原題は『Rock Blasting』、著者は George G. André です。
　例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに御礼。
　図版は省略しました。索引が無い場合、それは私が省いたか、最初から無いかのどちらかです。
　以下、本篇。（ノー・チェックです）

*** プロジェクト グーテンベルク 電子書籍 ロック ブラストの開始 ***
このテキストの最後にある転写者のメモを参照してください。

岩石爆破。
表紙
岩石爆破。

工業目的で岩石を爆破する際に使用される手段に関する
実用的な論文 。

著者：
GEO. G. ANDRÉ、FGS、Assoc. Inst. CE、
鉱山土木技師、技術者協会会員。

ロゴ
ロンドン:
E. & FN SPON、46、チャリングクロス。
ニューヨーク:
446、ブルームストリート。
1878年。

[動詞]

序文。
ライン
過去10年間、産業における岩石の発破作業のシステムと採用方法には、数多くの大きな変化が起こりました。機械掘削機の導入は、当然のことながら、これらの重要な変化をもたらしました。手作業に適したシステムは、機械労働の要件の下では非効率であり、前者の場合に最も適切であるとされていた方法が、後者には多かれ少なかれ不適切であることが判明しました。さらに、機械掘削に伴う条件は、これまで使用されていた一般的な火薬よりも強力な爆薬と、通常の導火線よりも迅速かつ効果的な点火手段を必要とするほどです。これらの強力な爆薬は、ニトロ綿やニトログリセリン化合物、そして組成が改良された通常の黒色火薬に見出されています。[vi] そして、爆発によって発射されるようになりました。そして、このより迅速で効果的な発射手段は、電気の便利な応用によって発見されました。こうして、前述の変化がもたらされ、変化した状況による新たな観点から、これらの主題を詳細に扱う本書のような著作の必要性が生じました。

GEO. G. ANDRÉ.

ロンドン、ストランド、キングウィリアムストリート17番地、
1878年1月1日。

[vii]

コンテンツ。
ライン
第1章
岩石発破に使用する工具、機械、およびその他の器具。
ページ
第1節手穿孔工具 —ドリル、ハンマー、補助工具、発破用具一式 1
第2節機械掘削工具 —機械削岩機、ボーリングビット、ドリルキャリッジ 23
第3節爆薬発射用器具― スクイブ 安全導火線 電気導火線 ケーブル 雷管 電気式発火装置 42
第2章
岩石発破に使用される爆薬
第1節爆発に伴う現象 ―爆発の性質 爆発によって発生する熱 爆発によって発生するガス 爆発によって発生する力 64
第2節爆発性物質の性質—機械的混合物 化合物 76
第3節一般的な爆発物の相対的な強さ —火薬の威力。火薬、綿火薬、ニトログリセリンの相対的な威力 88
第4節一般的な爆発物の発射方法—熱の作用。爆発 92
第5節一般的な爆薬の特性― 火薬、綿火薬、ダイナマイト。発火温度 97
第六節ニトロセルロースおよびニトログリセリン化合物のいくつかの種類。ニトロ化火薬、トナイト、または綿花粉、シュルツェの火薬、リトフラクター、ブレインズの火薬、セルロースダイナマイト 103
第3章[viii]
岩石爆破の原理。
最小抵抗線。破断を引き起こすために必要な力。破断の条件。船首方位の例。経済的な考慮点。タンピング 106
第4章
岩石発破作業
手掘り。—砲弾穴を掘る。砲弾穴に弾を装填する。弾を発射する 128
機械掘削。—弾頭穴の掘削。装填と発射。除去された岩石の除去。分業 142
掘削の例。—サン・ゴッタルドトンネル。フーサックトンネル。ムスコネトコントンネル。マリハイ、アンザン、ロンシャンの坑道掘削 157
第5章
水中発破
爆薬の準備。水中掘削。海底岩石。水路の障害物 164
[1]

岩石爆破。

第1章
岩石の発破に使用する工具、機械、その他の器具
セクション I.—手作業によるボーリング。
ドリル。
発破作業は、除去する岩石に適切な穴を掘り、その穴の下部に爆薬を充填し、場合によっては穴の残りの部分を適切な物質で埋め、そして爆薬を爆発させることから成ります。当然のことながら、まず最初に検討すべき事項は、使用される工具、機械、その他の器具の性質、形状、構造です。これらの工具の中で、「ドリル」または「ボーラー」と呼ばれるものが最も重要なものです。岩石ドリルの作用を明確に理解するには、穿孔する物質の性質を考慮する必要があります。岩石の鉱物組成を調べたことがある人なら、通常の意味での「切削」では岩石を切削することが不可能であることを認識しているでしょう。なぜなら、岩石の成分は工具の材質よりも硬いことが多いからです。[2] 岩石は切断できないため、その一部を除去する唯一の方法は、適切な器具を用いて打撃を与え、岩石を砕くか、または分解することです。このようにして加えられる打撃ごとに小さな破片が削り取られ、岩石は徐々に摩耗していきます。しかし、この削り取りを実現するためには、使用する器具が岩石に接触する面積が小さく、力を集中させる必要があり、その表面は傾斜面またはくさび面で囲まれ、接触する岩石の粒子に横方向の圧力をかける必要があります。言い換えれば、器具には通常の切削工具と同様の刃先が備わっていなければなりません。

工具が使用される条件は、明らかに、硬い岩石材料による摩耗や破損によって刃先が急速に摩耗する条件です。これらの破壊作用に耐えるためには、工具を構成する材料に硬度と靭性という2つの特性が不可欠です。したがって、岩石掘削に使用する切削工具の性質と形状を決定する重要な条件は3つあります。1. 刃先の必要性、2. 刃先の頻繁な交換の必要性、そして3. 工具材料の硬度と靭性の必要性です。

非常に硬い岩石の場合、数分の作業で[3] 刃先を損傷し、工具を鍛冶屋に返却して再研磨する必要がある。したがって、刃先の形状は製造が困難なものであってはならないことは明らかである。そうしないと、再研磨の作業に多大な時間を費やしてしまうからである。経験上、上記の条件は、現在広く採用されている単純なノミ刃で終わる鋼棒の場合に最も完全に満たされることが分かっている。

このタイプのドリルは図1に示されており、一般的な「ジャンパー」ボーラーを表しています。このドリルは、両端がチゼルエッジ状のロッドで構成され、先端の間には「ビード」と呼ばれる膨らみがあり、重量を増しています。ビードによってジャンパーは不均等な2つの部分に分割され、それぞれの部分がシャンク、つまり「ストック」と共にチゼルビットを構成します。短い方のストックは穴が浅いときに使用され、長い方はより深く穴をあけるために使用されます。

図1.

ドリル
図2.

ドリル
図3.

ドリル
ジャンパーでは、落下する道具の直接的な衝撃によって打撃力が得られます。この道具の使い方は、両手で約30センチの高さまで持ち上げ、それから落とすことです。ジャンパーを持ち上げる際には、刃先が同じ場所に2度落ちないように、部分的に回転させることに注意してください。これにより、刃先が岩石を削り取る際に最も効果的に作用します。[4] 穴はほぼ円形に保たれます。穴を垂直下向きに掘削する必要がある場合、ジャンパーは便利で非常に効率的な工具であり、露天採石作業では非常に一般的に使用されます。しかし、鉱業では、ショットホールは別の方向、いわゆる「斜め」、つまり垂直に対して斜めに掘削する必要がある場合がほとんどです。あるいは、ショットホールを垂直上向きに掘削する必要がある場合もあります。これらのいずれの方向においても、ジャンパーは役に立たないことは明らかです。このような場合の要件を満たすには、打撃を与えるハンマーを使用し、ドリルはハンマーと一緒に使用できるように設計されます。図2および図3に示すように、ジャンパーのビードを切り取り、両端を打撃面として平らに残しておくと、この用途に適した工具形状が得られます。このようにして得られた2本のノミの形状は、通常の削岩機に採用されている形状です。

これらの説明から、削岩機はチゼルエッジまたはビット、ストック、そして打撃面から構成されていることがお分かりいただけるでしょう。かつてドリルは錬鉄製で、ビットと打撃面を形成するために両端が鋼板で覆われていました。現在では、一般的に鋳鋼製で、この目的のために供給されています。[5] 必要な直径の八角形の棒。鋼鉄製のストックには多くの利点があります。その優れた組織的堅牢性により、鉄よりも効果的に打撃力を伝達できます。鉄よりも強度が高いため、ストックの直径が小さく、結果として重量も軽くて済みます。このため、打撃力が伝達される質量が小さくなり、打撃力も増大します。一方、鋼鉄製のストックは鉄製のストックよりも壊れやすいという欠点があります。

ドリルの刃先は慎重に検討する必要がある。工具が掘削孔内で容易に外れるようにするため、また、ストックに不必要な重量が加わるのを避けるために、ビットはドリルよりも幅広に作られる。幅の差は最大1インチになることもある。硬い岩石では、幅の差が大きいほど刃先が破損しやすくなることは明らかである。ドリルの刃先は直線状、またはわずかに湾曲している。直線状の刃先は湾曲した刃先よりも多少スムーズに切削できるが、角の部分では湾曲した刃先よりも弱く、非常に硬い岩石には適さない。また、鍛造もわずかに難しい。ビットの幅は、必要な穴のサイズに応じて、1インチから2 1/2インチまで変化する。図4、5 、および6は、岩石で使用するための直線ビットと湾曲ビット、および刃先の角度を示している。

図4.

ドリル
図5.

ドリル
図6.

ドリル
ストックは断面が八角形で、[6] ドリルビットの長さは20インチから42インチまで様々である。ストックが短いほど打撃力を効率的に伝達するため、可能な限り短く作られる。このため、ショットホールを掘削する際には複数の長さのドリルが用いられる。最も短いドリルは穴の掘削開始時に使用され、より長いドリルは深さを継続するために使用され、さらに長いドリルは場合によっては穴を完成させるために使用される。長いドリルが穴の中でスムーズに作動するように、ビットの幅は各長さごとにわずかに狭くする必要がある。ストックの直径はビットの幅よりも小さいことは既に述べたが、この差は石炭ドリルでは岩石ドリルや「石」ドリルよりも大きい場合がある。後者における一般的な差は、長い方のドリルで3 ⁄ 8インチである。以下の比率は平均として考えられる。採択された:—

ビットの幅
。
ストックの直径
。
1 インチ 5 ⁄ 8 インチ
1 1 ⁄ 8 「 3 ⁄ 4 「
1 1 ⁄ 4 「 7 ⁄ 8 「
1 1 ⁄ 2 「 1 「
1 3 ⁄ 4 「 1 1 ⁄ 8 「
2 インチ 1 3 ⁄ 8 「
2 1 ⁄ 4 「 1 1 ⁄ 2 「
2 1 ⁄ 2 「 1 5 ⁄ 8 「
[7]

ドリルの打撃面は平らでなければなりません。打撃面の直径は、最小サイズを除き、ストックの直径よりも小さく、この差は打撃端を引き込むことで生じます。最大径では、減少量は大きくなります。打撃面の減少量は、1/8インチを超えることは稀です。

削岩ドリルの製作と研磨は、鉱山鍛冶屋の労働において極めて重要な部分を占めています。ドリルは頻繁に使用され、摩耗が早いため、毎日かなりの量の作業が必要となります。また、適切な焼き入れには判断力と熟練度が求められるため、作業員にはある程度の知性が不可欠です。実際、鉱山労働者の道具の修理を任務とする鍛冶屋の仕事は、その責任を最も効率的に果たせる人材を確保するために、惜しみない努力を払うべきなのです。

穿孔用鋼棒が鍛冶屋に供給されると、鍛冶屋は必要に応じてそれを必要な長さに切断します。ビットを形成するには、棒の端を加熱し、ハンマーで叩いて平らにし、穿孔する穴の直径よりわずかに広い幅にします。次に、刃先を軽いハンマーで必要な角度に叩き上げ、角を叩いて意図する穿孔の直径を正確に合わせます。ドリルはセットで製造されるため、既に述べた理由により、長い方のビットは短い方のビットよりもわずかに狭くなります。[8] その後、刃先はやすりで仕上げます。これらの作業を行う際は、強烈なハンマー打ちや高温は避け、加熱する際は鋼材が石炭で十分に覆われるように注意し、羽口から十分に離して「生」の空気から保護する必要があります。過熱、つまり「焼けた」鋼材は飛び散りやすく、このように損傷したドリルは焼けた部分を切り取るまで役に立ちません。

図7.

ドリル
図8.

ドリル
図9.

ドリル
ドリルの製造と再研磨のいずれの場合でも、刃先を均一に、完全な形状と寸法に仕上げるためには細心の注意が必要です。図7に示すように、角が打ち込まれていると「挟まれている」と言われ、工具は切削中に自由に動きません。図8に示すように、刃先を形成する直線または曲線が窪んでいる場合、ビットは「後退している」と言われ、図9に示すように、角の1つが後退しすぎている場合は「奇角」と呼ばれます。これらの欠陥のいずれかが存在する場合（残念ながらよくあることですが）、ビットは岩石に対して効果的に機能しないだけでなく、打撃の力が岩石の一部に伝わります。[9] エッジ部分のみに負担がかかり、破損しやすくなります。

鋼の焼入れと焼戻しは、綿密な研究と観察を必要とする問題です。温度が急激かつ大幅に低下すると、金属の硬度が著しく上昇することはよく知られています。この現象の理由は解明されていませんが、何らかの形で炭素の存在に依存していることは確かです。この方法によって鋼に付与される硬度の程度は、温度の低下量と金属中に存在する炭素の割合に依存し、高度に炭化された鋼は、炭素含有量の少ない鋼よりも、同じ条件下でより高い硬度を得ることができます。したがって、同じ品質の鋼の場合、温度範囲が広いほど、硬度は高くなります。しかし、ここで、実際に達成可能な硬度を制限する別の条件に遭遇します。

温度変化によって金属分子間に生じる変化は内部ひずみを引き起こし、それによって各部位に不均等な張力状態が生じます。この状態により、工具の使用中にさらなるひずみが加わると、ひずみを受けた部位は降伏しやすくなります。言い換えれば、鋼の脆さは硬度とともに増大します。ここでも炭素含有量が影響し、同じ硬度であっても、炭素含有量が100%を超えると、鋼の脆さは100%を超えることを念頭に置く必要があります。[10] 炭素含有量が最も少ない鋼は最も脆くなります。硬度と靭性の両方を可能な限り両立させる必要があるボーリング鋼の焼入れにおいては、この点は細心の注意を払う必要があります。冷却媒体として水の代わりに油を使用すると、鋼の靭性が飛躍的に向上するという注目すべき事実は、実用上大きな価値があります。

鋼の焼き戻しは硬化と似た性質を持つ現象であり、これもまた慎重な考慮が必要です。光沢のある鋼の表面が熱にさらされると、温度が上昇するにつれて規則的な順序で変化する一連の色彩が現れます。その順序は、淡黄色、麦わら色、黄金色、茶色、茶色と紫が混ざった色、紫、水色、澄んだ青、そして濃紺です。経験から、これらの色のうち、特定の種類の工具や特定の作業条件においては、他の色よりも適したものがあることが分かっています。

適切な色の選択は、鍛冶屋の判断力と技能を問う課題です。削岩機の場合、作業対象が非常に硬い岩石の場合は麦わら色、中程度の硬さの岩石の場合は水色が最適です。

ドリルの焼入れと焼戻しのプロセスは次のようになります。ビットの刃先が既に説明した方法で形成されたら、3から4[11] 先端から数インチの部分をチェリーレッドに加熱し、冷水に約1インチの深さまで浸して硬化させます。水に浸している間、ビットをわずかに上下に動かします。これを怠ると、硬度が急激に低下し、ビットが水面に沿って破損しやすくなります。寒い天候では、鋼を浸す前に、熱い鉄片を水に浸して水を少し温めます。十分な硬度が得られたら、残りの熱い部分を浸し、焼き戻しに十分な温度になるまで待ちます。この段階で残りの熱い部分を引き上げ、色の変化を注意深く観察します。材料に残っている熱はビットの端まで伝わり、その部分の温度が上昇するにつれて、刃先の研磨面に色が規則的に現れます。適切な色が現れたら、ドリル全体を水に浸し、冷めるまで放置して焼き戻しを完了させます。刃先が湾曲している場合、または「弓なり」になっている場合、色は刃の中央よりも角に早く染み込みます。この傾向は、角を水に浸して確認する必要があります。そうしないと、刃先全体の硬度が均一になりません。色は暗い場所で最もよく見えるため、焼き入れ作業を行う鍛冶場の部分を暗くしておくことをお勧めします。

必要な焼き入れの程度は、[12] 鋼の品質と作業の性質によって、鋼の硬度は大きく左右されます。金属に含まれる炭素の割合が多いほど、焼き入れ度は低くなければなりません。また、鈍化した刃先の状態、つまり傷んでいるか欠けているかによって、どの程度の硬度に仕上げるのが望ましいかが分かります。これらの点に注意を払わないと、良質の鋼が不適切と判断されることも少なくありません。

打撃面を形成するには、素材の先端を鈍い赤色になるまで加熱し、ハンマーで引き伸ばして円錐状のヘッドを形成します。次に、先端を平らにし、直径1 ⁄インチから1インチの面を形成します。このヘッドは、高い靭性と硬度を兼ね備えるまで焼き入れされます。ヘッドは絶えず打撃を受けるため、摩耗が急速に進みます。この点において、鋼の耐久性には大きな差があり、ドリルによってはビット先端よりも打撃部の方が摩耗が早くなります。

鍛冶屋は、ストライカーの助けを借りて、1時間で中型の片手ドリル約30本、または同じ時間で中型の両手ドリル約20本を研ぎ、焼き入れします。もちろん、刃先の鈍さの程度によって大きく異なりますが、ドリルが適度に鈍くなると仮定すると、これは2人の作業の平均的な作業量と見なすことができます。

前述の説明から明らかなように、ドリルを適切に設置するには、[13] 良質の材料で作られ、鍛冶場で巧みに焼き入れされ、使用する岩石の性質に適した角度と形状の刃先を備えていること。これらの条件に加えて、適切な取り扱いも重要です。ドリルを穴の中で不注意に回転させ、刃先の一部に作業が集中したり、不器用なスレッジで叩いたりすると、すぐに破損したり鈍くなったりします。不適切な取り扱いは、使用開始から5分以内に刃先を損傷させることがしばしばあります。

前述のように、ドリルは異なる長さのセットで使用されます。セットは1人用と2人用があります。前者の場合、セットは「シングルハンド」セットと呼ばれ、ドリルを打つためのハンマーが含まれています。後者の場合、セットは「ダブルハンド」セットと呼ばれ、打つためのハンマーの代わりにスレッジが含まれています。一見すると、2人、いわゆる「ダブルセット」を使うのは力の無駄のように見えるかもしれません。なぜなら、2人で1人の2倍の速さでドリルを打つことはできないからです。しかし、この速度は達成可能であり、それは打撃の効率性が高いからというよりも、2人が互いの場所を繰り返し入れ替えることで、ほぼ途切れることなく無期限に連続して打撃を続けることができるという事実によるものです。一方、シングルセットでは、作業者は絶えず休憩を取らなければなりません。

[14]

ハンマー。
岩盤ドリルに打撃を与えるには、ハンマーとスレッジが使用されます。ハンマーとスレッジの違いは寸法のみです。ハンマーは片手で使用し、比較的軽量で短い柄が付いています。一方、スレッジは両手で使用し、はるかに長い柄と重い柄が付いています。発破用スレッジの打撃面は、打撃者がドリルのヘッドに確実に直接打撃を与えることができるように平らである必要があります。また、打撃の方向を定めやすくし、効果を高めるために、ヘッドを構成する金属の質量は短い長さに集中させる必要があります。誤って打撃を与えた場合にスレッジがドリルのヘッドから飛び出し、ドリルを握る人の手に当たるのを防ぐため、打撃面のエッジは、直径がほぼ半分になるまで面取りまたは斜めにする必要があります。ただし、この要件が満たされることはほとんどありません。

図10.

（スレッジ）ハンマー
図11.

（スレッジ）ハンマー
図12.

（スレッジ）ハンマー
図13.

（スレッジ）ハンマー
そりの頭部は鉄製で、「アイ」と呼ばれる穴の開いた中央部分と、2本の「柄」または「スタンプ」から構成され、その鋼鉄製の両端が「ペイン」と呼ばれる打撃面を形成します。頭部の形状は地域によって異なりますが、どのような違いがあっても、4つのタイプ、つまり「パターン」のいずれかに分類されます。非常に一般的な[15] 最も一般的な形状は、図10に示す「ブリー」パターンです。図11に示すように幅を変えることで「ブロード・ブリー」となり、前者は区別のために「ナロー」・ブリーと呼ばれます。もう一つの一般的な形状は、図12に示す「ポインティング」パターンです。図13に示す形状は「ブロート」パターン、図14に示す形状は「プラグ」パターンと呼ばれています。これらの形状はそれぞれ独自の利点を有しており、[16] 特定の用途には他のものより適しています。ハンマーにも同じ形状が使用されています。アイは一般に楕円形ですが、図 13に示すように、特にブロート パターンの場合は円形になることがあります。スレッジ ヘッドの重量は 5 ポンドから 10 ポンドまで変わりますが、一般的で便利な重量は 7 ポンドです。ヘルブの長さは 20 インチから 30 インチまで変わりますが、爆破用スレッジの一般的な長さは 24 インチです。ハンマー ヘッドの平均重量は約 3 ポンドで、ヘルブの平均長さは 10 インチです。

図14.

（スレッジ）ハンマー
図15.

（スレッジ）ハンマー
図15は、南ウェールズで使用されている発破用スレッジを示しています。スレッジの基部は断面が八角形で、中央の四角いブロックから伸びています。一方、スレッジの窓ガラス、つまり打撃面は円形で平らです。ヘッドの長さは8 3⁄ 4インチ、ハンドルの長さは27インチ、工具全体の重量は7ポンドです。

[17]

図16.

（スレッジ）ハンマー
図16は北ウェールズで使用されていた爆破用スレッジを示している。中央のブロックは、正方形の角をわずかに面取りした不規則な八角形の断面をしており、基部は面取りされて、平らな板状の板の部分が正八角形になっている。ヘッドの長さは7 3⁄ 4インチ、ハンドルの長さは22インチで、工具全体の重量は6ポンド7オンスである。

図17.

（スレッジ）ハンマー
イングランド北部で使用されている橇は、前述のものよりも頭部が短く、軽量です。 図17は、こうした爆破橇の1つを示しています。頭部は中央部でほぼ正方形の断面を持ち、窓ガラスは平らです。頭部の長さは5インチ、ヘルブの長さは24 1/2インチで、橇全体の重量は4ポンド14オンスです。

補助ツール。
—ドリルとハンマー以外にも、発破用の穴を準備する際には他の道具が必要です。掘削孔が下向きに傾斜している場合、ドリルで掘削した際に生じた破片、つまり「掘削粉」が[18] 掘削孔の底に残った泥は、そこに含まれる水によって泥、すなわち「スラッジ」に変化します。このスラッジは、掘削作業が進むにつれて除去する必要があります。そうすることで、掘削孔の底に岩石を到達させることができます。このスラッジの除去は、「スクレーパー」と呼ばれる簡単な道具で行います。このスクレーパーは、直径が1/4インチから1/2インチで 、掘削孔の底まで届く長さの鉄棒から構成されています。この棒の一方の端を金床の上で平らにし、円形にしてから、軸に対して直角に上向きに折り曲げます。こうしてできた円盤は、掘削孔がスムーズに通過できるよう、掘削孔の直径よりも小さくする必要があります。スクレーパーを掘削孔に挿入したら、底に押し付けながら回転させます。道具を引き抜くと、スラッジが円盤上に引き上げられます。この作業を2、3回繰り返せば、掘削孔をきれいにすることができます。スクレーパーのもう一方の端は、 図18に示すように、取り扱いの便宜上、リング状に仕上げられることがあります。しかし、リングの代わりに、図19に示すように、両端にディスク状のものを設けることもあります。この場合、ディスクの直径はそれぞれ異なっており、スクレーパーを様々なサイズの掘削孔に適合させることができます。[19]スクレーパーは、図 20 に示すように、螺旋状のフックまたは「ドラッグツイスト」で終端するように作られています。ドラッグを使用するのは、爆薬を挿入する前に穴を徹底的に洗浄するためです。干し草の束を穴に押し込み、スクレーパーのドラッグ端をそれに続いて挿入し、しっかりと絡まるまで回転させます。ドラッグで干し草を引き抜くことで、掘削孔をきれいに拭きます。ツイスト ドラグの代わりに、「ループ」ドラグがよく使用されます。これはループまたはアイで構成されており、その中にぼろ布またはトウが通されます。ぼろ布またはトウは、干し草と同じ目的、つまり爆薬を挿入する前に掘削孔を徹底的に洗浄して乾燥させるために使用されます。掘削孔をきれいにするために、スクレーパーの代わりに「スワブ スティック」が使用されることも非常によくあります。これは、片方の端をハンマーで叩き潰して繊維をほぐし、短いブラシ、あるいは「スワブ」のような形状にしただけの単純な棒です。これを穴に押し込むと、スラッジが繊維の周りや間を上昇し、繊維は穴の底に押し付けられて広げられます。スワブを引き抜くと、スラッジも一緒に出てきます。

図18.

スクレーパー
図19.

スクレーパー
図20.

スクレーパー
爆薬をボーリングホールに装填し、導火線をそれに取り付けたら、穴を突き固める必要がある。つまり、爆薬の上の部分は埋めなければならない。[20] 適切な物質で固める必要がある。この目的のためには、「ランマー」、「ステマー」、「タンピングアイアン」など、さまざまな名前で呼ばれる器具が必要である。この器具を図 21に示す。これは金属棒で構成され、タンピング端には、掘削孔の側面に横たわる導火線を受け入れるための溝が切られている。もう一方の端は平らで、手で押す面、またはハンマーが必要な場合はハンマーの打撃面となる。金属と珪素質の物質との摩擦によって生じる火花による偶発的な発火の危険を防ぐため、鉄製ステマーの使用は法律で禁止されている。これらは通常、銅またはリン青銅で作られ、後者の材質は前者よりも耐性が強い。

図21.

ランマー
図22.

粘土鉄
図23.

ベシェ
湿地では、火薬を投入する前に掘削孔から水を遮断する必要がある場合があります。これは竪坑掘削で非常に頻繁に発生します。このような場合に用いられる方法は、水が入り込む隙間に粘土を押し込むことです。この目的で使用される器具は、図22に示す「粘土鉄」または「ブル」です。これは、掘削孔の直径よりわずかに小さいストックまたはシャフトと呼ばれる丸い鉄の棒と、それより太い棒で構成されています。[21] 雄牛の頭部は、頭部または頭頂部と呼ばれる部分で、打撃面で終わっている。 シャフトの下端は粘土を貫くことができるように尖っており、頭部には、てこを受ける直径約 1 インチの穴が開けられている。 塑性状態の粘土を掘削穴に入れ、雄牛を挿入し、ソリで打撃して押し下げる。 シャフトが押し下げられると、粘土は岩のあらゆる側面の節理や割れ目に押し込まれる。 雄牛を引き抜くには、鉄の棒を穴に入れ、てこのように回して緩める。 次に両手で棒を持ち、雄牛を持ち上げる。 雄牛をより容易に引き抜くために、シャフトはわずかに先細りに作られ、完全に滑らかに保たれるべきである。 雄牛は頭部にかなりの強度の打撃を受けるので、後者の部分は頑丈に作られるべきである。このツールは、爆破セットの必須部分というよりも、追加の器具として考えるべきものですが、非常に便利なものであり、散布した火薬を使用するときには湿った地面で常に手元に置いておく必要があります。

補助的な役割を持つもう一つの器具は、図23に示すベッシュで、折れたドリルを引き抜くのに用いられる。これは、掘削孔の直径とほぼ同じ鉄棒で構成されており、下端は空洞になっている。開口部はわずかに円錐形になっており、下端がドリルの折れたストックを容易に通過できるようにする。[22] ある程度の力で押し下げると、開口部の上部にあるストックをしっかりと掴み、2つを一緒に持ち上げることができるようになります。ビットの一部だけが穴に残っている場合は、スクレーパーの引き回し側を使って引き抜くことができます。また、スワブスティックを折れた部分に押し込み、スワブと一緒に引き抜くこともできます。

ブラストギアのセット。
図版I、II、III には、 3 セットの発破用具、すなわち石炭発破用具、片手用石材発破用具、両手用石材発破用具が示されています。最初のセットでは、 図 1に示すドリルは長さが 22 インチ、刃先は直線で幅は 1 1/2インチ、重さは 2 1/2 ポンドです。図2に示すもう1 つのドリルは長さが42インチ、刃先は直線で幅は 1 7/16 インチ、重さは 4 ポンド 10 オンスです。このセットで使用され、図 3に示されているハンマーの重さは 2 ポンド14オンス、ヘッドの長さは 4 1/2インチ、ハンドルの長さは7 3/4インチです。 2つ目または片手用石セットでは、短いドリル（図6、プレートII）の長さは22インチ、刃先は強く湾曲しており、幅は1 1⁄2インチ、重さは3ポンド10オンスです。長いドリル（図7 ）の長さは36インチ、刃先の幅は短いドリルと同様に湾曲しており、1 7⁄16インチ、重さは6ポンド5オンスです。このセットで使用され、図8に示されているハンマーの 重さは3ポンド6オンス、ヘッドの長さは[23] 5インチ、ハンドルのそれは10インチです。3番目の、つまり両手持ちの石のセット (図 III)では、図 12に示す最初の、つまり最短のドリルは、長さが18インチ、刃先の幅が1 3⁄4インチ、重さが4 1⁄4ポンドです。図 13に示す2 番目のドリルは、長さが27インチ、刃先の幅が1 11⁄16インチ、重さが6ポンドです。図 14 に示す3番目の、つまり最長のドリルは、長さが40インチ、刃先の幅が1 5⁄8インチ、重さが9 1⁄4ポンドです。これらのドリルの刃先はすべて、前のセットと同様に強く湾曲しています。図 15に示すこのセットで使用されているそりの重さは約5ポンドです。

セクション II.—機械ボーリング。
機械式ロックドリル。
近年、いやおそらくどの時代においても、鉱業の実践において最も顕著な進歩は、岩盤掘削における手作業の機械化である。この変化の重要性は明白であり、また極めて大きい。鉱夫は掘削作業から解放されるだけでなく、ショットホールを掘削する速度が100倍も速くなる。この速度向上は多くの実際的な利点をもたらす。坑道を掘削したり、坑道を高速で掘削したりできることは、事業の成功を確実なものにし、間接的に多額の費用を節約する。そしていずれの場合も、準備作業にかかる時間を大幅に短縮することができる。実際、この機械化によって得られる利点の大きさは計り知れない。[24] 機械動力が手作業に取って代わったことにより進歩の速度が加速し、将来的にはその適用範囲が著しく拡大すると期待される。この代替を行うにあたり、数多くの困難を克服する必要があり、またそれらに遭遇する中で多くの失敗を記録しなければならなかった。しかし、岩盤掘削機は、その存在の暫定的な段階と言えるものを首尾よく乗り越え、経験上、必要な作業を効果的に遂行できることが示された機械装置の中で、最も重要な地位を獲得したということは、今や最も偏見の強い人でも認めなければならない。著者の著書「鉱山工学」では、削岩機の要件が十分に論じられており、現在使用されている最も重要な機械の原理と構造が注意深く説明されている。本書では、その一例を一つだけ挙げることができる。

機械ドリルは、既に述べた通常の手動ドリルと同様に、打撃作用によって岩石を穿孔します。切削工具はほとんどの場合、ピストンロッドに直接接続されており、ピストンロッドと共に往復運動します。このように、ピストンとロッドは切削工具の一部を構成し、蒸気または圧縮空気が工具に直接作用することで打撃が与えられます。ピストンの後退ストロークでは岩石に対して何の仕事も行われないため、前方側の面積は、岩石を持ち上げるのに必要な寸法にまで縮小されます。[25] 掘削機は、ピストンと、掘削孔内での工具の摩擦抵抗を克服するための機構を備えている。ピストンは、必要に応じてタペットバルブなどの適切な装置を用いて、蒸気または空気をシリンダー内に送り込み、供給を遮断し、排気を開放する。また、ストロークの長さを一定の範囲内で変化させることができるように構成されている。ストロークの一部の間、既に説明した目的のために、ピストンをある程度回転させる手段が作動する。工具の刃先を作業に適した状態に保つため、岩石を掘削するにつれて機械全体が前進する。この前進、すなわち「送り」動作は通常手動で行うが、場合によっては自動的に伝達される。機械は、使用状況に応じて形状が異なるスタンドまたはフレーム上に支持される。この支持部は、いずれの場合も、送り動作が可能であり、また切削工具を任意の角度に向けることができるように構成されている。削岩機のサポートは、機械にとって不可欠かつ非常に重要な付属物です。その形状、材質、構造の適合性によって、機械の効率が大きく左右されるからです。

上記は、打撃式さく岩機の構造と動作モードの一般的な説明である。現在使用されている多数の種類のさく岩機は、動作原理というよりもむしろ構造の詳細が異なっており、その重要性は[26] もちろん、その差は細部の差に依存します。ここで、岩盤掘削問題の最初の真に実用的な解決策は、モン・スニトンネルの掘削に使用された機械を開発したM.ソメイエ氏によるものであることを指摘しておくのは当然です。

ダーリントンドリル。
イギリスにおいて、最も満足のいく実証試験に耐え、その結果、この国のみならず、大陸の重要な鉱山地域においても広く普及しつつある機械は、ジョン・ダーリントンの発明であり、「ダーリントン・ドリル」として知られています。このドリルは、機械において可能な限り部品の簡素化を極限まで実現した点において特筆すべきものです。機械ドリルのバルブギアは特に故障しやすいものです。必然的に複数の部品で構成され、これらの部品は必然的にある程度壊れやすい性質を帯びています。さらに、タペットを介してピストンによって駆動されるため、各ストロークで与えられる衝撃の強さは部品を急速に破壊するほどです。一部の機械では、これらの衝撃の強さと破壊力は最小限に抑えられていますが、あらゆる対策を講じても、依然として避けられない摩耗や損傷は大きく、程度の差はあれ、破損や変位による故障のリスクが存在します。さらに、ピストンの速度を上げることでこれらの効果は大幅に強化されるため、[27] ピストン速度を高くすることは、少なくとも望ましくない。システムに内在するこれらの欠陥を改善するため、ダーリントンは、モーター流体をシリンダーに導入する方式を根本的に変更することで、バルブギアの必要性を完全に排除することを提案した。彼はこの提案を、図版IVに示す機械で実現した。

ダーリントン式削岩機は、基本的に2つの部品、すなわちシリンダーA （図20および21）とそのカバー、およびピストンBとそのロッドのみで構成されています。カバーはボルトで締め付けられるとシリンダーの一部を形成します。ピストンロッドはピストンと一体に鋳造され、その外端は工具を収容できるほど十分に大きくなっています。これら2つの部品はエンジンを構成しますが、固定部品と可動部品が1つ未満では、弾性流体の作用によって機械に動力を発生させることは明らかに不可能です。ピストン自体は、以下の方法でバルブの働きをするように作られています。ピストン前部の圧力面積を形成する環状空間は、図に示すように、シリンダーの直径によって形成される面積よりもはるかに小さい面積しか提供しません。ピストンロッドの直径を増減させることで、ピストンの片側の圧力面積を反対側の圧力面積に対して任意の比率に調整できることは明らかです。入口開口部、またはポートCはシリンダー内部と常に連通しており、流体の圧力は常に前面に作用しています。[28] ピストンの反対側に圧力がかかっていない場合、ピストンはシリンダー内で後方に押し戻されます。この後方への運動中、ピストンはまず排気ポートDを覆い、次に平衡ポートEを開きます。この平衡ポートEによってシリンダーの前後端が連通し、その結果、流体がピストンの両側に作用するようになります。ピストンの背面の面積は、ピストンロッドが占める面積分だけ前面の面積よりも大きいため、背面への圧力は、まずピストンの重量と高速によって大きな運動量を獲得したピストンの後方への運動を阻止し、次に前進運動を生み出します。その推進力の大きさは、ピストンの両側の面積の差に依存します。ピストンが下降すると、シリンダー後部からの蒸気が遮断され、排気口が開きます。ピストンの長さまたは厚さは、排気ポートDがピストン前面に決して開かないようになっているが、前進ストロークにおいては、平衡ポートが閉じた直後、つまり打撃とほぼ同時に排気ポートDが開くようになっている。消費される流体の量は、ピストン背面を通過した流体のみであり、戻りストロークに使用された流体は排出されないことがわかる。

ツールに回転運動を与えるために用いられる手段は、特に注意を払う価値がある。[29] 設計が簡単で、動作が効果的で、シリンダー内にうまく配置されます。この手段は、3つの溝があり、ヘッドにシリンダーのカバーに埋め込まれたラチェットホイールGが取り付けられているスパイラルまたはライフルバーHで構成されています。カバーに埋め込まれた2つのデテントJ、J（ 図22）は、スパイラルスプリングによってラチェットホイールの歯に落ちるようになっています。これらのスプリングは、破損した場合、カバーを外さずにすぐに交換できます。ホイールとデテントのこの配置により、スパイラルバーHが一方向に自由に回転できる一方で、逆方向への回転は防止されていることがわかります。スパイラルバーは、スパイラルの溝にぴったり合うように作られたスチールナットが取り付けられたピストンの長い凹部に収まります。そのため、ピストンは、ストローク中にバー上で回転するように強制されます。しかし、ピストンの伸長時にはバーが回転し、バーはピストンの伸長方向に沿って自由に動く。こうして、ピストンと工具は、ストロークごとに新たな位置をとる。

ピストンロッドへの切削工具の固定方法は、注意を要する事項です。掘削作業中に工具は複数回交換する必要があるため、交換は可能な限り短時間で行うことが重要です。また、機械の振動と工具への負担は必然的に大きくなるため、工具をしっかりと固定することも同様に重要です。[30] また、工具を固定する方法としては、工具に肩部やスロットを設けたり、あるいは鍛冶場で製作するのが難しい特殊な形状を必要としないことも望ましい。ダーリントン機は、固定の迅速さ、保持力の強さ、形状の単純さといった要件を非常に満足のいく形で満たしている。その手段と方法は以下の通りである。まず、 図21および図25に示すように、ロッドまたはホルダーの外端を平らにし、ナット用の座を設ける。次にスロットを切り、クランプに必要な形状に鍛造された鋼片Kでしっかりと固定する。その後、クランプを取り付けた状態で工具を収容できるようにホルダーに穴を開ける。このクランプKを取り外し、その取り付け部を少し緩めて、その端をねじ込み、ナットで固定する。ホルダーに戻すと、クランプは緩んでいるため、工具にしっかりと引き寄せることができ、それによってクランプはしっかりと所定の位置に保持される。工具の柄部は穴にフィットしやすいように削り、先端は穴の底にフィットするよう半球状にして打撃の反力をその上で受け止めます。

これ以上の形状の簡素化や、部品点数の少ない機械構造を実現することは不可能に思えます。バルブや打撃装置を一切使用しないことで、最大限の耐久性を確保し、危険や怪我を負うことなくピストン速度を高く設定できます。ピストンが自らの動きを制御するため、打撃による損傷の心配もありません。[31] シリンダーカバーに押し当てます。ストロークは0.5インチから4インチまで調整可能で、1インチあたり10ポンドの圧力で効果的に作動するため、非常に容易に穴あけを開始できます。40ポンドの圧力では、1分間に1000回の打撃が可能で、過度の負担や振動を引き起こすことなくこの速度を達成できます。これだけでも非常に大きな利点です。このドリルの長所を偏見なく検討すれば、求められる作業に見事に適合していることは明らかです。

ボーラービット。
—機械式岩盤穿孔機で使用される切削工具（「ドリル」「ボーラー」「ビット」など様々な名称で呼ばれる）の形状と寸法は、実用上極めて重要です。寸法は主に2つの条件によって決定されます。すなわち、工具のシャンクに十分な強度が必要であること、そして破片を逃がすためにシャンクと穴の側面との間に十分な空間が必要であることです。経験上、後者の条件は、前者の条件を考慮した上で、穴の側面と工具のシャンクの間の距離が3⁄16インチから1⁄4インチのときに最もよく満たされることが分かっています。

刃先の形状はいくつかの条件によって決定されますが、そのいくつかは既にハンドドリルに関連して議論されています。最初に採用された形状は当然のことながら、[32] ハンドドリルは、チゼルエッジと呼ばれる刃先を持つビットを考案しました。打撃の有効効果を高めるため、刃先はその後二重になり、ビットは互いに直角に交差する二つのチゼルエッジで構成されました。その形状から「クロス」ビットと呼ばれたこのビットは、ストレートビットやチゼルビットよりも速く岩に食い込むことが分かりました。速度の増加は穴を掘り始めた時点では非常に顕著でしたが、穴が深くなるにつれて、破片が逃げにくいため、速度は徐々に低下しました。この欠点を改善するため、次に刃先が斜めに交差し、X字型になるようにしました。こうすることで、二つのチゼルエッジは維持され、ビットの幅は大幅に狭くなりました。Xビットと呼ばれるこの形状は、クロスビットよりもはるかに効率的に穴を掘りましたが、完全に満足できる結果ではありませんでした。そのため、形状に別の修正が加えられ、今回は Z 型が採用されました。Z 型の上部と下部は、ビットの中心から回転方向と反対方向に打たれた円弧になっています。

Zビットとして知られるこの形状の工具は、容易に破片を除去することができました。しかし、この利点以外にも、重要な特性があることが分かりました。チゼルエッジ形状の場合、ビットの角は穴の側面との摩擦によって急速に摩耗します。[33] Z形状ビットでは、摩擦を受ける面積が広いため、このような摩耗は発生しなくなりました。Z形状ビットのもう1つの利点は、真円の穴を掘削できる点です。一般的に、この形状は決定条件を最も完全に満たしていると言えます。しかし、特定のケースに最適なビット形状は、ある程度、特定の状況によって決まります。その中でも、岩石の性質と特性が選択に最も強く影響します。例えば、クロスビットは一般的に亀裂のある岩石に最も適していますが、片刃のチゼルビットは非常に硬く硬い岩石に有利に使用できます。実際、最も適切な刃先形状を慎重に選択することが、機械掘削の成功に大きく左右されます。チゼルビット、クロスビット、Xビット、Zビットを図24～27に示します。

図24.

少し
図25.

少し
図26.

少し
図27.

少し
ノミ以外の形状のビットの研ぎは「スウェージ」によって行われる。焼き入れは既に述べた方法で行う。[34] ハンドドリルに関して。後者の場合と同様に、焼き入れの程度は穿孔する岩石の硬度に適合させる必要があります。一般的に、麦わら色が最も適しています。一定の掘削長さにおける機械ドリルの刃先の摩耗は、ハンドドリルの5～6倍少ないという注目すべき事実があります。常に最高品質の鋼を使用する必要があります。

手作業によるボーリングの場合と同様に、ドリルの長さが長くなるにつれて、刃先の幅はわずかに狭くする必要があります。約1 ⁄ 32インチの狭まりで十分と考えられます。ただし、刃先に適切な寸法が与えられていることを確認する必要があります。また、工具を機械に固定する前に、正確なゲージを手元に用意しておくと便利です。工具が真に「芯出し」されていることが重要です。つまり、ビットの刃先、シャンク、ピストンロッドの中心が完全に一致している必要があります。

ロックドリルサポート。
機械式削岩機はあらゆる要件を満たしているかもしれないが、取り付けられている支持台の欠陥のために、要求される作業に適さない場合がある。したがって、ドリル支持台の設計と構造を慎重に検討し、満たすべき要件を考慮することが望ましい。支持台に高い強度と剛性が必要であると仮定すると、主要な条件は[35] 機械の要件は、必要な方向と傾斜で穴をあけることができるように、機械をあらゆる角度に容易に調整できることです。この要件が満たされない場合、機械は手作業に比べて大きな不利を被ることになります。もし機械ドリルがあらゆる位置と方向に穴あけができないとしたら、手作業と併用しなければならず、機械の作業におけるこのような不完全さは、その採用に対する重大な障害となるでしょう。

機械の調整を可能にするだけでなく、支持台自体も不均一な地面に合わせて調整可能でなければなりません。掘削中の立坑の底部、あるいは掘削中のヘッディングの側面、天井、床面には大きな凹凸があり、支持台はほとんどの場合必然的にこれらの表面に固定されるため、その設計と構造はこれらの凹凸に容易に調整できるものでなければなりません。調整手段は、部品の簡素化が機械本体だけでなく支持台においても重要であるため、少なくて単純なものでなければなりません。機械ドリルの使用時間の大部分は、ドリルをある位置から別の位置へ、あるいは別の場所へ移動させることに費やされます。この時間は、作業の迅速さという点で機械が手作業よりも優れている点を比例して低下させるため、明らかに望ましいものです。[36] 可能な限り短縮されるべきである。したがって、数が少なく、迅速に作用し、管理が容易な調整手段を採用する必要がある。

前述と同様の理由から、ドリルサポートは小型で、容易に持ち運びできる程度に軽量でなければなりません。削岩機が使用されるスペースは限られているため、機械自体の場合と同様に、この条件は非常に重要です。発破のたびに除去した岩石を除去する必要があり、作業を迅速に進めるためには、除去作業を支障なく進める必要があります。したがって、立坑や坑道内の空きスペースの大部分を占めるドリルサポートは、不便を招き、深刻な遅延の原因となります。さらに、ドリルサポートは頻繁に移動させる必要があるため、容易に持ち上げたり移動させたりできる程度に軽量でなければなりません。地下作業では、通常、人力しか動力源がないため、機械とそのサポートは、それぞれ1人で持ち上げられる程度の重量であることが望ましいです。もちろん、支持体の重量を軽減する努力をする場合は、高い強度と剛性が必要であることを念頭に置く必要があります。

鉄道トンネル工事などで打ち込まれるような広い坑口では、特殊な種類の支持材が必要になることがある。[37] 使用される。このような状況では、作業条件は鉱山のものと異なる。空間の制約が少なく、坑道は地表から掘削を開始し、坑床には軌道と側線が敷設される。このような場合、支持台は、レール上を走行する車輪の上に設置された、より重厚な構造物で構成されることがある。この支持台は複数の機械を搭載し、必要に応じて撤去するために側線に戻る。しかし、通常の採掘作業には、このような支持台で十分である。

ストレッチャーバー。
最も単純な支持手段は「ストレッチャーバー」です。これは基本的に、ねじによって自由に長さを調整できるバーで構成されています。両端をヘッディングの側面、または天井と床にしっかりとねじ込むことで固定します。機械はクランプによってこのバーに固定されます。クランプを緩めるとバー上をスライドし、ドリルを必要な位置に配置して必要な角度に向けることができます。図26の図版Vに示されているバーは、ダーリントンドリルで使用されるもので、中空断面の採用により、軽量性と剛性が最大限に両立されています。バーをヘッディングに取り付ける方法は図に示されています。両端の爪を床と天井の木片に当て、共通のバーでねじを回して締め付けます。

[38]

シンプルなストレッチャーバーは、狭い掘削路や小径の坑道でよく使用されます。しかし、掘削路においてより適切な支持手段は、レール上を走行するように設計された台車に適切に取り付けられたバーです。台車は単純なトロリーで構成され、バーは通常、何らかのヒンジジョイントによってその前部に取り付けられます。この支持手段の構造の詳細は多岐にわたることが明らかであり、多くの設計が提案され、採用されてきました。図27と28の図版VIは、 J.ダーリントンが設計したこの種の支持手段を示しています。トロリーの前部には1本の垂直バーが取り付けられ、通常の方法で屋根の中央に固定されています。この垂直バーにはアームが取り付けられており、このアームは中心と同様にバー上で回転し、上下にスライドすることができます。このアームにドリルが取り付けられています。中央のバーが固定された後、アームは必要な最高位置までスライドさせ、ヘッディングの側面に固定されます。このアームから一列の穴を掘ります。穴が完成したら、アームを必要な距離だけ下げ、次の列の穴を掘ります。この作業は、切羽の半分にすべての穴が開けられるまで続けられます。次にアームを回転させ、切羽の反対側に固定し、同様に切羽の半分に穴を掘ります。このようにして、切羽の半分は空けられた状態を保ち、剥落した岩石を除去する作業を可能にします。[39] 同時に作業を進めることができます。必要に応じて、2本のアームを使用することもできます。この配置により、ドリルの操作が間違いなく容易になり、また、比較的容易にヘディングを行うことができます。

立坑掘削では、トロリーを使わずに、同じ支持台を若干改良して使用します。この場合の配置は、図29の図版VIIに示されています。 中央のバーは、立坑の側面に設置されたクロスストレッチャーバーによってしっかりと固定されています。アームはこのバー上で回転し、必要な位置に穴をあけることができます。すべての穴をあけたら、中央のバーに取り付けられたチェーンを使って、支持台と機械を引き上げ、発破の邪魔にならないようにします。この支持台により、固定、昇降にかかる時間が最小限に抑えられます。また、機械をアームに沿ってスライドさせて固定し、アームの位置を変更できるため、掘削作業を迅速に進めることができます。

採石などの露天作業ではストレッチャーバーを使用できないため、三脚スタンドを採用します。

デュボア・フランソワの馬車。
フランスとベルギーで一般的に使用されている支持台は、ドリルを載せるバーを載せた台車のようなもので、この台車はあらゆる種類の掘削に使用されますが、特にトンネル掘削に適しています。わずかな改良を加えて採用されています。[40] ザンクト・ゴッタルドトンネルや、同様の重要な工事のいくつかにおいて。

車両の改造例を図 30 および 31に示す。通常の採掘作業用に設計されているため、搭載できる機械は 2 台のみであるが、垂直スクリューの数を増やすことで、同じサポートでより多くの機械を搭載できることは容易に理解できるだろう。車両の基本的な構成は、長さ 8 フィート、レールからの高さが 4 フィート 9 インチの平鋼鉄製の垂直フレームabcdで、フレームの後部は 2 つの車輪で支えられた鋳鉄製のプレートefgh上に載っている。このプレート上に 2 本の垂直材l、l′が固定されている。垂直材は横棒mm′によって上部に固定され、2 本の垂直スクリューp′、q′の支持部として機能するフレームを形成している。前側のフレームは、2 本の縦材bcおよび b′ c′と、垂直材a、a′、および垂直スクリュー p 、 q で構成され、垂直スクリュー p、qは単一の部品adによって上部に接続されている。このフレームは、下部に4輪の小型台車が取り付けられ、フレームの2本の縦材に T字型のピボットボルトnで接続されています。T字型のボルトは、縦材の湾曲部分の中央に切られた細長い開口部oに挿入されています。台車の背面にある鋳鉄板は、台車の安定性を高めるためだけに使用され、その上には2つの湾曲した部品h、h′を介して錬鉄板Vが取り付けられており、この上に修理に必要な小型工具が保管されています。2本のネジs、s′は、ラグによって支えられています。[41] プレートの裏側に鋳込まれ、レールの上に下向きに回すことで台車を固定し、台車はネジによってわずかに持ち上げられます。

各機械は2点で支持されています。後方では、鋳鉄製ブラケットtが支持点となっています。このブラケットtは、フレームの2本の縦材の延長によって機械後端に形成された2つの頬の間に入る突出したアイを有しています。機械に取り付けられたピンボルトにより、ブラケットはブラケットに固定されますが、必要な角度に向けられるだけの十分な可動性も確保されています。図33に平面図で示されるこのブラケットは、図32に示すような2つのハンドルを備えた一種のナットによって支持されています。このハンドルを上下させることで、ドリルの後部支持部を必要な高さに調整できます。ドリルがネジ上で回転するのを防ぐため、穴oにピンが通されており、このピンが前述のハンドルのストッパーとして機能します。図33に示すように、ブラケット自体の回転は、ブラケットが取り付けられている垂直ネジの形状によって不可能になっています。前方の支持部はフォーク状で、その軸部はU部に沿ってスライドする（図30および図31）。この支持部は内側にねじ止めされておらず、既に説明したものと同じ形状のナット上に載置されており、後部支持部の場合と同様に回転防止手段が採用されている。

[42]

第3節 爆薬発射用器具
これまでのセクションでは、岩盤掘削に使用される機械と工具について説明してきました。次に、掘削孔に装填された爆薬を発射するために用いられる機械と工具について説明します。この分野でも、近年大きな進歩が遂げられています。新しい爆薬の導入に伴い、それらを発射するための改良手段の必要性が生じました。このようにしてこの問題に注目が集まり、その要件が調査され、その条件が観察されました。その結果、旧式の器具にいくつかの重要な改良が加えられ、全く新しい器具が導入されました。これらの改良の中には、手作業による掘削を機械に置き換えることとほぼ同等の、注目すべきものがあります。

図28.

スクイブ
図29.

安全ヒューズ
掘削孔に充填された爆薬を点火する手段は、発破に用いられる一連の器具の中でも非常に重要な部分を占める。このような手段が満たさなければならない条件は、(1) 爆薬を確実に点火すること、(2) 爆発発生時に爆薬を爆発させる任務を負う者が安全な距離を保つことができること、(3) 実用上適切であり、あらゆる状況に適用できること、(4) 低コストで入手できることである。2番目で最も重要な条件を満たすために、[43] これらの条件を満たすためには、手段は作動が遅いか、遠隔から作用可能である必要がある。後者の性質を持つ唯一の既知の手段は電気である。この目的への電気の応用は比較的最近になって始まったが、その大きな利点により、その使用は急速に拡大している。一般的に使用されている他の手段は、作動が遅く、点火から爆薬の爆発までの間に十分な時間を確保し、人が安全な距離まで退避できるようにするものである。これらの手段は、一般的に、火薬の列で構成され、火薬粒子の点火が必然的に徐々にゆっくりと行われるように配置されている。この列を構築する古くからの方法、そして一部の地域では今でも使用されている方法は以下の通りである。「プリッカー」と呼ばれる、先端が尖った細径の鉄棒を爆薬に挿入し、タンピングを押し込む間、掘削孔内に残しておく。この作業が完了すると、プリッカーを引き抜き、タンピングから爆薬まで貫通する穴を残す。この穴に、藁、藁、羽根ペン、あるいは火薬を詰めた中空の物質を差し込み、その上端にマッチ棒を取り付けて点火した。

藁の中に閉じ込められた火薬の燃焼によって火薬が点火され、マッチのゆっくりとした燃焼によって十分な時間で[44] 点火した人は安全な場所に退避する。しかしながら、この火薬列形成方法は、上述の条件をすべて満たすわけではない。あらゆる状況に容易に適用できるわけではない。さらに、鉄製の針状孔の使用は危険を伴い得る。この器具が掘削孔の側面やタンピング部内の珪素質物質と摩擦し、爆発事故を引き起こす事例もある。この危険性は、針状孔に鉄の代わりに銅やリン青銅を使用することで大幅に軽減される。しかし、この方法には他の点でも欠陥がある。多くの種類のタンピングでは、針状孔を引き抜いた後、ストローを挿入できるまで穴を開いたままにしておくのが困難である。穴が上向きに傾斜している場合、この困難に加えて、火薬列を構成する火薬が点火時に流出しやすいという問題も生じる。また、湿潤環境では、火薬列を保護するための特別な措置を講じる必要がある。さらに、作業員による火薬列の製造は常に危険を伴い得る。しかし、システムにおけるこれらの欠陥の多くは、適切に構築されたトレインを使用することで解消できる可能性があります。これらのトレイン、つまり「スクイブ」の1つを図28に実物大で示します。

[45]

安全ヒューズ。
このシステムに伴う多くの欠陥は、W・ビックフォードが発明し「安全信管」として知られる導火線の導入によって解消されました。図29に実物大で示されているこの導火線の利点は、これまでに考案された遅効性装置の中でも最も完璧なものの一つに数えられるほどです。火薬列はこの導火線内に保持されますが、その配置の詳細は、以前に必要に応じて定められた条件を十分に満たすように変更されています。この導火線は、細かい火薬を中心芯として、その周囲を管状に撚り合わせた麻糸（カウンターリング）で囲んだ柔軟な紐で構成されています。外側のケーシングは、使用状況に応じて異なる材料で作られています。中央の接触糸、または場合によっては2本の接触糸が火薬の芯を貫通しています。外見は普通の紐に似ているこの導火線は、その動作はかなり確実です。どのような方向に掘った穴でも同じように使用でき、損傷を与えることなくかなりの圧力に耐えることができ、湿った地面でも特別な保護手段なしで使用でき、損傷の危険なしに場所から場所へ輸送できます。

[46]

安全導火線は、緩慢燃焼の条件を完全に満たしており、コアの中心を通る接触糸によって、ある程度の確実性が確保されています。コアの燃焼により、コアが占める小さな空間に炭素質の残留物が生じるため、スクイブの場合のように、爆発する薬莢のガスがタンピングから逃げる通路はほとんど、あるいは全く残っていません。したがって、火力の節約につながります。安全導火線のもう一つの利点は、急速点火が必要な場合、爆発する薬莢の中心に火を導くことができることです。この導火線は、火薬以外の化合物の薬莢を点火するのにも非常に便利に使用できます。その場合、導火線の先端に起爆薬を固定し、これを化合物の薬莢に投入します。この方法は、ニトログリセリン化合物の点火によく用いられ、この場合、起爆薬は通常、金属製のキャップに収納されています。この導火線を使用する際は、爆薬から約1インチ（約2.5cm）、あるいは必要であればそれ以上の長さまで切断します。導火線の一端を約1/4インチ（約1.5cm）の高さまで伸ばし、その深さまで爆薬内に挿入します。導火線を掘削孔の側面に当て、もう一端をその側面から突き出させます。タンピング材を挿入し、導火線の突き出した端をわずかに伸ばします。その後、マッチを直接火薬に当てます。[47] この部分まで。燃焼速度は1分間に約2.5フィートです。

安全ヒューズは長さ24フィートのコイルで販売されています。価格は品質と列車に与えられる保護レベルによって異なります。

電気ヒューズ。
岩石を爆破する際に電気を用いて爆薬を点火すると、数多くの大きな利点が得られます。おそらく最も重要なのは、爆薬を同時に点火することで爆発効果が大幅に向上することです。しかし、もう一つの重要な利点は、この点火方法によって得られる事故からの安全性です。電気を使用すると、作業員が安全な場所に退避した後、必要な時に爆薬を点火できるだけでなく、不発弾の危険も完全に回避できます。さらに、電気によって水中での爆薬点火が容易になることは、この爆薬の実用上非常に重要な特徴です。したがって、これらの利点をすべて考慮すると、ドイツやアメリカで既に行われているように、この国でも爆破目的で電気が広く利用されるようになる運命にあると考えられます。

電気導火線は、電流回路内に適切に配置された爆発性化合物の充填物から構成され、この化合物は、電流によって爆発を引き起こすのに十分な方法と程度で作用する性質を有する。電流の作用様式は、[48] 電気の源の性質。機械によって生成される電気は高圧だが、量は少ない。一方、電池によって生成される電気は、逆に低圧だが、量は多い。高圧の電気は回路の狭い断裂部を飛び越えることができる。この性質を利用して、電流が流れると分解するほど敏感な爆発性化合物を断裂部に配置する。電池で生成される電気は、回路の断裂部を飛び越えることはできないが、高熱を発生するのに十分な量である。この性質を利用して、回路の一部を構成する電線の断面積をある地点で減少させ、この電線を化合物で囲むことで、爆発性化合物を発火させる。あらゆる爆発性化合物をこの方法で発火させることができることは明らかであるが、電池の効率を高めるために、低温で発火する化合物が優先される。したがって、電気ヒューズには 2 種類あることがわかります。1 つは機械によって点火できる「電圧」ヒューズ、もう 1 つは電池を必要とする「電流」ヒューズです。

張力ヒューズ、または機械ヒューズでは、回路はヒューズケース内で遮断され、前述のようにプライミングが遮断時に挿入されます。[49] 電流は、区間を飛び越える際にプライミングを通過します。量産型ヒューズやバッテリーヒューズでは、断面積の減少は、ヒューズケース内の導線を切断し、切断した導線の両端に極細の短い導線をはんだ付けすることで行われます。この目的には、抵抗が高く比熱が低い白金線が通常用いられます。プライミング剤はこの細い導線の周囲に配置され、回路が閉じられるとすぐに電流によって赤熱します。

高電圧の利点は、主に電気を励起するために用いられる機械の形状が簡便で、動作が迅速であることにあります。これらの電源は、小型軽量で構造が単純であり、故障しにくいため、鉱山作業、特に科学的な知識を持たない人々に作業が委託される場合（通常はそうである）に特に適しています。

高電圧のもう一つの利点は、線路抵抗が電流に与える影響が小さいことです。その結果、地雷は機械から遠く離れた場所、そして非常に細い断面積の鉄線を通して発射される可能性があります。高電圧の欠点は、電線に完全な絶縁が必要であることです。

低電圧の電気を使用すると、[50] 電線の絶縁は完璧である必要がないため、電線の被覆損傷による漏電はそれほど重要ではありません。多くの場合、裸線を使用できます。低電圧の他の利点は、微弱電流を用いていつでも導火線を試験できることと、ほぼ確実に作動することです。このため、低電圧は通常、魚雷や重要な潜水艦作業に好まれます。一方、使用する銅線は比較的大きな断面積を持つ必要があり、線路抵抗の影響が非常に大きいため、距離が長い場合は同時に発射できる弾丸の数が少なくなります。

図30.

電気張力ヒューズ
図31.

ヒューズ
図32.

絶縁電線
図30は電気張力導火線の外観図である。導火線は起爆剤を封入した金属製のキャップで構成され、その上部には電気火花によって点火する起爆剤が配置されている。2本の絶縁電線の端部がこの起爆剤に突き出ており、一方の電線からもう一方の電線へ火花が伝わることで起爆する。絶縁電線は掘削孔から数インチ（約1.5cm）先まで届く長さである。

ヒューズは棒の端に取り付けられる場合があり、ワイヤーは図に示すように棒に固定される。[51] 図31。この棒は硬いため、導火線を掘削孔に容易に押し込むことができます。地面がそれほど湿っていない場合は、安価にするために裸線が使用され、その場合、棒は油紙などの耐湿性のある素材で覆われます。「ブラスト棒」と呼ばれるこの棒は、ドイツで広く使用されています。激しい突き固め作業を行う場合、この棒は掘削孔内で占めるスペースが大きいため、適していません。

図30に示すガッタペルカよりも安価な電線絶縁方法を図32に示す 。この場合、電線を紙片で接着し、全体を樹脂系物質に浸して防水する。この「リボン」電線は、地盤がそれほど湿っていない場合に使用できる。掘削孔内でほとんど、あるいは全くスペースを取らないため、タンピング作業に適している。

ヒューズを機械またはバッテリーに接続するには、1組の配線で2組の配線が必要です。[52] 1発の弾丸を発射するごとに1セットの電線が必要となり、2発以上の弾丸を同時に発射する場合には3セットの電線が必要になることがあります。これらの複数セットの電線のうち、最初のものは導火線に取り付けられ、発射孔に挿入されるため「発射孔電線」と呼ばれます。各導火線には2本の発射孔電線を取り付ける必要があり、導火線が装薬内の適切な位置に挿入されたときに、その先端が穴から数インチ突き出るような長さでなければなりません。これらの電線は「絶縁」、つまり電気の漏れを防ぐことができる物質で覆われていなければなりません。

2 組目の電線は、装薬同士を接続するために使用される電線で構成され、このため「接続電線」と呼ばれます。装薬を単一回路に接続する場合、最初の装薬のショットホール電線の 1 本の端を解放し、もう 1 本の電線をこの接続電線の一部を使用して 2 番目の穴のショットホール電線の 1 本に接続します。次に、この 2 番目の穴のもう 1 本の電線を同じ方法で 3 番目の穴の電線の 1 本に接続します。これを最後の穴に達するまで繰り返しますが、その際も最初の穴と同様に 1 本のショットホール電線を解放しておきます。接続電線が岩に触れたり、接続電線同士が接触したりしないようにできる場合は (ほとんどの場合、これは可能です)、裸電線を使用できます。裸電線の場合、コストは非常に低くなります。[53] しかし、この条件を満たすことができない場合、そしてもちろん水中で発破を行う場合は、接続ワイヤはショットホールワイヤと同様に絶縁する必要があります。ガッタペルカ製のショットホールワイヤを使用する場合は、1つの穴から突出する端部が次の穴から突出する端部まで届くように、十分な長さを確保するのが最適です。これにより接続ワイヤが不要になり、さらにショットごとに接続部を1つ節約できます。

図33.

ケーブル
図34.

ケーブル

ケーブル。
3つ目の必要な電線セットは、充電装置と機械またはバッテリーを接続するために使用される電線です。これらの電線は「ケーブル」と呼ばれ、それぞれ3本以上の銅線で構成され、グッタペルカ、またはより優れたインドゴムで十分に絶縁されています。これらの材料の被覆は、テープまたは亜鉛メッキ鉄線の被覆の下に麻を敷き詰めることで、損傷から保護されています。回路を完成させるには2本のケーブルが必要です。機械の正極、つまり電流が流れ出る極に接続されるケーブルは「リーディングケーブル」と呼ばれ、負極、つまり電流が機械に戻る極に接続されるケーブルは「リターンケーブル」と呼ばれます。リーディングケーブルとリターンケーブルの両方が1つの被覆で覆われている場合もあります。金属被覆のケーブルを使用する場合は、金属接触が良好になるように注意することで、被覆をリターンケーブルとして使用することができます。[54] シースをヒューズと機械の端子に接続する電線と接続する。最も優れた非保護ケーブルは、図33に示すように、直径0.035インチの錫メッキ銅線を3本撚り合わせたもので、各線は直径0.22インチのゴムで3層絶縁され、ゴムを含浸させた綿で直径0.24インチにテープで巻かれている 。最も優れた保護ケーブルは、図34に示すように、同様の銅線撚り合わせをグッタペルカとタールを含浸させたジュートで覆い、直径0.08インチの亜鉛メッキ鉄線15本でシースを巻いたもので、全体の直径は0.48インチである。

起爆装置。
ニトロ綿やニトログリセリンといった新しい爆薬は、安全装置やその他の導火線だけでは効果的に点火できません。これらの爆薬を瞬時に分解させるには、爆薬内部で他の物質の爆発を生じさせる必要があります。この最初の爆発の力によって、綿火薬、あるいはダイナマイト（状況に応じて）の装薬が起爆します。この効果を最も効果的かつ確実に得るには、水銀雷の爆発が効果的であることが分かっており、この物質が一般的にこの目的に使用されています。雷の装薬は、直径約1/4インチ、長さ1インチから1 1/4インチの銅製カプセルに収められています。これらのカプセルと雷の装薬は、現在では火薬を使用する人々によく知られています。[55] ニトロ化合物などの雷管は「雷管」と呼ばれます。これらの雷管には、爆発を起こすのに十分な量の炸薬が充填されていることが極めて重要です。炸薬が弱すぎると、爆薬の威力を十分に発揮できないだけでなく、大量の有毒ガスが発生します。綿火薬には、ダイナマイトよりもはるかに強力な雷管が必要です。

図35.

雷管
図示された電気ヒューズでは、図示された金属ケースが雷管で、ヒューズは雷管の上部に配置されています。安全ヒューズを使用する場合は、端をきれいに切断してキャップに挿入し、図 35に示すように、ニッパーを使用してヒューズにしっかりと押し付けます。水でタンピングする場合、および通常のタンピングで穴が非常に濡れている場合は、保護のためにキャップの縁に少量の鉛白またはグリースを塗る必要があります。電気ヒューズは常に防水加工されているため、どのような状況でも使用できます。安全ヒューズがキャップ内で燃え尽きるか、またはその他のケースで電気ヒューズの起爆装置が作動すると、雷管が爆発し、それが入っている装薬が起爆します。

発射機と砲台。
—起爆信管に使われる電気機械には2種類あります。1つは、電気を励起する装置です。[56] 摩擦によって電気が発生され、コンデンサーに蓄えられ、その後、適切な手段によって放電される。一方、磁石の極の前でアーマチュアの動きによって電気が励起されるタイプもある。前者は「摩擦電気」爆発器と呼ばれ、後者は「磁電」爆発器と呼ばれる。磁電機械が永久磁石の代わりに電磁石を含む場合、「ダイナモ電気」爆発器と呼ばれる。

摩擦式爆発機は、適切な状態に保たれている限り、非常に優れた爆発性能を発揮します。しかし、湿潤雰囲気によって損傷を受けやすく、またゴムの摩耗により使用とともに急速に劣化するため、発火前に電気的状態を良好に保つ必要があります。この注意を払わないと、一定回数のプレート回転で発生する電気量が大きく変動し、厄介な故障が発生します。しかし、適切な予防措置を講じれば、非常に確実で満足のいく結果が得られます。ドイツとアメリカでは、摩擦式爆発機が一般的に使用されています。

磁電機械は、非常に貴重な安定性を備えています。大気の変化にほとんど影響されず、摩耗もしません。これらの特性は、通常の発破作業に用いられる爆破装置において計り知れない価値があります。さらに、電気を供給するため、[57] 摩擦式機械よりも低い電圧で作動するため、絶縁欠陥はそれほど重要ではありません。これらの機械のうち、産業用発破に適しているのはダイナモ式のみです。爆破機は強力な出力を備えていることが何よりも重要です。この国では、低出力の機械を使用するという誤りが、電気式発破の普及を何よりも妨げてきました。

図36.

爆発装置
ドイツで最も多く使用されている機械は、図36に示すボーンハルト社の摩擦式爆破機です。この機械は、外寸が長さ20インチ、幅7インチ、奥行き14インチの木箱に収められており、重量は約20ポンドです。

この爆発装置で爆薬を発射するには、[58] 導線は上部の端子 B に、戻り線は下部の端子 C に接続され、これらの線の他端はヒューズに接続されています。次に、ハンドルをヒューズの数と機械の状態に応じて 15 回から 30 回素早く回して電気を励起します。次に、ノブ A を急に押し込むと放電が起こります。機械の状態を確認するために、15 個の真鍮頭釘の目盛りが外側に付いています。この目盛りは、図に示すように、真鍮のチェーンを使用して極 B および C に接続できます。12 回または 14 回回転させた後、ノブを押し込んだときに火花が目盛りを飛び越えれば、機械は十分に良好な動作状態にあります。作業員の安全を確保するため、機械が実際に使用されていないときはハンドルを取り外せるように設計されています。ケーブルワイヤーが通る機械の端は蓋と鍵で閉じられるようになっており、その鍵は発射作業の責任者が常に所持していなければなりません。

図37.

爆発装置
図38.

爆発装置
アメリカでは、2種類の摩擦式爆破装置が一般的に使用されています。図37に示すものは、H・ジュリアン・スミスの発明です。この装置は、約1フィート四方、深さ6インチの木製ケースに収められています。[59] ハンドルはケースの上部にあり、水平に回転します。ボーンハルトの機械と同様に、このハンドルは取り外し可能です。ケーブル線を端子に接続した後、ハンドルを一定回数前方に回転させて電流を流し、次に 1/4 回転後方に回転させてコンデンサーを放電し、爆破を開始します。この機構により、内部と連通する 2 つ目の開口部が不要になります。これは、湿気の影響を受けやすい摩擦式機械では重要なポイントです。プレートの軸が通過し、その軸にハンドルが固定される開口部は、スタッフィング ボックスでしっかりと閉じられています。ケースの一端に革製のストラップが付いているため、機械の持ち運びが容易です。この爆破装置の重量は 10 ポンド未満です。

使用されたもう一つの爆破装置は、G.モーブレー設計のものである。図38に示すこの装置は、木製の樽型のケースに収められており、「火薬樽」爆破装置として知られている。ケースの形状と寸法は火薬樽のそれと同じである。動作は最後に説明した装置と同様である。ケーブル線を樽の一端の端子に接続し、他端のハンドルを前方に回して火薬を励起する。[60] 電気で作動し、スミスの機械と同様に、コンデンサーを1/4回転させて放電させます。この場合もハンドルは取り外し可能です。火薬樽爆発装置の重量は約26ポンドです。

どちらの機械も非常に広く使用されており、良好な結果が得られています。湿気の多い環境でも問題なく動作し、ゴムの摩耗による故障も起こりません。また、特に前者は持ち運びが非常に簡単です。

図39.

爆発装置
イギリスで一般的に使用されている機械は、シーメンス社の電動爆破機である。この機械は、発破用に導入された同種の機械の中ではこれまで最高のものであり、ボーンハルトの摩擦爆破機の半分以下の大きさである。しかし、重量は後者を大きく上回り、シーメンス製のものは約55ポンドである。 図39に示すケースに収められたこの装置は、一般的なシーメンス製のアーマチュアで構成されており、ハンドルを回すことで、アーマチュアが電磁石の極間を回転する。電磁石のコイルはアーマチュアの導線と回路を組んでおり、電磁石コアの残留磁気によって最初は弱い電流が励起され、これがコイルに流れて磁力が増加する。[61] 鉄心の磁界を上昇させ、電機子線にさらに強い電流を誘導し、電磁石の鉄心の磁気飽和限界まで到達させます。機械の自動作動により、この強力な電流はハンドルを2回転するごとにヒューズにつながるケーブルに送り込まれます。

この機械を点火するには、ハンドルをゆっくりと回します。カチッという音が内部から聞こえれば、ハンドルが正しい始動位置にあることが分かります。次にケーブルを端子に接続し、ハンドルを素早く、しかし確実に回します。2回転目が終わると、電流はいわゆる「ラインオフ」状態になります。つまり、電流はケーブルとヒューズを通って流れ出します。摩擦式爆発装置と同様に、ハンドルは安全のため取り外し可能です。この爆発装置は湿気の影響を受けにくく、摩耗による故障もほとんどありません。

誘導コイルは張力導火線の点火に用いられてきたが、この用途にこれほど広く応用されていないのは驚くべきことである。必要な作業のために設計されたコイルは非常に効果的な装置である。長さ3インチを超えない火花を発生するように設計し、比較的太い電線で火花の量を確保すれば、非常に強力な起爆装置となる。このコイルの使用には電池が必要となるという難点がある。しかし、亜鉛を液体から遮断する螺旋状のバネを備え、水中に設置するように設計された重クロム酸カリウム電池をいくつか使用すれば、[62] 亜鉛を単に押し下げるだけの作用は、ほとんど問題にならないため、この反対意見は深刻なものではありません。筆者は、通常の採掘作業において誘導爆破機を使用してきましたが、何の困難も不便も感じていません。安価で持ち運びやすく、動作も安定しています。

電池は、「量」または「低圧」導火線と呼ばれる導火線に点火するために使用されます。この目的にはどのような電池でも使用できますが、すべてが等しく適しているわけではありません。点火電池はメンテナンスをほとんど必要とせず、長期間作動し続ける必要があります。これらの条件を満たす電池は、ルクランシェ電池と重クロム酸カリウム電池の2つだけです。重クロム酸カリウム電池の方が強力で、一般的にはより適しています。ルクランシェ電池は、この国では「シルバータウン点火電池」として点火用途に広く使用されています。この電池は長方形のチーク材の箱で構成され、10個の電池が入っています。より大きな出力が必要な場合は、これらの電池を2個、あるいはそれ以上連結して使用します。フランスでは、点火に一般的に使用されている電池は重クロム酸カリウム電池です。この電池はルクランシェ電池よりもはるかに強力で、亜鉛が液体から取り出されても作動しないため、耐久性はルクランシェ電池と同等です。しかも、はるかに安価です。筆者の提案により、ロンドンのストランドに住むアップス氏は、非常に強力な二クロム酸塩発火電池を製作した。それは小さな箱に収められている。[63] 10セルのシルバータウンよりも寸法が小さい。点火は亜鉛を下げるだけで完了し、亜鉛は自動的に液体から上昇するため、放置しても連続動作によって電池が消耗する心配はありません。外観はシルバータウンと同様にシンプルな長方形の箱型で、図示は不要です。どちらの電池にも、電池の使用に関して一般的に挙げられる、管理の煩雑さや、不注意な取り扱いによる損傷の可能性といった反対意見は当てはまりません。少なくとも、たとえ当てはまったとしても、ごくわずかです。

不発火を防ぐには、使用する機械や電池は非常に強力な電流を流せるように設計する必要があります。この予防措置を遵守し、回路内のヒューズの数を、機械がかなりの確率で発火できる数の半分に制限すれば、完全に満足のいく結果が得られるでしょう。弱い機械や電池の使用は、必然的に失敗につながります。この国でこれまで電気爆破を試みた人々の頭の中には、行われるべき作業とそれを行うために用いられる力の間に何らかの関係性が存在するという概念がないようで、電気爆破装置は、作動させるだけで必要な結果を生み出す魔法の箱のようなものとみなされています。故障が発生すると、その原因はためらうことなくヒューズに帰せられます。

[64]

第2章
岩石の爆破に使用される爆発物
第1節 爆発に伴う現象
爆発の性質。
酸素と、それが親和性を持つ他の物質との結合は、一般に「酸化」と呼ばれます。この結合の結果、新しい物質が生成され、変化の過程に伴って熱が発生します。2つの物質が化学的に結合する際に放出される熱量は一定であり、つまり、あらゆる条件下で同じです。変化が短時間内に起こる場合、熱は感知できますが、変化が非常にゆっくりと進行する場合、熱は感じられません。しかし、どちらの場合も放出される熱量は同じです。したがって、化学的結合によって放出される熱量はあらゆる条件下で同じですが、熱の程度または強度は、変化が起こる速さによって決まります。

酸化が十分に速くなり、顕著な熱が発生する場合、そのプロセスは「燃焼」と呼ばれます。[65] 例えば、炉は短時間で燃焼し、その重量の炭素の酸化によって発生する熱量が大きいため、高い熱量が得られます。そして、燃焼が速まる、つまり変化の時間が短くなると、熱の強さが比例して増加することは周知の事実です。したがって、一般的な照明ガスの場合、水素の酸化は急速に起こり、その結果、高い熱量が発生します。

酸化が感覚的に感知できないほど短い時間内に起こる場合、その過程は「爆発」と表現されます。例えば、火薬の燃焼は非常に速く進行するため、燃焼の開始と終了の間にはいかなる間隔も感じられません。したがって、この場合の酸化は正しく爆発と表現されます。しかし、火薬列や速射マッチの燃焼は、非常に速くても、かなりの時間にわたって続くため、爆発と表現すべきではありません。同様に、水を「フラッシュ」させて蒸気に変えたときに起こる突然の状態変化は爆発と呼ばれます。ここで、この表現を蒸気ボイラーの破裂に当てはめるのは言葉の誤用であることを指摘しておきます。岩石の「爆発」についても同様です。

記載されている事実を考慮すると、[66] 前の段落から、爆発による酸化が最大の熱強度を与えることがわかります。

熱の測定と比熱。
ある量の熱が物体の温度を1度上げるとすると、その量を2倍にすると2度、3倍にすると3度、というように温度が上がることが知られています。このようにして、ある量の熱が特定の物体をどこまで上げることができるか、あるいはある物体が特定の温度においてどれだけの熱量を含んでいるかを決定するための熱量尺度が得られます。温度を1度変化させるのに必要な熱量は物体によって異なりますが、同じ物体であれば実質的に一定であり、この熱量は物体の「比熱」と呼ばれます。物体の比熱を測定する際に採用されている基準は水の比熱であり、単位は1ポンドの水の温度を1°F（例えば32°から33°）上げるのに必要な熱量です。1ポンドの水でこの温度変化を起こすために必要な熱量は、「熱量単位」または「熱量単位」と呼ばれます。水の比熱が決定されたら、空気の比熱も同様に求め、水の比熱を用いて表すことができます。実験により、空気を一定圧力で1°F加熱した場合、吸収される熱量は0.2375であることが証明されています。[67] 空気の圧力や温度に関わらず、熱量単位は変化しません。同様に、定積空気の比熱は熱量単位で0.1687であることが示されています。つまり、空気が膨張しないように閉じ込められている場合、温度を1度上げるには0.1687熱量単位が必要になります。

爆発により放出された熱。
—炭素の酸化では、酸素原子 1 個が炭素の原子 1 個と結合することがあります。その結果生じる物質は「炭酸ガス」と呼ばれる気体です。炭素の重さは酸素の重さに対する比重と同じで、前者の物質 1 ポンドを酸化するには後者の 1 1/3ポンドが必要です。そして、この 2 つが結合するため、生成物である炭酸ガスの重さは 1 + 1 1/3 = 2 1/3 ポンドになります。この量、つまり酸素1 1/3ポンドと炭素 1 ポンド全体で酸素原子 1 個と炭素原子 1 個が結合すると、10,100単位の熱が発生します。この熱量のうち、5700 単位は炭素を固体から気体状態に変化させる際に吸収され、4400 単位は放出されます。放出される熱量、すなわち4400単位は、燃焼前の炭素と酸素の温度である32°F（華氏）から、はるかに高い温度までガスの温度を上げるために消費されます。その値は簡単に決定できます。4400単位は、1ポンドの水を32°Fから32 + 4400 = 4432°Fまで上昇させます。そして、[68] 二酸化炭素は0.17です。体積増加がない場合、同じ量の熱でそのガス1ポンドを32°から32 +に上げることができます。
4400
0·17
= 25,914°。しかし、今回のケースでは、ガスの量は2 1 ⁄ 3ポンドなので、その結果得られる温度は
25,914
2 1⁄3​​
= 9718°。

炭酸ガスの酸化反応では、酸素原子1個が気体炭素原子1個と結合し、「炭酸」と呼ばれる気体が発生します。2 1/3ポンドの炭酸ガスには1ポンドの炭素が含まれているため、この量の酸化物を酸に変換するには、つまり元の1ポンドの固体炭素を完全に酸化するには、1 1/3ポンドの酸素が必要になります。この結合によって、既に述べたように10,100単位の熱が発生します。炭素は気体状態になっているため、その量の熱はすべて放出されます。したがって、結果として得られる3 2/3ポンドの炭酸の温度は次のようになります。

32歳以上
4400 + 10,100
0·17 × 3·667
= 23,516°。

以上の考察から、1ポンドの純炭素を2 2/3ポンドの純酸素で燃焼させると、3 2/3ポンドの炭酸ガスが生成され、14,500単位の熱が放出されることがわかる。さらに、炭素と酸素が結合する前の空間にガスが閉じ込められていると、[69] 製品の温度は華氏23,516度に達する場合があります。

水素の酸化反応では、酸素原子1個が前者の原子2個と結合し、結果として水が生成する。水素の重さは酸素の重さ1に対して16であるので、前者の気体1ポンドを酸化するには後者8ポンドが必要となる。そして、2つの物質が結合するため、生成物である水の重さは1 + 8 = 9ポンドとなる。この結合により、62,032単位の熱が発生する。この熱量のうち、8,694単位は水を蒸気に変換する際に吸収され、53,338単位は放出される。定積蒸気の比熱は0.37であるため、燃焼生成物の温度は前述のように推定すると、

32歳以上
53,338
0·37 × 9
= 16,049°。

したがって、1 ポンドの水素を 8 ポンドの酸素で燃焼させると、9 ポンドの蒸気が生成され、53,338 単位の熱が放出され、さらに生成物の温度は 16,049 度に達する可能性があることがわかります。

爆発により発生したガス。
—前の段落で、炭素の燃焼において、酸素原子1個が炭素原子1個と結合して炭酸ガスを形成するか、酸素原子2個が炭素原子1個と結合して炭酸ガスを形成することが示されました。この結合が起こると、[70] 前者の比率で混合すると、炭素が完全に酸化されないため、反応は「不完全燃焼」と呼ばれます。しかし、後者の比率で混合すると、それ以上酸素が吸収されないため、燃焼は「完全燃焼」と呼ばれます。どちらの場合も、燃焼の生成物は気体です。不完全燃焼の生成物である二酸化炭素は、極めて有毒なガスです。このガスこそが、燃焼後に密閉された場所や換気の悪い場所で非常に悪臭を放つガスです。比重が 0.975 の二酸化炭素 1 立方フィートは、平均大気圧で 0.075 ポンドの重さになるため、1 ポンドで 13.5 立方フィートの空間を占めることになります。このように、不完全酸化された炭素1ポンドは2 1/3ポンドの炭酸ガスを生成し、平均大気圧30インチ、平均温度62°F（華氏62度）では、13.5 × 2 1/3 = 31.5立方フィートの空間を占めます。完全燃焼の生成物である炭酸ガスは、炭酸ガスよりもはるかに毒性が低く、水が炭酸ガスを大量に吸収する性質があるため、密閉された場所からはるかに容易に排出されます。換気が悪く湿った場所では、爆風によるガスはすぐに吸収されます。炭酸ガスは比較的重いガスで、通常の空気に対する比重は1.524です。したがって、常圧および常温での1立方フィートの重さは0.116ポンド、同じ条件下での1ポンドのガスの重さは0.285ポンドとなります。[71] 8.6立方フィートの空間を占めます。したがって、1ポンドの炭素が完全に酸化されると、3 2⁄3ポンドの炭酸が生成され、8.6 × 3 2⁄3 = 31.5立方フィートの空間を占めます。この反応でさらに1ポンドの酸素が吸収されますが、生成物の体積は酸化物と同じであることがわかります。したがって、完全燃焼では収縮が起こります。

水素の酸化反応では、すでに述べたように、酸素原子1個が水素原子2個と結合して水が生成されます。この場合、生成物は液体です。しかし、燃焼によって発生した熱によって水は蒸気に変化するため、爆発の影響に関するあらゆる考察においては、この生成物も気体状態で扱う必要があります。大気圧および華氏212度の温度における1立方フィートの蒸気の重さは0.047ポンドです。したがって、この条件下で1ポンドの蒸気は21.14立方フィートの空間を占めます。したがって、1ポンドの水素の燃焼により9ポンドの蒸気が生成され、前述の条件下では21.14 × 9 = 190.26立方フィートの空間を満たすことになります。

通常、爆発では大量の窒素ガスが放出されます。このガス自体は無害ですが、比重は0.971です。したがって、実質的に1立方フィートの重さは0.075ポンド、1ポンドは13.5立方フィートの空間を占めます。これは二酸化炭素の重量と体積に相当します。[72] 他のガスも燃焼生成物として生成されることが多いが、爆発の結果として見ると、発生する力はほぼ完全にこれらに依存するため、前述のものが主なものである。

爆発によって発生する力。
前述の段落で述べた事実を考察すれば、爆発によって発生する莫大なエネルギーが何に起因するかが明らかになるだろう。1ポンドの炭素の燃焼により、31.5立方フィートのガスが発生することが指摘されている。この体積のガスを1立方フィートの空間に圧縮すると、明らかに31.5気圧の張力が生じる。つまり、容器の壁には1平方インチあたり472ポンドの圧力がかかる。同じ体積のガスを1立方フィートの8分の1の空間、例えば立方体で一辺が6インチの容器に圧縮すると、張力は31.5 × 8 = 252気圧、圧力は1平方インチあたり472 × 8 = 3776ポンドとなる。酸素が固体で存在し、炭素と酸素の二つの物体が合わせて1立方フィートの8分の1の空間を占めると仮定すると、炭素の燃焼は、その容積の頑丈な容器の壁面に252気圧の圧力を発生させる。また、既に述べたように、1ポンドの水素の燃焼は190.26立方フィートの蒸気を発生させる。そして、燃焼が空間に関して同様の条件下で起こると、容器にかかる圧力は22,830ポンド、つまり約10.5立方フィートとなる。[73] 1平方インチあたりトン、張力は190·26 × 8 = 1522気圧です。

このようにして発生した力は、発生したガスの体積のみによるもので、爆発によって発生した総量を表すものでは決してありません。爆発によって発生するガスの体積は、温度が 62 度の場合に推定されますが、前の段落で示したように、燃焼生成物の温度は、発生時点においてはこれよりはるかに高くなります。体積が同じであれば、ガスの圧力は温度に比例して変化することは、熱力学のよく知られた法則です。つまり、温度が 2 倍になると、圧力も 2 倍になります。温度とは、完全気体温度計の華氏目盛りで測定された度数で、華氏目盛りの零点より 461 度 2 低い零点、つまり水の凝固点より 493 度 2 低い零点から数えます。したがって、体積が推定された温度 62 度は、絶対温度で 461 度 2 + 62 = 523 度 2 に等しくなります。

炭素が燃焼して二酸化炭素になったときの燃焼生成物の温度は9718°F（絶対温度10179°C）であることが示されました。したがって、温度が上昇していることが分かります。
10179°·2
523°·2
= 19.45倍。したがって、上記の法則によれば、圧力も同様の比率で増加します。つまり、[74] すでに与えられた体積とスペースの場合、1平方インチあたり 3776 × 19.45 = 73,443 ポンド = 32.8 トンになります。

炭素が燃焼して炭酸ガスを生成すると、生成物の温度は華氏23,516度（絶対温度23,977.2度）になることが示されています。この場合、温度が上昇していることが観察されます。
23977·2
523·2
= 45.83倍です。したがって、結果として生じる圧力は3776 × 45.83 = 173,154ポンド = 77.3トン/平方インチとなります。これらの圧力から、完全燃焼時に発生する力は不完全燃焼時よりも2.36倍大きいことがわかります。また、どちらの場合もガスの体積は同じであるため、力の増加は発生する熱量の増加によるものです。二酸化炭素を生成するのに十分な量の酸素が存在する状態で炭素が燃焼して二酸化炭素になったと仮定すると、31.5立方フィートの酸化物と15.7立方フィートの自由酸素、つまりガスの総体積は42.7立方フィートになります。この体積が1立方フィートの8分の1の空間に圧縮されると、42.7 × 8 = 341.6気圧の張力が生じ、容器の壁に1平方インチあたり5124ポンドの圧力がかかります。ガスの温度は32 +
4400
0·190 × 3·667
= 6347°[75] 華氏＝6808°·2絶対、ガスの平均比熱は0·190である。したがって、温度が上昇していることがわかる。
6808°·2
523·2
＝13.01倍。したがって、熱力学の法則によれば、上記の条件下での圧力は5124 × 13.01 = 66,663ポンド = 29.8トン/平方インチとなる。したがって、この場合の仮定条件下では、不完全燃焼と完全燃焼によって発生する圧力は29.8～77.3、つまり1～2.59となる。

同様に、水素が燃焼して水になると、生成物の温度は、前の段落で示したように、16,049ファール=16510·2絶対となり、圧力は22,830×
16510·2
523·2
= 720,286 ポンド = 1 平方インチあたり 321.1 トン。

前述の事実を考慮すると、爆発によって発生する力の大部分は、発生する化学反応によって発生する熱によるものであることが分かる。したがって、岩石発破に爆薬を実際に使用する際には、爆発の効果が明らかに大きく依存する熱の損失を避けるよう注意する必要があることは明らかである。

[76]

第2節 爆発物の性質
機械的混合物。
前の節では、爆発は単に炭素と水素の急速な酸化反応であることを示した。爆発物を生成するための問題は、可燃性物質である炭素または水素と、それを酸化するために必要な酸素を、いかにして都合の良い形で組み合わせるかである。炭素は純粋、あるいはほぼ純粋な状態で固体の形で入手できる。例えば木炭のように、その物質は必要な量であれば容易に入手できるが、純粋な酸素はそのような状態では存在しない。爆発物の組成には固体しか利用できないことは言うまでもない。しかし、自然界では、酸素は他の物質と結合して固体の状態で非常に豊富に存在している。例えば、岩石の主成分であるシリカは、ケイ素と酸素の化合物であり、一般的な鉄鉱石は主に鉄と酸素でできている。セルロース、つまり木質繊維の基本成分は、炭素、水素、酸素である。硝石、あるいは硝酸カリウムとして知られる物質は、カリウム、窒素、そして酸素から構成されています。しかし、酸素はこのように様々な物質と結合して存在しますが、全ての物質に対して同じ親和性を持つわけではありません。シリカや酸化鉄のように、酸素との親和性が強い物質と結合すると、酸素は他の物質から分離できなくなります。[77] 物質を難なく分解するが、親和力が弱い場合は、解離がより容易に起こる可能性がある。前者の組み合わせは「安定」とされ、後者は対照的に「不安定」と表現される。よく考えてみると、酸素が不安定な組み合わせで存在する化合物だけが爆発物の構成要素として利用できることは明らかである。なぜなら、必要に応じて酸素を容易に放出する必要があるからである。さらに、これらの不安定な酸素化合物の1つと炭素を混合すると、その混合物は爆発物を構成することが明らかである。なぜなら、不安定な化合物の解離によって遊離した酸素は、より強い親和力を持つ炭素に吸収されるからである。硝石はそのような化合物の一つであり、この物質と木炭を混ぜると火薬となる。硝石の元素を分解するために用いられる手段は熱である。硝石の代わりに他の酸素化合物を用いることができることは明らかであるが、容易に入手できる硝石が常に用いられる。例えば、塩素酸カリウムは硝酸塩よりも安定性が低いため、前者を含む爆発性混合物は後者を含むものよりも爆発力が強くなります。爆発の激しさは、可燃物への酸素の供給の速さによって大きく左右されるからです。しかし、塩素酸カリウムははるかに高価です。[78] 硝酸塩よりも硝酸塩の方が爆発力は大きい。しかし、発生する力が大きいため、爆発効果の増大によって追加コストはおそらく相殺されるだろう。しかし、塩素酸塩は不安定であるため、摩擦や中程度の軽い打撃によってこの物質を含む混合物は爆発を起こし、この状況は、一般に使用される爆発物の酸化剤としては不適切である。したがって、安全性の観点から硝酸塩が好まれる。硝石、または硝酸カリは、すでに指摘したように、金属カリウムと窒素および酸素という物質が結合して構成される。これらのうち、酸素のみが爆発に直接関与するが、前者2つ、特に窒素は、後述するように、爆発の効果を間接的に増強する作用を持つ。

硝酸カリの化学式はKNO 3で、これはこの物質中に3つの酸素原子が1つの窒素原子と1つのカリウムまたはカリウム原子と結合して存在することを意味します。これらの物質の原子量はそれぞれ16、14、39であるため、分子の重さは101です。つまり、101ポンドの硝酸カリには、39ポンドのカリウム、14ポンドの窒素、そして(16 × 3) = 48ポンドの酸素が含まれています。したがって、硝酸カリ中の酸素の割合は重量で47.5パーセントです。この割合から、1ポンドの酸素を得るには、2.1ポンドの硝酸塩を分解する必要があることがわかります。

[79]

火薬の炭素は木炭から得られ、ハンノキなどの軽い木材が好まれます。木炭の組成は燃焼の程度によって多少変化しますが、燃焼は水素と酸素を追い出す効果があります。しかし、一般的に火薬用木炭の組成は、炭素が約80%、水素が3.25%、酸素が15%、灰が1.75%です。木炭の組成がわかれば、爆薬混合物に必要な硝石の割合を計算するのは簡単です。

これまで、火薬は木炭と硝石のみで構成されていると考えてきました。しかし、この化合物では燃焼が遅すぎて爆発的な効果を発揮しません。硝酸塩の代わりに塩素酸塩やカリを使用すれば、二成分化合物で十分でしょう。硝酸塩混合物の燃焼が遅いのは、その物質が比較的安定しているためです。硝酸塩の分解を促進するために、この化合物には少量の硫黄が混合されます。この物質は低温で燃焼する性質があります。添加される硫黄の割合は、銃火器に使用される火薬では10%から、爆破目的で使用される火薬では20%まで様々です。硫黄の割合が多いほど、一定の範囲内で燃焼は速くなります。したがって、通常の火薬は木炭、硝石、硫黄からなる三成分化合物です。

[80]

木炭の組成は変化するため、あらゆる場合に必要な硝石の割合を厳密に決定することは現実的ではありません。したがって、平均値が想定され、採用される割合は約…

木炭 15
硝石 75
硫黄 10
100
この割合であれば、炭素は燃焼して炭酸ガスとなり、硫黄はすべてカリウムに吸収されるはずです。この組成の火薬は火器に使用されます。前述のように、発破の目的では、燃焼を速め、コストを削減するために、硝石の量を減らして硫黄の割合を増やし、最大でも20%までとします。この割合では、炭素の一部は炭酸ガスのみに燃焼し、硫黄の一部は亜硫酸ガスを形成します。亜硫酸ガスは鉱夫にとって特に有害です。

混合物を規則的に燃焼させるには、原料を細かく粉砕し、よく混ぜ合わせることが不可欠です。火薬の製造は、これらの結果をもたらすための一連の作業から成ります。様々な物質は機械的な手段で粉砕され、触れることのできない粉末になります。次に、回転ドラムで混合し、少量の粉末を加えてペースト状に練り上げます。[81] 少量の水。このペーストに圧力をかけ、乾燥させ、砕き、顆粒状にします。このように、機械的な手段によって混合が行われるため、この混合物は機械的混合物と呼ばれます。機械的混合物では、複数の成分が単に接触しているだけで、化学的に結合していないことがわかります。したがって、必要に応じて分離したり、割合を任意の程度変更したりすることができます。機械的混合物は、接触している物体が互いに化学反応を起こさない限り安定しています。つまり、単純な物体で構成されているため、自然分解することはありません。

化学化合物。
機械的な混合物では、既に述べたように、互いに反応する元素は別々の物質として混合されます。例えば火薬では、炭素は木炭に、酸素は硝石に含まれています。しかし、化合物では、これらの元素は同じ物質として混合されます。機械的な混合物では、酸素の割合を自由に決めることができます。しかし、元素は化学的に一定の比率でしか結合しないため、化合物では一定の比率の酸素しか導入できません。硝石中の酸素はカリウムと窒素と化学的に結合しており、既に述べたように、これら3つの物質は互いに一定の比率を保っています。つまり、カリウム原子1個につき、窒素原子1個と窒素原子3個が存在するのです。[82] 酸素原子。あるいは、同じことに、硝石 1 ポンドには、カリウム 0.386 ポンド、窒素 0.139 ポンド、酸素 0.475 ポンドが含まれています。さらに、これらの元素は、硝石分子内で明確な相対位置を占めています。しかし、機械的な混合物の中では、それを構成する分子は明確な相対位置を持ちません。火薬を構成する木炭、硝石、硫黄の 3 つの物質を、構成分子にまで細かく分割できたとしても、これらの相対位置は混合によって決まり、それぞれが結合する分子のすぐ近くにあるように分配することは不可能です。しかし、物質を構成分子に分割することは到底不可能であり、それらを触知できない粉末にすると、その粉末の各粒子には多数の分子が含まれます。このように、機械的な混合物では、ある物質の分子の集合が別の物質の分子の集合と不規則に混ざり合っており、結合する原子は互いに近接しているのではなく、むしろ、その多くは広い間隔で離れている。しかし、化合物では、原子は物質全体にわたって規則的に分布しており、互いに相対的に、結合に最も有利な位置にある。この点から見ると、化学的な[83] 化合物は完全な混合物とみなすことができますが、機械的な混合は非常に不完全なものです。この違いは爆発の効果に重要な影響を及ぼします。化合物内のすべての原子は、即座に適切な組み合わせに入り、これらの組み合わせは想像を絶するほど短い時間内に起こります。一方、機械的な混合では、組み合わせはそれほど直接的ではなく、はるかに遅く発生します。これが、前者が後者よりも作用が激しい理由です。前者は押しつぶして粉砕する効果があり、後者は引き裂いて飛び散ります。化合物は突然の打撃を与え、混合物は徐々に増加する圧力を加えます。化合物のこの突然の作用により、タンピングなしで効果的に使用できます。装薬の上にとどまり、そのような信じられないほどの高速での動きに対して非常に大きな抵抗を提供する空気は、十分なタンピングとして機能します。

化学化合物の例として、綿花を挙げることができる。植物の木質部分、あるいは繊維質部分は「セルロース」と呼ばれる。その化学式はC 6 H 10 O 5で、セルロース分子は6つの炭素原子、10の水素原子、そして5つの酸素原子から構成されている。この物質を濃硝酸に浸すと、一部の水素原子が置換され、代わりに過酸化窒素が生成される。生成物はニトロセルロースである。 [84]その化学式は C 6 H 7 (NO 2 ) 3 O 5です。この式を前の式と比較すると、3 つの水素原子が除去され、3 つの窒素過酸化物 NO 2分子がその場所を占めていることがわかります。そのため、本来は不安定な複合分子が得られます。窒素過酸化物の分子は、炭素と水素の燃焼に必要な酸素を供給するためにセルロース分子に導入されます。これは、硝石の分子群が火薬の木炭に導入され、その物質の炭素と水素が燃焼したのと似ています。ただし、前者の場合、過酸化物の分子は化学的に結合されており、後者のように単に機械的手段で混合されているわけではありません。ニトロセルロースの化合物分子はC 6 H 7 N 3 O 11と表記されます。つまり、この物質297ポンドには、炭素が(6 × 12) 72ポンド、水素が(7 × 1) 7ポンド、窒素が(3 × 14) 42ポンド、酸素が(11 × 16) 176ポンド、つまり炭素24.2%、水素2.3%、窒素14.1%、酸素59.4%が含まれています。この分子が熱によって分解されると、酸素は炭素と水素と結合し、窒素を遊離させます。しかし、存在する酸素の量は炭素と水素を完全に酸化するには不十分であることがわかります。この欠陥は、体積にはあまり影響しませんが、[85] 生成されたガスは、前のセクションで示したように、発生する熱を完全燃焼の場合よりもかなり少なくし、有害なガスである一酸化炭素を発生させます。

綿はセルロースの中でも最も純粋な形態の一つであり、安価に入手できることから、爆薬の製造に用いられてきました。このニトロセルロースの一種は「ガンコットン」として知られています。使用される原綿は綿糸工場から出る廃棄物で、機械の洗浄に使用された後、床から掃き集められ、漂白工場に送られて洗浄されます。洗浄は強アルカリと石灰で煮沸することで行われます。手作業で異物をすべて取り除いた後、「ティーシング」機で細かく裂き、短く切り刻んで190°F（約80℃）の雰囲気下で乾燥させます。その後、強硝酸1：強硫酸3の混合液に浸します。硫酸の用途は、第一に硝酸から水分を抽出して強度を高めること、第二に反応中に発生する水分を吸収することです。浸漬後、綿花全体が確実に火綿に変換されるよう、土鍋に入れて24時間蒸解されます。酸を除去するため、火綿は遠心分離機にかけられ、その後洗浄・煮沸されます。その後、パルプ化され、再びアンモニア水で洗浄されます。[86] 残留する酸を中和します。完全に純粋になった後、使用しやすい大きさの円盤状や板状に圧縮されます。

もう一つの重要な化合物はニトログリセリンです。グリセリンは、ろうそくの製造工程で油脂から分離される、よく知られた甘い粘性の液体です。その化学式は C 3 H 8 O 3です。つまり、この分子は 3 つの炭素原子、8 つの水素原子、および 3 つの酸素原子の組み合わせで構成されています。言い換えると、グリセリンは炭素 39.1 パーセント、水素 8.7 パーセント、および酸素 52.2 パーセントで構成されています。この物質をセルロースのように強硝酸で処理すると、水素の一部が置換され、代わりに窒素過酸化物が生成されます。その結果、C 3 H 5 ( NO 2 ) 3 O 3となり、ニトロセルロースに似ていることがわかります。この製品はニトログリセリンとして知られています。化学式は C 3 H 5 N 3 O 9と表記されることもあります。したがって、227ポンドのニトログリセリンには、炭素が(3×12)36ポンド、水素が(5×1)5ポンド、窒素が(3×14)42ポンド、酸素が(9×16)144ポンド含まれており、炭素が15.8%、水素が2.2%、窒素が18.5%、酸素が63.5%となります。分子が熱によって分解されると、酸素は炭素と水素と結合し、窒素を遊離させます。そして、存在する酸素の量は、炭素と水素を完全に酸化するのに十分すぎるほどであることがわかります。[87] この点で、ニトログリセリンはニトロ綿よりも優れています。どちらの化合物も、燃焼生成物は完全に気体であり、煙を出さず、固体の残留物も残しません。

ニトログリセリンの製造では、強硝酸1：強硫酸2の割合で、陶器の容器で混合します。十分に冷えた状態で、グリセリンをこの混合物にゆっくりと注ぎ入れます。この過程で熱が発生するため、混合物は攪拌状態を保ちます。また、温度が華氏48度（約2℃）を超えてはならないため、容器は氷水で囲まれ、循環させられます。十分な量のグリセリンが混合物に注ぎ込まれたら、その混合物を水槽に注ぎます。ニトログリセリンは希酸よりもはるかに重いため、底に沈みます。その後、酸性の液体を注ぎ出し、さらに水を加えます。この工程を、ニトログリセリンから酸が完全になくなるまで繰り返します。

ニトログリセリンは常温ではほぼ無色の透明な油状液体で、比重は約1.6です。甘く刺激臭があり、舌の上に乗せたり、皮膚に少しでも触れたりすると激しい頭痛を引き起こします。40°F（約2℃）以下では結晶に固まります。

ダイナマイトは、珪藻土と呼ばれる珪質土に吸収されたニトログリセリンです。通常、約[88] ニトログリセリン75%、珪藻土25%。この吸収剤を使用するのは、液体の取り扱いに伴う困難さと危険性を排除するためです。ダイナマイトはパテ状の粘稠な物質であるため、取り扱いが非常に安全です。ダイナマイトはカートリッジ状に成形され、常にその状態で供給されます。

第3節 一般的な爆発物の相対的な強さ
火薬によって生み出された力。
火薬の燃焼において、火薬を構成する元素（既に述べたように、炭素、水素、窒素、酸素、カリウム、硫黄）は、気体生成物として炭酸、一酸化炭素、窒素、硫化水素、湿地ガスまたは炭化水素を、固体生成物として硫酸塩、次亜硫酸塩、硫化物、炭酸カリウムを生成する。理論的にはこれらの化合物の一部は生成されないはずであるが、実験では生成されることが示された。また、圧力が高いほど炭酸塩の生成率が高くなることが確認されており、火薬の作業量が増えるほど燃焼はより完全になり、結果として発生する力も大きくなる。この事実は、過充填は爆薬の無駄遣いであるだけでなく、大気の汚染もより深刻にするということである。[89] 同じことは、火薬綿やニトログリセリン化合物にもさらに強く当てはまります。

ノーブル氏とアベル氏の綿密な実験により、火薬の爆発によって重量比で約57%の固体と43%の永久ガスが生成されることが明らかになった。固体は爆発の瞬間には流動状態にある。この状態では、火薬が元々満たしていた空間の0.6%を占めるため、結果としてガスはその空間のわずか0.4%を占めるに過ぎない。これらのガスは、大気圧と華氏32度の温度では、火薬が満たしていた空間の280倍を占める。したがって、その空間の0.4%に圧縮されると、圧力は
280
0·4
× 15 = 10,500ポンド、つまり1平方インチあたり約4.68トンです。しかし、反応中に大量の熱が発生し、前のセクションで示したように、この熱はガスの張力を著しく増加させます。ノーブルとアベルの実験では、爆発の瞬間のガス温度は約4000°F（約2000℃）であることが示されました。したがって、絶対温度32° + 461°·2 = 493°·2は上昇しました。
4000
493°·2
＝8.11倍なので、ガスの総圧力は4.68×8.11＝42.6トン／平方インチとなる。そして、この圧力は、前述の実験ではクラッシャーゲージによって測定された。したがって、火薬が爆発する空間が[90] 完全に満たされると、発生する力は 1 平方インチあたり約 42 トンの圧力を与えると推定されます。

相対的な力は火薬、綿火薬、ニトログリセリンによって発達しました。
残念ながら、これまで綿火薬とニトログリセリンの絶対的な力を測定するための完全な実験は行われていません。したがって、これらの物質の爆発によって発生する圧力を推定したり、火薬の強度と比較した正確な評価を行うことはできません。しかし、平方インチあたりに発生する圧力を正確に推定したとしても、それらが引き起こし得る効果を完全に比較することはできないことを心に留めておく必要があります。ある爆薬が別の爆薬の2倍の圧力を与えると判明すれば、ある爆薬が別の爆薬の2倍の効果を生み出すことがわかります。しかし、この事実から、強い爆薬が弱い爆薬の2倍以上の効果を生み出すことはないとは決して言えません。爆薬の破壊力は、燃焼の速度に大きく左右されます。化合物の分解によって突然発生する力は打撃のように作用し、同じ力であってもこのように加えると、徐々に圧力を増加させる場合よりも大きな効果が得られることはよく知られている。しかし、いくつかの計算や実験が行われており、[91] これらの爆発性物質の相対的な強さを大まかに推定できるようになります。

ルー氏とサラウ氏は、発生したガスの重量と放出される熱を考慮した調査の結果として、以下の結果を示している。物質は単純に爆発し、火薬の強度は1としている。

物質。 ガスの相対
重量
。 1 ポンドから放出される
熱量。

相対的な
強さ。
火薬 0·414 1316 1·00
綿火薬 0·850 1902 3·00
ニトログリセリン 0·800 3097 4·80
相対的な強さはガスの量と熱によるもので、爆発の速さによる効果の増加は考慮されません。

アルフレッド・ノーブルは、32ポンドの砲弾を装填し、10度の角度で設置した迫撃砲を用いて、これらの異なる爆薬の効果を評価しようと試みました。砲弾の飛距離を結果と比較しました。重量比で比較すると、彼は比較対象となる物質の相対的な強度を次のように推定しています。ここでも火薬は団結：-

火薬 1·00
綿火薬 2·84
ダイナマイト 2·89
ニトログリセリン 4·00
[92]

しかし、岩石発破においては、体積当たりの相対的な強度がより重要です。これは、前述の表と物質の比重から簡単に計算できます。比重は、火薬と圧縮火薬綿が1.00、ニトログリセリンが1.60、ダイナマイトが1.65です。このように体積当たりで比較すると、これらの爆薬の強度は次のように表せます。 以下の通りです:—

火薬 1·00
綿火薬 2·57
ダイナマイト 4·23
ニトログリセリン 5·71
したがって、掘削孔内の所定の充填高さに対して、火薬綿は火薬の約 2 1/2 倍の力を発揮し、ダイナマイトは火薬の約 4 1/4倍の力を発揮します。

第四節 一般的な爆発物の発射方法
熱の作用。
火薬中の炭素の燃焼に必要な酸素は硝石に蓄えられていることを見てきました。硝石が一定の温度以下であれば酸素を保持しますが、その温度に達すると酸素を放出します。したがって、火薬を点火するには、熱を利用して酸素を放出し、酸素は同時に存在する炭素を捕捉します。爆薬に熱を伝える手段については、前述の通りです。[93] 章。爆薬の一点にのみ熱を加えることが必要であり、一粒にのみ熱を加えれば十分である。このようにして温度が上昇した粒の部分は、一般に表現されるように「燃え始める」。すなわち、この部分は直ちに燃焼状態に入り、硝石は酸素を放出し、遊離した酸素は炭素と結合する。この作用の開始を「発火」と呼ぶ。燃焼によって発生した高温ガスは、最初に発火した粒の周囲の他の粒に点火する。これらの燃焼によって生じたガスは、他の粒に点火する。このようにして、発火は塊全体に伝播する。したがって、発火の進行は徐々に進行する。しかし、いずれの場合も徐々に進行するが、ガスが火薬の占める空間内に閉じ込められている場合は、極めて急速に進行することがある。ごく少数の粒子から発生するガスが、すべての隙間を満たし、装薬を構成する個々の粒子を囲むのに十分であることは容易に理解できる。しかし、粒子から粒子へと点火するだけでなく、同じことが個々の粒子の外側から内側へと起こり、粒子は同心円状に外側から内側へと徐々に燃えていく。しかし、この方向、つまり層から層へと続く点火は、通常、燃焼の進行として説明される。したがって、爆発の時間は、すべての粒子の点火に必要な時間から構成される。[94] 穀物とその完全燃焼に必要な量の燃焼。

発火時間は、粉末が占める空間全体に対する粒子間の隙間、つまり空隙の割合によって大きく左右されます。粉末が目に見えない粉塵状の場合、前述のように粉末全体に発火が広がることはなく、粒子から粒子へと燃焼が進むだけです。一方、粉末が大きな球状の粒子またはペレット状の場合、隙間は大きくなり、最初に発生したガスはこれらの隙間を通過し、すべての粒子を次々に非常に速く点火するため、発火は同時とみなすことができます。このように、粒子のサイズを大きくし、球形に近づけることで、発火時間は短縮されます。

しかし、燃焼時間はこれらとは相反する条件によって決まります。燃焼は粒子の外側から内側へと徐々に進行するため、粒子が大きいほど燃焼に必要な時間は長くなります。また、粒子が薄い薄片状であれば、球状の場合よりもはるかに短い時間で燃焼することも明らかです。このように、急速な発火と急速な燃焼の条件は拮抗しています。爆発の最小時間は、粒子が不規則な形状で、十分な大きさの粒子が十分に密集しているときに得られます。[95] 高温ガスが比較的自由に通過できるように、粒度は大きめにする必要があります。燃焼時間に影響を与える条件は他にもあります。その一つが、穀物の密度です。これは明白な事実です。穀物の密度が高いほど、消費される物質の量が多くなるからです。しかし、これ以外にも、密度の高い穀物では、密度の低い穀物よりも燃焼が遅くなります。水分の存在も燃焼を遅らせる傾向があります。

点火と燃焼の進行は均一ではなく、加速されます。粒子が点火されるにつれて発生するガスの体積が増加し、燃焼が進行してガスが発生するにつれて、その張力が増加します。そして、既に述べたように、圧力は1平方インチあたり42トンにまで上昇します。圧力が上昇するにつれて、高温のガスは粒子のより深くまで押し込まれ、結果として燃焼はより急速に進行します。

爆発。
—デトネーションとは、爆発性物質を構成する全ての分子が同時に分解することを意味します。本来この用語は化合物にのみ適用されますが、火薬においては全ての粒子が同時に発火することを意味します。デトネーションによる発火方法は、爆発時間を最小限に抑えるため、火薬に求められる破裂効果を得るのに非常に有利であることは明らかです。これは、いずれの場合も、初期の爆発によってもたらされます。[96] 爆発。この最初の爆発を引き起こす雷管は、爆発性化合物、できれば作用の速い化合物で構成され、十分な強度を持つ薬莢に封入されており、薬莢はガスをかなりの張力が得られるまで保持します。薬莢が破裂すると、この張力によってガスは瞬時に火薬の隙間を通り抜け、同時に点火します。火薬綿のペレット、またはダイナマイトの薬莢、特にダイナマイトの薬莢は、火薬の優れた雷管になります。この方法で発射すると、通常の方法で発射した場合よりもはるかに優れた効果が得られます。実際、多くの種類の岩石では、火薬綿やダイナマイトよりもこの方法でより多くの作業を行うことができます。

雷管の化合物に対する作用は異なります。この場合、爆発は雷管からのガスの熱よりも、打撃による振動によるものと思われます。おそらく、この両方の原因が作用して効果を生み出しているのでしょう。いずれにせよ、雷管の爆発の影響下では、ニトログリセリンのような化合物の分子が同時に、あるいは少なくともほぼ同時に分解されるため、爆発の完全な効果を得るためにタンピングする必要がないことは確かです。ダイナマイトは常に、そして火薬は通常、雷管によって発射されます。火薬を爆発させるには、火薬よりもはるかに大量の爆薬が必要です。[97] ダイナマイトや綿火薬には大量のガスが必要であり、これは前章で述べたように、ダイナマイトの雷管は通常、銅製のキャップに6～9グレインの雷管を封入したもので構成されている。綿火薬雷管も同様であるが、雷管の充填量は10～15グレインの雷管である。充填量が不足すると、爆薬が密閉されていない場所では発火せずに飛散し、密閉された場所では起爆せずに爆発する。

第5節 一般的な爆発物のいくつかの特性
火薬。
火薬の燃焼は、既に述べたように、緩やかで比較的ゆっくりと進行します。したがって、その作用は粉砕というよりは、むしろ引き裂き、投射するものです。これは、特定の用途における火薬の主な利点の一つです。例えば、多くの採石作業において、化合物の粉砕作用は生産物に非常に大きな損害を与えます。スレートや建築用石材の塊を解放するには、比較的穏やかな持ち上げ動作が必要であり、火薬はそのような動作を可能にします。さらに、この動作は、軽い突き固め、あるいは突き固めをしないことによって調整できます。これは、スレート採石場でよく採用される火薬の使用方法です。しかし、この方法では、激しい爆薬の効果を調整することはできません。

[98]

火薬は湿気によって損傷を受けます。湿気が多いと爆発特性が完全に失われるため、何らかの保護カバーなしでは水中で使用することはできません。重量の1%ほどのわずかな湿気でも、火薬の強度が大幅に低下します。このため、湿った地面では、火薬を薬莢に入れてのみ使用する必要があります。これは、あらゆる状況において火薬を使用する最も便利で経済的な方法です。確かに、穴が円形から大きく離れている場合、薬莢の周りの空間によってわずかに威力が失われます。しかし、薬莢がない場合、穴が濡れていなくても、岩から発生する湿気によって少なくとも同じ量の威力が失われます。しかし、すべての下向きの穴では、空間は乾燥した砂でほぼ完全に埋めることができます。

火薬の爆発生成物は、一部は気体、一部は固体である。前者のうち最も重要なのは、炭酸、炭酸ガス、窒素である。硫化水素と炭化水素は少量しか生成されない。炭酸ガスは非常に有害なガスであるが、過充電の場合を除いて、大量に生成されることはない。固体生成物は、カリウムと硫黄、カリウムと炭素の化合物である。これらが煙を構成し、その濃密な量が火薬の爆発の特徴である。この煙は、火薬の爆発直後の燃焼を阻害する。[99] 発破が行われた後に鉱夫を作業面まで移動させます。

綿火薬。
綿火薬の燃焼は極めて速く、その結果、その作用は非常に激しい。その効果は、岩石を大きな塊として掘り出すというよりは、むしろ粉砕することである。この性質のため、綿火薬は多くの採石作業には適さない。ある種の軟岩においては、その破壊力は火薬よりも劣る。しかし、強固で硬い岩石を扱う通常の採掘作業においては、綿火薬の優れた強度と作用の速さ、特に後者の性質は、火薬よりもはるかに大きな破壊力を生み出す。さらに、綿火薬の粉砕作用は、岩石を小さな破片に砕く傾向があるため、除去作業が大幅に容易になる。

綿火薬は、湿った状態で少量の乾燥物を加えることで起爆させることができます。これは非常に重要な特性で、湿った穴の中で防護なしで使用することができ、取り扱う者の安全確保に大きく貢献します。湿った状態では不燃性であり、どんなに強い打撃を与えても爆発しません。湿った状態では、強力な起爆によってのみ爆発を引き起こします。したがって、安全のため、綿火薬は湿った状態で保管・使用されます。打撃に反応しないため、掘削孔にしっかりと押し込み、穴全体を塞ぐことができます。[100] 空いている空間での使用は避けてください。しかし、乾燥した綿火薬の起爆源となる雷管は、完全に乾燥した状態に保ち、一撃で容易に起爆するため、慎重に取り扱う必要があります。綿火薬は、密閉されていない空間で少量の点火を行うと激しく燃えますが、爆発することはありません。

火薬綿の燃焼生成物は、炭酸ガス、一酸化炭素、水、そして少量の気化水素または湿地ガスです。既に述べたように、酸素が不足しているため、相当量の一酸化炭素が生成され、それが排出される大気を汚染します。火薬の場合と同様に、過剰に充填すると、異常な量の一酸化炭素が生成されます。

ダイナマイト。
ニトログリセリンは火薬よりも燃焼が速いため、ダイナマイトの威力は火薬よりも強力です。この点において、火薬はダイナマイトと火薬の中間に位置すると言えるでしょう。したがって、大きな塊状の爆発物を必要とする用途では、ダイナマイトは火薬よりもさらに不向きです。しかし、非常に硬く硬い岩石の場合、ダイナマイトは火薬よりもはるかに効果的であり、条件によっては、火薬では砕けない岩石を砕くことも可能です。

ダイナマイトは水の影響を受けないため、湿った穴でも使用できます。実際、この爆薬では水がタンピングとしてよく使用されます。上向きの穴では、[101] もちろん、水が使用できない場合、ダイナマイトは一般に突き固めることなく発射されます。その即効性により突き固める必要がなくなります。

ペースト状のダイナマイトは、爆薬を掘削孔にしっかりと押し込み、あらゆる空間や隙間を埋めることができるという点で、実用上大きな利点があります。これは重要な点です。なぜなら、爆薬を掘削孔に密集させるほど、爆発の効果が大きくなることは明らかだからです。さらに、この可塑性により、打撃によって爆発を引き起こすのに十分な熱が発生することはほとんどないため、取り扱いが非常に安全です。少量のダイナマイトを金床に置き、ハンマーで叩くと容易に爆発しますが、大量に叩いても珪藻土によって衝撃が緩和されるため、爆発しません。密閉されていない空間で少量のダイナマイトを点火すると、爆発することなく静かに燃焼します。

ダイナマイトを薬莢から出して頻繁に取り扱うと、激しい頭痛を引き起こします。また、凍結していないダイナマイトが入った密閉された部屋にいると、同様の症状が生じます。

ダイナマイトには、他の爆薬に比べて不利な点が一つあります。それは、比較的高温で凍結してしまうことです。約4℃でニトログリセリンが凝固し、ダイナマイトは白っぽい外観になります。この状態では爆発が困難になるため、使用前に解凍する必要があります。[102] 使用中。お湯を使うと安全に行えますが、それ以外の方法で操作すると危険です。

ダイナマイトの燃焼生成物は、炭酸、炭酸ガス、水、窒素です。しかし、この化合物には十分以上の酸素が含まれていますが、装填量が過剰でない限り、酸化物はほとんど生成されません。したがって、ダイナマイトが適切に起爆され、過剰な装填が避けられれば、爆発による大気汚染は深刻ではありません。しかし、部分的にしか起爆しなかった場合は、健康に非常に有害な影響を与える次亜硝酸ガスが発生します。したがって、爆薬の完全な効果を得るためだけでなく、この有害ガスの発生を防ぐためにも、完全に起爆させることが最も重要です。これは、十分な強度の起爆装置を使用し、雷管にしっかりと挿入することで実現できます。

一般的な爆発性化合物の発火点。
—次の表は、一般的に使用される化合物の温度を示しています。爆発する:—

ゆっくり加熱すると
。
突然熱くなったとき
。
火薬 .. 500°から540°
綿火薬 360° 482°
珪藻土ダイナマイト 356° 446°
セルロースダイナマイト 342° 446°
[103]

綿火薬は綿火薬と同じ温度で爆発し、岩石破砕機は珪藻土ダイナマイトと同じ温度で爆発します。

第6節 ニトロセルロースおよびニトログリセリン化合物のいくつかの種類
ニトロ化綿火薬。
火薬綿には完全燃焼に必要な酸素が不足していることが示されています。不足分を補うため、火薬綿には一定量の硝酸カリウムまたは硝酸バライタが混合されることがあります。この化合物は、お分かりのように化合物であると同時に機械的混合物でもあり、「硝化火薬綿」として知られています。

コットンパウダー、またはトナイト。
現在「トナイト」または「綿粉」としてよく知られている爆薬は、本質的には硝化された火薬綿です。粒状の状態で製造され、実務上の要件に合わせて様々な寸法の薬莢に圧縮されます。鉱夫がすぐに使用できる便利な形状であるトナイトは、その好まれる点に大きく貢献しました。しかし、それとは別に、ダイナマイトと同等、あるいはほぼ同等の密度になるほど高度に圧縮されているという事実は、現在使用されている他のニトロ綿化合物に対して決定的な利点を与えています。

[104]

シュルツェのパウダー。
シュルツェの粉末では、セルロースは木材から得られます。木材はまず厚さ約1/16インチのシート状に製材され、機械に通されて均一な大きさの粒に打ち抜かれます。これらの粒は炭酸ソーダで煮沸することで樹脂質が除去され、さらに水洗、蒸煮、塩化石灰による漂白によって精製されます。こうして得られた純粋なセルロース粒は、綿花と同様に、硝酸と硫酸の混合液で処理することでニトロセルロースに変換されます。こうして生成されたニトロセルロースは、その後、硝酸カリウム溶液に浸漬されます。こうして完成した化合物は、ニトロ化された火薬綿に似た性質を持ちます。

岩石破砕機。
リトフラクトゥールは、ニトログリセリン化合物で、その基剤の一部が爆発性を持つ。ダイナマイトの場合、基剤、つまり吸収材は、前述の通り「珪藻土」と呼ばれる珪質土である。リトフラクトゥールでは、同じ物質が用いられるが、それに加えて、硝酸バライタと木炭（一種の火薬）の混合物が使用される。この爆薬混合物を使用する目的は、珪藻土が不活性物質であるため、爆発力を増強することである。爆薬混合物が珪藻土と同じ吸収力を持っていれば、この目的は達成されるのは明らかである。しかし残念ながら、そうではなく、結果としてニトログリセリンの使用量が少なくなる。したがって、[105] 吸収剤は吸収された物質の中で失われます。リトフラクターの成分は多少異なりますが、平均的な成分の割合は次のとおりです。続く：-

ニトログリセリン 52·50
重亜硝酸塩 16·40
木炭 2·85
硫黄 25·75
珪藻土 22·50
100·00
ブレインズパウダー。
ブレインパウダーはニトログリセリン化合物で、リトフラクトゥールと性質が似ています。その基剤の正確な組成は、成分の割合に関する限り公表されていません。しかし、それは塩素酸カリ、木炭、そして硝酸化されたおがくずで構成されています。ニトログリセリンの割合は40%を超えることはありません。ホースリーパウダーは、塩素酸カリとナッツ胆汁を基剤としたもので、ほぼ同じ割合のニトログリセリンを含んでいます。

セルロースダイナマイト。
—ドイツでは、ニトログリセリン（セルロースダイナマイトとして知られる化合物）の吸収剤として火薬綿が使用されています。主に凍結ダイナマイトを起爆するための起爆薬として使用されます。珪藻土ダイナマイトよりも衝撃に弱いです。

[106]

第3章
岩石発破の原理
最小抵抗線。
流体の圧力はあらゆる方向に等しく作用するため、力を受ける周囲の塊は、もし変形するとしても、最も弱い部分、つまり抵抗が最も少ない部分で変形する。塊が変形する線、すなわち破断線は「最小抵抗線」と呼ばれる。周囲の塊が完全に均質であれば、それは常に直線となり、充填の中心から表面までの最短距離となる。しかし、実際にはそうではなく、破断線は常に多かれ少なかれ不規則な線となり、中心から表面までの直線よりもはるかに長くなることが多い。よく考えてみると、最小抵抗線は、(1) 岩石の組織（場所によって異なる）、(2) 岩石の構造（ある方向と他の方向で割れやすい）、(3) 岩石を多かれ少なかれ分離した部分に分ける節理の位置、方向、および数に大きく依存することは明らかである。 （４）岩石の支持されていない面の数と相対的な位置。[107] 与えられた量の爆薬から最大の効果を得るには、これらの状況を把握し、それに応じて掘削孔の位置と方向を決定する必要があります。しかしながら、これは綿密な調査と長い検討を要する作業であるとは考えないでください。むしろ、訓練された目であれば、一目見るだけでこれらの状況の価値を推測し、それに応じて最も効果的な発射位置を決定することができます。実際には、接合面の存在、地質の違い、その他の状況によって抵抗が最小となる方向が示されない限り、最小抵抗線は爆薬の中心から岩石表面ま​​での最短距離とされます。

混乱を引き起こすために必要な力。
抵抗が最も少ない線がわかれば、その線に沿った抵抗を克服するために必要な爆薬の量を決定する必要がある。これは非常に重要な問題である。なぜなら、余分なものは無駄になるだけでなく、その無駄は悪影響をもたらすからである。採鉱作業では、除去された岩石が激しく噴き出し、空気が不必要に汚染される。また、採石作業では、健全な状態で採掘したい岩石が粉砕される。過充填が有害ガスの発生を招くという悪影響は、前章で指摘した。もちろん、充填量と岩石の抵抗を比例させることは不可能である。[108] 電荷によって発生する力も抵抗値も正確に知ることはできないため、持ち上げる量は正確に、それ以上は必要ではない。しかし、無駄な力の兆候である大きな音を避けるのに十分な近似値を容易に得ることができる。

均一な強度の爆薬化合物の充填量は、その重量に応じて変化する効果を生み出します。つまり、充填量が2倍であれば、質量も2倍になります。均質な質量は、その中の類似の線の立方体の大きさに応じて変化するため、同じ効果を生み出すことができる火薬の充填量は、最小抵抗線の立方体の大きさに応じて変化するという一般的な規則が確立されています。一般的に、抵抗を克服するために必要な黒色爆薬の量は、最小抵抗線の立方体の1/20から1/30の範囲で変化します。後者はフィートで測定され、前者はポンドで測定されます。例えば、爆破する岩石が中程度の強度を持つ石灰岩で、爆薬の中心から岩石の表面までの最短距離が3フィートだとすると、3×3×3＝27（線の3乗）となり、必要な火薬の重量は27 ⁄ 25ポンド＝1 2 ⁄ 25ポンド、つまり約1ポンド1オンスとなる。ダイナマイトを使用し、その強度が通常の黒色火薬の4倍であると仮定すれば、もちろんこの量の4分の1で済む。また、綿火薬を使用し、その強度が黒色火薬の3倍であると仮定すれば、3分の1で済む。[109] 必要となるでしょう。また、カーティスとハーヴェイが開発した、雷管で発射する超強力な鉱石用火薬を使用すれば、通常の方法で発射される黒色火薬の2倍の強度があると想定できるため、必要な量は式で示される量の半分だけで済みます。

このような計算や測定を毎回の爆破作業ごとに行うことは、現実的でも望ましいことでもありません。しかし、その実用的な価値は、その原理を明確に理解していれば、爆破作業員が目視で、克服すべき抵抗に応じて十分な精度で爆薬の量を調整できることにあります。様々な種類の岩石で数回の実験を行い、その後ある程度の練習を積めば、誰でもこの能力を習得できるでしょう。

爆薬の使用量を測定するためにボーリングホールを利用することは一般的かつ便利な方法であるため、以下のように計算した。テーブル：-

穴の直径
。 1インチの黒色
火薬。

1インチのガン
コットン。

1 インチのダイナマイト
(またはトナイト) 。

イン。 オンス。 オンス。 オンス。
1 0·419 0·419 0·670
1 1 ⁄ 4 0·654 0·654 1·046
1 1 ⁄ 2 0·942 0·942 1·507
1 3 ⁄ 4 1·283 1·283 2·053
2 1·675 1·675 2·680
2 1 ⁄ 4 2·120 2·120 3·392
2 1 ⁄ 2 2·618 2·618 4·189
2 3 ⁄ 4 3·166 3·166 5·066
3 3·769 3·769 6·030
[110]

図40.

図41.

断層線
図42.

断層線
図43.

断層線
中断の条件。
爆発によって発生した弾性ガスが周囲の岩石に作用する法則を説明し、破壊を引き起こすために必要な力の計算方法を示したので、次に、破壊が発生する可能性のある条件について考察する。図40の平面図に示すように、すべての面が剥離した亀裂のない岩石ブロックと、このブロックの中央に掘削孔が設けられたとしよう。この位置で爆薬を発射すると、発生する力はすべての方向に均等に作用し、破壊線は抵抗が最も少ない面になるため、中心からブロックの支持されていない2面、または4面すべてに向かって破壊線が放射状に広がる。明らかに、これは爆薬にとって最も有利な条件である。なぜなら、岩石はすべての面に支持されていない面を持っているからである。そして、破壊が起こるためには、破壊線が支持されていない面に達しなければならないことは明らかである。図41に示すように、ブロックが3辺のみ支持されておらず、電荷が[111]岩石の 2 辺のみが支持されていない状態で、爆薬がh に配置されていると仮定します。この場合、破壊線は支持されていない面のうち 2 面、または 3 面すべてに伸びる可能性があります。したがって、これが爆薬の作用にとって次に好ましい条件となります。ただし、この場合には爆薬をさらに後方のh′に配置することで最大の効果が得られます。この場合には、破壊線は必然的に反対側の面bcに伸び、その結果としてブロック全体が除去されます。図 42に示すように、岩石の 2 辺のみが支持されていない状態で、爆薬がhに配置されている別のケースを考えてみましょう。この場合には、破壊線は支持されていない面abのそれぞれに伸びている必要があります。したがって、この条件は、爆薬の効果を高めるのに依然として好ましい条件ではありますが、前述の条件より劣ることは明らかです。岩石は組成も組織も均一ではないため、前述のように抵抗が最も少ない破断線は、mn、m′n′、あるいはこれらの中間の任意の点など、どの地点でも面に達する可能性がある。しかし、これらの破断線が充填物から放射状に伸び、180°の角度、つまり正反対の方向に伸びているときに、その効果が最大となり、破断線の角度が大きくなるにつれて効果が減少することがわかる。ここで、図に示すように、岩石が片側のみ支持されていないと仮定する。[112]図 43 では、爆薬はhに配置されています。この場合、破砕線は面aまで伸びているはずなので、条件は前述の場合よりも不利であるとみなさなければなりません。これらの場合と同様に、有効な効果は破砕線hmとhnのなす角度に依存し、この角度は非常に小さくてもかまいませんが、必然的に 180° よりはるかに小さくなければなりません。この条件下では、複数の爆薬を同時に発射することでより大きな効果が得られます。たとえば、 1 つをhに、もう 1 つをh′に配置して連続して発射すると、破砕線はhm、hn、 h′ m′、h′ n′の方向またはその付近に伸び、除去される岩石の部分は mhnh′ n′になります。しかし、これら2つの爆薬を同時に発射した場合、破砕線はhm、ho、h′ o、 h′ n′となり、除去される岩石の質量はmhh′ n′となる。このように、同時発射は多くの場合、非常に大きな効果をもたらす。鉱山技師、特に採石工は、この経済性の源泉に注意を払うべきである。さらに別の事例がある。[113]条件がさらに不利になる場合を考えてみましょう。図44に示すように、 互いに直角に交わる2つの支持されていない面があり、hに電荷が配置されているとします。この場合、破裂線は2つの支持されていない面のそれぞれに伸びますが、これらの線は必然的に互いに非常に小さな角度をなすため（線の長さは角度とともに急速に増加するため）、有効な効果は最後の場合よりも小さくなります。したがって、これは考えられる最も不利な条件であり、実際には避けるべきであると言えます。

図44.

断層線
図45.

断層線
図46.

断層線
これまでの考察では、掘削孔は垂直であると仮定しており、このため、掘削孔に垂直な支持されていない面、すなわち掘削孔が掘削される面は無視されてきた。なぜなら、仮定した条件下では、破壊線はこの面まで到達できないことは明らかであり、したがって、この面は実質的に存在しないからである。例えば、図45のhに掘削孔が設けられ、岩石は掘削孔に直角な面を除くすべての面で支持されていると仮定する。[114] 掘削孔の方向に対して垂直に作用する力は、あらゆる面で無限大の抵抗を受ける。したがって、この場合、タンピングが吹き飛ばされるか、発生した力が作業量に見合わない場合は、底部の穴がわずかに拡大する程度で、それ以上の効果は得られない。しかし、これは実際には頻繁に発生するケースであり、この支持されていない面を利用できるようにするための対策を講じる必要がある。明らかに、この目的は、掘削孔を、掘削孔に垂直な線が支持されていない面に達するように向けることによってのみ達成できる。つまり、掘削孔の線は、支持されていない面と90°未満の角度をなす必要がある。掘削孔のこの方向は、図45の断面図とみなすことができる図46に示されている。この場合、図43に示したケースと同様に破断線がbの支持されていない面に到達し、これらの線の長さ、つまり掘削の深さは、与えられた掘削孔の長さに対して、角度に依存する。[115] 後者は切羽で穴をあける。このように単一の露出面を利用可能にする方法は「穴の傾斜」と呼ばれ、竪坑掘削やヘッディング工法で一般的に用いられる。「傾斜」に伴う条件は、強力な爆薬の作用に有利である。

見出しの例。
これらの原則が実際にどのように適用されるかを示すために、図47に示すような、7フィート×9フィートの典型的な掘削例を取り上げます。この場合、掘削開始時に掘削面は1つしかなく、掘削方向に対して垂直です。したがって、穴に角度を付けながら掘削を進める必要があることは明らかです。掘削は露出面のどの部分から始めても構いませんが、後述するように、最も好ましい位置は中央です。そこで、図面の1番で示す一連の穴を掘削することから始めます。これらの穴は互いに角度を付けて掘削します。つまり、図48の断面図に示すように、垂直に上下に並んだ3つの穴が2組、それぞれの下端に向かって収束することになります。この例では、必要かつ十分な6つの穴を想定しています。しかし、穴の数と水平方向の間隔は、穴の深さ、岩石の強度、使用する爆薬の強度によって決まることは明らかです。これらの穴を発射すると、岩石のくさび形の部分が押し出されますが、この結果は、装薬を[116]
[117] 同時に発射されます。岩石のこの部分を取り除くことを「鍵を抜く」といいます。この鍵を抜くことで、中心側の周囲の岩石は支えがなくなり、最初の面に対して垂直な別の面が形成されます。

図47.

見出し
図48.

見出し
図49.

見出し
このように中心からこの部分を除去して岩石のキーを外すと、便宜上または効果を高める場合を除き、それ以上のショット孔を角度付けする必要がなくなることは明らかです。したがって、図で番号 2 で示されている 2 番目のシリーズは、ヘッディングの面に対して垂直に掘削できます。この一連のショットを発射すると、破断線はすべて中心の支持されていない面まで走り、ショットが同時に発射された場合は穴から穴へと走り、点線 1 と 2 の間に含まれる環状の岩石部分が除去されます。ショットが連続して発射された場合、最初のショットは図 43に示すように、1 つの支持されていない面の状態で作用しますが、このショットの前の岩石が除去されることによって別の支持されていない面が形成されるため、後続のショットは図 42に示すより好ましい状態になります。この2回目の一連の射撃では、中央付近の周囲の岩石は依然として支持されていない状態のままであり、結果として、図面の3番で示した3回目の一連の射撃でも同じ状況となり、この一連の射撃によって掘削が完了します。図49は、図48の中央孔の射撃後 の状態を示しています。

[118]

ここで留意すべき点は、岩石の均質性の欠如、そして節理や亀裂の存在により、実際には、破裂の外側の線は、この想定ケースで点線で示されているほど規則的に走らないということである。この状況は、次回の一連の爆破において、穴の位置や爆薬の量に影響を与え、爆破作業員に判断を委ねる機会を与えることになる。

掘削孔の位置と数に非常に重要な影響を与える他の状況も存在し、したがって、掘削を進める際には必ず十分に考慮しなければなりません。その一つが掘削面の凹凸です。掘削面は、掘削の進行方向や立坑の方向に対して直角に連続した平面を形成するのではなく、突出した突起や程度の差はあれ深い窪みによって分断されています。明らかに、これらの突起や窪みは、抵抗の最も少ない線に少なからず影響を与えます。抵抗の最も少ない線は、突起の存在によって長くなったり短くなったり、方向が変わったりします。突起の存在によって、線が放射状に広がる支持されていない面が生じるからです。これらの条件は、掘削孔の最適な位置を決定する際に、常に考慮しなければなりません。さらに重要なのは、節理面と層理面の存在です。岩盤はこれらの面によって分断され、しばしば個々のブロックに分割されます。[119] 異なる集合体の発達の程度に応じて、その大きさは大きくも小さくもなる。したがって、爆薬を爆破する適切な位置を決定する際には、そのような面を支持されていない面とみなし、そのような条件下での抵抗線の方向と長さを確かめることが必要となる。爆薬をこれらの面のすぐ近くに置くと、破裂線が予期せぬ方向に走るだけでなく、爆発力の大部分が面に沿ったガスの漏れによって失われる。同様の力の損失は、気泡質岩や空洞のある岩によく見られる空洞の存在によっても引き起こされる可能性がある。接合面が完全に発達している場合は、検査によってその存在を確認できるが、発達が不完全な場合は、発見するのがかなり困難になることがある。そのような場合は、岩石を注意深く検査し、ハンマーやピックで音を鳴らす必要がある。空洞に穴を開ける場合は、粘土を詰め込み、粘土の中まで掘削を続けることができる。あるいは、十分な深さが得られれば、粘土の上に爆薬を置き、ガスの無駄な散逸を防ぐこともできる。前述の状況はどれも全く同じ条件下では発生しないため、一般的なルールを定めることはできない。これらは発破工自身の判断に委ねられるべき事項であり、効果的に行うためには、発破工が以下の知識と経験を有していることが必要である。[120] 彼が扱う材料に関するある程度の知識。

経済的な考慮。
前述の重要な経済的考慮に加え、他に注目すべき点がある。その中でも最も重要なのは、一定の効果を得るために、個々の発砲の威力を高める方がよいのか、それとも低くする方がよいのかという問題である。つまり、穴の数を減らして直径を大きくする方がよいのか、それとも直径を小さくして数を増やす方がよいのか、あるいは、直径を小さくして深さを深くする方がよいのか、それとも直径を大きくして数と深さを小さくする方がよいのか、という問題である。発砲穴の直径を爆薬の強度と重量密度が許す最低限まで小さくし、深さを深くすることには、大きな利点があることは数学的に容易に示され、経験によっても確認されている。この利点は主に労働力の節約につながり、特に機械掘削の場合に顕著である。ここでも、使用される爆薬の強度の利点が認められる。

同時発射にはいくつかの重要な利点がある。このような状況下で、一つの炸薬が他の炸薬をいかに助け、破裂線にどのような影響を与えるかは既に示されている。連続して発射する場合、それぞれの炸薬は[121] それぞれの岩石は割り当てられた部分だけを掘り出す。しかし、同時に発射されると、それらの総合的な力が削り取る岩石全体に作用する。これは図43に示されている。深い穴を使用する場合、同時発射によるより大きな効果は非常に顕著になる。したがって、電気は機械ドリルや強力な爆薬と自然に結びついている。

タンピング。
— 発砲孔を「タンピング」するとは、爆薬の充填面より上を何らかの物質で埋めることであり、この作業は「タンピング」と呼ばれます。タンピングの目的は、掘削孔の方向へのガスの流出に対する抵抗に対抗することです。したがって、第一条件として、使用する材料は強力な抵抗力を持つものでなければなりません。第二条件として、これらの材料は容易に適用できることが求められます。この条件は、プラグ、くさび、その他類似の型枠など、これまで時折提案されてきた器具の使用を排除するものです。

実用上、これらの要件を十分に満たす唯一の材料は、破砕状態、粉末状態、または塑性状態の岩石です。しかしながら、すべての岩石が、その耐性の観点からも、取り扱いやすさの観点からも、同様に適しているわけではないため、どの岩石が2つの条件を最も完全に満たすかを検討する必要があります。

完全に満足のいくものを割り当てることは容易ではないが、[122] ある種の岩石物質が他の岩石物質よりも掘削孔内での運動抵抗が大きい理由は不明ですが、この抵抗が主にその物質の粒子間の摩擦によるものであることは確かです。掘削孔と同じ直径の硬い岩石の柱を充填物の上に打ち込んだ場合、柱が閉じ込められたガスに対して受ける抵抗は、柱の重量を無視すれば、柱の側面と掘削孔の側面との間の摩擦抵抗となります。しかし、砕石を使用する場合、粒子には絶対的な運動が与えられるだけでなく、抵抗の変動により相対的な運動も与えられます。その結果、粒子間に摩擦が生じ、粒子の数が膨大であるため、ある粒子同士のわずかな摩擦と、外側の粒子と掘削孔の側面との大きな摩擦の合計は、固体柱の外側の粒子と掘削孔の側面との摩擦よりもはるかに大きな値になります。この事実のみを考察すると、乾燥した砂が最も抵抗力のある物質であり、粒子が細かいほど抵抗力も大きくなるという結論になる。しかしながら、実際には、砂による突き固めの抵抗力は非常に大きく、また、突き固めが下からの固体の圧力によって持ち上げられる場合には前述の推論が成立するが、この物質は、他の物質に比べて、特に、固体の圧力によって押し上げられる場合には著しく抵抗力が劣ることが判明している。[123] ガスの爆発。この明らかな異常現象は、掘削孔内で受ける巨大な張力によってガスが粒子間に入り込み、本来であれば生じるはずの摩擦を阻害するという説明がつく。水が重力の影響のみによって、密に圧縮された砂にさえ容易に浸透することを念頭に置くと、極度の張力状態にあるより微細なガスが同様の作用を及ぼすことは容易に想像できるだろう。このような条件下では、摩擦による抵抗は全く存在せず、ガスの流出を妨げる唯一の抵抗は、質量の慣性から生じる抵抗である。この抵抗がどれほど大きくなる可能性があるかは、エアタンピングの場合に既に示した。したがって、このような作用を受けにくい組成の他の材料に頼るか、あるいはそのような作用を可能にする欠陥を補う手段を模索する必要がある。

粘土は、天日乾燥、あるいはできれば火で乾燥され、突き固め材としての要件を最も満たしているように思われる。この物質は、極めて微細な珪酸質粒子から成り、アルミニウムと石灰質、あるいは鉄を含むセメントによって結合されている。このように構成されているため、多孔質物質のように粒子間に空隙はなく、結果としてガスの通り道がなく、水とガスの両方に対して不浸透性である。したがって、この物質は[124] 突き固めに用いる場合、力は下面のみに作用し、粒子間の摩擦によって必要な抵抗力が生じます。この性質を持つ粘土は、突き固め材として一般的に用いられます。

岩石発破では、粘土を事前に準備するのが一般的であり、この方法は効果的な結果と迅速な突き固めの両方に役立ちます。後者の考慮事項は、一般的に行われる作業にかなりの時間を要するため、重要です。粘土のペレットを作るには、粘土の塊を両手のひらで転がし、長さ7.6～10cm、掘削孔の直径と同じソーセージ状になるまで転がします。その後、ペレットを完全に乾燥させて使用準備を整えます。必要な直径に成形する際には、収縮を考慮して少し余裕を持たせる必要があります。これは、ペレットが掘削孔にしっかりと収まることが不可欠だからです。充填材を投入し、干し草の塊、または砂やゴミを一掴みで覆った後、ペレットを一つ挿入し、木製のランマーで押し込みます。粘土が掘削孔を完全に埋め尽くすには、かなりの圧力をかける必要がありますが、叩きつけは避けるべきです。次に、2つ目のペレットを同様に押し下げ、穴全体が突き固まるまでこの操作を繰り返します。全体を固めるために、外側のペレットに軽く打撃を加えることもできます。これは効果的です。[125] 未乾燥のペレットを充填物の真上に置く。ペレットの可塑性により、穴の側面の凹凸をすべて埋めることができ、側面とタンピング部の間の通路をしっかりと密閉することができるため、ガスがそこを通り抜けるのを防ぐことができる。石炭発破では、タンピングには柔らかい頁岩が常に使用される。これは、手元にあり、大量のショットを必要としないためである。

砕いたレンガは、特に少量の水分を加えて練り固めると、かなり優れた突き固め材となります。しかし、入手が容易ではないため、用途は必然的に限られます。採石場では、掘削された岩石の粉塵や砕片が突き固め材として広く利用されています。しかし、この材料は入手が容易という点を除けば、突き固め材として使用できる利点はほとんどありません。

砂をタンピング材として用いる際に生じる欠点を補うために、どのような手段が利用可能かを検討する必要がある。これは非常に重要な実用的問題である。なぜなら、この欠点を除去できれば、掘削孔が下向きの場合、砂は間違いなく最も適した材料となるからだ。砂はどこでも安価に入手でき、水のように容易に孔に注入でき、使用に際して何ら危険も生じない。ガスが砂に浸透するのを防ぐ適切な手段が見つかれば、この困難は明らかに克服できるだろう。

提案された目的は達成されるかもしれない[126] 塑性粘土ペレットを以下の方法で塗布する。装填物の真上に、完全に乾燥した非常に細かい砂をひとつかみ置く。他の方法で入手できない場合は、ふるいにかけて得ることができる。この砂の上に、約4インチの長さで掘削孔と同じ直径の塑性粘土ペレットを木製のランマーでしっかりと押し込み、すべての凹凸を埋める。このペレットは、すでに説明した方法で両手で転がして準備する。このペレットの上に、乾燥した砂で穴を埋める。粘土は不浸透性であるため、粘土と穴の側面の接合線に沿ってガスが砂に到達するのを防ぐ。このようにして突き固めると、最も注意深く配置された乾燥した粘土とほとんど劣らない抵抗が得られる。

雷管の使用によって砂の多孔質特性による欠陥が除去されるわけではないが、その影響は大幅に軽減される。爆発性化合物で爆轟が起こると、弾性ガスの全力が瞬時に発揮される。そして、このような条件下では、掘削孔内に何らかの物質が存在することによる抵抗、ニトログリセリンの場合は空気のみであっても、その抵抗の大部分が掘削孔の側面に作用することが既に示されている。したがって、砂はこれらの条件下では、その慣性によって十分な抵抗が得られるため、突き固め材として効果的に使用することができる。[127] ガスの放出を防ぐためです。しかし、軽いタンピングと爆轟法を併用すると岩石が除去される可能性はありますが、爆発力の相当部分が失われることは間違いありません。したがって、既に述べたように、粘土ペレットを用いてしっかりとタンピングすることが常に有利です。最も経済的な方法は、爆轟法で装薬を爆発させ、この方法でタンピングすることです。

[128]

第4章
岩石発破作業
手作業による穴あけ。
発破孔の位置と方向が決まったら、発破作業を開始します。発破作業は、穴を掘る予定の地点をハンマーで数回叩き、ドリルが通る表面を整えることから始まります。場合によってはこの予備作業は不要ですが、一般的には、特に表面が滑らかで、穴を斜めに掘る場合は、ある程度の準備が望ましいです。説明のために、ここでは垂直下向きに掘る穴を例に挙げ、両手で掘削すると仮定します。

ショットホールを掘る。
岩盤がドリルを受け入れる準備ができたら、一人の作業員が座り、一番短いドリルを膝の間に挟み、両手で垂直に持ちます。もう一人の作業員は、可能であれば反対側に立って、ドリルの頭をそりで叩きます。最初は軽く、岩盤に完全に入り込んだら、より強く叩きます。ドリルを持った作業員は、一撃ごとにドリルを少し持ち上げ、回転させます。[129] ドリルは、穴を部分的に丸くする加工方法です。通常、回転の8分の1程度です。こうすることで、穴は真円に保たれ、ドリルの刃先が同じ場所に2度落ちることがなくなります。工具を冷やし、粉塵や切削片をスラッジに変えるために、穴を下向きに傾ける際は、常に穴の一部を水で満たしておきます。このため、下向きの穴は「ウェット」ホール、上向きの穴は「ドライ」ホールと呼ばれることがあります。水があると、掘削作業が非常に容易になります。経験上、乾いた穴と湿った穴での掘削速度は1：1.5倍であることが分かっています。つまり、乾いた穴を掘削するには、湿った穴を掘削するよりも1.5倍の時間がかかります。したがって、水を使用することで、時間を3分の1に短縮できます。ドリルを握る人が水に濡れるのを防ぐため、ドリルの穴の真上に革製のワッシャーのようなものを置くか、わらの帯をドリルの周りに巻き付けます。穴が短いドリルでは深すぎる場合は、次の長さのドリルに交換します。そして、穴の深さが深くなるにつれて、今度は3番目、つまり最も長いドリルに交換します。各ドリルは、目的の穴の長さを掘り終えると、鍛冶屋に送られ、研磨されます。非常に硬い岩石の場合、ドリルを頻繁に交換しなければならない場合があり、同じ長さのドリルを複数用意しておく必要があります。ショットホールの深さ[130] 掘削深さは、岩石の性質、掘削の性質、使用する爆薬の強度に応じて、1フィートから10フィートまで変化します。竪坑や坑道掘削では、深さは一般的に2フィート6インチから4フィートの範囲で変化し、一般的な深さは3フィートです。

掘削孔の底に堆積する堆積物は、岩石をドリルの刃先から露出させておくために、定期的に除去する必要があります。このスラッジの除去は、「スクレーパー」と呼ばれる道具を用いて行われます。スラッジが液体状になりすぎてこの道具で容易に除去できない場合は、少量の粉末を投入して粘性を高めます。掘削孔をスラッジから保護し、スクレーパーの使用時間を短縮することの重要性から、一部の地域では、スラッジの粘性をドリルに付着させるのに十分なレベルに高める手段が採用されています。この状態では、スラッジは掘削孔の下ではなく周囲に堆積し、新たに形成されたスラッジが堆積物を押し上げ、ドリル全体に数インチの厚い膜を形成します。掘削孔から掘削孔を引き抜くと、この堆積物も一緒に引き抜かれます。こうして、スクレーパーの使用は不要になります。この掘削孔の清掃方法は、ハーツ鉱山労働者によく採用されており、彼らはこの目的のために消石灰を使用します。彼らはこの消石灰に、[131] 彼らはそれを水で覆い、小さなブリキの箱に入れて作業場に持参します。このペーストを使用するには、クルミ大のペーストを取り、水で薄めて掘削孔に注ぎます。この石灰ペーストは、本来の目的である砕けやすい岩石、特に砂岩のような粒状の岩石に非常に効果的です。このような岩石を粉砕してできた砂粒は、ドリルに付着するのと同様に、互いに付着する傾向がないため、それぞれの砂粒は石灰の膜で覆われ、その結果、砂粒は十分な粘着力を持つ粘性の塊に凝集し、前述のように工具にしっかりと付着できるようになります。

穴が必要な深さまで掘られたら、爆薬を装填する準備を整えます。穴をきれいにし、可能な限り乾燥した状態にするために、泥土はすべて丁寧に削り取ります。これはすべての場合に必要ですが、その後の作業は爆薬の性質と使用方法によって決まります。黒色火薬を散布しない状態で使用する場合は、穴を乾燥させる必要があります。これは、布切れ、麻ひも、または干し草の束をスクレーパーの穴に通し、穴の中でゆっくりと上下に動かして水分を吸収させることで行います。穴の上部から水が流れ込みそうな場合は、水を防ぐために穴の周りに粘土で小さなダムを作ります。水が割れ目から穴に流れ込む場合は、粘土を…[132] 「ブル」に頼らざるを得ない。しかし、そのような場合には、防水カートリッジに火薬を使用する方が時間と火薬の節約になる。実際、採石場で発生するいくつかの例外を除いて、火薬は常にこのように使用すべきである。穴を乾燥させる作業を避けることで時間が大幅に節約されるだけでなく、火薬の大部分が湿った岩石に接触することで生じる火薬の弱化も防げるからだ。しかし、これらの利点に加えて、このカートリッジは事故の防止、無駄の防止、そして爆薬の取り扱いの簡便さも提供する。上向きの穴にも下向きの穴にも容易に挿入でき、火薬が穴の側面にこぼれたり、穴の外にこぼれたりすることもない。これらの数多くの大きな利点が、このカートリッジの普及につながっている。

ショットホールへの突撃。
穴に爆薬を装填する準備ができたら、装填作業が開始されます。火薬をばら撒いて使用する場合は、必要量を穴に流し込みます。その際、火薬が穴の側面に接触してくっつかないように注意します。この予防措置は重要です。なぜなら、くっついた火薬の力が失われるだけでなく、早期爆発の原因となる可能性があるからです。穴が垂直の場合は側面との接触を防ぐのが難しく、傾斜している場合は不可能なので、ブリキや容器を使用します。[133] 銅管。この管を穴の底に置き、上端から火薬を注ぎ込む。管を上げると、火薬は穴の底に残る。水平の穴には、スプーンのようなもので火薬を入れる。上向きに傾斜した穴には、ばらばらの火薬は入れられない。薬莢に火薬を入れる場合は、薬莢を穴に挿入し、木製の槌で底まで押し込む。

爆竹を用いて火薬を点火する場合、「プリッカー」と呼ばれる、できれば青銅製の、直径の小さい尖った金属棒を、その先端を火薬に差し込み、掘削孔の側面に当てます。次に、少量ずつタンピング材を入れ、タンピングアイアンでしっかりと押し込みます。タンピングアイアンは、プリッカーが溝に収まるように保持します。タンピングの性質については既に詳しく説明しました。タンピングが完了したら、プリッカーを引き抜きます。これにより、タンピング材から火薬に至る小さな円形の通路が残ります。プリッカーを引き抜く際は、タンピング材が緩んでこの通路が塞がれないように注意する必要があります。こうして残った穴に爆竹を差し込めば、火薬の点火準備は完了です。

安全導火線を使って火薬を発射する場合は、火薬穴から数インチ突き出すのに十分な長さの導火線を切り取り、点火針と同じ位置に火薬穴に挿入します。薬莢に火薬が入っている場合は、導火線の先端を火薬穴に挿入します。[134] 導火線は、掘削孔に押し込まれる前に、孔から突き出た先端に粘土の塊を乗せることで、タンピング作業中は所定の位置に保持されます。この粘土の塊を岩の上でひっくり返します。タンピングは、穿孔器を使用する場合と全く同じ方法で行われます。

電気で点火する場合は、ヒューズを装薬に挿入し、電線は安全ヒューズと同様に処理します。タンピングが完了したら、前の章で説明した方法で電線を接続し、点火します。

いずれの場合も、穴に装填された火薬をタンピングする前に、麻ひも、干し草、芝草、または紙の塊を火薬の上に置き、タンピング材を詰めます。火薬が薬莢に入っている場合は、可塑性粘土の粒を火薬の上に優しく押し付けます。5～6インチ（約13～15cm）のタンピング材を詰めるまでは、タンピングアイアンで強く叩くのは避けてください。

火薬として綿火薬を使用する場合、装薬となる湿った物質を薬莢の装填穴に次々に投入し、十分な量になるまで続けます。薬莢を破裂させ、綿火薬が装填穴を完全に満たすためには、木製のランマーで各薬莢をしっかりと押し込む必要があります。次に、安全導火線を切断し、その一端を雷管に挿入します。この雷管は、[135] 導火線を切断するには、専用のニッパーを用いて、導火線の開口部を導火線にしっかりと押し付けます。導火線を取り付けたキャップを、乾燥した「雷管」の中央の穴に差し込みます。雷管は湿気から十分に保護する必要があります。電気導火線を使用する場合は、導火線のキャップを同様に雷管に挿入します。雷管を発射口に差し込み、装薬の上に静かに押し込みます。乾燥した火薬綿と雷管はどちらも打撃によって爆発する可能性があるため、この作業は慎重に行う必要があります。

綿粉またはトナイトは、取り扱い方が多少異なります。綿粉は高度に圧縮された状態で薬莢に成形され、雷管を差し込むための小さな中央の穴が開けられています。前述のように安全導火線を取り付けたこの薬莢、または電気導火線のキャップを穴に挿入し、薬莢の首に銅線を巻き付けて固定します。その後、薬莢をゆっくりと弾頭穴に押し込みます。より強力な装填量が必要な場合は、まず雷管のない薬莢を押し込み、その上に「起爆」させた薬莢を装填します。この物質は乾燥状態であるため、突き固める必要はありません。

ダイナマイトを爆薬として使用する場合、必要な装填量を満たすのに十分な数の弾丸を発射孔に挿入します。各弾丸は適度な力で押し込みます。[136] 穴を完全に埋めるには、ある程度の力が必要です。木製のランマーを使用すれば、爆発の危険はありません。雷管は安全導火線の端に固定され、水で締め固める場合は、導火線と雷管の接合部にグリースまたは鉛白を塗布します。次に、「プライマー」、つまり爆薬を爆発させるための小さな薬莢の一端を開け、雷管または電気導火線のキャップをダイナマイトの長さの約3分の2の深さまで押し込みます。雷管の紙製の覆いは紐でキャップにしっかりと結び付けます。キャップをダイナマイトに押し込みすぎると、安全導火線によってダイナマイトが点火される可能性があり、その場合、物質は燃焼するだけで爆発しません。電気導火線では、このようなことは起こりません。キャップがダイナマイトに接触していない場合も同じ結果になります。キャップを縛る目的は、キャップが抜けるのを防ぐことです。こうして導火線に取り付けられた雷管を、ショットホール内の装薬に優しく押し付けます。雷管を挿入した後は、決して突っ込んではならないことを常に念頭に置いてください。

火薬とトナイトは軽く突き固める必要があります。突き固める材料は可塑性粘土、または下向きの穴には砂を使用します。突き固める際は、叩くと危険なので、押し込むだけで十分です。このように突き固めると、突き固めない場合よりもダイナマイトの効果が向上します。下向きの穴では、[137] 穴を掘る際、ダイナマイトの充填材として水を使用するのが一般的です。特に竪坑掘削では、穴が自然に締まることが多いためです。しかし、他の場合には、時間を節約するためにタンピングを全く省略することが一般的です。

告訴の発動。
掘削された全ての穴に弾薬を充填し終えるか、あるいは一度に発射したい数の穴に弾薬を充填したら、発射準備を整える。装填手は使用した道具を持って退却し、爆竹や信管を使用する場合は、発砲する者だけが残る。この者は、全員が避難していることを確認すると、自身の退却路が確保されていることを確認する。例えば、竪坑の底にいる場合、上にいる者に呼びかけ、上空から起こす準備ができているかどうかを確認し、返事があるまで待つ。返事があると、爆竹や信管の端に火をつけ、引き上げるよう叫ぶ。竪坑以外の場所にいる場合は、安全な場所へ退却する。ここで爆発を待ち、爆発音が聞こえるたびに注意深く数える。すべての弾丸が爆発した後、煙とガスが消えるまで少し時間を置き、作業員は落下した岩石を取り除くために戻ります。もし1発でも爆発しなかった場合は、15分から20分待ってから現場に戻る必要があります。発生する事故の10件中9件は、[138] こうした遅れた発砲は、導火線に何らかの欠陥があったり、何らかの損傷を受けたりして、長時間くすぶり続けることがあります。発砲手は、発砲が外れたと思い込み、発砲後の効果を確かめようと導火線に近づきます。導火線の欠陥部分が燃え尽きると、列車は再び動き出し、爆発が起こります。おそらくは致命的な結果を招くでしょう。このように、遅れた発砲は長時間の遅延を引き起こすだけでなく、大きな危険をもたらします。また、予定より早く爆発してしまうことでも事故が発生することがあります。この場合、導火線は「燃え尽きる」、つまり、退避する時間が十分にないほど急速に燃え尽きる状態を指します。

図50.

電気ヒューズ
電気による点火を行う場合、担当者は、前章で説明した方法、 図50に示すように、導火線の電線を接続する。次に、外側の2本の電線をケーブルに接続し、その場から退避する。この場合、早期爆発は起こり得ない。担当者は、全員が避難していることを確認した後、[139] 発破機を組み立て、ケーブルを端子に接続して電流を流す。発砲は同時に爆発するため、爆発音は一つだけである。しかし、電気導火線にはくすぶりがないので、不発の心配はない。したがって、直ちに切羽に近づくことができ、遅延は発生せず、事故の危険もない。さらに、準備が整った瞬間に全ての穴に発火させることができるため、かなりの時間節約となる。この方法による発破を成功させるには、漏電による相当な損失を許容できる十分な電気を発生させることが不可欠である。シーメンスの大型発電機を使用する場合は、ハンドルをゆっくりと回し、内部でカチッという音がするまで回し、その前にケーブルを端子に接続してはならない。発火させるには、ハンドルをできるだけ素早く回し、ぎくしゃくした動きは避けなければならない。かなりの力が必要となるため、機械はしっかりと固定する必要がある。摩擦式機械を使用する場合は、十分な回転数を与えるように注意する必要があります。この種の機械は、摩擦面の状態や大気中の湿度によって大きく変化するため、噴射前に必ず火花が出るか確認する必要があります。この方法によってのみ、必要な回転数を把握することができます。噴射ノブを押し込むか、場合によってはハンドルを後ろに回すことが重要です。[140] 突然。ゆっくりとした動きは、爆発の成功にとって致命的となる可能性があります。ボーンハートの機械を試験する際は、ハンドルを常に前方に回す必要がありますが、発射時には、回転数の半分を一方方向に、残りの半分を反対方向に回します。次の表は、ボーンハートの機械で、アンドレの導火線の数に応じた回転数を示しています。回転数が最も少ない最初の列は、WBブレインが提案した改造を加えてシルバータウン社が製造したジュリアン・スミスの機械にも適用できます。

摩擦機械用発射テーブル。
マシンが10ターンでスパークするとき。 マシンが12ターンでスパークするとき。 マシンが14ターンでスパークするとき。
回路内のヒューズ。 ターン数。 ターン数。 ターン数。
 4 12 15 17
 5 12 15 17
 6 14 17 20
 7 16 19 22
 8 18 22 25
 9 20 24 28
10 22 26 31
11 24 28 34
12 25 30 35
13 26 31 36
14 27 33 38
15 28 34 39
注意: 14 回転させても火花が出ない場合は、ゴムを取り外してブラッシングする必要があります。
発破工が退避するためのマンホールと呼ばれる避難場所が船首方面に設けられることが多い。[141] これらのマンホールは、坑道の側面に作られた小さな穴です。作業員の保護のために坑道に木材のシールドを立てる必要がある場合があります。このようなシールドは、爆風の影響から機械ドリルを保護するために頻繁に必要です。ベルギーでは、作業員の退避場所として坑道の側面にマンホールを設けるのが一般的な習慣です。これらの穴はカポニエールと呼ばれています。カポニエールの代わりに、作業員の保護として中空の鉄の円筒が使用されることがあります。この円筒は坑道の底から数ヤードの高さで吊り下げられ、掘削が進むにつれて下ろされます。作業員はこの円筒の中に登り、下で発射される砲弾の炸裂を待ちます。

作業員は作業切羽に戻ると、剥がれた岩石を取り除き、十分に緩んだ岩塊をすべて破壊します。このために、彼らはくさびやそり、つるはし、バールを使用します。そして、すべての岩塊が取り除かれるまで、次の発破のための掘削作業を再開しません。発破によって剥がれた岩石の除去を容易にするために、切羽の前に鉄板を敷き詰めることがあります。この鉄板の上に落ちた岩石は、次の発破のための掘削作業を開始できるよう、できるだけ早く除去します。このような作業の組織化においては、ある作業班が別の作業班の作業完了を待たされることがないようにすることが重要です。

[142]

機械ボーリング。
機械掘削では、作業の詳細が手作業の掘削とは必然的に多少異なり、場合によっては、機械労働の要件により適した別の手順が採用される。使用される爆薬の節約につながる原則に厳密に従うことは、多くの場合、不適切である。なぜなら、機械動力を適用できる条件がより限定的であれば、他の方向でより重要な利益が得られる可能性があるからである。したがって、機械の要件を満たすように発砲孔の位置と方向を決定する方が、抵抗の最も少ない線路の要件を満たすように決定するよりも、作業の迅速化につながることが分かる。あるいは少なくとも、これらの要件は、位置と方向を決定する際に修正的な影響を与えるようにしなければならない。なぜなら、機械ドリルを使用する場合、手作業で掘削する場合ほど容易に穴の角度を調整できないことは明らかである。

ショットホールを掘る。
機械による作業の緊急性により、発破における労働と材料の節約につながる原則を厳密に遵守することが不可能であることは既に述べた。手作業による掘削では、穴の数と爆薬の量を最小限に抑えることで経済性が得られる。しかし、機械による掘削では、経済性は主に[143] 運転に必要な時間を短縮します。

機械によるボーリングの方法を手作業のボーリング方法に取り入れようとする試みがなされてきたが、結果は満足のいくものではなかった。それどころか、最大の有効効果を生み出すための穴の位置と方向を決定する条件は、最も速いボーリング速度を決定する条件に重点が置かれ、完全に無視されてきた。この方式はより満足のいく結果をもたらしてきた。前述の両方の条件を兼ね備えた別の方式が広く採用されており、これまでのところ最良の結果が得られている。これは、相反する条件の間の妥協案と見なすことができる。したがって、機械によるボーリングには3つの方式がある。1つは、任意の角度でボーリングできるように、任意の位置に保持できる支持台の上に1台の機械を設置し、手作業の場合と同様に、抵抗が最も少ない線に沿って穴を配置する方式である。二つ目は、複数の機械を重い支持台に固定し、横方向や角度方向の動きをほとんど許さない方式で、一定の間隔で掘削穴を掘り、岩石の性質や抵抗の少ない線に関わらず、掘削軸と平行、あるいはほぼ平行に掘削する方式である。三つ目は、1台、2台、あるいは多くても3台の機械を、[144] 機械の位置と方向を容易に変更できるシンプルで軽量なサポートにより、機械をかなり迅速に操作する必要がある場合に許される抵抗線に沿ってショットホールをできるだけ遠くに配置することで、以前の 2 つのシステムを決定する 2 セットの条件をある程度満たすことができます。

これらのシステムのうち最初のシステムでは、機械を極度に軽量にする必要があるため、効率的な作業には不利であり、岩盤の抵抗条件に合わせて機械の位置を変えるのに長時間かかるため、適切に調整された手掘りシステムよりもはるかに高い作業速度を達成することは不可能である。このような結果、機械の初期費用を補うものは何もなく、その採用を正当化するものも全くない。2番目のシステムでは、機械の取り外しと固定にかかる時間が最小限に抑えられ、機械が作業面にある時間の大部分は実際の掘削作業に費やされるため、機械作業にとって非常に有利な状況となる。したがって、このシステムによって達成される作業速度は、手作業による作業速度をはるかに上回る。この優位性により、このシステムはいくつかの重要な事例で採用され、また多くの人々が、このシステムを機械掘削の緊急性に最も適した方法とみなすようになった。しかし、穴は[145] 機械の場合、岩石の抵抗とは全く関係なく、その位置と方向は爆薬の作用にとって非常に不利である。この状況では、各爆薬の周囲で岩石を確実に破砕するために、はるかに多くの穴を開ける必要があり、その結果、機械の移動で節約された時間が、余分な掘削作業に一部費やされてしまう。さらに、火薬の消費量も大幅に増加する。したがって、すべての条件に従って実施すれば、機械掘削の利点は中間システムから最大限に得られると思われる。

機械と、容易に所定の位置に配置できる寸法、重量、構造の支持台があると仮定したとしても、手作業で掘削する場合よりもはるかに多くの穴が必要になることは明らかです。なぜなら、穴は最小抵抗線に沿って完全には配置されないからです。実際、掘削の途中の一部では、支持台の移動にかかる時間のロスを避けるため、これらの線を完全に無視する必要があるでしょう。なぜなら、中間システムの原則は、最小抵抗線の要件を容易に満たせる場合はそれを満たし、満たすのに多大な労力と時間を要する場合はそれを無視することだからです。

このように、固定と除去の両方の時間が[146] 機械と掘削のコストが最小限に抑えられ、迅速かつ経済的な作業の進捗に有利な二つの条件が確保されます。このシステムを採用すれば、発破ごとに切羽に同じ数の穴を開ける必要がなくなることは明らかです。また、発破穴の数を増やすもう一つの要因は、切羽を大きな困難なしに持ち上げられるほど小さな破片に切り崩すことが望ましいことです。岩石が完全に破砕されると、発破ごとに岩石を除去する労力、ひいては時間が大幅に削減されます。したがって、各発破穴間の塊を確実に破砕できるよう、発破穴を十分に近接して配置することに利点があります。これらの状況により、機械による作業では多数の穴を掘削する必要があります。追加の穴を掘削することで、手作業に対する機械の優位性が低下し、必要な爆薬の量が増えることで作業コストが増加します。これらの欠点を補うために、発破穴は深く掘削する必要があります。機械で一旦穴を掘り始めると、その進行速度は手掘りの場合よりもはるかに優れていることは既に指摘したとおりであり、この利点を活かすためには、可能な限り深くまで穴を掘り続ける必要がある。これは、実際の掘削に費やす時間の割合を増加させることになるため、十分に明白である。[147] 機械労働の優位性は、掘削作業の迅速さのみに存在するため、掘削に費やす時間の割合が長ければ長いほど、その優位性は顕著になることは明らかです。したがって、穴の深さを可能な限り深くすることで、機械掘削に最も有利な条件に可能な限り近づきます。したがって、この手段を最大限に活用する中間システムが、最良の結果をもたらすでしょう。このようなシステムの要点を要約すると、容易に実行できる場合は抵抗が最も少ない方法を採用し、その要件を満たすのにかなりの時間がかかる場合はそれを無視します。そして、機械掘削の欠点を相殺するために、実行可能な限り深いショットホールを採用します。

このようなシステムの使用を前提として、掘削作業、そしてそれに続く装填、発射、そして爆破によって除去された岩石の除去作業について検討する必要がある。掘削方法については、まだほとんど言及されていない。しかし、掘削穴を岩石から完全に保護する必要性については注意を払うべきだろう。これを確実にするために、岩石の性質と構造に適した形状のビットを選択し、掘削穴に十分な水を供給しておく必要がある。掘削穴が深くなった場合は、ビット交換時にスクレーパーで除去し、掘削後すぐに清掃する必要がある。[148] 粘土質岩の場合、工具を引き抜いてスクレーパーで堆積物を除去する必要がある場合があります。破片が自由に排出されない場合は、工具を最初は低速で動かし、その後突然高速で動かすと排出しやすくなります。複数の機械を使用する場合、効果的に使用できる最大数は、作業面1平方ヤードあたり1台です。いずれの場合も必要な穴の絶対数は、もちろん岩の粘り強さと節理面の発達状況、そしてある程度は先行する発破による破砕線によって決まります。同じ状況が穴の分布を決定します。しかし、小さな変化を考慮に入れなければ、掘削中は常に同じ分布が保たれます。

掘削面における掘削孔の配置方法は、担当技術者の判断によって変更することができます。つまり、掘削機とその支持部の要件に合わせて、掘削孔の配置方法全般を決定できます。また、掘削孔の配置方法によっては、必要な掘削孔の数が少なくなることにも留意する必要があります。図版IXには、サン・ゴッタルドトンネルのゲシェネン側端部、同トンネルのアイロロ側端部、マリハイエで掘削された石積み坑道の坑道面、そして[149] アンザンにも同様の坑道があり、ロンシャンにも同じ特徴の坑道がある。最後の 3 つの例は、フランスの炭鉱で採用されている分布の典型である。

機械による切羽のキー抜きは、手掘りの場合と同様に採用されます。一般的には、切羽または前胸部の中央に、2列から5列の穴を2列平行に掘ります。穴の間隔は岩石の強度に応じて18インチから30インチで、表面では間隔が広く、底部では9インチから15インチの角度が付けられます。これらのショットで前胸部のキーが外れるのを防ぐため、これらのショットを同時に発射すると作業の成功率が高まります。ダイナマイトを使用する場合は、別の方法が採用されることもあります。中央に水平に穴を掘り、そこから約3インチ離して、等間隔で3つの穴を掘ります。これらの穴にはダイナマイトを大量に充填し、中央の穴は空けておきます。これらのショットが発射されると、穴の間の岩石が粉砕され、大きな穴が開きます。後続のショットの破砕線がこの穴に流れ込みます。この場合、中央のショットを同時に発射することが前の場合よりもさらに望ましいです。

立坑掘削において、地層が水平またはほぼ水平である場合は、通常、坑口掘削と同様に中央からキーを外す。しかし、地層が大きく傾斜している場合は、掘削の片側からキーを外す方が適切である。[150] 掘削孔に流入する水は、掘削作業を容易にするため、また、シンカーが岩盤の表面をクリアに保つために、一箇所に集めなければなりません。キーを抜くことで生じる窪みは水を集める役割を果たし、そのため「サンプ」と呼ばれます。このサンプにタブが沈み込み、ポンプを使用する場合は吸引管が下降します。地層が大きく傾斜している場合、水は掘削面の傾斜側へ重力で流れ込むため、サンプをその位置に配置することが必要になります。さらに、この方向から岩盤をキーから抜くことは、ショットの効果を高めるのに有利です。ショットホールを掘削する際には、可能な限り、層理面または層理面に近い位置で孔を終端させないようにすることが重要です。なぜなら、そのように孔を終端させると、ショットの力が層理面に沿って分散してしまうからです。ただし、穴の位置と方向は、ドリルに使用されるサポートの特性やその他の都合上の条件によってある程度決定されます。

充電と発射。
—機械労働を使用する場合、穴への装填と発射作業には特別な注意が必要である。前述の段落で指摘したように、機械ドリルで掘削された穴は、最小抵抗線の要件に厳密に従って配置したり方向を決めたりすることはできない。むしろ、これらの要件は、[151] 機械作業のこの欠点をある程度補うために、克服しなければならない抵抗に応じて爆薬の強度を変える必要がある。つまり、掘削作業員が従うことができない、前章で述べた爆破の原則を、爆破作業員は爆薬の配分に厳密に従うべきである。この方法により、爆薬の使用量を大幅に節約することができ、しかも、爆破作業員が賢明で自分の仕事を理解していれば、困難や時間のロスなしに済む。既知の深さの穴に必要な爆薬量は一目見れば十分であり、様々なサイズの薬莢が手元に用意されているため、爆薬の調合に遅延は生じない。切羽の鍵を外すための中央の穴には、当然のことながら、最も多くの爆薬が必要となる。なぜなら、その場所は爆発の効果にとって最も不利な条件にあるからである。そして、この最初の爆発によって生じたキー解除がより完全であればあるほど、そしてこうして形成された空洞を囲む岩がより破砕され、接合されればされるほど、これらの支えのない面の背後に置かれた爆薬がより減少する可能性があります。

機械掘削においては、時間の節約が最大の目的であるため、突き固めは事前に準備した乾燥粘土ペレットで行うべきです。この材料は最大の抵抗力を発揮し、それによって最大限の有効効果を保証します。[152] 前章で述べたように、事前にタンピング用のペレットを準備しておけば、突き固めるのにかかる時間を最小限に抑えることができます。このようなペレットは常に十分な量を用意しておく必要があります。立坑掘削で使用されるような下向きの穴では、プラスチック粘土ペレットと砂を使用できます。この突き固めは非常に迅速に行うことができ、非常に浅い穴を除いて、すべての穴で非常に効果的です。水平方向の穴や上昇方向に掘削された穴で砂タンピングを使用する場合は、砂を紙薬莢で調合する必要があります。サン・ゴタールトンネルで使用された突き固めには、この方法で調合された砂が使用されました。モン・スニトンネルでは、同様に紙薬莢で調合された粘土が突き固めに使用されました。

炸薬の発射は、知識と判断力を働かせる機会でもあります。炸薬の発射順序を巧みに決定することで、不適切な位置での穴あけによる悪影響をかなり補うことができます。炸薬を発射すると、周囲の岩石は特定の側面で多少なりとも支えがなくなるため、こうした支えのない面を最大限に活用するには、爆発の連続を制御し、それぞれの爆発が先行する炸薬によって形成された利点を享受できるようにする必要があります。この条件は同時発射によってのみ完全に満たされますが、連続して発射を行う場合は、連続制御を制御することでこの条件に近づけることができます。[153] 岩石を注意深く検査して観察された兆候に従って、爆薬を発射する前に、爆破工は穴の相対的な位置、岩石の成層と節理、先行する爆破によって生じた亀裂、および結果に影響を与える可能性のあるその他の状況を考慮する必要があります。切羽の鍵を解除するための爆薬が最初に発射され、次に同心円状の一連の爆薬が、決められた順序で、異なる長さの導火線を使用して発射されます。一連の爆薬は、中心から外側に向かって互いに続きます。規則的に連続して配置された多数の爆薬を発射する必要がある場合、全体が同時に点火される場合に一連の爆薬の連続的な爆発を確実にする便利で実用的な方法は、すべての爆薬穴からの導火線を中央の一点に集めることです。導火線の長さを調整するこの方法は、サンゴッタルドトンネルで採用されました。

掘削作業の加速化は、機械ドリルと強力な爆薬の導入によって目覚ましい成果を上げてきたが、発火剤として電気を採用することでさらに促進されることは明らかである。多数の弾丸を同時に発射することの利点は、すでにいくつか指摘したように、大きく明白である。例えば掘削の場合、すべての穴を掘削し、装填し、機械を撤去した後、できるだけ迅速かつ確実に掘削面を爆破することが明らかに望ましい。[154] 可能な限り効率的に作業を行うことが重要です。すべての発砲を一度に発射できれば、作業時間は最小限に短縮され、結果として一定時間内で最大限の進捗が保証されます。電気は、まさに最も便利で、最も効果的で、最も安全な発砲手段です。オーストリア鉄道主任検査官ホフラート・リッター・フォン・ピショフは、ある報告書の中で次のように述べています。「発砲を相互に補助するように配置・発射することで、作業量が大幅に増加し、コストも大幅に削減されます。これらの効果は、発砲剤として電気を使用することで得られます。電気発砲が広く採用されているビューヒェンベルク掘削で得られた経験は、適切に使用すれば、この手段は通常の方法と比較して一定時間内に2倍の作業量を達成できることを示しています。したがって、時間と費用の節約が問題となる場合は、電気発砲を採用することが非常に望ましいのです。」

外れた岩石を除去します。
発破によって運ばれた岩石の除去は、機械掘削によって節約される時間の大部分を占めるため、この損失を最小限に抑える手段を講じる必要があります。最も重要な手段は、機械を安全な場所に迅速に移動させるための適切な設備と、岩石を混乱なく迅速に搬出できる、適切に設計され、適切に敷設された軌道です。[155] そして、それに伴う遅延。所定の岩石塊を除去するために必要な貨車の数は容易に把握でき、それらを「当日」まで迅速に輸送するための十分な準備を整えておくべきである。貨車は、大きな困難なしに取り扱えるような寸法でなければならない。脱線事故の頻度を考慮すれば、この条件の重要性が理解されるだろう。爆破前に切羽の前に鉄板を敷くことで、残骸のシャベルによるかき集めが非常に容易になる。この方法は、重要な掘削作業でしばしば採用される。また、除去された岩石は小さな塊になっている方がより迅速に除去できることも指摘されている。したがって、岩石を完全に粉砕するように装薬を配置し、その強度を調整することが有利となる。爆破によって除去された岩石を迅速に除去するための準備において、もう一つ重要な点は、状況に応じて人員を調整することである。この数は、持ち上げるブロックのサイズ、走行距離、使用する資材の適合性に応じて増加します。

分業。
—適切な分業は、迅速かつ経済的な進歩に大きく貢献します。作業は、弾頭の掘削、装填と発射の3つの工程に分けられます。[156] そして、除去された岩石を除去する。これらの一連の作業はそれぞれ異なる作業班によって行われる場合があり、多くの事例においてこの分業が採用されている。しかし、このような分業が最も満足のいく結果をもたらすとは思えない。掘削作業は他の2つの一連の作業よりもはるかに長い時間がかかり、したがって時間の配分が不均等になる。一般的に、すべての準備が十分に考慮されていれば、ショットホールへの装填、発破、そして落とした岩石の除去という作業は、掘削作業とほぼ同じ時間で完了できることが分かっている。したがって、作業員を2つの作業班に分ける方が時間の節約になると思われる。1つの作業班は掘削を行い、もう1つの作業班はその後のすべての作業を行う。この分業は多くの事例で採用され、好ましい結果を得ている。すべての作業を同じ作業班が行う場合もあるが、このような分業は推奨されない。機械を操作する作業は、残骸の除去作業と混同するにはあまりにも特殊で熟練を要するため、そのような作業を行う明確な理由がないまま混同することは考えられない。しかし、そのような理由は見当たらない。この作業のために特別に人員を確保するだけでなく、同じ機械に同じ人員を配置することが望ましい。そうすれば、各作業員は担当する機械の特性に慣れ、[157] さらに、岩石に対する一種の愛着が生まれ、慎重な取り扱いと注意深い注意を促します。上記の作業に必要な人員に加えて、ビットの再研磨や機械の修理を行う鍛冶屋も必要になります。この労働量は、使用する機械の数と、通過させる岩石の硬度によって決まります。

運転の例。
ザンクト・ゴッタルドトンネル。
ザンクト・ゴッタルドトンネルは5つのセクションに分かれて掘削されている。まず、天井レベルで幅6フィート6インチ、高さ7フィートの「ヘッディング」が掘削される。穴の位置は図版IXの図面に示されている。ゲシェネン側の穴の数は28個、深さは約40インチである。弾丸は安全信管によって発射され、信管の両端は中央で合流する。この配置により、弾丸は適切な順序で爆発する。切羽から少し離れたところに「右拡張部」があり、これはトンネルのその方向の限界までヘッディングを広げるものである。さらに奥には「左拡張部」があり、これによってヘッディングはトンネルの全幅まで広げられる。さらに奥には最初の「ベンチカット」があり、ここでは床の半分がトンネルの全深度まで爆破され、さらにその奥には残りの半分が削り取られる第二のベンチカットがある。[158] 掘削機はデュボア・フランソワ、マッキーン、フェルーの各機種が使用され、爆薬はダイナマイトです。岩石は堅固な花崗岩です。

フーサックトンネル。
フーサックトンネルの西端では、次のようなシステムが採用されました。まず、中央の掘削穴を、切羽で約 9 フィートの間隔で 5 個または 6 個の穴を 2 列開けて作り、下端で約 3 フィートに収束させました。これらの穴の深さは、岩の硬さに応じて 9 フィートから 12 フィートでした。これらの穴は、図版 Xで 1 から 11 まで番号が付けられています。ニトログリセリンが充填され、モーブレーの摩擦機械を使用して電気で点火されました。岩が除去されるとすぐに、12 から 25 まで番号が付けられた次の 14 個の穴が掘削されました。これらの穴は、最初の穴と同様に、同時に充填され点火されました。除去された岩が除去されると、26 から 41 まで番号が付けられた 3 番目の穴が掘削されました。この一連の穴も、他の 2 つの穴と同様に、充填され電気で点火されました。 24時間以内に発射されたこの3発の爆風の影響で、砲台は高さ9フィート、全幅24フィート、7フィート6インチ前進した。図版XIの図面は、砲弾の穴の位置を示す前胸部の立面図、最初の一連の穴の方向を示す断面図、2番目の一連の穴の方向を示す同様の平面図、そして砲弾の穴の方向を示す。[159] 中央のカット部分が取り除かれ、2 回目の一連の穴を焼成した後の穴あけの断面図。3 回目の一連の穴の方向が示されています。

「ベンチ」を取り除く作業は、前胸から約 170 ヤード後方の距離で行われた。これは、まず深さ 7 フィートの穴を 6 つ掘ることによって行われた。これらの穴のうち 2 つは、ベンチの切羽からそれぞれ約 4 フィートでトンネルの側面に近い位置にあり、他の 2 つは、これらの最初の穴からそれぞれ 4 フィート後方に、残りの 2 つの穴は、切羽から 8 フィート、トンネルの側面から 8 フィート、穴同士の距離が 8 フィートの位置にあった。これらの穴は同時に撃ち抜かれた結果、トンネルの全幅にわたってベンチが約 7 フィート下がった。この最初のベンチ切り込みから安全な距離を保った位置で、同じ作業が別の作業班によって続けられ、ベンチはトンネルの床まで下ろされ、幅 24 フィート、高さ 22 フィートの全領域がこうして完成した。岩石は中程度に硬い花崗岩であった。

マスコネトコングトンネル。
—図版XIIに示されているトンネルの掘削は、フーサックの場合と同様に、トンネルの全幅にわたって掘削された。機械ドリルを用いて掘削の全幅を一度に掘削する方法は、掘削の進行を迅速化し、爆薬の使用量を節約できることは、理論的考察から明らかであり、経験からもその結論は裏付けられている。本例では、3本の路面電車線が掘削された。[160] 掘削機は切羽まで敷設されていた。ドリルを載せた台車は、2本の外側の線路上を走っていた。これらの台車は、オーク材でできた頑丈な骨組みで、それぞれ前面に3本の水平な鉄棒があり、ドリルはこれらの棒にクランプで固定され、水平方向と垂直方向の動きを容易にしていた。発破後、全員が移動した岩石を機械線路の中央にシャベルで運び込み、できるだけ早く機械線路を片付けて、次の掘削のために機械を移動させるスペースを確保した。こうして線路が片付けられると、掘削が再開され、砕けた岩石はレールの中央線に沿って貨車に積まれて運び出された。坑道幅は26フィートと広く、十分なスペースがあった。また、便利な転換システムが採用されていたため、貨車不足による遅延は発生しなかった。

採用された方式は、中心を切断し、続いて四角形に整えるというものである。これは、まず中心に、この場合は約 10 フィートの深さの進入用くさびまたは「キー」を爆破し、その後、数回の爆破で側面を四角形に整えることで構成される。マスコネトコンの見出しでは、図に示すように、最初に 12 個の穴が掘削され、C とマークされている。A は見出しの底である。これらの穴は、1 1⁄2インチから2 3⁄4インチの「ビット」で、面に 9 フィートの間隔で 6 個ずつ 2 列に掘削され、底で合うように角度が付けられていた。これらの穴には、25 ポンドの No. 1 ダイナマイトと 50 ポンドの No. 2 ダイナマイトが装填され、電気によって同時に点火された。[161] 1 番ダイナマイトはこれらの中央の穴の底に使用され、その後の正方形にする爆破ではすべて 2 番ダイナマイトのみが使用されました。

切り口が出てくるとすぐに、 図面で示すように、1、1、1、… と番号が付けられた最初の角付けのための 2 回目の穴あけが開始されました。これらの穴あけと、2、2、2、…、および 3、3、3、3、… と番号が付けられた後続の穴あけでは、克服しなければならない抵抗は、もちろん、切り口ほど大きくはありません。最初と 2 回目の角付けラウンドでは、50 ポンドから 60 ポンドのダイナマイトが使用され、3 回目では、この量が 80 ポンドまたは 90 ポンドに増やされ、屋根のアーチが側面で下がるにつれて抵抗が大きくなりました。この 3 回目では、通常、1 つまたは 2 つの追加の屋根穴がありましたが、これらの穴の位置は岩の配置に応じて変化するため、図面には示されていません。最初の丸穴の上部の穴は、切込みによって揺れなかった屋根を崩す目的でも使用されており、そのため中心に向かって鋭角に傾けられ、12フィートから14フィートの深さまで掘られています。図面（図版 XII）の番号 3 は切込み穴、4、5、6 は角付け用の丸穴を示しています。最初の角付け用の丸穴は、常に切込み穴よりも約 1 フィート深く掘られていました。そのため、発破により、切込みの頂点で通常さらに 1 フィートの岩盤が揺さぶられました。次の表は、必要な穴の数と深さ、および 10 フィートの直線前進に必要なダイナマイトの量を概算で示しています。

 穴の数

。
穴の深さ
。 穴の合計
深さ。

1番。 2番目。
フィート で。 フィート ポンド。 ポンド。
カット 12 10 6 126 25 50
1番目の正方形を上に 8 12 0 96 .. 55
2番目 8 12 0 96 .. 55
3番目 6 12 0 72 .. 85
追加の屋根穴 2 – 10 0 – 18 .. ..
8 0

 36  ..  408 25  245

[162]

掘削穴の深さは10フィート6インチ（約3メートル）で、爆破では通常約9フィート（約2メートル）の岩石が掘り出されます。前述の通り、その後の爆破では10フィート（約3メートル）にまで増加しました。断面積は約175平方フィート（約175平方メートル）で、直線距離10フィート（約3メートル）の前進で、約65立方ヤード（約65立方ヤード）の岩石が破砕されます。これは平均して1号ダイナマイト0.4ポンド（約4.3kg）、2号ダイナマイト4ポンド（約4.3kg）となり、1立方ヤードあたり6フィート強（約1.8メートル）の掘削量となります。

「ベンチ」は、ヘッディングの発破による妨害を避け、また、発砲前に貨車の取り扱いや機械を安全な距離まで後退させるのに十分なスペースを確保するため、ヘッディング面から150ヤードから200ヤード離れた場所に設置された。ベンチの撤去に採用されたシステムは図版XIIに示されている。まず、深さ12フィートから13フィートの6つの上部穴を掘削し、発破した。それらの相対位置は図面に示されている。Aは[163] 中心線B、拡大図の側面B′、ヘッディングの側面C、ベンチの面、そして1、2、3、4、5、6は穴である。これらの6つの穴によって岩の大部分が掘り起こされ、残った部分はいくつかの水平の穴によって分断された。上部と下部の2組の穴は、平均約9フィートの前進を与えた。次の表は、この前進における掘削フィート数と燃焼したダイナマイトの量を示している。

 穴の数

。
穴の深さ
。 穴の合計
深さ。

2号
ダイナマイト
。
フィート フィート ポンド。
上部の穴 6 12 72 62
底穴 4 10 40 45
合計 10 22 112 107
掘削ベンチの断面積は約306平方フィートで、9フィート前進させると約102立方ヤードの岩石が除去されます。したがって、使用したダイナマイトの量は1.05ポンド、掘削深は1立方ヤードの岩石を破砕するごとに1.1フィートとなります。

このベンチでは3台の機械が使用されました。2台は上部に、1台は下部に設置されました。穴は2 3⁄4インチのビットで掘削を開始し、1 1⁄2インチのビットで仕上げました。岩石は硬い閃長岩でした。

[164]

第6章
水中発破
告訴の準備。
水中爆破作業を成功させるには、使用する爆薬が適用される条件に適したものでなければなりません。これはすべての爆破作業に当てはまりますが、水中で実施しなければならない作業の中には、この要件がしばしば見落とされるものがあります。難破船の引き揚げ作業においては、ほとんどの場合、火薬は綿火薬やダイナマイトよりも効果的に作用します。また、多くの場合、水路の障害物を除去する際にも、この化合物はより強力な物質よりも適していることが証明されています。この例は後述します。しかし、難破船を解体したり、堆積物や類似の物体を除去したり、岩を爆破したりする必要がある場合は、より強力な化合物の方が目的をはるかに効果的に達成できることがわかります。一般的に、単に物体を除去する必要がある場合は、火薬が最も適した爆薬であると言えるでしょう。そして、物体を破壊する必要がある場合、ニトロ綿とニトログリセリン化合物が作用する。[165] そのアプリケーションは、最も高い成功率を達成する可能性が高くなります。

火薬を使用する場合は、水から保護するための手段を講じる必要があります。少量の水分でも、発生する威力を著しく低下させるのに十分であり、多量の水分は爆発性を完全に失わせるからです。最も好ましい状況下でも、火薬を水から守ることは容易ではありません。しかし、水深が相当深い場合、この目的を達成することは非常に困難になります。かなりの「水頭」の圧力は、圧力がなければ十分に浸透しない物質を水が通過させてしまうからです。通常の深さであれば、火薬を封入するために金属製の缶が通常用いられます。古い石油缶もこの用途には十分です。安全導火線であれ電気導火線であれ、導火線はコルクに通し、コルクには防水材を塗布します。最適なものは以下のとおりです。

牛脂 1 一部。
ロジン 3 部品。
ガッタペルカ 4 部品。
スウェーデンのピッチ 12 部品。
金属製の缶の代わりに、ゴム製の袋が使用されることもあります。しかし、ゴム製の袋はオイル缶よりも高価であり、多くの場合、それほど効率的でも適切でもありません。少量の火薬は、短いゴム製の袋に詰めることができます。[166] 爆薬をチューブに詰めて、一種の薬莢にします。ただし、両端をしっかり閉じるように注意しなければなりません。一番よい方法はコルクを挟むことですが、コルクが手に入らない場合は円筒形の木片を使い、これにチューブを紐でしっかりと結びます。そして、両端を前述の接着材に浸します。この目的に適したチューブは「爆破用チューブ」という名称で販売されています。大規模な爆破には、木製の樽が装薬を入れるのに最適です。樽には十分にタールを塗るか、水深が深い場合は、非常に熱いピッチをかけて覆います。安全ヒューズや電気ヒューズの配線が通る開口部を保護するために、細心の注意を払わなければなりません。

水中で火薬を爆破する場合は、その化合物の中でも最高かつ最も強力なものだけを使用する必要があります。カーティス社とハーベイ社の超強力鉱業用火薬は、商業的にはESM火薬として知られており、最も適しています。また、この火薬は爆薬を爆発させることで、成功率を高めます。爆薬が爆発しない場合、少量の火薬が点火されただけで容器が破裂し、その結果、爆薬の大部分が未燃焼のまま水中に吹き飛ばされます。爆薬中の火薬が常に爆轟によって発火するのであれば、その効果はニトロ綿やニトログリセリン化合物よりもはるかに優れているでしょう。[167] それを発射する一般的な方法に伴う状況。

防炎綿を使用すると防水処理の難しさは大幅に軽減されますが、完全になくなるわけではありません。この化合物は湿った状態でも爆発するため、火薬の場合に必要な予防措置を講じる必要はありません。しかし、前の章で指摘したように、湿った防炎綿の爆発は少量の乾燥物質の爆発によって行われます。この少量の物質は通常、円筒形に使用され、「プライミング」と呼ばれますが、水から完全に保護する必要があります。この目的のために、ゴムチューブを使用するか、プライマーが大きい場合はゴム袋を使用します。水圧がそれほど高くない場合は、プライマーを溶融パラフィンに浸すことで非常に効果的な保護層が得られます。パラフィンの温度が、完全に溶ける温度を超えないように注意する必要があります。プライマーは装薬と接触するように配置する必要があり、後者が前者を取り囲むように配置するのが都合が良い場合に適しています。

水中爆破用の綿火薬は通常、直径の大きな円板状、または長方形の板状で作られる。しかし、岩盤の掘削孔に装填する必要がある場合は、普通薬莢が使用される。

トナイト、または綿粉は主に水中で使用されます[168] 発破作業に使用されます。この物質は常に乾燥状態で使用されるため、水から保護する必要があります。しかし、この保護は難しくありません。非常に圧縮された状態で使用するために調製されているため、水分を吸収しにくいです。この状態でカートリッジに封入され、その後、溶融パラフィンに浸されます。これが通常の使用に採用されている形態と調製方法です。水中、特に水深がかなり深い場所での使用には、追加の保護が施されます。難破船処理用には、トナイトを適切な充填量で入手し、適切な形状に調合し、十分に保護することができます。

ダイナマイトを使用する場合、その条件は火薬綿の場合と似ています。ニトログリセリンは水の影響を受けないため、湿気から保護する必要はありません。しかし、ダイナマイトを掘削孔に入れずに水に浸すと、ニトログリセリンは急速に滲出します。筆者はかつて、水深70ファゾムの深さでダイナマイトを爆発させようと何度か試みましたが、失敗に終わりました。失敗の原因はこの滲出であることが判明しました。その後の実験で、ダイナマイトは通常の羊皮紙製の薬莢の形をしており、丈夫な帆布製の袋に入っていたにもかかわらず、急激に降ろし、引き上げられたダイナマイトがその深さから水面に到達した際には、珪藻土にニトログリセリンの痕跡はほとんど残っていなかったことが分かりました。[169] したがって、ニトログリセリンの浸出を防ぐため、ダイナマイトをある程度の防水性のある物質で包むことが必要になります。ワックス加工した麻布、または前述の組成物を塗布した上質な帆布を保護カバーとして使用できます。深海での発破には、ゴム製の袋とチューブが使用されます。装薬が岩盤の掘削孔内に封入されている場合、浸出はほとんど発生しないため、防水処理は不要です。

安全導火線を用いた水中爆破には、グッタペルカ被覆の導火線のみが適しています。導火線と雷管の接合部は水密にするために細心の注意を払わなければなりません。水中では、地上よりも強力な雷管が必要です。電気導火線は、水中での発火において、より安価であるだけでなく、はるかに確実で適切な手段です。この方法は現在、非常に広く用いられています。張力電流を使用する場合は、絶縁を非常に良好にする必要があります。いずれの場合も、発火装置または電池には十分な電力が必要です。

破砕性爆薬は水中岩石の発破に非常に適しています。多くの場合、この爆薬の使用によりショットホールの掘削が不要となり、これは明らかに大きな利点です。分離した岩石や突出した岩石を破砕する必要がある場合は、その上に爆薬を散布するだけで十分です。もちろん、このように使用すると大量の爆薬が必要になりますが、この方法は爆薬の無駄遣いにはなりますが、非常に効果的です。[170] 労力と時間を節約できます。分離していない大きな岩石塊を除去しなければならない場合でも、同じ方法がしばしばうまく機能します。例えば、岩石の平坦な表面を考えてみましょう。この表面に数回の重爆薬を慎重に散布すると、かなり大きな半径のクレーターが吹き飛び、その近傍の岩石は多かれ少なかれ破砕されます。その後、これらの破砕点の間にさらに数回爆薬を発射すると、間にある固体部分が粉砕されます。場合によっては、岩石はかなりの深さまで崩壊し、全体的に非常に細かく砕かれるため、浚渫で除去できることもあります。このように進めることで、掘削作業なしに岩石全体を除去できる場合がよくあります。

しかし、岩が硬すぎてこの方法では除去できない場合は、ボーリングに頼らなければなりません。ボーリングが必要な場合でも、時々「緩い」ショットを打つと非常に効果的であることがわかります。

水中での掘削。
ダーリントンドリルをはじめとする打撃式ドリルは、水中で効果的に使用できます。動力源として圧縮空気を使用します。安定性を高めるために脚に重りを付けた三脚スタンドが、一般的に最適な支持手段となります。これらのドリルは、ダイバーによる迅速な対応を必要とします。掘削作業は、船の甲板から、あるいは専用のいかだから手作業で行われることもあります。以下では、水中掘削作業の概要を説明します。つまらない：-

[171]

作業船は、船体各部から約50ヤード離れたブイに係留索を結び、岩盤上に係留されている。ダイバーは潜水し、発破に最適な位置を選択する。次に、信号線を一定回数引いて合図を送り、ドリルとスタンドを下ろす。これは蒸気デリックによって迅速に行われるため、ダイバーはドリルスタンドを所定の位置まで誘導し、最後に調整脚を使って固定する。これが完了すると、ダイバーは掘削開始の合図を送る。

ドリルは潮流の速い時でも、潮の緩やかな時でも作動することがわかった。これにより、掘削と発破の作業を、時間と労力を適切に分担することで、極めて速い潮流の中でも実施できる。その結果、ダイバーの主な作業である発破用の投入と投石は潮流の緩やかな時期に行い、掘削作業は潮流の速い時期に継続することができる。潮流の速い時期には、ドリルの動きによって破片が穴の口まで持ち上げられ、そこから吸い出されて、機関車の煙突から出る煙のように暗い流れとなって流れに運ばれるため、穴を「すくい出す」ためにドリルを停止する必要がなくなる。潮流が緩やかな場合や潮流が緩やかな場合には、空気ポンプのホースを挿入して掘削孔に空気を送り込み、[172] 水の流れを利用して、最も慎重に「スプーンでかき出す」よりも徹底的に穴をきれいにします。

必要な深さまで穴が掘られるとすぐに、ドリルは停止します。次に、ダイバーは、この目的のために下ろされたデリックチェーンをドリルスタンドに固定し、引き上げの合図を出します。すると、機械はすぐにデッキに引き上げられます。

ダイバーは穴を調査し、底に残っている残骸を取り除いた後、水密カートリッジに入った爆薬を手に持ち、十分な長さの絶縁電線が接続された電気ヒューズ付きの爆薬を水面まで持ち帰り、掘削孔に挿入します。ロッドで慎重に底まで押し付けます。タンピングを使用する場合は、弾薬カートリッジの上に挿入し、ダイバーは浮上します。

作業船は、実行可能な場合は蒸気機関で作動するキャプスタンによって係留索で安全な距離まで素早く牽引され、ワイヤーが機械に接続され、「準備完了」の信号で爆薬が発射されます。

その後、作業船は元の位置まで引き戻され、爆風で巻き上げられた黒い泥状物質が水中から十分に除去されて、ダイバーが水中を観察できるようになると、ダイバーは潜ってその結果を調査する。

爆発が効果的だった場合、彼は合図を送り、[173] 石の鎖が降ろされると、彼は大きな岩の破片を次々と吊り上げ、甲板に積み上げていく。こうして吊り上げられる大きさの破片がすべて取り除かれると、桶とシャベルに合図を送る。そして、それらが降ろされると、小さな破片を桶にシャベルで入れ、それを吊り上げて甲板に積み上げる。こうして岩の表面が十分に整地され、ドリルを設置して新たな発破作業を開始できるまで、こうして作業は続く。

海底岩。
—JGフォスターの筆による、米国ボストン港の入り口にあるナローズから「タワー」と「コーウィン」岩石を撤去した以下の簡潔な記述は、潜水艦爆破の手順を示し、その性質の作業にゆっくりと燃える岩石が不適格であることを示すものとして有益である。 爆発物:—

2つのうち小さい方の「タワーロック」が最初に撤去対象に選ばれた。その水平寸法はわずか15メートル×26フィート（約15メートル×約8メートル）で、中央の大きな爆薬1つを、その周囲を5～6つ、大きく深い掘削孔に打ち込めば、岩を粉々に砕くことができると推定された。

1867 年 7 月 30 日、作業船である 70 トンのスループ船「ハミルトン」がこの岩の上に係留され、請負業者のタウンゼント氏によってこの作業のために設計された新しい海底掘削機が設置され、テストされました。

[174]

最初の試験では、いくつかの欠陥が見つかり、効率的な作業が妨げられました。これらの欠陥が修復されている間に、岩石の内部および周囲において、発破作用に最も適した位置で表面発破を試みました。その結果、全く効果がありませんでした。岩石の滑らかな表面には、発破によって継ぎ目や破損は一切生じませんでした。

潜水掘削機は完成するや否や稼働を開始し、成功を収めた。中央の穴と周囲の穴は、深さ2フィートから8フィートまで掘削され、それぞれの穴の直径は3.5インチであった。これらの穴には黒色爆薬が十分に充填され、砂で固められた。穴によっては、爆薬の効果が目に見えず、固められた砂が大砲の爆薬のように吹き飛ばされた。また、クレーターが形成された穴もあったが、その半径は最小抵抗線の約半分に過ぎなかった。無傷の穴は深く掘り下げられ、新たにデュポン社の爆薬が充填された。結果ははるかに良好であったが、期待通りではなかった。深さ23フィートから33フィートの水圧は、屋外での爆破で見られるような、岩石に対する火薬の通常の爆発効果を大幅に弱めているようであった。

その後、ボストンのオリエンタル社が製造した特許取得済みの安全爆破粉末の試験が行われた。この特別な用途のために、成分の配合を変えて強度を高めた。[175] 使用。これにより望み通りの効果が得られました。岩は粉々に砕け、さらに穴を掘り、大量の火薬を投入し続けることで、最終的に岩は必要な深さまで削られました。

岩の上面を滑らかにし、鋭く突き出た部分を破壊するために、大型のスポーツ火薬による表面爆薬が使用された。これはある程度の効果はあったものの、完全には達成できなかった。次に、直径15インチの大型砲弾を岩の中央付近の割れ目に投入し、発射した。その爆発は岩を完全に吹き飛ばし、突き出た部分を破壊して平らにした。

この岩の作業は8週間を要しました。その間に、80トンの石材が爆破され、巻き上げられ、海岸に堆積され、平均干潮時で必要な深さ23フィートに達しました。約70トンの小さな破片が、爆破によって岩の周りの海底に投げ出され、被害を及ぼすことなくそのまま残されました。

陸に揚げられ堆積された量の 1 トンあたりのコストは 64.93 ドルであり、小さな破片となって深海に吹き飛ばされた量は考慮されていない。

「タワーロック」が必要な深さまで完全に撤去されると、作業船の係留はすぐに「コーウィンロック」に移され、1867年10月1日にそこで作業が開始されました。この岩は、[176] 非常に曲がりくねった層理と、非常に強い靭性、そして多数の黄鉄鉱の存在のため、この岩石は爆風に耐えることができません。

当初、この岩石にも表面発破が試みられました。岩の鋭い尾根の間の最も有利な位置に発破を仕掛けることで、尾根を破壊できると期待されたのです。しかし、タワーロックの場合と同様に、最高級のスポーツ用火薬を400～500ポンドも投入しても、目立った効果は全く得られませんでした。そのため、掘削機は前回と同様に徴用され、作業完了まで継続的に使用されました。

この岩石の規模を考慮し、除去作業には異なる計画が採用されました。発破に最も適した岩の片側を選択し、その端に平行に、穴の深さに等しい距離を置いて一列の穴を掘削しました。この深さは、平均干潮時で23フィート、つまり必要な水位より1フィート下まで延びるものとされました。これらの穴を発破した後、以前の穴の列、つまり発破によって残された「面」に平行に新しい穴の列を掘削し、これも発破しました。次に3番目の列を、そしてこれを繰り返し、岩を規則的に横切って進み、必要な深さより少し下まで、平行なブロック状に継続的に発破しました。

この動作モードの利点は、爆風を横方向に作用させることができるため、[177] これらは最も強力であり、一連の爆破の後には岩石にほぼ垂直な側面、つまり「面」が残り、そこでは層の存在がより容易に検出され、地層の特徴が観察され、次の爆破に最も適した位置が選択されることができました。

時には、クレーターが地層に沿って、張り出した「面」の下を走ったり、張り出した「面」を残したりすることがあり、その場合には、その突出した縁の下に大量の爆薬を置くと、通常は張り出した部分が吹き飛ばされ、時には大きな塊が吹き飛ばされる効果があった。

このようにして岩石全体を爆破し、必要な深さまで到達させた後、注意深い調査が行われました。測深は 5 ～ 10 フィートの間隔で、互いに直角に行われ、ダイバーは測深棒の下端を交互に最高地点と最低地点に置きました。

この調査により、必要な深さ以上が全般的に達成されているものの、多くの地点が 2 ～ 14 インチの距離でこのレベルより上に突き出ていることがわかりました。

これらを除去するため、再び大規模な表面爆薬が試みられたが、やはり効果はなかった。その効果は、砂や小石を岩の表面に不規則な列状に積み上げることだけだった。そのため、これらの地点それぞれに小さな穴を掘り、爆破する必要があった。この作業には膨大な時間がかかった。[178] 予想よりもはるかに長い時間がかかり、すべてのポイントが最終的に必要なレベルまで削減されるまでに 2 か月の労力がかかりました。

水路の障害。
水路の障害物除去は、しばしば水中爆破を伴う。川に倒れた木々は、爆薬を噴射して破砕するのが最も効果的である。しかし、この作業の成功は、爆薬の適切な配置に大きく左右される。レンガ造りの壁も火薬で非常に効果的に破砕できる。しかし、石積みや岩塊は、火薬、トナイト、ダイナマイトの方が効果的である。この種の作業では、電気爆破は大きな利点がある。その利便性に加え、複数の爆薬を同時に爆発させることができるため、これは成功に常に有利であり、多くの場合、成功に不可欠となる。

インドのいくつかの河川におけるいくつかの障害物の爆破による除去に関する、非常に興味深く、かつ教訓的な記述は、AO Green中尉、REによってなされている。

図51.

座礁したボート
図52.

充電
大きな図52
（47 kB）

彼は数人の助手とともに1874年4月8日にカルカッタからマルダに向けて出発し、翌日には川の真ん中で木の上に横たわっていた大きな郡の船の残骸の修復作業を開始した。[179] 図 51 。この木の上と周囲で測量が行われたところ、根元の直径は約 3 フィート 6 インチであることがわかりました。この作業に使用する予定の火薬が到着していなかったため、5 ポンドの火薬綿 3 個が作られました。水頭 15 フィートであれば、これで木を真っ二つに折るのに十分だと考えられました。火薬綿は圧縮された円盤状で、直径 2 1/2インチ、厚さ2インチ、各円盤の重さは約 5 オンスでした。これらの円盤は、上部から約 4 インチまでのところまでブリキの円筒に詰められました。電線を取り付けた電気ヒューズを上部の円盤の中央の穴にしっかりと押し込み、上部の空きスペースを最初におがくずの層で、次に可塑性粘土の層でしっかりと固めました。その後、全体を塗装し、上端をワックスを塗った布で覆い、導火線を通す穴を丁寧に縫い合わせた。こうして完成した装薬の断面図が図1に示されている。[180] 図52 . これは発電機によって発射された。

最初の炸薬はほとんど効果がなく、2 回目はケースが防水でなかったために失敗しました。3 回目の炸薬はより効果的で、木とボートの一部を水から引き上げました。これらの綿火薬の位置は、図に丸で示されています。翌日、約 70 ポンドの火薬 2 個がボートの下に置かれ、ダイバーによってこれらの炸薬が流木に縛り付けられました。これらの炸薬は、普通の油缶でできており、丁寧に洗浄して丹鉛塗料で塗装しました。栓の穴は、導火線を通せるように穴が開けられた木製の栓で閉じられました。この栓は、挿入後に防水化合物でコーティングされました。2 回の炸薬の効果で、ボートは完全に破壊されました。さらに 50 ポンドの炸薬を炸薬したところ、下の木がなぎ倒されました。これらの火薬の位置は、図 51に四角で示されています。

次に遭遇した障害は、半分に折れて沈んだボートが作った砂州でした。砂はボートをほぼ覆い尽くしていたので、[181] 他に作業できるものはほとんどなかった。80ポンドの爆薬（砂を取り除くには2、3個の小さな爆薬よりも1個の大きな爆薬のほうがよいと考えられていた）をボートの見える部分の近くに置いたところ、大きなクレーターができた。2個目の80ポンドの爆薬ははるかに好ましい位置に置かれ、船首と船尾の一部を除いてボートのほぼすべてが取り除かれた。船首と船尾は、それぞれ50ポンドの爆薬を2回に分けて投入しなければ消えなかった。30分で砂州全体が流れに押し流され、以前は砂が高く水面から乾いていた場所には、3～4フィートの水があった。ボートが水面に近いため、破片を空中に発射するときの抵抗が小さく、使用された爆薬が大きいため、この障害物の除去は危険であった。しかし、もし小さな爆薬が使われていたら、それによってできた小さなクレーターはすぐに再び埋まってしまい、その後のクレーターの設置を容易にするのに役立たなかった可能性が高い。

翌日、直径約4フィート6インチの大きなマンゴーの木が、2発の50ポンド砲弾によって3つに砕け、簡単に岸まで運び出せるほど破壊された。

数日後、直径約3フィートの大きな木の幹が2つの50ポンドの弾丸で除去されましたが、その上の水の深さは非常に浅かったため、[182] 幹の大部分がかなり遠くまで岸に投げ飛ばされた。翌日、砂州を作っていた大木は、根の間に50ポンドの爆薬を仕掛けることで見事に除去された。50ポンドより少ない爆薬では目的を達成できなかったと考えられていた。カシンポレの対岸では、上流でボートの中央に50ポンドの爆薬を仕掛けて移動したところ、木は完全に破壊され、破片はすべて岸に引きずり上げられた。ムーティアでは、非常に硬い材を持つ大きな綿の木が、水面から多くの太い枝を突き出しているのが見つかった。枝が伸びる際に木の下に70ポンドの爆薬を結び付けると、木は効果的に折れ、破片はすべて陸に引きずり上げられた。川をさらに3マイル下流で、同様の爆薬で別の大きな綿の木を破壊しようとしたが、木は3つに折れただけで、効果的に除去するにはさらに50ポンドの爆薬を2回仕掛ける必要があった。この木は、どちらかといえば、前の木よりもわずかに大きく、直径が 3 ～ 4 フィートで、その上の水は少なかった。

さらに進むと、一行はアルムポール・ダルダ近くの砂州に、枝が絡み合った3、4本の木が立ち並んでいるのを見つけた。70ポンドの爆薬で十分に砕けていたため、苦力労働で容易に撤去できた。村の向かい側には、水深30フィートに突き出た大きな木の形をした、もう一つの厄介な倒木があったが、その場所に70ポンドの爆薬を結び付けることで破壊した。[183] 土台。この水位の下に 50 ポンドの火薬を装填すれば十分だったかもしれないが、作業を迅速に行う必要があったため、目的が達成されれば、数ポンドの火薬の増減はあまり問題にされなかった。ゴマシュタポレでは、水深 25 フィートの土手下の水路に、枝もろとも大木が横たわっているのが見つかった。ここは流れがかなり強く、火薬を装填するのに苦労した。70 ポンドの火薬を 1 回装填すると木は真っ二つに折れ、50 ポンドの火薬をもう 1 回装填すると枝が折れ、同じ重さの火薬をもう 1 回装填すると根がなぎ倒された。ゴマシュタポレの下流では、60 ポンドの火薬で大きなマンゴーの木がなぎ倒された。さらに少し進むと、ひどい竹の切れ端に遭遇した。これらの竹の切れ端は、おそらく 12 本ほどの竹の根元だけが残っていたが、非常に厄介だった。 図53は、これらの障害物がどのようなものかを示しています。この障害物の下に爆薬を仕掛けるのは不可能と判明したため、竹の間に隙間を見つけ、70ポンドの爆薬を真ん中にしっかりと打ち込みました。これにより、障害物はすべて取り除かれ、通路が開かれました。

図53.

竹の枯れ枝
チャンドポレには、川が再び流れ込む地点、特に雨期には航行に危険な場所に、巨大なガジュマル（Ficus Indica）の木がありました。枝ぶりから判断すると、その幹の直径は少なくとも12～15フィートはあったはずです。[184] 測定は棒を使って行われたが、そのような測定は非常に大まかなものであったに違いない。

図54.

爆発的な
図55.

爆発的な
幹は深い水の中に横たわっていたが、枝はまるで大樹の集積のように、岸からかなりの距離に伸び、80平方フィート以上の面積を覆っていた。ダイバーたちはゴム製の袋に200ポンドの火薬を詰め、それを木の幹のかなり下の水深約28フィートに置いた。その結果、幹はいくつかの破片に分裂し、それぞれを別々に除去する必要が生じた。次に、水深18フィートにある最も大きな破片2つの下に70ポンドの火薬を発射し、完全に粉砕した。火薬ケースが全て使い果たされたため、3人は[185] 最初のものと同様の火薬綿を作り、それぞれ胴回り約 8 フィートの太い枝の下に置き、別々に発射しました。3 つの効果はどれも驚異的で、70 ポンドの火薬の効果よりも大きかったようです。ケースがもう残っておらず、時間も貴重であったため、間に合わせとして村からありふれた土器のグーラをいくつか入手しました。これには約 20 ポンドの火薬が入り、導火線は円盤状の火薬綿の中の中心に置かれ、首の部分は火薬綿が詰められていたのと同じように、湿った土、鉛白ペイントなどで覆われました。障害物に縛り付けるためのロープが首の周りにしっかりと固定され、導火線のワイヤーは下に結び付けられました。この結び目は、導火線に向かって小さなループを残して固定し、装薬を下げるときに導火線に負担がかからないようにしました。図。 54 と55はこのチャージの配置を示しています。[186] 最初に試した炸薬は、深い水の中の木の枝の下に置いたところ、ほとんど効果がなかったため、カルカッタからの実例を待つことにしました。しかし、5日間待っても実例が現れなかったため、さらに3発の炸薬を試したところ、今度は非常に優れた結果が得られました。非常に満足のいく結果であったため、その日の夕方にさらに4発の炸薬を作り、発射しました。最初の炸薬は、川を少し下流のマンゴーの木の下に置いたところ、木は真っ二つに折れ、片方は岸に打ち上げられ、もう片方は深い水の中に投げ出されました。残りの3発は、ガジュマルの残りの枝の下に発射され、非常に効果的で、枝を切り落としました。

グリーン中尉は、これらのグーラ弾で得られた良い結果は、内部の火薬綿の円盤が火薬自体を爆発させたためであり、そのため、爆発の威力を決定する上で外皮の薄さはほとんど重要ではなかったと述べている。

ブリキの薬莢が到着すると、残りの火薬は48ポンドの薬莢5つと、20ポンドのグラ薬莢3つに調合された。川をさらに4マイルほど下流に下ると、水路の真ん中に、枝がいくつか水面上に出ている古いピープルの木があった。枝の根元と根元にそれぞれブリキの薬莢を2つ置くと、木が支えていた下の枝が吹き飛ばされ、木はわずかに沈んだ。[187] 水に沈んだ。次に、幹の下にグラーラを撃ち込んだところ、見事な成果が出た。一本の枝を除いて木は完全に消え去った。その枝を切るには、もう一度少量の弾丸を発射するしかなかった。この木の幹は直径約2.4メートルもあったが、柔らかくて筋の多い木材だった。

キャンプに戻ると、竹に2ポンドの火薬綿を詰め、ガジュマルの木に撃ち込み、非常に効果的だった。そして、グラーの弾丸で最後の枝を一本残らず切り倒した。翌日、竹に1.5ポンドの火薬綿を詰め、この巨木の最後の枝を仕留めた。

さらに数本の木を伐採した後、川に崩れ落ちていた古い工場の基礎を取り除きました。その際、2 本の竹の先端に 1 ポンド半の火薬綿を 2 回に分けて入れ、水面下の石積みの割れ目にしっかりと差し込みました。

もう一つの障害物は、水面下で川を横切るように約15インチ四方の古い杭の列でした。最も危険な杭6本は、杭の根元にグーラ（水路の砂利）を結び付けて、乾季の水路から撤去されました。

その後、水中に丸ごと落ちた古い井戸が発見されました。この井戸の位置は図56に示されています。4ポンドの綿火薬の爆撃により、井戸は完全に破壊されました。

[188]

アジムグンゲ近郊で、非常に大きなピープルの木の幹が深い水に沈んでいるのが発見されました。その大きさはあまりにも大きく、その下に100ポンドの爆薬を仕掛ける必要があると考えられました。この爆薬で木は完全に砕けましたが、その後、20ポンドの小さな爆薬を2つ投入して、破片を取り除く必要がありました。

図56.

良い
その後、以前破壊されたものと似た井戸を発見した。レンガ積みは驚くほど良く、厚さ約90センチ、モルタルも非常に良好だった。4ポンドの火薬を1回噴射しただけで大きな破片に砕けたが、完全に破壊するにはさらに同様の噴射と20ポンドの火薬を2回噴射する必要があった。同日、小規模な噴射に使用されていたグーラ弾で2本の木が伐採され、一定の効果を保っていた。

[189]

ファラッシュダンガという場所では、川がひどく閉塞していた。これは、水が石積みの下に入り込んだことで、古い沐浴用のガートと橋の残骸が岸から切り取られたためである。両方とも水面から約 3 フィート上に突き出ており、雨期には非常にひどく危険な渦の中心となり、ヌディア川管理局の主任技師によれば、多くの船がその渦に巻き込まれて失われたという。巨大な石積みの塊があったが、その下に爆薬を仕掛ける手段がなかった。そこで、水深約 15 フィートのところに、そのすぐ横に 100 ポンドの火薬を仕掛けた。これにより、石積みは丸ごと水面上と水面下に押し流された。次に、50 ポンドの爆薬 2 発をその石積みの下に仕掛けると、1 つの破片を除いてすべてが粉砕された。その破片も、そのかなり下に 20 ポンドの 4 つ目の爆薬を仕掛けて除去した。技師長は、乾季には陸地にあった橋の翼壁も撤去することを希望し、レンガ積みの見える部分の根元に小さな穴を掘り、そこに2ポンドの火薬を装填した。しかし、効果はまずまずで、装填物の中心から3～4フィートの距離にわたってレンガ積みにひびが入った。次に、翼壁の片側に約5フィートの深さまで穴を掘り、4ポンドの火薬を装填し、よく突き固めた。突き固められた部分が吹き飛ばされ、壁は[190] 基礎が大きくひび割れた。掘削は6フィート深くされ、レンガ積みの下に100ポンドの砲弾が入る大きさの穴が開けられた。その後、しっかりと突き固められ、火がつけられた。その効果は絶大だった。袖壁のレンガ積みはすべて取り除かれ、撤去する必要があった土手の先端の上部に幅約30フィートのクレーターが吹き飛ばされた。これが渦潮の主な原因の一つで、次の川の増水ですべて流されることは確実だった。翌日、ベルハンポールの向かい側にあった古いパッカ・ガートが20ポンド砲弾3発で完全に破壊され、大量の古いレンガが川に投げ込まれた。

最後に行われた作業は、ムールシェダバードの宮殿のナワーブ（長老）の向かい側にある巨大なガートの爆破でした。度重なる雨で川がガートの階段を削り、その下まで浸食し、大量の石が川に流れ込み、航行の上で非常に危険な障害物となっていました。適切な道具がなかったため、作業は非常に荒削りな作業となりました。最も大きな3つの石積みの下に、約25フィートの間隔で深い掘削が行われ、そこに50ポンドの火薬3つと20ポンドの火薬1つが投入されました。これらの火薬はしっかりと突き固められ、分割回路に接続され、同時に発射されました。すべての石積みは完全に破壊され、容易に撤去できるようになりました。[191] その後は苦力労働によって、必要なことはそれだけでした。

前述の記録から導き出される結論は、浅瀬に横たわる大きな木を効果的に除去するには 50 ポンド以上の火薬が必要であるが、水が豊富で木がそれほど大きくない場合は 20 ポンドで十分であるということです。

これらのわずかな費用に対して、一般的な土器のグラは見事に応えてくれることが分かっており、同様の状況下では、安価でほぼすべてのインドの村で入手できるため、それを使用することは間違いなく有利です。

多くの場合、当初は使用される料金は、安全性と経済性の両面から見て、間違いなくより少なくされた方が有利であっただろう。しかし、スピードが最大の目的であったため、この点はあまり考慮されなかった。

水中の石積みを除去する場合、装薬を石積みの真下に置く必要はありません。これは多くの場合不可能です。十分な水頭があれば、石積みの横に大量の装薬を置けば、通常は十分に効果的に石積みを粉砕できます。もちろん、必要に応じて後から少量の装薬を簡単に使用できます。このような少量の装薬には、火薬綿が非常に効果的です。竹の先に火薬綿を詰めれば、ごく少量の火薬しか入らないような穴や隙間にも容易に挿入できます。

ロンドン：WM. CLOWES AND SONS（スタンフォード ストリート＆チャリング クロス）印刷。

プレートI。

石炭爆破ギアセット。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大型プレートI. (81 kB)

プレートII。

片手用石材ブラストギアセット。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大型プレートII. (93 kB)

プレートIII。

ダブルハンドストーンブレイキングギアのセット。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大型プレートIII. (107 kB)

プレートIV。

ダーリントンマシンドリル。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大型プレートIV. (135 kB)

プレートV。

ストレッチャーバー。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大型プレート V. (157 kB)

プレートVI。

機械ドリルサポート。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大型プレートVI. (110 kB)

プレート VII。

機械ドリルサポート。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大図版 VII. (115 kB)

プレートVIII。

デュボア・フランソワ マシンドリルキャリッジ。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大図版 VIII. (87 kB)

プレートIX。

セントゴッタルドトンネル。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大型プレートIX. (117 kB)

プレートX。

見出しの例。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大型プレートX. (135 kB)

プレート XI.

フーサックトンネル。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大型プレートXI. (98 kB)

プレート XII。

ムスコネトコングトンネル。
E & FN Spon. ロンドン & ニューヨーク。

大型プレート XII. (126 kB)

転写者のメモ
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　《完》