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安全導火線は 、 1831 年にイギリスの発明家ウィリアム ビックフォードが発明し、特許を取得した導火線の一種です。元々は、火薬の入った「管」を、防水加工されたニス塗りの黄麻の「ロープ」で囲んだものでした。これは、鉱山業界で多くの負傷者や死亡者を出していた、信頼性の低い以前の火薬爆破装薬の点火方法に代わるものでした。安全導火線は、通常、1 フィートあたり約 30 秒 (1 cm あたり 1 秒) の速度で燃焼します。
歴史
文書化された証拠によると、最も古い導火線は10世紀から12世紀の間に中国で初めて使用されたようです。中国は火薬を発明した後、その爆発特性を軍事技術に応用し始めました。1044年までに、彼らは火薬を単純な手榴弾、爆弾、火炎放射器に使用していました。[1]火薬は13世紀初頭までヨーロッパに到達せず、古代シルクロードに沿って中東の貿易商や商人によって中国から持ち込まれました。
3世紀にわたって火薬は主に軍事戦争に使用されていました。火薬が鉱業に初めて導入されたのは1574年のことでした[2]。そして、1617年にフランスのティヨでの大規模な採掘で初めて火薬が使用されるようになりました[3] 。
火薬の感受性
鉱山労働者が火薬を採掘作業に導入する際に直面した問題の 1 つは、火花、高熱、炎にさらされると比較的簡単に発火してしまうことであった。鉱山労働者が岩を爆破するために使用した方法は、岩の表面に穴をいくつか開け、火薬を充填するというものである。発火時に発生するガスを閉じ込めるために、火薬を充填した穴に「ニードル」と呼ばれる尖った棒を挿入し、柔らかい粘土を詰めて押し固めて栓を形成することで、火薬を各発砲穴内に閉じ込めた。[4]次に「ニードル」を取り除き、黒色火薬を詰めたストローまたは羽根で作った導火線に交換した。[4]火花を防ぐために、銅のニードルと、通常はヒッコリーで作られた非金属の突き棒が使用された。[4]
火花が散れば、作業員にとって悲惨な結果を招く可能性があり、これはよくあることだった。[5]鉱夫や鉱山主は、鉱山での火薬の使用の危険性を認識しており、そのことは火薬の取り扱い説明書にも明らかである。[5]火薬を準備していたイギリスの工場は、説明書に「火薬庫の内外を問わず、作業に従事する者は、（全能の神がその恩寵によって作業員を保護しない限り）わずかな不注意でも、その場にいる全員の命を奪うだけでなく、一瞬にしてその場所とその周囲を石の山に変えてしまう可能性がある場所にふさわしく、敬意と尊敬の念をもって静かに任務を遂行しなければならない」と記している。[5]
もう一つの大きな問題は、火薬の故意の点火に関するものだった。爆風と煙から身を守るために、指名された鉱夫が、既知の速度で燃焼するように意図された導火線の遠端に点火した。鉱夫たちは、導火線の長さを知っていたので、導火線の点火から主爆薬の点火までの遅延を見積もることができた。しかし、初期の導火線は充填された「クイル」と呼ばれ、不規則に燃えたり、「フラッシュオフ」したり、分離したり、突き固めの過程でショットホールが「挟まれた」りして破損する傾向があった。また、水分が入り込むことで損傷する可能性があり、その場合、燃焼する代わりにくすぶってしまい、長い遅延が生じる可能性もあった。 [6]主爆薬が点火しなかった場合、これは失火または「ハングファイア」と呼ばれ、鉱夫たちは作業面に戻って新しい導火線をセットするまで待つ必要があった。 18世紀後半から19世紀初頭にかけて、コーンウォールの鉱夫たちは、失火を疑い、作業場に戻った際にくすぶっていた湿った羽ペンが火薬に引火し、重傷を負うケースが増えていった。[6]
ウィリアム・ビックフォード
1831年、イギリスの商人ウィリアム・ビックフォードは、カンボーン近くのコーンウォール鉱山地区の中心地に移り、タッキングミルで、採掘中に火薬に点火する最初の実用的で信頼性の高い手段である「安全信管」を開発した。より安全な方法を開発する以前の試みが失敗した後、ビックフォードはロープ製造業者である友人を訪ねているときにひらめいた。友人がロープを作るためにコードを巻き合わせるのを観察しながら、ビックフォードは同じ方法を信管の開発に応用できると考えた。これは、義理の息子のジョージ・スミスと、働いていた鉱山労働者のトーマス・デイビーの助けを借りて行われた。[6]
ビックフォードは、反対方向に回転する2層の黄麻糸（光沢のある植物繊維）を小さな火薬の「管」に通して織り込む機械を発明しました。その後、火薬の管全体にタールを塗って防水加工を施しました。その結果、点火すると「火はゆっくりと伝わり、燃焼速度は1フィートあたり約30秒」という導火線が開発されました。[7]ビックフォードは、導火線の長さに応じて、一定時間燃焼する導火線を開発しました。
ビックフォードは、1831 年 9 月 6 日に、この装置 (No. 6159「岩石の爆破などに使用する火薬を点火するための安全信管」) の英国特許を取得しました。この装置は当初「特許安全ロッド」と呼ばれていましたが、後に「安全信管」に名前が変更されました。 [6]この装置は、直径約 0.375 ～ 0.5 インチ (9.5 ～ 12.7 mm) の「ロープ」として供給され、当時は、その前身であるクイルとほぼ同じ価格、1 ファゾム (6 フィート、1.8 m) あたり 3 ペンスで販売されていました。 [ 6 ]ビックフォードはまた、トーマス デイビーと共同事業を立ち上げ、デイビーは最初の 14 年間で利益の 25 パーセントを獲得しました。[6]
安全ヒューズの影響
ビックフォードの導火線以前の導火線や起爆手段は信頼性が低かったため、この新技術は採鉱の安全性と条件を変えた。記録の保存が不十分であったか、記録がなかったため、安全導火線が発明される前の採鉱事故の正確な件数や関連統計を特定することは比較的困難である。しかし、「この導火線はすぐに、黒色火薬を詰めたわらや羽根で作られた信頼性の低い導火線に取って代わり、採鉱や建設における偶発的な爆発の危険性を大幅に軽減した。」[8]ビックフォードの安全導火線の信頼性の評判は広まり、すぐに世界中の市場で大きな需要が生まれた。[9]
ビックフォードの導火線は世界中の鉱山の安全条件を劇的に改善しただけでなく、ダイナマイトの開発にも貢献しました。アルフレッド・ノーベルは1867年にニトログリセリンと彼の研究室の近くで見つかった珪藻土と呼ばれる泥のような化合物を個々のシリンダーに成形してダイナマイトを作成しました。[10]ノーベルは各シリンダーの端に雷管を挿入しました。雷管は2つの方法のいずれかで点火できます。1つ目は、雷管に安全導火線を挿入して導火線に点火する方法です。2つ目は、雷管に電線を取り付けて電流を発生させ、電流が電源から雷管に伝わる方法です。[11]
参照
参考文献
注記
- ^ クロッカー 2002、3 ページ
- ^ リンチ2002、65ページ。
- ^ リンチ 2002、66 ページ
- ^ abc Ihlseng, MC; Wilson, Eugene B. (1907). 『鉱業マニュアル：コロラド州立鉱山学校で行われた鉱業に関する講義に基づく（第4版）』ニューヨーク：John Wiley & Sons. pp. 674–676.
- ^ abc ブラウン、スティーブン・R. (2005)。『最も忌まわしい発明：ダイナマイト、硝酸塩、そして現代世界の形成』ニューヨーク：セント・マーチンズ、p. 77。
- ^ abcdef アール1978、67-68ページ
- ^ カルブ、コートネイ・デ（1900年）。爆発物マニュアル：鉱夫と採石業者の使用に関する簡潔なガイド。トロント：オンタリオ鉱山局。42ページ。
- ^ 技術マニュアル：軍用爆発物。陸軍省。1984年。13ページ。。
- ^ クロッカー 2002、10 ページ
- ^ 「ノーベル賞：ノーベル賞ガイド」ブリタニカ百科事典。 2011年2月10日閲覧。
- ^ Abel, FA (1869). 「爆発物の歴史への貢献」.ロンドン王立協会哲学論文集. 159 : 10. doi :10.1098/rstl.1869.0017. S2CID 111132669.