KR100448277B1 - 차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 입구측보다 내부중심측이 높아 자연배수가 가능하도록 석산의 내부중심까지 수평갱도(10)를 굴착하는 공정과, 상기 수평갱도의 내부끝단 막장에 파쇄시설이 안치되고 작업공간이 확보될 수 있도록 넓은 공간부(20)를 형성시키는 공정과, 석산의 노천 채석장까지 장비가 오르내릴 수 있도록 경사가 완만한 길을 내고, 채석물을 지하공간에 설치된 상기 파쇄시설까지 자동 낙하시켜 하단부에 적층될 수 있도록 상기 공간부와 채석장까지 연통되는 하단부가 굴곡된 수직갱도(30)를 굴착하는 공정과, 석산의 내부 공간부와 연통되어 작업자에게 신선한 공기를 공급할 수 있도록 일정 각도로 경사지게 통기공(90)을 굴착하는 공정과, 가시권역내에서 채석장이 보이지 않도록 차폐잔벽(40)을 형성하면서 하향계단식으로 석재를 채석하는 공정과, 상기 수직갱도의 하단 굴곡부에 낙하 적층된 채석물을 20㎝정도의 크기로 파쇄시킨 뒤 상기 공지된 벨트콘베이어를 이용해 갱외까지 운반 이동시키는 공정으로 이루어지는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 석재나 골재 또는 광석을 노천에서 개발시 산(또는 석산)의 정상부로부터 항시 차폐잔벽을 둔 상태로 분화구 형태의 계단식 채굴을 개시하고 또 작업장 하부 중심에 채석물(채광물을 포함함)을 자동 낙하시키는 수직갱도가 굴착되어 산 허리를 감싸는 경사진 도로를 따라 트럭 등으로 채석물을 운반하는 일이 없이 채굴과 운반에 따른 소음·진동이나 분진 등과 같은 공해피해를 줄여 인근 주민과의 분쟁소지와 그 피해를 최소화시킬 수 있도록 함은 물론 고속도로나 국도등 도로권으로부터의 가시권에서 벗어날 수 있어 채석허가를 받는데 제한을 받지 아니하여 대규모 석산을 환경친화적으로 개발할 수 있도록 한 것이다.

Description

차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법{cover wall formation of stair benchcut method}

본 발명은 차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석재나 골재 또는 광석(이하 "채석물"이라 함)을 노천에서 개발시 산(또는 석산)의 정상부로부터 항시 차폐잔벽을 둔 상태로 분화구 형태의 계단식 채굴을 개시하고 또 작업장 하부 중심에 채석물(채광물을 포함함)을 자동 낙하시키는 수직갱도가 굴착되어 산 허리를 감싸는 경사진 도로를 따라 트럭 등으로 채석물을 운반하는 일이 없이 채굴과 운반에 따른 소음·진동이나 분진 등과 같은 공해피해를 줄여 인근 주민과의 분쟁소지와 그 피해를 최소화시킬 수 있도록 함은 물론 고속도로나 국도등 도로권으로부터의 가시권에서 벗어날 수 있어 채석허가를 받는데 제한을 받지 아니하여 대규모 석산을 환경친화적으로 개발할 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 채석허가는 가급적 일반인의 눈에 띄지 않는 석산을 대상으로 허가가 이루어지는 것이 보통이나, 석·골재 수요가 많은 대형건물이나 주택건설공사등이 대부분 도시에서 이루어지고 있고 상기 수요처까지의 운반거리, 비용등의 이유로 많은 채석장들이 도심 인근에 위치하는 사례가 많아 일반인에게 노출되는 것이 불가피하였고, 그에 따른 인근주민과의 마찰이나 언론, 환경단체들로부터 많은 지탄을 받고 있다. 이러한 이유로 허가관청에서도 채석허가 기준을 점차 강화하여 나아갈 것으로 예측된다.

현재 우리나라의 채석허가 제한 규정중 가시거리 제한의 한 예를 보면(현행산림법 시행령 제91조의5 제3항) " 지방도연변가시지역의 경우에는 500미터 이내의지역", " 일반국도연변가시지역의 경우에는 1천미터 이내의 지역 ", " 고속국도 및 철도연변가시지역의 경우에는 2천미터 이내의 지역 "으로 규정하여 채석의 허가를 일정 제한하고 있다.

종래의 채석방법은 도 1 의 (a)(b)에 도시된 바와 같이 산복형(山腹型)의 개발방식이 대부분을 차지하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 방식은 채석장에서 발생하는 발파 비석이나 공기 중 부유 분진, 소음, 발파진동 등의 공해가 공공도로나 경작지·주거지에 영향을 미치는 사례가 많고, 정도의 차이는 있어도 지역사회와의 트러블의 요인으로 작용하는 문제점이 발생되었다.

또한 발파비석(發破飛石)이 100m 이상 멀리 비산하는 경우도 있으며, 분진은 풍향 등에 의하여 더욱 멀리 비산될 수 있고, 장기간에 걸쳐서 경작물 등에 크고 작은 피해를 유발하는 사례가 있었다. 따라서 분진의 비산, 발파진동, 소음 등과 같은 공해 때문에 인근 주거지로부터 최저 700~800m 정도의 직선 거리를 두어야만 하는 문제점이 발생되었다.

또한 공해방지시설을 설치하여 대책을 강구할 경우, 분진이나 발파비석은 설계에 의하여 어느 정도 예방하는 것이 가능하나, 중기류(heavy machinery)의 소음이나 발파 폭음은 근본적으로 방지할 수 없었다.

더 나아가서 종래에는 인근 주민의 입장에서 직접적으로는 피해를 입지 않더라도 발파시의 분진 등을 목격한 때에는 시각적으로 피해 의식이 작용하여 민원을 제기하게 되는 문제점도 발생되었다.

상기와 같이 종래의 채굴방법에 의해서는 난개발이 많아 전술한 바와 같이 산림법의 채석허가 기준에 의해 실질적으로 계단식 채석을 의무화 하고 있으나 대부분의 석산(1)들이 대도시 인근에 위치하고 있고 신설되는 도로가 많아 채석허가시 가시거리제한규정에 묶여 채석을 중단하는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한것으로, 석재나 골재 또는 광석을 노천에서 개발시 산(또는 석산)의 정상부로부터 항시 차폐잔벽을 둔 상태로 분화구 형태의 계단식 채굴을 수행함을 제1목적으로 한 것이고, 제2목적은 분화구 형태의 계단식 채굴방법에 따라 소음·진동이나 분진 등과 같은 공해피해를 줄여 인근 주민의 피해를 최소화시킬 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 채석허가시 차폐잔벽에 의해 가시권에서 벗어날 수 있어 채석허가의 제한에 해당되지 않도록 한 것이고, 제4목적은 전술한 방법에 따른 효과에 의해 환경친화적으로 석산을 개발할 수 있도록 한 것이며, 제5목적은 갱도를 통해 채석물을 운반할 수 있도록 한 것이고, 제6목적은 석산개발 완료후 복구사면이 없어 복구비를 절감할 수 있도록 함은 물론 이로 인해 평지화된 부지를 최대로 활용할 수 있도록 한 차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 노천에서 석재를 채굴하여 지하갱도를 통해 벨트콘베이어로 갱외까지 운반 이동시키는 채석방법에 있어서, 입구측보다 내부중심측이 높아 자연배수가 가능하도록 석산의 내부중심까지 수평갱도를 굴착하는 공정과, 상기 수평갱도의 내부끝단 막장에 파쇄시설이 안치되고 작업공간이 확보될 수 있도록 넓은 공간부를 형성시키는 공정과, 석산의 노천 채석장까지 장비가 오르내릴 수 있도록 경사가 완만한 길을 내고, 채석물을 지하공간에 설치된 상기 파쇄시설까지 자동 낙하시켜 하단부에 적층될 수 있도록 상기 공간부와 채석장까지 연통되는 하단부가 굴곡된 수직갱도를 굴착하는 공정과, 석산의 내부 공간부와 연통되어 작업자에게 신선한 공기를 공급할 수 있도록 일정 각도로 경사지게 통기공을 굴착하는 공정과, 가시권역내에서 채석장이 보이지 않도록 차폐잔벽을 형성하면서 하향계단식으로 석재를 채석하는 공정과, 상기 수직갱도의 하단 굴곡부에 낙하 적층된 채석물을 20㎝정도의 크기로 파쇄시킨 뒤 상기 공지된 벨트콘베이어를 이용해 갱외까지 운반 이동시키는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법을 제공한다.

이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 의 (a)는 종래 산림 석·골재의 경사면 채석방법을 간략하게 도시한 것이고,(b)는 종래 산림 석·골재의 계단식 채석방법을 간략하게 도시한 것이다.

도 2 는 본 발명에 적용된 차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법을 실시하기 위해 석산의 내부에 수평 및 수직갱도를 천공한 상태를 도시한간략 구성도.

도 3 은 본 발명에 적용된 차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법을 실시하는 과정을 도시한 간략 구성도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 석산 10: 수평갱도

20: 공간부 30: 수직갱도

40: 차폐잔벽 50: 벨트콘베이어

60: 1차파쇄시설 70: 그리즈리

80: 개폐장치 90: 통기공

본 발명에 적용된 차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명은 석산(1)의 내부 중심 적정 위치까지 터널을 형성하는 수평갱도(10)의 굴착하는 공정을 수행하게 된다.

이때 상기 수평갱도(10)는 전체적으로 공간부(20)의 반대편인 입구쪽으로 기울어지게 형성됨을 특징으로 하는 것으로, 그 이유는 후술하는 수직갱도(30)와 공간부(20)를 통해 유입되는 빗물이나 암반에서 유출되는 지하수 등이 외부로 쉽게 흘러 배출되도록 함에 있다.

또한 상기 수평갱도(10)의 굴착공정 이후에 상기 수평갱도(10)의 끝단(막장)에는 일정크기의 강재로된 그리즈리(70)(예를 들어 가로 60cm×세로 60cm 정도)를 통해 낙하하여 수직갱도(30)의 하부 슈트에 쌓여 있는 채석물을 20cm 내외로 1차 파쇄하는 파쇄시설(60)이 설치되고 작업자나 장비가 작업활동 할 수 있는 넓은 공간부(20)를 형성하는 단계를 수행하게 된다.

또한 상기 공간부(20)의 굴착공정 이후에는 석산(1)의 정상까지 트럭 및 중장비가 오르내릴 수 있도록 지그재그 형태로 길(도면상 미 도시됨)을 내고, 석산(1)의 정상부터 수직으로 상기 공간부(20) 및 수평갱도(10)와 연통되게 수직갱도(30)를 굴착하는 단계를 수행하게 된다.

이때 상기 수직갱도(30)의 직경은 약 6 미터가 되도록 굴착하는 것이나, 필요에 따라 그 직경은 크거나 작게 굴착할 수 있고 또한 상기 수직갱도(30)는 직각 외에 소정 간격(약 70도 이상)으로 경사지게 형성할 수 있음은 물론이다. 그리고 상기 공간부(20)와 연결되는 개소는 상기 수직갱도(30)의 방향과 경사를 틀어 낙하되는 채석물의 낙하속도를 줄이도록 하며, 공간부(20)의 상부 입구에는 채석물이 일정량만 유입되도록 조절하는 개폐장치(80)가 구비된다.

또한 상기 수직갱도(30)의 굴착공정 이후에는 석산(1)의 정상에서부터 분화구 형태의 계단식으로 차폐잔벽(40)이 형성되도록 채굴하는 공정을 수행하게 된다.

이때 상기 계단의 높이는 부석의 제거, 천공의 길이, 발파의 효과 등을 감안하여 15m 내외로 하며, 계단의 폭은 천공장비나 로더, 트럭 등의 이동과 작업이 용이하도록 25m 내외로 형성함이 바람직하고, 경사도는 낙석의 방지 등을 위해 수직면으로 하기 보다는 약 70도 내외의 경사를 형성함이 바람직하나, 필요에 따라 상기 수치는 가변 가능함은 물론이다.

그리고 상기 석산(1)을 채굴할 때 채굴된 골재는 수직갱도 하부 굴곡된 부위적소에 설치되는 두꺼운 강재로 된 격자상의 그리즈리(70)를 통해 하부로 자동 낙하되어야 하므로 가급적 그리즈리(70) 사이를 통과할 수 있는 크기로 채굴하되 상기 그리즈리(70)를 통과할 수 없는 큰 채석물은 브레이커로 잘게 깨어 하부로 투입시키고, 후술하는 바와 같이 수직갱도(30)를 통해 공간부(20)로 유입된 골재는 다시 공간부(20)에 설치된 1차파쇄시설(60)에서 일정 크기로 파쇄(약 20cm 내외)하는 단계를 더 거치게 된다.

본 발명은 상기와 같이 분화구 형태와 하향 계단식으로 석산(1)을 채굴함으로 자연스럽게 차폐잔벽(40)이 형성되어 소음·진동이나 분진에 의한 인근 주민의 피해를 최소화 할 수 있도록 함은 물론 외관상으로도 보기 좋음으로 분쟁의 소지를 없앨 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 상기 채굴한 원석을 수직갱도(30)를 통해 공간부(20)로 내리면 공간부(20)에 설치된 1차파쇄시설(60)이 이를 파쇄하여 수평갱도(10)에 설치된 벨트콘베이어(50)를 통해 외부 분쇄공장으로 운반하는 단계로 석산을 채굴하게 되는 것이다.

이때 상기 수평갱도(10)의 일측에는 20cm 내외로 파쇄된 석,골재를 외부 분쇄공장으로 운반하는 벨트콘베이어(50)가 설치되어 채석물을 보다 편리하게 운반할 수 있도록 함은 물론 상기 수평갱도(10)와 공간부(20)의 내부에는 배수로, 전기시설, 압축공기배관, 급수시설과 그 밖의 여러 장비가 설치되도록 한다. 또한 상기 수평갱도(10)와 공간부(20)에는 일정 간격으로 대피소를 형성시키고, 갱도나 공간부(20)의 붕괴를 방지하기 위하여 연약지반 구간에는 철재나 철근콘크리트로 지주를 세우고 필요시 앵커볼트, 록크볼팅을 시행하여 안전을 도모한다.

그리고 본 발명은 석산(1)의 내부에 일정 각도로 경사지게 통기공(90)을 형성하는 것으로, 상기 통기공(90)의 일측 하부는 상기 공간부(20)와 연통되게 형성하여 공간부(20)에서 작업하는 작업자에게 신선한 공기를 공급할 수 있게 한 것이다.

상기와 같이 석산 채굴이 완료되면 채석단지의 사후 이용계획이 수립되는 것으로, 상기 채석장의 환경 훼손을 복원하기 위하여는 사후적인 복구사업도 매우 중요하나, 그 보다 더 먼저 고려해야 할 것은 채석장의 개발이 완료된 이후 이를 적극적으로 활용하는 방안을 모색하는 것도 중요하다.

즉, 채석장을 가장 경제적이고 효율적으로 개발하는 방법은 골재채취 이전에 채석이 완료된 이후의 해당 지역에 대한 토지 이용계획과 복구계획을 세우게 된다.

그리고 복구의 최종 목표는 토지를 유용하게 사용할 수 있도록 만드는 것이며, 미리 용도가 정해져 있으면 경제적인 복구가 가능한 것이다.

상기와 같이 개발이 완료된 채석장을 주거지로 개발하거나, 공장용지나 업무 시설지의 휴식공간, 골프코스, 공원, 레크레이션지역, 폭풍방재시설, 농장, 납골당, 쓰레기매립지 등으로 재활용하는 것이 가능하고, 이러한 사후 용도나 개발 방향을 고려하여 채석단지의 입지를 검토하고, 채석단지의 규모 등을 결정하는 것이 필요하다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 석재나 골재 또는 광석을 노천에서 개발시 산(또는 석산)의 정상부로부터 항시 차폐잔벽을 둔 상태로 분화구 형태의 계단식 채굴을 수행하도록 한 것이고, 분화구 형태의 계단식 채굴방법에 따라 소음·진동이나 분진 등과 같은 공해피해를 줄여 인근 주민의 피해를 최소화시킬 수 있도록 한 것이며, 채석허가시 차폐잔벽에 의해 가시권에서 벗어날 수 있어 채석허가의 제한에 해당되지 않도록 한 것이다. 그리고 갱내 갱도를 통해 채굴물을 운반할 수 있도록 하여 환경친화적으로 석산을 개발할 수 있으며, 석산개발 완료후 복구사면이 없어 복구비를 절감할 수 있도록 함은 물론 이로 인해 평지화된 부지를 최대로 활용할 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 노천에서 석재를 채굴하여 지하갱도를 통해 벨트콘베이어로 갱외까지 운반 이동시키는 채석방법에 있어서,

   입구측보다 내부중심측이 높아 자연배수가 가능하도록 석산의 내부중심까지 수평갱도(10)를 굴착하는 공정과,

   상기 수평갱도의 내부끝단 막장에 파쇄시설이 안치되고 작업공간이 확보될 수 있도록 넓은 공간부(20)를 형성시키는 공정과,

   석산의 노천 채석장까지 장비가 오르내릴 수 있도록 경사가 완만한 길을 내고, 채석물을 지하공간에 설치된 상기 파쇄시설까지 자동 낙하시켜 하단부에 적층될 수 있도록 상기 공간부와 채석장까지 연통되는 하단부가 굴곡된 수직갱도(30)를 굴착하는 공정과,

   석산의 내부 공간부와 연통되어 작업자에게 신선한 공기를 공급할 수 있도록 일정 각도로 경사지게 통기공(90)을 굴착하는 공정과,

   가시권역내에서 채석장이 보이지 않도록 차폐잔벽(40)을 형성하면서 하향계단식으로 석재를 채석하는 공정과,

   상기 수직갱도의 하단 굴곡부에 낙하 적층된 채석물을 20㎝정도의 크기로 파쇄시킨 뒤 상기 공지된 벨트콘베이어를 이용해 갱외까지 운반 이동시키는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 수직갱도의 하단 굴곡부위에는 가로 세로 각 60㎝ 미만의 채석물이 통과하는 격자망이 형성된 강재의 그리즈리(70)가 구비되어 골재를 채굴하는 공정과, 낙하적층된 채석물을 개폐장치(80)를 이용하여 상기 파쇄시설로 적량 투입되도록 조절하는 공정이 더 포함됨을 특징으로 하는 차폐잔벽이 형성된 하향 계단식 채석방법.
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