最近の岩盤工学および鉱山開発に関するトピック

[A7-13] 打撃さく孔の数値シミュレーションにおける課題と今後の展望

^○羽柴公博¹, 福井勝則¹, 梁英宗¹, 小泉匡弘² (1.東京大学, 2.古河ロックドリル株式会社)

司会:笹岡孝司(九州大学)

Keywords:打撃さく孔, 数値シミュレーション, 応力波伝播, 貫入抵抗曲線, ダンパ機構

発破工法において爆薬を装填する孔を穿孔するための機械である打撃式さく岩機は，19世紀に開発され今日まで多くの改良が加えられてきた．さく岩機の効率は掘進速度に大きな影響をおよぼすため，今後さらなる高効率化や高出力化が望まれている．打撃さく孔では，ピストンがロッドに衝突することで応力波が発生し，それがロッド中を伝播していき，ビットが岩石に貫入することで破砕が行われる．さく孔中は油圧を入力として，さく岩機本体，ロッド，ビットおよび岩石まで含めた各要素が互いに影響を及ぼし合いながら自励振動をしている．打撃数や打撃力はさく孔中の種々の条件によって決まるので，実験結果をもとに開発や設計を行うことは時間的にも経済的にも能率が悪い．そのため，これまでに数値シミュレーションによる検討が行われてきた．しかしながら，これまでに提案されたモデルは実機に比べて単純であったり，最近の機種に組み込まれている機構を考慮していなかったりと，いくつかの課題がある．本稿では，これまでに提案されてきた打撃さく孔の数値シミュレーション手法を概観し，課題と今後の展望について述べる．