KR100411227B1

KR100411227B1 - controlled blasting method with charge holders

Info

Publication number: KR100411227B1
Application number: KR10-2001-0000262A
Authority: KR
Inventors: 오성남
Original assignee: (주)신성엔지니어링; 주식회사 스마텍엔지니어링
Priority date: 2001-01-03
Filing date: 2001-01-03
Publication date: 2003-12-18
Also published as: KR20010025538A

Abstract

본 발명은 지하공동이나 암반사면 굴착을 위한 조절발파방법에 있어서, 장약공에 폭약이 장전된 관형의 장약홀더를 삽입하고, 발파를 행하는 장약홀더를 이용한 조절발파방법에 관한 것이다. 본 발명은 외주면에 길이방향을 따라 형성된 홈(21)과, 반경방향으로 형성된 구멍(23)을 구비한 장약홀더(20)를 장약공(2)에 삽입할 때, 홈(21)은 암반의 굴착예정선(1)과 평행하게 배치되고, 구멍(23)은 굴착예정선(1) 내측의 자유면(22)을 향하여 배치되도록 삽입하여 발파를 행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 장약홀더(20) 내의 폭약(3)을 발파할 때, 홈(21)과 구멍(23) 방향으로 폭약에너지의 집중이 생기기 때문에, 균열은 홈(21)과 구멍(23) 방향으로 집중되고, 구멍(23)의 반대방향으로의 균열은 극히 짧게 발생하므로, 매우 원활한 굴착면을 얻을 수 있으며, 암반 표면의 여굴을 감소시키고, 주변암반의 이완을 최소화시켜 콘크리트의 물량 및 보강재의 사용량을 줄일 수 있다.The present invention relates to a control blasting method using a charge holder for inserting a tubular charge holder loaded with explosives into a charge hole in a blasting hole for excavation of underground cavity or rock slope. According to the present invention, when the filler holder 20 having the groove 21 formed along the longitudinal direction on the outer circumferential surface and the hole 23 formed in the radial direction is inserted into the charge hole 2, the groove 21 is formed of the rock. It is arrange | positioned in parallel with the drilling target line 1, and the hole 23 is inserted so that it may be arrange | positioned toward the free surface 22 inside the drilling target line 1, It is characterized by performing blasting. According to the present invention, when blasting the explosives 3 in the charge holder 20, concentration of explosive energy occurs in the direction of the groove 21 and the hole 23, so that the cracks are formed in the groove 21 and the hole 23. Are concentrated in the direction, and cracks in the opposite direction of the hole 23 occur extremely short, so that a very smooth excavation surface can be obtained, and the amount of concrete and reinforcement can be reduced by minimizing the over rock of the rock surface and minimizing the relaxation of the surrounding rock. Reduce usage of

Description

Controlled blasting method using charge holder {controlled blasting method with charge holders}

본 발명은 지하공동이나 암반사면의 굴착을 위한 발파방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 암반에 천공된 장약공에 원통형의 장약홀더를 삽입하고, 상기 장약홀더 내부에 폭약을 장전하여 발파를 행하는 조절발파방법에 관한 것이다.The present invention relates to a blasting method for excavation of an underground cavity or a rock slope, and more particularly, inserting a cylindrical charge holder into a charge hole drilled in a rock, and loading the explosive into the charge holder to control the blasting. It relates to a blasting method.

일반적으로 조절발파방법이라 함은, 지하공동이나 암반사면을 굴착함에 있어서 원활한 굴착면을 형성하기 위하여 굴착예정선을 따라 배치된 외곽장약공의 주변에 미치는 폭약의 파괴력을 조절함으로서, 특정 방향으로만 폭약의 파괴효과를 주고자 하는 방법을 말한다.In general, the controlled blasting method is to control the destructive force of the explosives on the periphery of the outer pharmacy that is arranged along the excavation line to form a smooth excavation surface in the excavation of underground cavities or rock slopes. It is a method to give an explosive effect of explosives.

현재 국내외에서 조절발파방법의 하나로 널리 활용되고 있는 공법으로는 스무스 블러스팅(smooth blasting) 발파방법이 있다.At present, a method widely used as a controlled blasting method at home and abroad is a smooth blasting method.

스무스 블러스팅 발파방법을 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The smooth blasting blasting method will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.

도 1a에 도시된 바와 같이, 스무스 블러스팅 발파방법은 암반의 굴착예정선(1)을 따라 다수의 외곽장약공(2)을 소정 간격을 두고 천공하고, 외곽장약공(2) 내에 폭약(3)을 낮은 밀도로 장약하여 폭발시킴으로써, 원활한 굴착면을 형성하는 방법이다.As shown in Figure 1a, the smooth blasting blasting method drills a plurality of outer medicinal holes (2) at predetermined intervals along the excavation line (1) of the rock, explosives (3) in the outer medicinal holes (2) ) Is a method of forming a smooth excavation surface by charging at low density.

그러나, 이러한 스무스 블러스팅 발파방법에서는, 외곽장약공(2)의 단면이 원형으로 형성되기 때문에, 도 1b에 도시된 바와 같이, 균열영역(4)이 외곽장약공(2)을 중심으로 원형으로 형성된다. 그 결과, 암반 표면에 여굴이 형성되며, 주변 암반이 이완되는 것을 피할 수 없다는 문제점이 있다.However, in the smooth blasting blasting method, since the cross section of the outer medicine hole 2 is formed in a circular shape, as shown in FIG. 1B, the crack area 4 is circularly shaped around the outer medicine hole 2. Is formed. As a result, over rock is formed on the rock surface, and there is a problem that the surrounding rock is unavoidable.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 장약홀더를 이용한 발파방법이 제안되었다.In order to solve this problem, a blasting method using a charge holder has been proposed.

종래의 장약홀더를 이용한 발파방법은 다음과 같다.A blasting method using a conventional charge holder is as follows.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이,종래의 장약홀더(10)는 원통형으로 형성되며, 그 외주면에는 길이방향을 따라 2개의 틈새(11)가 형성되어 있다.도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 장약홀더(10)는 암반의 굴착예정선(1)을 따라 천공된 외곽장약공(2)에 삽입된다. 이때, 장약홀더(10)는 상기 틈새(11)가 굴착예정선(1)과 평행하게 배치되도록 외곽장약공(2)에 삽입된다.한편, 장약홀더(10)는 굴착예정선(1) 내측에 천공된 다수의 주변장약공(12)에도 삽입될 수 있다.이와 같이 외곽장약공(2)에 장약홀더(10)를 삽입한 후에 장약홀더(10) 내부에 폭약을 장전하고 폭발시키면, 폭약의 에너지가 굴착예정선(1)과 평행하게 배치된 상기 틈새(11)를 따라 집중되므로, 상술한 스무스 블라스팅 발파방법에 비하여 더욱 매끄러운 굴착면을 얻을 수 있다.First, as shown in FIG. 2, the conventional charge holder 10 is formed in a cylindrical shape, and two clearances 11 are formed in the outer circumferential surface thereof in the longitudinal direction. As shown in FIG. The charge holder 10 is inserted into the outer medicine hole 2 perforated along the excavation line 1 of the rock. In this case, the charge holder 10 is inserted into the outer medicine hole (2) so that the gap 11 is disposed in parallel with the excavation scheduled line (1). On the other hand, the charge holder 10 is inside the excavation scheduled line (1) It can also be inserted into a plurality of peripheral charge holes 12 punched in. As described above, when the charge holder 10 is inserted into the outer charge hole 2, and the explosive charge is loaded and exploded inside the charge holder 10, explosive charges Since the energy of is concentrated along the gap 11 arranged in parallel with the excavation line 1, a smoother excavation surface can be obtained as compared to the smooth blasting method described above.

그러나, 이러한 종래의 장약홀더를 이용한 조절발파방법의 경우에도, 굴착예정선(1)과 평행한 틈새(11)를 따라 폭약에너지가 집중되기 때문에, 도 3b에 도시된 바와 같이, 균열영역(4)은 외곽장약공(2)의 중심으로부터 타원형으로 형성되며, 따라서 굴착면에 전달되는 균열이 그다지 작지는 않다는 문제점이 있다.However, even in the case of the conventional controlled blasting method using the charge holder, since the explosive energy is concentrated along the gap 11 parallel to the expected excavation line 1, as shown in FIG. 3B, the crack area 4 ) Is formed in an elliptical shape from the center of the outer medicine hole (2), and thus there is a problem that the crack transmitted to the excavation surface is not very small.

게다가, 일반적으로 터널 등의 암반 굴착에 있어서, 굴착예정선(1) 내측에도 주변장약공(12)을 다수 천공하여 폭약을 장전한 다음, 내측에서부터 순차적으로 발파한다. 이러한 주변장약공(12)의 발파에 의한 균열이 굴착예정선(1)을 따라 형성된 외곽장약공(2)의 내부에 위치한 장약홀더(10)에도 전달됨으로써 장약홀더(10)를 파손시켜 본래 기능이 상실될 우려가 있다.In addition, in rock excavation such as a tunnel, in general, a plurality of peripheral charge holes 12 are also drilled in the excavation schedule line 1 to load explosives, and then blasted sequentially from the inside. The crack due to the blasting of the peripheral charge hole 12 is also transmitted to the charge holder 10 located inside the outer charge hole 2 formed along the excavation line 1, thereby damaging the charge holder 10 and inherently functioning. This may be lost.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 개발된 것으로서, 굴착예정선에 평행하도록 배치된 길이방향 홈과 자유면을 향하도록 배치된 구멍을 구비한 장약홀더에 폭약을 장전시켜 발파함으로써, 주변 암반의 이완을 최소화하면서 원활한 굴착면을 얻을 수 있는 장약홀더를 이용한 조절발파방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was developed in view of the above-mentioned problems, and loaded with an explosive charge in an medicament holder having a longitudinal groove disposed parallel to the excavation line and a hole disposed facing the free surface, thereby blasting the surrounding rock. It is an object of the present invention to provide a controlled blasting method using a charge holder that can obtain a smooth excavation surface while minimizing relaxation.

도 1a는 종래의 스무스 블러스팅 발파방법에서의 천공배열을 나타낸 정면도.도 1b는 종래의 스무스 블러스팅 발파방법에서의 균열영역을 나타낸 단면도.1A is a front view showing a perforated array in a conventional smooth blasting method. FIG. 1B is a cross-sectional view showing a crack area in a conventional smooth blasting method.

도 2는 종래의 장약홀더의 사시도.Figure 2 is a perspective view of a conventional charge holder.

도 3a는 종래의 장약홀더를 이용한 발파방법에서의 천공배열을 나타낸 정면도.도 3b는 종래의 장약홀더를 이용한 발파방법에서의 균열영역을 나타낸 단면도.Figure 3a is a front view showing a perforated array in the blasting method using a conventional charge holder. Figure 3b is a cross-sectional view showing a crack area in the blasting method using a conventional charge holder.

도 4는 본 발명에 따른 장약홀더를 이용한 발파방법에 사용되는 장약홀더의 사시도.Figure 4 is a perspective view of the charge holder used in the blasting method using the charge holder according to the present invention.

도 5a는 도 4의 장약홀더를 장약공 내에 삽입한 상태를 나타낸 단면도.도 5b는 도 5b에서의 A-A선 단면도.Fig. 5A is a cross-sectional view showing a state where the charge holder of Fig. 4 is inserted into a charge hole. Fig. 5B is a cross-sectional view taken along the line A-A in Fig. 5B.

도 6a는 본 발명에 따른 장약홀더를 이용한 발파방법에서의 천공배열을 나타낸 정면도.도 6b는 본 발명에 따른 장약홀더를 이용한 발파방법에서의 균열영역을 나타낸 단면도.Figure 6a is a front view showing a perforated array in the blasting method using a charge holder according to the present invention. Figure 6b is a cross-sectional view showing a crack area in the blasting method using a charge holder according to the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 굴착예정선 2 : 외곽장약공1: Excavation Schedule 2: Outer Pharma

3 : 폭약 4 : 균열영역3: explosive 4: crack area

20 : 장약홀더 21 : 길이방향 홈20: charge holder 21: longitudinal groove

22 : 자유면 23 : 구멍22: free surface 23: hole

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.도 4는 본 발명에 사용되는 장약홀더를 나타낸 사시도이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. Figure 4 is a perspective view showing a charge holder used in the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장약홀더(20)는, 원통형으로 형성되며, 그 외주면에 길이방향을 따라 형성된 다수의 길이방향 홈(21)과, 반경방향으로 형성된 다수의 구멍(23)을 구비한다.As shown in Figure 4, the charge holder 20 according to the present invention is formed in a cylindrical shape, a plurality of longitudinal grooves 21 formed along the longitudinal direction on its outer peripheral surface, a plurality of holes formed in the radial direction ( 23).

도 5a는 본 발명에 따른 장약홀더(10)를 암반의 굴착예정선을 따라 천공된 외곽장약공에 삽입한 상태의 단면도이며, 도 5b는 도 5a에서의 A-A선 단면도이다.도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 길이방향 홈(21)은 후술하는 바와 같이 굴착예정선(1)(도 6a 참조)을 따라 배치되도록 장약홀더(20)의 외주면에 180도의 간격을 두고 서로 대향하도록 2열로 형성된다.그리고, 상기 구멍(23)은, 장약홀더(20)의 전체 외주면 중에서, 암반의 굴착 대상 부분의 노출면 즉, 굴착예정선(1)의 내측부분의 노출면(주변장약공(12)의 발파에 의하여 암반의 내측으로 생기는 구멍의 내부면을 지징한다. 이하 "자유면"이라고 한다)(22)을 향하는 반쪽 면에만 형성되고, 폭약에너지의 전달을 억제하고자 하는 부분(24)을 향하는 나머지 반쪽 면에는 형성되지 않는 것이 바람직하다.이와 같이 함으로써, 장약홀더(20) 내에 장전된 폭약(3)의 발파시, 폭약에너지가 상기 구멍(23)을 통하여 자유면(22) 방향으로 집중될 수 있다.FIG. 5A is a cross-sectional view of the filler holder 10 according to the present invention inserted into the outer medicine hole drilled along the excavation line of the rock, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5A. FIGS. 5A and 5B. As shown in FIG. 2, the longitudinal grooves 21 face each other at an interval of 180 degrees on the outer circumferential surface of the charge holder 20 so as to be disposed along the excavation line 1 (see FIG. 6A) as described below. The hole 23 is formed of the exposed surface of the excavation target portion of the rock, that is, the exposed surface of the inner portion of the excavating line 1 (peripheral medicine hole) among the entire outer circumferential surface of the charge holder 20. The inner surface of the hole formed into the inner side of the rock by blasting of 12) is formed only on the half surface facing the "free surface" 22, and the portion 24 to suppress the transfer of explosive energy is provided. It is preferred that it is not formed on the other half face toward the side. By this, it can be during blasting of the explosive charge (3) loaded in the charge, the holder 20, the wide energy is concentrated to the free surface 22 direction through the hole 23.

이하, 본 발명에 따른 장약홀더(10)를 이용한 조절발파방법에 대하여 설명한다.도 6a는 본 발명에 따른 장약홀더(10)를 이용한 조절발파시 천공배열을 나타낸 암반의 정면도이며, 도 6b는 도 6a의 외곽장약공(2) 주위에서의 균열영역을 나타낸 단면도이다.먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 장약홀더(10)를 암반의 굴착예정선(1)을 따라 천공된 다수의 외곽장약공(2)에 각각 삽입하는데, 이때 길이방향 홈(21)은 상기 굴착예정선(1)과 평행하게 배치되고, 구멍(23)은 자유면(22)을 향하여 배치되도록 삽입한다.외곽장약공(2)에 장약홀더(10)를 삽입한 후에는, 장약홀더(20) 내부에 폭약(3)을 장전한다.한편, 장약홀더(20)를 외곽장약공(2)에 삽입한 후에 폭약(3)을 장전하는 대신에, 미리 폭약(3)을 장약홀더(20)에 장전한 다음 장약홀더(30)를 외곽장약공(2)에 삽입하는 것도 가능하다.폭약(3)을 장전한 후에는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 외곽장약공(2)에 점토나 모래 등을 이용하여 전색(temping)(25)을 하여 막고, 전기발파 또는 도폭선에 의하여 장약홀더(20) 내의 장약(3)을 발파시킴으로써 조절발파를 완료한다.본 발명에서는 장약홀더(10)의 외주면에, 암반의 굴착예정선(1)과 평행한 길이방향 홈(21)과 함께, 자유면(22)을 향하는 반경방향의 구멍(23)이 형성되어 있으므로, 상기 구멍(23)을 통해서도 발파시 폭약에너지가 집중되게 된다. 따라서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 외곽장약공(2)을 발파하기 이전에 발파되는, 자유면(22) 내에 배치된 주변장약공(12)과 외곽장약공(2) 사이의 간격을 넓게 하여도 암반을 효과적으로 굴착할 수 있다.이와 같이, 암반에 형성되는 외곽장약공(2)과 주변장약공(12) 사이의 간격을 넓게 확보할 수 있으므로, 주변장약공(12)의 발파 시 그 파괴파의 균열이 외곽장약공(2)의 내부에 위치한 장약홀더(20)에 전달되는 것을 최소화할 수 있다.Hereinafter, a control blasting method using the charge holder 10 according to the present invention will be described. Figure 6a is a front view of a rock showing the perforated arrangement when the control blasting using the charge holder 10 according to the present invention, Figure 6b is 6A is a cross-sectional view showing a crack area around the outer ledge 2 of FIG. 6A. First, as shown in FIG. 6A, the plural outer bores are drilled along the excavation line 1 of the rock. The longitudinal holes 21 are inserted in parallel to the excavation line 1, and the holes 23 are inserted to be disposed toward the free surface 22, respectively. After the charge holder 10 is inserted into the ball 2, the explosive charge 3 is loaded into the charge holder 20. On the other hand, after the charge holder 20 is inserted into the outer charge hole 2, the explosive charge is carried out. Instead of loading (3), it is also possible to load the explosive (3) in the charge holder 20 in advance and then insert the charge holder 30 into the outer medicine hole (2). After loading the explosives (3), as shown in Fig. 5a, by using a clay or sand in the outer filler (2) to prevent the coloring (temping) (25), and to the electric blast or The control blasting is completed by blasting the charge 3 in the charge holder 20. In the present invention, the longitudinal circumferential groove 21 parallel to the excavation line 1 of the rock is formed on the outer circumferential surface of the charge holder 10; In addition, since the radial hole 23 is formed toward the free surface 22, the explosive energy is concentrated upon the blasting through the hole 23 as well. Thus, as shown in FIG. 6A, the distance between the peripheral filler hole 12 and the peripheral filler hole 2 disposed in the free surface 22, which is blasted prior to blasting the external filler hole 2, is widened. In this way, the rock can be effectively excavated. Thus, since the distance between the outer medicinal hole 2 and the peripheral medicinal hole 12 formed in the rock can be secured widely, the blasting of the peripheral medicinal hole 12 Cracking of the breaking wave can be minimized to be transmitted to the charge holder 20 located inside the outer medicine hole (2).

또한, 본 발명에 의하면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 외곽장약공(2)의 발파시, 길이방향 홈(21)의 형성 방향(즉, 굴착예정선(1)과 평행 방향) 및 구멍(23)의 형성 방향(즉, 자유면(22) 방향)으로 균열이 형성되는 반면에, 상기 구멍(23)의 반대방향(즉, 폭약에너지의 전달을 억제하고자 하는 부분(24)의 방향)으로는 균열이 극히 짧게 발생하므로, 매우 원활한 굴착면을 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, as shown in Figure 6b, when blasting the outer medicine hole (2), the forming direction of the longitudinal grooves 21 (that is, parallel to the excavation line 1) and the hole ( A crack is formed in the forming direction of the 23 (i.e., in the direction of the free surface 22), while in the opposite direction of the hole 23 (i.e., in the direction of the portion 24 to suppress the transfer of explosive energy). Since cracks occur extremely short, a very smooth drilling surface can be obtained.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 장약홀더(10)의 외주면에 길이방향 홈(21)과 반경방향 구멍(23)을 함께 형성시킴으로써 상기 길이방향 홈(21)과 상기 구멍(23) 방향으로 폭약에너지의 집중이 이루어지게 된다. 따라서, 발파에 의한 균열은 굴착예정선(1)과 평행한 방향으로 형성됨과 동시에, 자유면(22)의 방향으로도 형성되고, 상기 구멍(23)의 반대방향으로는 균열이 극히 짧게 발생해 매우 원활한 굴착면이 형성된다.따라서, 암반 표면의 여굴이 감소되며, 주변 암반의 이완을 최소화시켜 보수용 콘크리트의 물량 및 보강재의 사용량을 줄일 수 있다.또한, 본 발명에 의하면, 상기 구멍(23)에 의해 외곽장약공(2)과 주변장약공(12) 사이의 천공간격을 늘릴 수 있으므로, 주변장약공(12)의 수를 최소화 할 수 있으며, 장약량을 감소시키는 등의 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by forming the longitudinal groove 21 and the radial hole 23 together on the outer circumferential surface of the charge holder 10, the longitudinal groove 21 and the hole 23 direction As a result, the explosive energy is concentrated. Therefore, the crack caused by the blasting is formed in the direction parallel to the excavation line 1, and also in the direction of the free surface 22, and the crack occurs extremely short in the direction opposite to the hole 23. Thus, a very smooth excavation surface is formed. Thus, the drilling of the rock surface is reduced, and the relaxation of the surrounding rock can be minimized, thereby reducing the amount of repaired concrete and the amount of reinforcement used. According to the present invention, the hole 23 By increasing the space spacing between the outer medicine (2) and the peripheral medicine balls 12 by), it is possible to minimize the number of peripheral medicines (12), and to reduce the amount of charge.

Claims

In the controlled blasting method of inserting and blasting a cylindrical charge holder (20) loaded with explosives (3) into a medicated hole (2) drilled along an excavation line (1) of an underground cavity or rock slope,

The outer circumferential surface of the charge holder 20 is formed with a groove 21 along its longitudinal direction, a hole 23 is formed in the radial direction,

When inserting the charge holder 20 into the charge hole (2), the groove 21 is disposed in parallel to the excavation line (1), the hole 23 is the excavation line (1) Control blasting method characterized in that the insertion so as to be disposed toward the free surface 22 of the inner side.