岩盤掘削リグのドリルブームの数と種類を正しく選択する方法
岩盤掘削リグのドリルブームの数と種類を選定する際には、建設条件、機器の性能、運用効率、現場での適合性など、複数の要素を考慮する必要があります。この決定は主に2つの側面に分けられ、以下の点が重要です。
I. 掘削ブームの数量を決定する主な要因
掘削断面特性：断面積は基本的な指標です。50～150平方メートルの大規模トンネル断面の場合、掘削孔数は通常、1平方メートルあたり1～2孔で計算されます。断面が大きいほど、作業負荷を分散させるためにブームの数を増やす必要があります。断面形状（円形、長方形など）は掘削孔の分布に影響を与えます。複雑な断面形状の場合、異なるゾーンの掘削ニーズに対応するために追加のブームが必要になる場合があります。
前進サイクルとスケジュール要件：トンネル掘削前進サイクルにおいて掘削に割り当てられる時間は、ブームの本数を直接的に制約します。月間前進距離が100mを超える場合、掘削時間は4～8時間に制限されることが多く、時間が限られている場合は、作業時間を短縮するためにブームの数を増やす必要があります。全体的なスケジュールが厳しいほど、掘削の進捗を確保し、掘削がボトルネックとなるのを防ぐために、適切な数のブームを用意することがより重要になります。
掘削機／リグの生産性：リグの種類によって効率は大きく異なります。大型空気圧式リグは硬岩において約0.5 m/分の有効貫入速度を実現しますが、油圧式リグは約0.8 m/分に達します。実際の有効貫入速度は通常、理論上の掘削速度の60～70%に過ぎず、オペレーターのスキルにも左右されます。生産性が低い場合、同じ掘削量を達成するために必要なブームの本数が増加します。また、リグ1本あたりの作業面積も考慮してください。大型空気圧式リグは通常15～20 m²の切羽をカバーしますが、油圧式リグは20～30 m²をカバーします。これらの数値から、必要なブームの本数を簡単に見積もることができます。
II. ドリルブームの種類を選択するための中核要素
機器の互換性と作業範囲：大型掘削リグは、大型レールガイド式掘削機の支持力と運用ニーズを満たすため、大型油圧ブームと組み合わせる必要があります。大規模なトンネル区間では、伸縮式ブームが有利です。リーチを延長することで作業中の横断面を広くカバーでき、縮長することで輸送時のリグの長さを短縮し、重心管理を改善し、機動性と現場適応性を高めます。小規模な区間や作業範囲が固定されている区間では、通常、固定長ブームで十分です。
掘削精度要件：掘削プロファイルを制御するために外周孔が必要な場合は、回転式／旋回式ガイドレールを備えたブームを選択してください。これにより、ドリフターはセクション境界付近で作業し、掘削アウトラインを正確に制御できます。エッジ精度がそれほど重要でない内部ベンチング孔や補助孔の場合は、旋回式ではないガイドレールを備えたブームでも許容され、設備コストを削減できます。
ブランドと作業条件への適合性：アトラスコプコやタムロックなどの大手メーカーは、成熟したブーム構成を備えた標準リグモデルを提供しています。これらのモデル互換性規格を活用することで、機器の相互運用性を確保し、メンテナンスを簡素化できます。また、地盤条件に合わせてブームの種類も選定します。非常に硬い岩盤では、油圧ブームの方が耐久性と効率性に優れ、機器の摩耗とダウンタイムを削減できます。
掘削形状、スケジュール、リグの生産性、ブームの到達範囲、精度の必要性、機器の互換性などの要素を総合的に評価することで、適切なブームの数を決定し、プロジェクトに最適なブームの種類を選択できます。
