KR100680855B1 - 발파용 에어튜브 및 그것을 이용한 암반발파방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발파용 에어튜브 및 그것을 이용한 암반발파방법에 관한 것으로, 발파공 보다 작은 직경을 가지며 길이가 긴 형상으로서 외면 둘레의 테두리 융착부에 의해 밀폐되어 내부에 공기가 채워질 수 있도록 형성되는 공기주머니와; 상기 공기주머니의 상측 테두리 융착부에 그 내부로 공기를 주입할 수 있도록 부착되는 주입구로 구성된 것에 있어서, 상기 공기주머니의 양측 테두리 융착부에서 일체로 연장되어 공기주머니를 기준으로 좌우에 대칭이 되도록 돌출 형성되는 양측의 지지날개를 더 포함하여서, 발파공내 삽입시 상기 양측의 지지날개가 공벽에 접지되면서 상기 공기주머니를 발파공의 중앙부에 직립상태로 장착되도록 지지함을 특징으로 하여, 에어튜브의 전체 직경이 발파공의 직경보다 작은 직경을 가지면서 발파공 내에 삽입되어 공벽에 지지날개에 의해 지지되며, 또한 발파공내 장전된 폭약 중앙에 공기주머니가 매립되어 폭약의 길이와 양을 조절할 수 있게 함으로써 폭발력이 골고루 암반의 투사면적에 작용하여 암반을 파쇄시키며, 특히 지지날개의 하측에 무게추가 삽입되는 포켓을 형성하여 무게중심이 하측으로 치우치도록 함으로써 발파공내에서 에어튜브를 신속하고도 용이하게 장착시킬 수 있다.

에어 덱킹, 발파, 폭약, 매립, 에어튜브, 지지날개, 주름, 포켓, 무게추

Description

발파용 에어튜브 및 그것을 이용한 암반발파방법{Air tube for blasting and rock blasting method for using it}

도1은 종래의 에어튜브에 의한 발파방법을 나타내는 단면도,

도2는 종래 에어튜브를 지지틀로 장착시켜 발파공 내에 삽입하여 공벽에 지지하는 상태의 개략도,

도3은 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 제1실시예를 나타내는 사시도,

도4는 본 발명에 의한 발파용 에어튜브가 발파공 내에 삽입된 상태를 나타내는 일부 절결 사시도,

도5는 도4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도,

도6은 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 지지날개에 주름선이 형성된 제2 실시예를 나타내는 도면,

도7은 도6의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 단면도,

도8은 도6의 다른 실시예에 따른 발파용 에어튜브가 발파공 내 장착된 상태의 단면도,

도9는 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 지지날개의 하단에 걸고리 구멍이 형성된 제3실시예를 나타내는 도면,

도10은 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 걸고리 구멍에 매달리는 무게추 포켓을 나타내는 사시도,

도11은 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 하측에 무게추 포켓이 구비된 제4실시예를 나타내는 도면,

도12는 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 하측에 무게추 포켓과 주름선이 함께 구비된 제5실시예를 나타내는 도면,

도13은 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 지지날개의 중간부에서 하단부에 걸쳐 포켓을 형성한 제6실시예를 나타내는 도면,

도14는 도13의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선에 따른 단면도,

도15는 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 지지날개의 상단부에서 하단부에 걸쳐 포켓을 형성한 제7실시예를 나타내는 도면,

도16은 공기주머니와 양측 테두리 융착부 사이에 주름이 형성되고 지지날개에 무게추 포켓이 형성된 제8실시예를 나타내는 도면,

도17은 본 발명의 발파용 에어튜브를 이용한 발파방법을 나타내는 사시도,

도18은 도17의 종단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 공기주머니 20: 양측의 지지날개

21: 주름선 22: 걸고리 구멍

23: 무게추 포켓 24: 걸고리

25: 개구부 30: 주입구

31: 패치 40: 발파공

50: 폭약 60: 뇌관

61: 각선 70: 전색물

S: 암석조각

본 발명은 발파용 에어튜브 및 그것을 이용한 암반발파방법에 관한 것으로서, 특히 발파공내 발파용 에어튜브(air tube)의 삽입시 공기주머니가 발파공의 중앙부에 직립상태로 장착되게 함으로써 발파공내 장전되는 폭약이 골고루 분포되어 발파시 에어 덱킹의 기능을 가지면서 폭발력이 골고루 암반상에 투사되어 발파되게 할 뿐만 아니라, 지지날개의 하측에 형성된 포켓에 무게추를 장착시켜 에어튜브의 무게중심을 하측으로 치우치게 함으로써 발파공내로 에어튜브 장착시 삽입이 용이하고, 신속한 설치가 가능하여 발파작업 시간을 단축시켜 주게 하는 발파용 에어튜브 및 그것을 이용한 암반발파방법에 관한 것이다.

암반발파에 있어, 에어 덱킹(Air Decking)이란 암반의 천공구멍 내에 소자유면의 기능을 하는 공간부를 두고 폭약을 발파시킴으로써 폭약의 사용량을 절감시키고, 발파시 발생되는 진동 및 소음을 감소시키는 기술이다.

종래 대표적인 에어 덱킹의 기술로서, US 5,936,187호로 알려진 바와 같이, 마개(Plug)를 전색물과 폭약 사이에 설치하여 폭발시 폭발력이 발파공을 통해 누출되지 않게 하는 것으로서, 이 마개는 연성을 갖는 줄 모양을 갖는 재질로 캡(Cap)모양을 발파공 내 장착시켜 에어층을 형성시키고, 발파시 비석과 폭음을 감소시키며 파쇄도를 증가시키는 기술이다.

이 기술은 폭약의 폭발력이 발파공을 통해 누출되는 것을 방지하는 기술이어서 발파공 내에 공기층을 형성하지 못하며, 설사 공기층을 형성하더라도 폭약의 장전길이를 조절할 수 없고, 폭발력이 암반에 투사되는 면적을 확대시키지 못하는 단점이 있다.

또한, 이 기술은 발파공내 마개(Plug)를 설치할 때 그 중간에 마개(Plug)가 걸려서 발파공내의 공기량을 조정하는 것이 기술적으로 불가능하다. 그 이유는 통상 암반의 천공작업시 천공 비트(Bit)의 크기는 암반과의 마찰에 의한 비트(Bit)의 마모로 인하여 일정한 천공경을 유지하는 것이 불가능하기 때문이다.

또다른 에어 데킹 기술로서, US 6,213,212호로 알려진 개스백(GAS BAGS)을 이용하는 발파방법이 있다. 이 기술에 사용되는 개스백(GAS BAG)은 제조공장에서 가루약과 액체약을 분리하여 동일 튜브에 이들을 넣고, 현장에서 가루약과 액체를 쉽게 혼합되게 한 후 발파공 내에 일정위치에 장착하여 2~3시간 후 가루약과 액체 화학성분이 반응하여 발파공 내에서 개스백의 부피를 팽창시켜 공벽상에 밀착시켜 에어층을 형성시키는 방법이다.

그러나 이 방법은 가루약과 액체 화학성분이 2~3시간이 경과하여도 에어층을 만들지 못할 때가 많다. 이에 따라 에어 덱킹(Air decking)의 효과를 전혀 기대할 수 없고, 또한 가격이 비싼 단점이 있었다.

또다른 에어 데킹 기술로서, 나무막대기에 모자형태를 뒤집은 모양의 플래스틱 모형 장치를 발파공의 하부 또는 폭약과 폭약사이에 장착시킴으로써 나무막대기로 지지되는 공간에 에어층을 형성시키는 기술이다.

그러나, 이 기술은 발파공의 하부에만 장착할 경우 나무막대기가 발파공의 바닥에 지지되어 공기량을 정량적으로 형성시킬 수는 있으나, 폭약과 폭약사이에는 나무막대기가 폭약 속으로 파묻혀서 플래스틱 모형 장치가 내려가 에어층 형성이 정량적으로 될 수 없고, 또한 경암(Hard Rock)을 발파할 경우에 이 장치를 발파공의 하부에 장착하면 암반이 파쇄되지 않은 상태로 잔류할 가능성이 매우 높은 단점이 있다.

상기 기재된 종래의 에어 덱킹 기술이 갖고 있는 문제점을 개선하기 위해 본 발명자는 선출원 한국특허 10-0441222(US특허 제6,631,684호와 동일)로, 도1에 도시한 바와 같이 장약공(1)내에 일정길이를 갖는 에어튜브(2)를 적어도 1개층 이상 끼워 인공의 자유면을 형성하고, 그 에어튜브(air tube)를 장약으로 감싸 매립(embedded)되게 하여 발파시키는 장약층 내부에 매장되는 공기주머니를 이용한 암반 발파방법을 제안한 바 있다.

이 기술은 기존의 에어 덱킹(Air decking)기술과 달리, 공기주머니의 상단부에 주입구를 부착하여 그 내부로 공기를 주입하여 외부로 누출되지 않게 하면서 폭약의 무게를 충분히 견딜 수 있는 재질로 제작된 에어튜브를 발파공 내 삽입한 후, 에어튜브의 외측으로 폭약이 장전되어 폭약 속에 에어튜브가 매립된 상태에서 발파시키는 방법이다.

이 기술은 에어튜브를 발파공내의 상부, 하부 또는 폭약과 폭약사이에 자유자재로 장착할 수 있고, 또한 공기의 양을 암석의 강도에 따라 적절히 조절시킬 수 있으며, 또한 암반 파쇄도의 조정도 가능하다.

또한, 매립형 에어튜브에 의해 폭약의 장전 길이를 증가시킴으로써 폭약 폭발시 자유면 쪽의 암반에 투사면적을 최대한 크게 하여 폭발력이 암반에 작용하는 비표면적을 확대시킬 수 있고 폭약의 폭발력이 최대한 암반의 파쇄에만 작용하도록 한다.

또한, 비표면적의 확대로 인하여 폭약의 폭발길이가 증가되어 미세한 차이로 장약공 내에서 전압력을 최대한 증가시켜 암반을 파쇄시킬 뿐만 아니라, 또한 폭약이 자유면 가까이 장약되어 폭발됨으로써 적은 량의 장약량으로도 암반발파가 가능하고 동시에 발파시 폭발력이 자유면 쪽으로 분산되어 발파진동을 저감시켜 주는 효과가 있다.

한편 폭약의 폭발길이가 증가됨으로 인하여 전색물의 길이를 짧게 할 수 있어 발파후 전석의 발생을 크게 감소시켜 주는 효과도 있다.

그러나, 상기 장약층내 매립되는 공기주머니를 이용한 암반발파방법은 에어튜브를 발파공내로 삽입할 때, 천공경에 비해 에어튜브 전체의 크기가 작아서 발파공내에서 공기주머니가 중앙부에서 벗어난 위치에 기울어진 상태로 장착되는 현상이 발생되고, 중량이 가벼운 에어튜브가 공내에서 중간층에 걸리게 되는 경우가 가끔 발생되어 장약공내 전체 길이에 걸쳐 장약이 골고루 분포되지 않게 되므로 폭발시 암반에 작용하는 힘의 균형이 일정하지 못하여 전석 발생 등의 문제점이 있었다.

또한, 도2에 도시된 바와 같이 발파공(1) 내에서 발파용 에어튜브를 중앙부에 위치하게 하고 기울어짐을 방지하고자 하는 경우에, 그 발파용 에어튜브(2)의 외측에 별도의 지지틀(3)을 장착한 후, 장약공내로 삽입해야 하는 설치작업의 불편함과 그로 인한 비용증가 및 발파작업 시간이 길어지게 되는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명자는 발파용 에어튜브의 형태를 공기주머니의 외면에 좌우 대칭형으로 양측의 지지날개를 일체로 형성하고, 발파용 에어튜브(air tube)의 하측에 무게추를 장착할 수 있게 개선시킴으로써, 이 양측의 지지날개로서 공기주머니를 발파공의 중앙부에 직립상태로 장착시킴에 따라 발파공내 장전되는 장약이 골고루 분포되어 암반을 발파함과 아울러, 공기주머니의 외측에 장착되는 무게추에 의해 그 무게중심이 전체적으로 하측으로 위치됨에 따라 발파공내 에어튜브의 장착작업이 용이하고, 또한 신속한 설치가 가능하여 발파작업 시간을 단축시켜 주는 발파용 에어튜브(air tube) 및 그것을 이용한 암반발파방법을 창안하게 되었다.

즉, 본 발명은 발파공내 발파용 에어튜브의 설치시 공기주머니가 기울어지는 현상이 발생되거나, 공기주머니를 별도의 중심고정 장치로 지지하였던 종래의 기술과 달리, 공기주머니의 외측에 좌우 대칭으로 돌출 형성된 양측의 지지날개로서 공기주머니를 공벽으로부터 이격시켜 발파공의 중앙부에 직립상태로 장착되도록 지지하면서, 공기주머니의 외측에 장착되는 무게추에 의해 전체적인 무게중심이 하측으로 위치되는 발파용 에어튜브를 사용함에 따라 그 발파용 에어튜브를 발파공내로 신속하고도 용이하게 설치할 수 있게 하고, 인공의 자유면을 형성하는 발파용 에어튜브에 의하여 폭약의 폭발력이 발파공내에서 최대한 분산되어지며, 또한 폭발시 폭발력이 골고루 암반상에 투사되어 작용하도록 하는 특징을 갖고 있다.

이러한 특징에 의해 발파용 에어튜브가 폭약 속에 매립됨으로써 폭약의 사용량을 감소시키면서, 또한 발파진동을 내부의 인공 자유면 쪽으로 분산시킬 수 있고, 폭약의 폭발길이를 최대한 자유면 쪽으로 확대시킬 수 있음으로써 전석 발생도 크게 감소시킬 수 있게 된다.

통상 일반적인 노천에서의 암반발파는 대개 2~3 자유면(도면에서 F₁,F₂로 표기됨)을 갖고 있으므로 계단의 높이가 높을수록 2~3 자유면에 가깝게 되어 자유면이 증가된 만큼 폭약의 폭발력이 암반에 작게 작용하여도 쉽게 암반이 파쇄될 수 있는데, 보통의 암반발파 방법은 전색장이 길어 폭약의 폭발력이 충분히 암반에 작용되지 못하였었다.

그러나, 본 발명에 의한 발파방법은 발파용 에어튜브가 폭약속에 매립되면서 폭약 장전시 체적당 장약량을 최소로 할 수 있음과 아울러 폭약이 폭발할 때 폭발길이를 최대한 증가시킬 수 있기 때문에 결과적으로 폭약이 장전되는 위치가 발파용 에어튜브에 의하여 2~3자유면에 가까이 장약되도록 설계할 수 있어 진동을 크게 감쇠시키고, 파쇄도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 일반적으로 ANFO 또는 벌크(Bulk)형 워터겔(watergel)폭약 사용을 위해 천공할 때 천공기의 선단부 드릴이 반복적으로 천공됨으로써 그 선단부가 마모되어 천공직경이 감소되는 비트 게이지 드롭(bit gage drop)현상이 발생된다.

이에 따라, 발파공마다 천공경이 다르게 되면 장전되는 ANFO 또는 벌크(Bulk)형 워터겔(watergel) 폭약량의 체적이 각각의 구멍마다 다르게 됨에 따라 가루로 된 ANFO 또는 벌크(Bulk)형 워터겔(watergel) 폭약 사용량의 조절이 기술적으로 어렵게 되나, 본 발명은 이러한 전색장의 차이를 발파용 에어튜브의 길이 조절로 극복할 수 있는 유일한 장약방법이 될 수 있다.

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본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 공기주머니의 외면에 좌우 대칭형으로 양측의 지지날개를 돌출 형성하여 발파공내 삽입시 공기주머니가 발파공의 중앙부에 직립상태로 장착되도록 하여 이를 폭약으로 감싸 폭발시 에어 덱킹의 기능을 하면서 폭발력이 장약공내의 주변암반에 골고루 작용하게 하는 발파용 에어튜브 및 그것을 이용한 암반 발파방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공기주머니의 하측에 무게추를 넣거나 달 수 있게 함으로써 발파공내로 에어튜브의 삽입작업을 용이하고도 신속하게 설치할 수 있으며, 이에 따라 발파작업 시간을 단축시켜 주는 발파용 에어튜브 및 그것을 이용한 암반 발파방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 발파공마다 천공경이 다르게 되더라도 가루로 된 ANFO 또는 벌크(Bulk)형 워터겔(watergel)의 폭약 사용량을 조절할 수 있고, 또한 전색장의 차이를 조절할 수 있는 발파용 에어튜브 및 그것을 이용한 암반 발파방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 장약의 폭발길이를 공학적으로 가능한 최대한 확대시켜 폭발시 자유면쪽의 암반에 전압력을 증가시켜 골고루 암반을 파괴시킴으로써 암반 발파시에 소요되는 폭약 사용량을 감소시켜 주며, 또한 폭약의 장전위치를 자유면 가까이 장전함으로써 전석의 발생을 줄여주는 발파용 에어튜브 및 그것을 이용한 암반 발파방법을 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 발파공 보다 작은 직경을 가지며 길이가 긴 형상으로서 외면 둘레의 테두리 융착부에 의해 밀폐되어 내부에 공기가 채워질 수 있도록 형성되는 공기주머니와; 상기 공기주머니의 상측 테두리 융착부에 그 내부로 공기를 주입할 수 있도록 부착되는 주입구로 구성된 점에서 종래의 것과 기술개념을 같이 한다.
다만, 본 발명의 발파용 에어튜브는 상기 공기주머니의 양측 테두리 융착부에서 일체로 연장되어 공기주머니를 기준으로 좌우에 대칭이 되도록 돌출 형성되는 양측의 지지날개를 더 포함하여서, 발파공내 삽입시 상기 양측의 지지날개가 공벽에 접지되면서 상기 공기주머니를 발파공의 중앙부에 직립상태로 장착되도록 지지함을 특징으로 한다.

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또한, 본 발명에 의한 발파용 에어튜브에 구비되는 상기 양측의 지지날개는 폭방향의 일정간격마다 주름선이 수직으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 발파용 에어튜브는 상기 공기주머니의 하측에 형성되는 테두리 융착부에 무게추를 끼워 걸 수 있는 걸고리 구멍이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 발파용 에어튜브에 구비되는 상기 걸고리 구멍은 공기주머니의 하측에 형성된 테두리 융착부의 중앙에만 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 발파용 에어튜브에 구비되는 상기 걸고리 구멍은 양측의 지지날개의 하단에 대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 발파용 에어튜브에 구비되는 상기 공기주머니의 하측에 형성되는 테두리 융착부를 하향 연장시키고 그 중앙에 포켓이 더 구비되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 발파용 에어튜브는 상기 양측의 지지날개의 중간부에 개구부를 형성하여 두고 그 개구부와 공기주머니의 하단부 사이에 위치하도록 형성된 포켓이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 발파용 에어튜브는 상기 양측의 지지날개의 상단부에 개구부를 형성하여 두고 그 개구부와 공기주머니의 하단부 사이에 위치하도록 형성된 포켓이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

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이하, 본 발명의 실시예들에 따른 첨부도면을 참조하여 본 발명의 기술구성을 보다 구체적으로 설명한다.

도3은 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 제1실시예를 나타내는 사시도이며, 도4는 본 발명에 의한 발파용 에어튜브가 발파공 내에 삽입된 상태를 나타내는 일부 절결 사시도이며, 도5는 도4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도이다.

도시하는 바와 같이, 본 발명에 의한 발파용 에어튜브는 발파공의 직경보다 작은 직경을 가지면서 중앙부에 길이방향으로 형성되는 공기주머니(10)와; 상기 공기주머니 외측의 테두리부에서 일정 폭으로 좌우 대칭이 되도록 돌출 형성되는 양측의 지지날개(20)와; 상기 공기주머니의 상단에서 공기를 주입할 수 있도록 부착되는 주입구(30)로 구성된다.

본 발명에 의한 발파용 에어튜브는 합성수지 재질로 된 세로길이가 더 긴 2이상의 시이트를 겹친 상태에서 공기주머니의 테두리부가 되는 양쪽 측면, 상부 및 하부를 융착시킴으로써 밀폐된 공기주머니(10)를 형성하게 된다. 즉 공기주머니의 종축방향과 직교되는 평면상으로 중앙부는 공기주머니가 형성되고, 그 공기주머니가 밀폐되도록 외측 둘레를 따라 2장의 시이트를 용착한 테두리 융착부가 형성되어 진다.

이때 에어튜브의 양측 테두리 융착부에는 그 양측 테두리 융착부 보다 넓은 폭으로 연이어져서 상기 공기주머니(10)를 기준으로 좌우에 대칭이 되도록 양측의 지지날개(20)를 돌출 형성함이 중요하다. 그 이유는, 발파공(40)내 발파용 에어튜브 삽입시 상기 양측의 지지날개(20)의 단부가 공벽에 접지되게 하여, 상기 공기주머니(20)를 양측의 지지날개(20)의 폭길이 W만큼 공벽으로부터 이격시켜서 발파공(40)의 중앙부에 직립상태로 장착되도록 지지하기 위함이다.

한편 2장의 합성수지 시이트를 융착시킬 때, 공기주머니(10)는 공기가 주입되지 않은 상태이므로, 융착 후에 상기 공기주머니(10)에 공기를 주입할 수 있는 주입구(30)를 부착시켜야 한다.

상기 주입구(30)는 상기 공기주머니(10)의 상측 테두리 융착부에 합성수지 재질로서 상측 테두리 융착부 폭보다 길이가 긴 패치(31a,31b)를 2장 겹쳐 놓고, 상기 패치(31a,31b)가 공기주머니(10)의 상측 테두리 융착부를 관통하여 공기주머니(10)의 내외부로 돌출되게 위치한 상태로 융착시켜서 된다.

상기 패치(31a,31b)는 용융점이 높은 합성수지 재질을 사용하여 본 발명에 의한 에어튜브의 상측 테두리 융착부를 열융착할 때, 상기 패치(31a,31b)가 놓인 부분은 융착되지 않게 함으로써 주입구(30)를 통해 상기 공기주머니(10)의 내부와 외부가 통하게 한다.

또한, 상기 2장의 패치(31a,31b)는 공기주머니(10)의 상측 테두리 융착부의 폭보다 더 길게 위로 돌출되어 있어, 상기 2장의 패치(31a,31b)를 양손으로 각각 하나씩 잡고 잡아당기면 주입구(30)가 벌어지게 되고 그 사이로 공기주입장치의 노즐 등을 집어넣어 공기를 주입할 수 있게 한다.

도4 및 도5의 도시와 같이, 본 발명에 의한 발파용 에어튜브는 공기주머니(10)를 기준으로 좌우 대칭이 되도록 돌출 형성되는 양측의 지지날개(20)를 갖추어서, 발파용 에어튜브를 발파공(40)의 내부에 삽입하면 양측의 지지날개(20)의 단부가 발파공(40)의 공벽에 접지되어 지지됨으로써, 상기 공기주머니(10)가 양측의 지지날개(20)의 폭길이 W만큼 이격되어 발파공(40)의 중앙부에 위치되게 하는 동시에, 한쪽으로 기울어지지 않고 직립상태로 장착될 수 있게 하여 준다.

따라서, 선출원 한국특허 10-2001-54369호(US특허 제6,631,684호와 동일함)에서와 같이 에어튜브를 세우기 위해 지지틀을 사용할 필요없이 공기를 주입한 상태에서 곧바로 발파공(40)에 삽입하여 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 발파용 에어튜브는 공기주머니(10)를 기준으로 좌우 양측에 양측의 지지날개(20)가 형성되어 있기 때문에 발파공(40)에 장전된 폭약(50)이 공기주머니(10)가 놓인 위치에서는 좌우로 분리되나, 상하로는 분리되지 않고 연속되어 장전되어 있는 상태이므로, 순폭을 일으키게 한다.

한편, 일반적으로 암반을 발파하기 위하여 암반에 발파공(40)을 천공할 때, 비트 게이지 드롭(Bit Gage Drop) 현상에 의해 처음 천공된 발파공의 직경과 마지막에 천공된 발파공의 직경에 차이가 생기게 된다.

이와 같이 천공경이 축소되어 작은 직경의 발파공인 경우에는 발파용 에어튜브의 전체적인 폭이 발파공의 직경보다 커서 공벽과의 마찰접촉을 일으키게 되어, 발파용 에어튜브를 발파공내에 삽입하는 작업이 용이하지 않게 된다.

따라서, 발파공의 천공경이 작더라도 마찰저항을 극복하면서 발파공내로 발파용 에어튜브를 삽입시키기 위해서 지지날개의 폭방향으로 수직의 주름선을 2~3개 형성하여 지지날개의 폭이 신축적으로 작용함으로써 에어튜브가 공벽에 신축적으로 대응하면서 공내로 삽입할 수 있다.

도6은 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 지지날개에 주름선이 형성된 제2 실시예를 나타내는 도면이며, 도7은 도6의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 단면도이고, 도8은 도6의 제2실시예에 따른 발파용 에어튜브가 발파공 내 장착된 상태의 단면도이다.

본 실시예에 의한 발파용 에어튜브는 양측의 지지날개(20)의 폭방향 중간에 각각 2~3개의 주름선(21)을 수직으로 형성하고 있다. 이 양측의 지지날개(20)는 주름선(21)의 탄력성에 의해 용이하게 구부러질 수 있다.

따라서, 도6 내지 도8의 도시와 같이, 양측의 지지날개(20)에 주름선(21)을 갖는 발파용 에어튜브를 천공경이 작은 발파공(40)에 삽입하는 경우, 발파공(40)의 직경 D가 에어튜브의 전체폭(즉, 양측의 지지날개(20)의 좌측 끝부터 우측 끝까지의 폭) W₁보다 작더라도(즉, D〈W₁) 양측의 지지날개(20)가 주름선(21)을 중심으로 내측으로 접힘에 의해 그 폭을 작게 하여 큰 저항없이 발파공(40)내로 삽입이 가능하게 된다.

도9는 발파용 에어튜브의 지지날개의 하단에 걸고리 구멍이 형성된 제3실시예를 나타내는 도면이다.

본 실시예는 상기 제2실시예의 발파공(40)의 직경 D가 에어튜브의 전체폭 W₁보다 작아 주름선(21)이 있는 양측의 지지날개(20)의 신축작용에도 불구하고 삽입되는 양측의 지지날개(20)가 발파공(40)의 공벽에 닿게 되어 큰 마찰저항을 받게 되는 경우, 이러한 마찰저항력을 극복하기 위해 도9의 도시와 같이, 양측의 지지날개(20)의 하측에 무게추를 매달 수 있는 걸고리 구멍(22)을 형성하여 무게추를 장착시킴으로써 에어튜브의 무게중심이 하측으로 위치되도록 하여 발파공내에서 에어튜브의 하향력을 증가시키게 하는 실시예이다.

즉, 본 실시예에서는 공기주머니(10)의 하측에 위치한 테두리 융착부의 중앙부 1개소에 걸고리 구멍(22)을 형성하여 무게추를 매달리게 할 수 있고, 또한 양측의 지지날개(20) 하측에 좌우 대칭으로 1쌍의 걸고리 구멍(22)을 형성할 수도 있다. 이 경우 걸고리 구멍(22)을 통해 양측에 매달리는 무게추로서 중량과 균형을 조절하여 공벽과의 마찰저항을 극복하고 에어튜브의 발파공(40)내로의 하향 삽입을 용이하게 한다.

도10은 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 걸고리 구멍에 매달리는 무게추 포켓을 나타내는 사시도이다.

도시한 바와 같이, 걸고리 구멍(22)에 매달리는 무게추 포켓(23)은 쉽게 구할 수 있는 합성수지제 봉지를 사용하며, 무게추는 현장에서 쉽게 구할 수 있는 암석조각(S), 모래, 흙 등을 사용하여 개구부(25)를 통하여 포켓(23)에 넣는다.

걸고리 구멍(22)에 무게추 포켓(23)을 결합하는 걸고리(24)는 플래스틱 또는 철선의 재질로 S형상으로 가공되어 미리 제작된 것을 사용할 수도 있으나, 현장에서 끈(도시하지 않음)으로 걸고리 구멍(22)과 무게추 포켓(23)을 결속시켜 사용할 수도 있으며, 이러한 결속수단은 통상적인 여러 가지 형태의 것이 사용될 수 있다.

도11은 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 하측에 무게추 포켓이 구비된 제4실시예를 나타내는 도면이며, 도12는 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 하측에 무게추 포켓과 주름선이 함께 구비된 제5실시예를 나타내는 도면이다.

본 실시예들은 발파공의 공벽과 양측의 지지날개(20)의 접촉에 의해 발파공내로 발파용 에어튜브의 삽입이 용이하지 않은 경우, 발파공내로 삽입되는 발파용 에어튜브가 공벽의 마찰저항을 극복하기 위해 별도의 합성수지제 봉지를 사용하지 않고서도 직접 에어튜브의 몸체 하측에 무게추가 삽입되는 무게추 포켓(26)이 각각 형성되는 실시예들이다.

이 무게추 포켓(26)은 발파용 에어튜브 제작시 공기주머니(10)의 하측 테두리 융착부로부터 무게추 포켓(26)의 높이 H₁을 고려하여 용융점이 다른 시트를 2겹으로 하여 내부가 융착되지 않게 하고, 무게추 포켓(26)의 윗부분을 절개하여 개구부(26a)를 형성함으로써 현장에서 획득하기 쉬운 암석조각, 모래, 흙 등을 넣어 에어튜브의 무게중심을 하측으로 위치되게 하며, 발파공내로 삽입시 양측의 지지날개(20)가 발파공(40)의 공벽에 접촉하여도 그 마찰력을 극복하면서 용이하게 삽입할 수 있다.

도13은 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 지지날개의 중간부에서 하단부에 걸쳐 포켓을 형성한 제6실시예를 나타내는 도면이며, 도14는 도13의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선에 따른 단면도이다.

본 실시예는 에어튜브의 양측의 지지날개(20)의 중간부에서 하단부에 걸쳐 포켓을 형성하여 무게추를 직접 집어넣는 형태로서, 공기주머니(10)의 종축방향과 나란히 양측의 지지날개(20)에 그 상부가 트인 개구부(27a)를 갖고 공기주머니(10) 보다 전체 길이가 짧은 1쌍의 무게추 포켓(27)을 각각 형성하여, 개구부(27a)를 통하여 현장에서 획득하기 쉬운 암석조각(S)을 무게추 포켓(27)에 채워서 수용할 수 있게 한 실시예이다.

상기 양측의 지지날개(20)를 융착할 때, 무게추 포켓(27)의 높이 H₂와 그 폭W₂를 고려하여 융점을 달리하는 2이상의 합성수지의 필름으로 융착을 하여 양측의 지지날개(20)에 무게추 포켓(27)을 형성할 수 있다.

이렇게 무게추 포켓(27)을 형성한 후, 그 상부를 절개하여 그 개구부(27a)를 통해 암석조각(S)을 넣어 무게추를 형성함으로써 에어튜브의 무게중심을 하측으로 위치되게 하며, 상기 개구부(27a)는 접착테이프를 사용하여 밀봉할 수 있다.

도15는 본 발명에 의한 발파용 에어튜브의 지지날개의 상단부에서 하단부에 걸쳐 포켓을 형성한 제7실시예를 나타내는 도면이다.

본 실시예에 의한 에어튜브는 양측의 지지날개(20)에 그 상부가 트인 개구부(28a)를 갖고 공기주머니(10) 보다 전체 길이가 긴 1쌍의 무게추 포켓(28)을 각각 형성하여, 개구부(28a)를 통하여 현장에서 획득하기 쉬운 암석조각(S)을 무게추 포켓(28)에 채워서 발파용 에어튜브의 무게중심을 하측으로 위치시키는 실시예이다.

이 무게추 포켓(28)은 주름선(21)과 마찬가지로 유연성을 가지므로 에어튜브의 폭이 발파공의 직경보다 커서 공벽에 의해 저항이 발생하는 경우 상기 포켓(28)은 그 유연성에 따라 구부러지거나 그 폭이 줄어들어서 큰 저항을 받지 않고 삽입할 수 있으며, 개구부(28a)는 접착테이프를 사용하여 밀봉할 수 있다.

도16은 공기주머니와 양측의 테두리 융착부 사이에 주름이 형성되고 지지날개에 무게추 포켓이 형성된 제8실시예를 나타내는 도면이다.

도시하는 바와 같이, 본 실시예는 공기주머니(10)의 길이방향으로 직경이 일정 간격으로 교대로 증가 및 감소되는 형태로서 양측의 지지날개(20)에 그 상부가 트인 개구부(29a)를 갖는 무게추 포켓(29)를 각각 형성하여, 개구부(29a)를 통하여 암석조각(S) 등을 넣어 발파용 에어튜브의 무게중심을 하측으로 위치시키는 실시예이다.

본 실시예에 의한 발파용 에어튜브는 그 공기주머니(10)의 직경이 일정간격으로 교대로 증가 및 감소하기 때문에, 횡방향으로 신축성을 가져서 횡방향의 힘에 의해 횡방향으로 구부러지거나 꺾이는 유연성을 가지며, 개구부(29a)는 접착테이프로 밀봉시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 발파용 에어튜브를 이용하여 암반을 발파하는 방법에 대해 도17 및 도18을 참고로 하여 설명한다.

본 발명에 의한 발파용 에어튜브를 이용한 암반발파방법은,

절취하고자 하는 암반상에 소정깊이 및 소정배열로 발파공을 천공하는 단계와;
상기 천공된 발파공 내에 상기 발파공의 직경보다 작은 직경을 갖는 공기가 충만된 공기주머니와, 그 공기주머니의 외면에 좌우 대칭이 되도록 돌출 형성된 양측의 지지날개와, 상기 양측의 지지날개의 하측에 형성된 포켓에 무게추를 삽입한 발파용 에어튜브를 발파공의 중앙부에 직립상태로 적어도 1개이상 장착시키는 단계와;
상기 발파공내 삽입된 발파용 에어튜브를 감싸면서 폭약 및 뇌관을 장전하는 폭약 장전단계와;
상기 폭약 장전된 발파공의 입구를 전색시키는 단계와;
상기 발파공내에 장전된 폭약들을 폭발시키도록 발파기로 뇌관을 기폭시키는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 발파용 에어튜브는 발파공내 장착단계에서 양측의 지지날개의 단부 부근에 구비된 걸고리 구멍에 무게추가 수용된 무게추 포켓을 끈 또는 고리로 결속한 후, 발파공내로 삽입하여 정착시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발파용 에어튜브는 발파공내 장착단계에서 양측의 지지날개의 하측에 형성된 포켓에 현장에서 획득되는 암석조각을 채운 후, 발파공내로 삽입하여 장착시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발파용 에어튜브는 발파공내 장착단계에서 양측의 지지날개의 중간부에서 하단부에 걸쳐 형성된 포켓들에 현장에서 획득되는 암석조각을 채운 후, 발파공내로 삽입하여 장착시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발파용 에어튜브는 발파공내 장착단계에서 양측의 지지날개의 상단부에서 하단부에 걸쳐 형성된 포켓들에 현장에서 획득되는 암석조각을 채운 후, 발파공내로 삽입하여 장착시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발파용 에어튜브는 발파공내 장착단계에서 암석조각이 삽입된 무게추 포켓의 개구부를 접착테이프로 부착시켜 밀봉시킨 후, 발파공내로 삽입하여 장착시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 발파용 에어튜브를 이용한 암반발파방법은 천공된 발파공(40)내에 공기주머니(10)를 기준으로 좌우에 대칭이 되도록 돌출 형성되는 양측의 지지날개(20)가 구비된 발파용 에어튜브를 적어도 1개이상 발파공의 중앙부에 직립상태로 장착시켜서, 발파공내에 장전되는 폭약(50)이 에어튜브를 감싸면서 폭약의 중심에 공기주머니가 위치되도록 장전하는 단계가 중요한 특징이다.

또한, 발파용 에어튜브의 발파공내 장착단계에서 천공경이 작은 발파공에 에어튜브를 삽입하는 경우에는 양측의 지지날개에 주름선이 형성된 에어튜브의 장착 또는 양측의 지지날개의 하측에 형성된 포켓에 무게추를 삽입한 에어튜브를 장착하는 단계를 더 포함함으로써 발파공내로의 에어튜브의 하향 삽입을 원활하게 할 수 있다.

상기와 같이 발파공내 발파용 에어튜브의 장착단계로 이루어진 발파용 에어튜브를 이용한 암반발파방법은 현장에서 발파공에 발파용 에어튜브를 장착시킴에 있어 발파공의 중앙부에 공기주머니가 직립상태로 장착됨으로써 발파공내에 장전되는 폭약이 골고루 분포되게 하여 발파공 주변 암반에 폭발력이 골고루 작용하면서 암반을 파쇄시키는 것이 가능하게 되며, 또한, 에어튜브의 하측에 장착되는 무게추로 인하여 발파공내에 발파용 에어튜브의 장착을 용이하게 하면서, 또한 신속하게 설치되도록 하는 단계를 고려한 것이다.

기타 폭약(50) 및 뇌관(60)을 장전한 후, 발파공(40)의 입구를 전색물(70)로 전색시킨 다음, 뇌관(60)에 연결된 각선(61)이 발파기로 연결되어 발파기의 점화로 뇌관을 기폭시켜 폭약을 폭발시키는 단계들은 종래의 발파방법의 단계와 동일하다.

또한 발파공내 발파용 에어튜브를 장착하는 형태는 본 발명자의 선특허 한국 특허 10-0441222(US특허 제6,631,684호와 동일)에 기재된 여러 실시예들과 동일하게 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

상기와 같은 본 발명은 발파공(40)내에 발파용 에어튜브를 적어도 1개이상 장착시키게 됨으로써 발파용 에어튜브에 의해 형성되는 인공의 자유면을 자유면(F2)과 수직으로 형성시킬 수 있으며, 폭약(50)의 폭발력을 공내에서 최대한 분산시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 첫째, 발파용 에어튜브를 발파공내 삽입시 특별한 기구를 이용하지 아니하고 공기주머니를 발파공의 중앙부에 직립상태로 장착되게 함으로써 발파공내 장전되는 폭약을 골고루 분포되게 하여 폭약사용량의 감소, 발파진동 및 폭음의 감소 등 에어 덱킹의 기능을 하면서 폭발력이 골고루 암반상에 투사되어 발파되게 함과 아울러, 폭약의 길이를 자유면 가까이 조절할 수 있게 함으로써 전색의 발생도 줄여주는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 별도의 기구를 전혀 이용하지 아니하고 에어튜브 제작시 에어튜브 재질의 특성을 최대한 활용하여 보다 쉽게 발파공 내에 삽입시키게 하여 그 설치작업이 편리할 뿐만 아니라, 신속하게 장착할 수 있어 발파작업 시간을 단축시켜 주는 경제적인 효과가 있다.

Claims (16)

1. 발파공보다 작은 직경을 가지며 길이가 긴 형상으로서 외면 둘레의 테두리 융착부에 의해 밀폐되어 내부에 공기가 채워질 수 있도록 형성되는 공기주머니와; 상기 공기주머니의 상측 테두리 융착부에 그 내부로 공기를 주입할 수 있도록 부착되는 주입구로 구성된 것에 있어서,

   상기 공기주머니의 양측 테두리 융착부에서 일체로 연장되어 공기주머니를 기준으로 좌우에 대칭이 되도록 돌출 형성되는 양측의 지지날개를 더 포함하여서, 발파공내 삽입시 상기 양측의 지지날개가 공벽에 접지되면서 상기 공기주머니를 발파공의 중앙부에 직립상태로 장착되도록 지지함을 특징으로 하는 발파용 에어튜브.
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4. 제1항에 있어서, 상기 양측의 지지날개는 폭방향의 일정간격마다 주름선이 수직으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브.
5. 제1항에 있어서, 상기 공기주머니의 하측에 형성되는 테두리 융착부에 무게추를 끼워 걸 수 있는 걸고리 구멍이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브.
6. 제5항에 있어서, 상기 걸고리 구멍은 공기주머니의 하측에 형성된 테두리 융착부의 중앙에만 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브.
7. 제5항에 있어서, 상기 걸고리 구멍은 양측의 지지날개의 하단에 대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브.
8. 제1항에 있어서, 상기 공기주머니의 하측에 형성되는 테두리 융착부를 하향 연장시키고 그 중앙에 포켓이 더 구비되도록 한 것을 특징으로 발파용 에어튜브.
9. 제1항에 있어서, 상기 양측의 지지날개의 중간부에 개구부를 형성하여 두고 그 개구부와 공기주머니의 하단부 사이에 위치하도록 형성된 포켓이 더 구비된 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브.
10. 제1항에 있어서, 상기 양측의 지지날개의 상단부에 개구부를 형성하여 두고 그 개구부와 공기주머니의 하단부 사이에 위치하도록 형성된 포켓이 더 구비된 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브.
11. 절취하고자 하는 암반상에 소정깊이 및 소정배열로 발파공을 천공하는 단계와;

    상기 천공된 발파공 내에 상기 발파공의 직경보다 작은 직경을 갖는 공기가 충만된 공기주머니와, 그 공기주머니의 외면에 좌우 대칭이 되도록 돌출 형성된 양측의 지지날개와, 상기 양측의 지지날개의 하측에 형성된 포켓에 무게추를 삽입한 발파용 에어튜브를 발파공의 중앙부에 직립상태로 적어도 1개이상 장착시키는 단계와;

    상기 발파공내 삽입된 발파용 에어튜브를 감싸면서 폭약 및 뇌관을 장전하는 폭약 장전단계와;

    상기 폭약 장전된 발파공의 입구를 전색시키는 단계와;

    상기 발파공내에 장전된 폭약들을 폭발시키도록 발파기로 뇌관을 기폭시키는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브를 이용한 암반 발파방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 발파용 에어튜브는 발파공내 장착단계에서 양측의 지지날개의 단부 부근에 구비된 걸고리 구멍에 무게추가 수용된 무게추 포켓을 끈 또는 고리로 결속한 후, 발파공내로 삽입하여 정착시키는 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브를 이용한 암반 발파방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 발파용 에어튜브는 발파공내 장착단계에서 양측의 지지날개의 하측에 형성된 포켓에 현장에서 획득되는 암석조각을 채운 후, 발파공내로 삽입하여 장착시키는 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브를 이용한 암반 발파방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 발파용 에어튜브는 발파공내 장착단계에서 양측의 지지날개의 중간부에서 하단부에 걸쳐 형성된 포켓들에 현장에서 획득되는 암석조각을 채운 후, 발파공내로 삽입하여 장착시키는 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브를 이용한 암반 발파방법.
15. 제11항에 있어서, 상기 발파용 에어튜브는 발파공내 장착단계에서 양측의 지지날개의 상단부에서 하단부에 걸쳐 형성된 포켓들에 현장에서 획득되는 암석조각을 채운 후, 발파공내로 삽입하여 장착시키는 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브를 이용한 암반 발파방법.
16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발파용 에어튜브는 발파공내 장착단계에서 암석조각이 삽입된 무게추 포켓의 개구부를 접착테이프로 부착시켜 밀봉시킨 후, 발파공내로 삽입하여 장착시키는 것을 특징으로 하는 발파용 에어튜브를 이용한 암반 발파방법.

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