによって、スライド移動し、
前記移動ベルトコンベア上に載置された掘削ズリは、該移動ベルトコンベアによって運搬され、該移動ベルトコンベアの一端から前記ズリ収容体内に投入される、
ことを特徴とするベルトコンベア鋼車。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記移動ベルトコンベアが、坑口側に向かって上り勾配となるよう
に設
置された、
ことを特徴とする
請求項１
記載のベルトコンベア鋼車。
【請求項３】
坑口側から切羽側に向かって機関車、
請求項１又は請求項２記載の
ベルトコンベア鋼車、普通鋼車の順で連結された搬送装置が
前記
搬送レール上を移動することで、トンネル掘削によって生じた掘削ズリを坑口側に搬送する方法であって、
前記普通鋼車は、掘削ズリを収容し得る
前記
ズリ収容体を有し、
前記移動ベルトコンベアを切羽側に移動させるベルトコンベア前進工程と、
掘削ズリ積み込み機で掘削ズリを前記移動ベルトコンベア上に載置することによって、該移動ベルトコンベアが掘削ズリを坑口側に運搬するとともに、該移動ベルトコンベアの坑口側端から前記ベルトコンベア鋼車の前記ズリ収容体内に掘削ズリを投入するベルトコンベア鋼車投入工程と、
前記移動ベルトコンベアを坑口側に移動させるベルトコンベア後退工程と、
前記
掘削ズリ積み込み機で前記普通鋼車の前記ズリ収容体内に掘削ズリを投入する普通鋼車投入工程と、を備え、
前記機関車が、掘削ズリを搭載した前記ベルトコンベア鋼車と前記普通鋼車を牽引しながら、前記搬送レール上を坑口側に移動する、
ことを特徴とする掘削ズリ搬送方法。
【請求項４】
前記ベルトコンベア鋼車投入工程では、前記普通鋼車との連結が解除された前記ベルトコンベア鋼車が、坑口側に移動しながら前記ズリ収容体内に掘削ズリを投入する、
ことを特徴とする
請求項３
記載の掘削ズリ搬送方法。
【請求項５】
前記搬送装置が、２以上の前記ベルトコンベア鋼車を含んで構成され、
前記ベルトコンベア鋼車ごとに、前記ベルトコンベア前進工程と、前記ベルトコンベア鋼車投入工程と、前記ベルトコンベア後退工程と、を繰り返し行い、
切羽側から数えて２番目以降の前記ベルトコンベア鋼車に係る前記ベルトコンベア鋼車投入工程では、切羽側の他の前記ベルトコンベア鋼車の前記移動ベルトコンベアから、当該ベルトコンベア鋼車の前記移動ベルトコンベアに、掘削ズリが受け渡される、
ことを特徴とする
請求項３
又は
請求項４
記載の掘削ズリ搬送方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、トンネル掘削によって生じた岩塊や岩砕、土砂等（以下、これらを総称して「掘削ズリ」という。）を鋼車によって搬送する技術に関するものであり、より具体的には、２以上の鋼車に掘削ズリを搭載して搬送することができる搬送技術に関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近時、温室効果ガスの排出を抑制することができるという点において、再生可能エネルギーによる発電方式が注目されている。この再生可能エネルギーは、太陽光をはじめ、中小水力や風力、地熱、木質バイオマスといった文字どおり再生することができるエネルギーであり、温室効果ガスの排出を抑え、また国内で生産できることから、有望な低炭素エネルギーとして期待されている。
【０００３】
中でも出力１０，０００ｋＷ以下の小水力発電は、比較的簡易な設備で発電することができるうえ、太陽光発電とは異なり昼夜を問わず発電することができ、さらに地域密着型の事業となるケースが多いため雇用促進といった地域の活性化につながるなど、多様な効果を望むことができることから今後は需要が増大することが予想され、実際、小水力発電を行うための導水路トンネルの建設がここ数年で急増している。導水路トンネルは、一般的に小断面であり、地山強度によってはＴＢＭ（ＴｕｎｎｅｌＢｏｒｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ）を用いた掘削を行うこともあるが、多くの場合は発破を伴うＮＡＴＭ（ＮｅｗＡｕｓｔｒｉａｎＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄ）工法によって掘削される。
【０００４】
ＮＡＴＭによるトンネル掘削は、火薬装填のための削孔、発破、掘削ズリの搬送、支保工の構築（吹付コンクリートや鋼製支保工、ロックボルト）といった一連の作業（サイクル）を繰り返し実施することで掘進していく工法である。つまり、切羽付近では種々の作業が順次行われ、しかも作業ごとに使用する機械が異なることから機械の入れ替え作業が避けられない。また発破によって生じた掘削ズリを坑外に搬送する方法にはいくつかの種類があり、ダンプトラック等に積載して掘削ズリを搬送する「タイヤ式」や、坑内に設置した連続ベルトコンベアシステムによって掘削ズリを搬送する「ベルトコンベア式」、同じく坑内に敷設したレールを利用して掘削ズリを搬送する「レール式」などが挙げられる。
【０００５】
導水路トンネルのように小断面のトンネルを掘削する場合、当然ながら小さい（狭い）空間での作業が強いられることから使用する機械も小型化が要求される。そのため、タイヤ式による搬送を採用すると、１台当たりの掘削ズリ積載量が制限されることから作業効率が著しく劣化する。またベルトコンベア式を採用すると、発破によって生じた掘削ズリを細かく破砕するための破砕機（移動式クラッシャー）が必要になるが、ほとんどの小断面のトンネルではこの破砕機の配置が不可能であり、仮に配置できたとしても破砕機に掘削ズリを投入することはできないといった不都合が生じる。したがって、小断面のトンネルではレール式による搬送方法が主流であり、レール（軌条）上の掘削ズリ搭載車（以下、「ズリ鋼車」という。）を機関車（バッテリーロコ）が牽引して坑口側に掘削ズリを搬送している。なお、小断面のトンネルでは空間の制約から１条のレール敷設（いわゆる単線）が余儀なくされ、他の作業で使用する機械も同じレール上を移動する形式のものを利用することもある。
【０００６】
従来のレール式搬送方法では、１台の鋼車と１台の機関車の組み合わせにより掘削ズリを搬送していた。より詳しくは、切羽側に配置される１台の鋼車を、坑口側に配置される機関車に連結し、この鋼車に掘削ズリが満載されると鋼車と機関車からなる組み合わせ（以下、「搬送体」という。）が坑口に向かって移動していくわけである。これは、掘削ズリ積込み機（シャフローダなど）が小型化する結果、掘削ズリの搬送長（リーチ長さ）が短くなり、２台以上のズリ鋼車を連結すると坑口側に置かれたズリ鋼車に掘削ズリが届かないためである。なお、トンネル掘削延長が長くなると、当然ながら１セットの搬送体では切羽側での待ち時間（いわば遊び）が長くなってしまうため、この場合は２セット以上の搬送体が導入される。
【０００７】
１セットの搬送体が切羽まで移動して掘削ズリを搭載して搬送し、また異なる搬送体が入れ替わりで切羽まで移動することを繰り返すのでは、極めて効率が悪い。掘削ズリ搬送に時間が掛かると、トンネル掘削のサイクルタイムを押し上げることとなり、延いてはトンネル工事にかかる期間も長期化することとなる。また、異なる搬送体どうしは坑内ですれ違う必要があることから、坑内には所定間隔（３００ｍ程度）で複線区間を設けなければならない。この複線区間は、トンネル断面を拡幅した領域であり、本来の目的（例えば導水）にとって直接的には必要ないいわば間接工事であって、その構築にかかる費用や時間は可能な限り低減されることが望ましい。
【０００８】
このように小断面トンネルのレール式搬送方法には、非効率な掘削ズリ搬送作業という問題や、複線区間（拡幅区間）の構築といった問題が指摘されており、これらの問題を解決する技術が切望されていた。そこで特許文献１では、掘削ズリ搬送用のコンベアをコンベア受け台車とズリ鋼車で支持することとし、ズリ鋼車の移動に応じてコンベア受け台車が伸縮するという技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００１－１５２７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示される技術によれば、１台の機関車に連結された複数台のズリ鋼車によって掘削ズリを搬送することができるため、従来技術に比して効率的に掘削ズリ搬送作業を行うことができる。しかしながら特許文献１の技術では、切羽付近にコンベアを常設する必要があるうえに、伸縮式のコンベア受け台車も切羽付近に常設しなければならない。つまり、特許文献１が前提としているＴＢＭによるトンネル掘削では実施することができても、切羽付近で頻繁に作業機械が入れ替わる発破掘削ではその採用が極めて困難である。
（【００１１】以降は省略されています）

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