KR100294476B1 - 암반파쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로 공사 또는 터널 공사 등의 토목 건설공사시 불필요하게 돌출되는 암반을 제거하는 과정에서 주위의 환경 조건 즉, 무소음, 무진동, 안전성 등의 요구를 충족시키며 암반을 파쇄하도록 하는 암반 파쇄장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 암반 파쇄장치는, 소정 형상의 몸체와; 상기 몸체의 일단부에 연장 설치되는 실린더와; 양측 부위가 길이 방향으로 경사면을 이루고, 상기 몸체를 관통하도록 상기 실린더의 실린더축에 연장 설치되는 쐐기와; 상호 근접되어 봉 형상의 한 조를 이루고, 일단부가 상기 몸체의 다른 단부에 삽입되어 상호 대향하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상호 마주보는 측벽이 상기 쐐기의 경사면에 각각 대응하여 경사면을 이루는 라이너;를 포함하여 구성된 암반 파쇄기에 있어서, 상기 양측 라이너의 길이 방향 외측벽이 삽입공 내벽에 대응하여 요철된 형상을 이루도록 상기 양측 라이너의 외측벽 길이 방향으로 소정 폭과 깊이를 갖는 적어도 하나 이상의 강성홈이 적어도 하나 이상 형성됨을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 양측 라이너의 외측벽에 형성된 강성홈에 의해 균열되는 삽입공 내벽의 특정 부위에 가압력이 집중되어 라이너의 손상이 방지되고, 암반의 파쇄 정도가 균일하게 이루어져 이차적으로 사용되는 브레이커의 사용 빈도가 감소되며, 그에 따른 환경공해의 감소와 작업 시간이 단축되는 효과가 있다.

Description

암반 파쇄장치

본 발명은 암반 파쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도로 공사 또는 터널 공사 등의 토목 건설공사시 불필요하게 돌출되는 암반을 제거하는 과정에서 주위의 환경 조건 즉, 무소음, 무진동, 안전성 등의 요구를 충족시키며 암반을 파쇄하도록 하는 암반 파쇄장치에 관한 것이다.

일반적으로 산악지형 등에 개설되는 도로변이나 터널 시공 등의 각종 토목 건설공사에 있어서, 각종 형태의 암반이 돌출되어 작업의 장해 요인으로 작용되는 경우가 빈번하게 발생된다.

따라서, 각종 토목 건설공사시 돌출되는 암반을 제거하는 작업이 요구되고, 그 방법으로는 크롤러 드릴 등을 이용하여 암반 상에 다수개의 삽입공을 형성하고, 이들 삽입공에 폭발물을 삽입하여 발파하는 방법과 또 별도의 브레이커를 이용하여 암반의 일부를 계속적으로 타격하여 파쇄하는 방법 등 그 종류가 다양하다.

여기서, 상술한 폭발물을 이용하는 방법 또는 브레이커를 이용한 타격 방법 등은 작업 장소를 비롯하여 주위 환경에 지나친 소음과 진동을 유발하고, 또 그 여파로 인하여 주변의 건축물 또는 암벽 등에 균열이 발생되거나 붕괴되어 각종 안전사고의 위험을 초래하는 문제가 있었다.

따라서, 불필요하게 돌출되는 암반을 제거함에 있어서, 소음과 진동을 감소시킴과 동시에 그에 따른 안전사고의 위험을 방지하도록 하는 암반 파쇄장치가 요구되었으며, 이러한 암반 파쇄장치의 종래 기술에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

종래의 암반 파쇄장치(10)는, 암반(R)의 요구되는 부위에 크롤러 드릴(도면의 단순화를 위하여 생략함) 등을 이용하여 소정 깊이의 다수개 삽입공(12)이 형성되고, 이들 삽입공(12) 중 암반의 가장자리 부위에 근접된 삽입공(12) 즉, 도2에 도시된 A 부위에 대응하는 위치의 삽입공(12)에서 점차 파쇄가 요구되는 H 부위로 도1에 도시된 암반 파쇄장치(10)를 위치시키게 된다.

이러한 암반 파쇄장치(10)의 구성은, 도1에 도시된 바와 같이, 실린더(도면의 단순화를 위하여 생략함)가 구비된 소정 형상의 몸체(14)가 있고, 이 몸체(14)의 일측에는 삽입공(12)에 대향하여 삽입 가능한 형상으로 상호 근접 대향하여 봉 형상의 한 조를 이루는 라이너(16a, 16b)가 삽입되어 설치된다.

또한, 양측 라이너(16a, 16b)는 몸체(14)의 단부에 지지되어 상호 대향하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상호 대향면 형상은, 도1에 도시된 바와 같이, 몸체(14)에 지지되는 부위의 폭이 좁게 형성되어 상호 벌어진 형상을 이루고, 또 상대측 단부의 폭은 상대적으로 점차 넓게 형성되어 상호 근접하게 되는 형상의 경사면을 이룬다.

한편, 상술한 몸체(14) 상에 구비된 실린더의 실린더축 단부에는, 몸체(14) 내부를 관통하여 상술한 양측 라이너(16a, 16b) 사이를 통해 슬라이딩 운동하게 되는 소정 형상의 쐐기(18)가 고정된다.

이렇게 고정된 쐐기(18)의 측벽 형상은, 상술한 양측 라이너(16a, 16b) 사이의 경사면에 대응하여 밀착 슬라이딩 운동이 가능하도록 실린더축 단부에 고정된 부위의 굵기가 굵게 형성되고, 상대측 단부 방향으로 점차 굵기가 감소되는 형상의 경사면을 이룬다.

따라서, 실린더의 팽창 운동에 따라 상술한 쐐기(18)가 양측 라이너(16a, 16b)의 경사면 사이로 슬라이딩 운동을 하게 되면, 양측 라이너(16a, 16b)는 쐐기(18)의 굵기 변화에 따른 압력을 전달받아 상호 대향하여 나란하게 외측으로 팽창하게 된다.

따라서, 이러한 구성의 암반 파쇄장치(10)에 따른 작업 과정을 살펴보면, 상술한 쐐기(18)가 실린더의 수축 운동으로 몸체(14) 내부에 일부 삽입된 상태 즉, 양측 라이너(16a, 16b)가 상호 근접 위치되어 암반(R) 상에 형성된 삽입공(12)에 삽입 가능한 상태를 이룬다.

이러한 상태에서 작업자는 암반 파쇄장치(10)를 굴삭기 또는 별도의 작업차를 이용하여 암반(R)의 가장자리 부위에 위치되는 삽입공(12)에 라이너(16a, 16b)가 소정 깊이 삽입되도록 위치시킨 후 실린더를 구동시켜 쐐기(18)로 하여금 양측 라이너(16a, 16b)를 상호 팽창시키는 방향으로 가압하게 된다.

이때 양측 라이너(16a, 16b)의 외측벽은 삽입공(12)의 내벽을 확장시키는 형태로 가압하게 된다.

이러한 가압력을 제공받게 되는 암반(R)은 삽입공(12)을 중심으로 취약한 부위에서 점차적으로 균열이 발생되고, 계속적인 실린더의 가압력에 의해 결국 약한 부위 즉, 암반(R)의 가장자리 부위에 근접된 부위가 분리되는 형상으로 암반(R)의 파쇄가 이루어진다.

그리고, 상술한 과정을 도2에 도시된 암반의 A 부위에서 요구되는 H 부위까지 계속적으로 수행하게 됨으로써 암반(R)을 파쇄하게 된다.

이후 작업자는 별도의 브레이커를 사용하여 불규칙하게 파쇄된 암반 부위를 다시 파쇄하는 등의 과정을 통해 암반(R)의 요구되는 부위를 파쇄하게 된다.

그러나, 상술한 과정에 있어서, 양측 라이너의 외측 형상이 매끈함과 동시에 일직선으로 형성되어 있음에 반하여 형성되는 삽입공의 내벽 형상은 통상 거칠고 또 굴곡된 형상으로 형성되는 경우가 빈번하다.

따라서, 양측 라이너는 삽입공 내벽의 특정 부위에 접촉되어 가압되는 경우가 많고, 또 삽입공 내벽의 굴곡된 정도가 심할 경우 양측 라이너는 암반의 불균일한 균열 또는 삽입공에 대응하는 불균일한 가압력에 의해 암반이 파쇄되는 형상이 불균일하게 형성되고, 이때 불균일한 가압력과 그에 따른 균열에 대응하는 각종 충격으로 라이너가 뒤틀림 변형되거나 균열 및 파손이 발생되는 문제가 있었다.

또한, 암반을 파쇄하기 위한 삽입공 내벽의 가압되는 부위가 불특정하고, 불균일하게 파쇄되어 이차적으로 브레이커의 사용 빈도가 증가되며, 그에 따른 작업 시간이 연장되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 쐐기의 가압력과 파쇄되는 암반의 내벽에 대응하여 라이너의 손상을 방지함과 동시에 삽입공 내벽의 요구되는 부위에 양측 라이너의 가압력이 집중되도록 하여 파쇄되는 형상이 균일하게 이루어지도록 하고, 이차적으로 사용되는 브레이커의 사용 빈도를 감소시켜 그에 따른 환경공해를 감소시킴과 동시에 작업의 용이성과 작업 시간을 단축하도록 하는 암반 파쇄장치를 제공함에 있다.

도1은 종래의 암반 파쇄장치의 구성 및 작업 과정을 설명하기 위한 단면도이다.

도2는 도1에 도시된 암반 파쇄장치의 사용으로 암반의 파쇄 과정을 설명하기 위한 평면도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 암반 파쇄장치의 구성을 나타낸 사시도이다.

도4는 도3에 도시된 암반 파쇄장치의 구성 및 각 구성의 설치 관계를 설명하기 위한 단면도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 20: 암반 파쇄장치 12: 삽입공

14, 22: 몸체 16a, 16b, 32a, 32b: 라이너

18, 30: 쐐기 24: 실린더

26: 실린더축 28a, 28b: 유체관

34a, 34b: 머리부 36a, 36b: 압착부재

38: 강성홈 40: 손잡이

42a, 42b: 고정고리

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 암반 파쇄장치의 특징은, 관 형상의 몸체와; 상기 몸체의 일단부에 연장 설치되는 실린더와; 양측 부위가 길이 방향으로 경사면을 이루고, 상기 몸체를 관통하도록 상기 실린더의 실린더축에 연장 설치되는 쐐기와; 상호 근접되어 봉 형상의 한 조를 이루고, 일단부가 상기 몸체의 다른 단부에 삽입되어 상호 대향하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상호 마주보는 측벽이 상기 쐐기의 경사면에 각각 대응하여 경사면을 이루는 라이너;를 포함하여 구성된 암반 파쇄기에 있어서, 상기 양측 라이너의 길이 방향 외측벽이 삽입공 내벽에 대응하여 요철된 형상을 이루도록 상기 양측 라이너의 외측벽 길이 방향으로 소정 폭과 깊이를 갖는 적어도 하나 이상의 강성홈이 적어도 하나 이상 형성되어 이루어진다.

또한, 상기 강성홈은, 상기 양측 라이너 사이의 길이 방향 중심을 기준하여 대칭되는 위치의 상기 양측 라이너 외벽 상에 각각 형성함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 암반 파쇄장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 암반 파쇄장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도4는 도3에 도시된 암반 파쇄장치의 구성 및 각 구성의 설치 관계를 나타낸 단면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 암반 파쇄장치(20)의 구성은, 도3 또는 도4에 도시된 바와 같이, 소정 형상의 몸체(22)가 있고, 이 몸체(22)의 일측 부위에는 실린더(24)가 설치된다.

이렇게 설치된 실린더(24)의 실린더축(26)은, 도4에 도시된 바와 같이, 실린더(24)의 측부에 연결된 유체관(28a, 28b)을 통해 선택적으로 제공되는 압력에 대응하여 몸체(22) 내부에서 구동하게 된다.

또한, 실린더축(26)의 단부에는 길이 방향 양측 부위가 소정의 경사면을 이루는 쐐기(30)가 몸체(22)를 관통하는 형상으로 고정되고, 이 쐐기(30)의 길이 방향 측벽 형상은 실린더축(26)의 단부에 고정된 부위에서 점차 굵기가 감소되는 형상의 경사면을 이룬다.

한편, 쐐기(30)의 단부에 대응하는 몸체(22)의 상대측 단부 즉, 삽입공(12)에 대향하게 되는 단부의 중심 부위에는 상호 대향하는 형상으로 한 조를 이루는 라이너(32a, 32b)의 머리부(34a, 34b)가 관통 삽입되고, 다른 일측이 몸체(22) 외측으로 연장된 형상으로 설치된다.

또한, 상술한 바와 같이, 양측 라이너(32a, 32b)의 외측벽에 대응하는 몸체(22)의 단부 내벽에는 양측 라이너(32a, 32b)가 상호 근접하도록 탄성력을 제공하는 압착부재(36a, 36b)가 설치된다.

여기서, 상술한 쐐기(30)는, 도4에 도시된 바와 같이, 양측 라이너(32a, 32b) 사이에 위치되며, 이 쐐기(30)의 경사면에 대응하는 양측 라이너(32a, 32b)의 대향면 형상은, 도3 또는 도4에 도시된 바와 같이, 쐐기(30)의 경사면에 밀착되는 형상의 경사면을 이룬다.

그리고, 양측 라이너(32a, 32b)의 길이 방향 외측벽 상에는 적어도 하나 이상의 강성홈(38)이 각각의 라이너(32a, 32b)에 대하여 대칭되는 형상으로 형성되어 양측 라이너(32a, 32b)의 외벽 형상은 삽입공(12) 내벽에 대향하여 부분적으로 돌출되는 요철된 형상을 이룬다.

미설명 부호인 40 은 암반(R)의 파쇄 방향에 대향하여 상술한 양측 라이너(32a, 32b)의 방향을 위치시키도록 몸체(22)를 회전시키기 위한 손잡이이고, 42a, 42b 는 상술한 구성의 암반 파쇄장치(20)를 운반 위치시키기 위한 크레인 또는 별도의 작업차(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 설치가 용이하도록 하기 위한 고정고리이다.

이러한 구성의 암반 파쇄장치(20)를 이용한 작업 과정을 설명하면, 먼저 크레인 또는 별도의 작업차에 대응하여 암반 파쇄장치(20)를 설치 고정하고, 상술한 양측 라이너(32a, 32b)를 암반(R) 상의 요구되는 위치의 삽입공(12)에 대응 위치시킨다.

이때 쐐기(30)는 몸체(22) 내부로 후진된 상태로 있게 되고, 양측 라이너(32a, 32b)는 압착부재(36a, 36b)에 의해 상호 근접된 형상으로 위치되어 그 단부가 대향하는 삽입공(12)에 삽입 가능한 봉 형상을 이룬다.

이러한 상태에서 작업자는 양측 라이너(32a, 32b)가 삽입공(12)에 소정 깊이 삽입되도록 위치시키고, 이어 실린더(24)를 구동시켜 쐐기(30)가 양측 라이너(32a, 32b) 사이에 삽입되는 형상으로 가압하게 된다.

이에 따라 양측 라이너(32a, 32b)는, 가압되는 쐐기(30)의 굵기 변이에 대응하여 상호 이격되는 방향으로 나란하게 팽창하는 형상으로 삽입공(12)의 내벽을 가압하게 된다.

이때 양측 라이너(32a, 32b)의 외측벽에 형성된 강성홈(38)의 길이 방향 양측 부위는, 삽입공(12)의 내벽에 대응하여 돌출된 형상을 이루어 삽입공(12) 내벽 즉, 비교적 견고한 부위의 암반(R)에 지지되어 상대측의 암반(R) 부위를 밀어내는 형상으로 국부적인 가압력을 제공하게 된다.

따라서, 암반(R)에 제공되는 응력은, 양측 라이너(32a, 32b)의 돌출된 부위를 통해 집중적으로 부가됨에 따라 이 부위에서 암반(R)의 균열이 심화되어 파쇄되고, 이에 따라 양측 라이너(32a, 32b)의 돌출되는 부위의 위치를 암반(R) 파쇄가 요구되는 부위에 위치시킴으로써 파쇄되는 정도가 결정된다.

그리고, 상술한 강성홈(38) 부위는, 삽입공(12)의 내벽에 대향하여 간격을 형성하게 됨에 따라 암반(R)의 계속적인 균열에 의한 라이너(32a, 32b)에 작용하는 가압력 및 충격을 완충하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 양측 라이너의 외측벽에 강성홈이 적어도 하나 이상 형성됨에 따라 균열되는 암반의 내벽에 대응하여 라이너의 손상이 방지됨과 동시에 삽입공 내벽의 요구되는 부위에 대응하여 강성홈에 의해 돌출된 부위로 가압력이 집중됨에 따라 파쇄되는 정도가 심화되어 이차적으로 사용되는 브레이커의 사용 빈도가 감소되고, 그에 따른 환경공해의 감소와 작업 시간이 단축되는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (2)

1. 관 형상의 몸체와; 상기 몸체의 일단부에 연장 설치되는 실린더와; 양측 부위가 길이 방향으로 경사면을 이루고, 상기 몸체를 관통하도록 상기 실린더의 실린더축에 연장 설치되는 쐐기와; 상호 근접되어 봉 형상의 한 조를 이루고, 일단부가 상기 몸체의 다른 단부에 삽입되어 상호 대향하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상호 마주보는 측벽이 상기 쐐기의 경사면에 각각 대응하여 경사면을 이루는 라이너;를 포함하여 구성된 암반 파쇄기에 있어서,

   상기 양측 라이너의 길이 방향 외측벽이 삽입공 내벽에 대응하여 요철된 형상을 이루도록 상기 양측 라이너의 외측벽 길이 방향으로 소정 폭과 깊이를 갖는 적어도 하나 이상의 강성홈이 적어도 하나 이상 형성됨을 특징으로 하는 암반 파쇄장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 강성홈은, 상기 양측 라이너 사이의 길이 방향 중심을 기준하여 대칭되는 위치의 상기 양측 라이너의 외벽에 각각 형성됨을 특징으로 하는 상기 암반 파쇄장치.