KR100733346B1 - 진동 및 소음을 저감하기 위한 전자뇌관 다단시차영역분할발파 설계방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동소음 저감을 위한 발파패턴 설계방법에 관한 것으로, 자세하게는 터널, 수직구, 계단발파에 있어서 굴착단면을 다수의 영역으로 분할하고 전자뇌관의 지연시차 조성 특징을 이용하여 진동소음을 저감할 수 있도록 한 발파패턴 설계에 관한 것이다.

본 발명은 발파패턴 설계방법에 있어서, 전자뇌관의 파형 분리검출 시험발파를 통하여 발파진동파형을 수집하는 단계; 수집된 발파진동파형을 분석하고 지연초시별 파형합성 시뮬레이션을 통해 진동수준을 예측하는 단계; 발파진동이 최소가 되는 개별뇌관 최적 지연초시를 결정하는 단계; 파형의 감쇄시간을 고려하여 발파영역간 지연시차를 결정하는 단계; 발파음이 리듬을 갖도록 발파영역을 분할 설계하는 단계; 개별뇌관 최적 지연초시 및 발파영역간 지연초시를 적용하여 발파패턴을 설계하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 파형 분리검출 시험발파 및 진동파형 분석을 통하여 현장지반조건에 가장 적합한 전자뇌관 개별뇌관 지연초시와 발파영역간 지연초시를 결정하고 발파음이 리듬을 갖도록 발파영역을 분할 설계함으로써 진동 및 소음을 저감함과 아울러, 소음으로 느끼던 발파음을 보다 쾌적한 감정으로 느낄 수 있도록 한 것이다.

전자뇌관, 발파진동, 지연초시, 개별뇌관, 영역분할

Description

진동 및 소음을 저감하기 위한 전자뇌관 다단시차 영역분할발파 설계방법{blasting pattern design method designed by segmenting region applied multi-step delayed time of electronic detonator for reducing vibration and noise}

도1은 종래의 굴착단면 분할 발파패턴의 개념도이다.

도2는 본 발명에 따른 전자뇌관의 영역분할발파 설계방법의 순서도이다.

도3은 본 발명에 따른 전자뇌관 파형 분리검출 시험발파를 위한 발파패턴 예시도이다.

도4a의 (가)는 본 발명에 따른 전자뇌관 파형 분리검출 시험발파에서 계측된 발파진동파형을 프로그램에 저장한 예시도이고, (나)는 저장된 발파진동파형을 아스키 코드로 변환한 텍스트 문서이다.

도4b의 (가)는 본 발명에 따른 진동계측 파형의 중첩 과정을 나타낸 개념도이며, (나)는 중첩되어 합성된 파형을 나타낸 모식도이다.

도4c는 본 발명에 따른 발파진동파형을 합성하는 프로그램의 주요 화면이다.

도5는 본 발명에 따른 전자뇌관 최적 지연초시 결정을 위한 파형 합성 그래프이다.

도6은 본 발명에 따른 파형의 감쇄시간을 고려하여 발파영역간 지연시차를 분석하여 결정하는 과정을 도시한 것이다.

도7은 본 발명에 따른 발파음이 일정한 리듬을 갖도록 발파영역을 분할 설계한 것을 나타낸 개념도이다.

도8은 본 발명에 따른 시험발파에서의 전자뇌관 영역분할 발파패턴도이다.

도9는 도8의 시험대조군으로 종래의 비전기뇌관 영역분할 발파패턴도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : 파형 분리검출 시험발파를 통한 발파진동 파형 수집단계

120 : 수집된 발파진동파형 분석 및 지연초시별 파형합성 시뮬레이션을 통한 진동수준 예측단계

130 : 개별뇌관 최적 지연초시 결정단계

140 : 파형의 감쇄시간을 고려한 발파영역간 지연시차 결정단계

150 : 발파음이 리듬을 갖도록 발파영역 분할설계단계

160 : 개별뇌관 최적 지연초시 및 발파영역간 지연초시를 적용한 발파패턴 설계단계

본 발명은 진동소음 저감을 위한 발파패턴 설계방법에 관한 것으로, 자세하게는 터널, 수직구, 계단발파에 있어서 굴착단면을 다수의 영역으로 분할하고 전자뇌관의 지연시차 조성 특징을 이용하여 진동소음을 저감할 수 있도록 한 발파패턴 설계에 관한 것이다.

최근 발파기술에서의 초점은 기폭시스템의 개선을 통해 화약류의 안전한 사용과 그에 따른 최대의 발파효과를 기대하는 것이라 할 수 있다. 현재의 산업용 폭약으로 사용하고 있는 다이너마이트, 에멀젼, 안포(ANFO : ammonium nitrate-fuel oil) 등과 같은 폭약류의 경우 폭굉력을 충분하게 발휘하기 위해서는 점화(Ignition), 기폭(Initiation), 전폭(Propagation)의 3단계 과정이 필요한데 이들 과정을 완벽하게 만족시켜 주는 역할을 하는 것이 바로 뇌관(Blasting Cap, Detonator)이다. 뇌관은 크게 공업용뇌관, 전기뇌관, 비전기뇌관, 전자뇌관으로 나눌 수 있다.

1867년 알프레드 노벨(Alfred Nobel)에 의해 개발된 공업용 뇌관에 도화선을 부착시키는 방식에서 시작한 기폭시스템은 전기뇌관(Electric detonator)에 이어 비전기식 시스템(Non-electric system)의 발명에 이르기까지 기폭성과 안정성 및 정밀성에 부합하는 방향으로 발전되어 왔다. 특히 1990년대 초반에 개발된 전자뇌관(Electronic detonator)은 IC회로(Electronic Chip)를 내장하여 단차별 기폭시간에 대한 단차별 정밀도와 지연시차의 부여방법에서 기존의 기폭 시스템과 많은 차이를 보인다.

오늘날 가장 일반화되어 우리의 현장에서 사용되고 있는 전기뇌관과 비전기뇌관의 경우 그 정밀도가 밀리세컨드(Milli Second) 단위까지 이르러 지연시차는 최소 20 ~ 25ms으로부터 최대 수천 ms에 이르기 때문에 그 정밀성을 ±10%로 놓을 경우 그 오차 범위는 2ms ~ 수백ms에 이르게 된다. 그러나 오늘날의 발파현장에서는 이보다 더 정확하고 정밀한 지연시차를 갖는 뇌관을 점차적으로 요구하고 있는 실정이다. 왜냐하면 우리나라의 경우 국토의 면적이 좁고 지형적·지리적 조건에 따라 발파현장이 도심지 지하 및 민원인의 근접 지역에서 발파가 이루어지고 있는 실정이어서 발파의 진동 및 소음 등의 환경피해로부터 많은 민원이 발생되기 때문이다.

발파에 따른 진동소음으로 인해 환경피해가 야기되었을 때 대처하는 대표적인 방법으로는 지발당 장약량 변경, 굴착단면 변경, 굴착방법 변경, 굴진장 변경 등을 들 수 있다. 이 중 설계 및 시공시 가장 먼저 시도하는 방법이 지발당 장약량 변경이다. 국내 발파 현장의 경우 대게 발파공을 몇 개의 지발로 묶어 기폭시키는 지발기폭 방식으로 발파가 이루어지고 있는데, 발파공해로 인한 문제가 발생하였을 때 예를 들어 기존 발파설계가 4지발 발파이었으면 3지발 발파, 2지발 발파, 1지발(단공) 발파로 변경하여 발파허용기준치를 만족하도록 변경하게 된다.

지발기폭 방식에서 초시단차가 20ms로 제조된 엠에스(MS)뇌관과 초시단차가 100 - 500ms로 제조된 엘피(LP:Long Period)뇌관의 조합만으로는 생산되는 제품에 따라 약간의 차이는 있지만 42단까지 발파가 가능하므로(42개의 발파공을 지연시차를 주어 한번에 발파가 가능함) 전기뇌관에서는 다단발파기를, 비전기뇌관에서는 연결용뇌관(TLD, Bunch Connector)을 사용하여 1회 발파 가능한 발파공수 및 파쇄면적을 늘리기 위해 영역분할 발파를 시행하게 된다. 다단발파기는 1ms에서 999ms까지 지연시차를 임의로 부여할수 있고, 연결용뇌관은 0ms, 17ms, 25ms, 42ms, 67ms, 109ms, 176ms의 지연시차를 가지고 있으므로 엠에스(MS)뇌관과, 엘피(LP)뇌관과의 조합으로 이론적으로는 무한단차가 가능하게 된다. 이러한 일반뇌관(전기뇌관, 비전기뇌관)의 영역분할 발파는 완전하게 영역간을 분할하여 발파하는 개념이라기 보다 아래의 <표1>에서와 같이 엠에스(MS)뇌관 및 엘피(LP)뇌관에 발파가능한 단차를 늘리기 위해 지연초시를 추가하는 개념에 지나지 않았다.

<표1>

영역 뇌관번호	1영역 (0ms)	2영역 (17ms)	3영역 (34ms)	4영역 (51ms)
LP4	400ms	417ms	434ms	451ms
LP5	500ms	517ms	534ms	551ms
LP6	600ms	617ms	634ms	651ms
LP7	700ms	717ms	734ms	751ms

또한, 종래 일반뇌관 영역분할 발파에서 영역간 지연초시를 산정하는 방법에 있어서도 발파기술자의 경험과 기존 사례 조사에 의존하여 영역간 지연초시를 부여하여 발파 설계 및 시공에 적용하여 왔다. 따라서 일반뇌관의 영역분할 발파에서 영역간 지연시차 부여는 발파 현장암반의 특성이 배제될 수밖에 없었으며, 뇌관별 오차로 인해 진동과 소음 공해를 적절히 제어하지 못하므로 근접거리에서 민원인들이 문제를 제기하는 일이 허다하였다.

종래의 굴착 발파 방법중 터널, 수직구, 계단발파에서 굴착단면을 몇 개의 영역으로 분할하여 시행하는 굴착단면 분할발파는 1회에 발파하는 굴착단면을 축소하여 주변 지반에 미치는 영향 및 진동, 소음을 저감시키는 방법으로, 1영역에 대 한 천공-발파후, 2영역에 대한 천공-발파하는 작업을 여러 번 반복하여 발파하는 식으로 진행되어 왔다(도1 참조). 이에 따라 종래의 굴착단면 분할발파방법은 굴착단면을 몇차례로 나누어 분할 발파하여야 하기 때문에 전체적인 작업능률이 저하되어 시공성이 떨어지고, 경제성이 악화되는 문제점이 있었다. 또한 천공-발파 작업을 반복하기 위해 인력 및 장비의 투입이 반복되기 때문에 안전성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해, 본 발명의 목적은 전자뇌관의 파형 분리검출 시험발파를 통해 개별뇌관의 최적 지연초시와 발파영역간 지연초시를 결정하여 설계에 반영함으로써 실제 발파시 다양한 현장 암반의 특성을 객관적으로 반영하여 진동 및 소음을 저감시키고, 아울러 발파음을 음악의 리듬처럼 인식할 수 있도록 발파영역을 적절히 분할하여 발파함으로써 소음으로 느끼던 발파음을 보다 쾌적한 감정으로 느낄 수 있도록 한 전자뇌관 발파패턴 설계방법을 제시하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 단차를 늘리기 위해 지연초시를 추가하는 종래의 일반뇌관 영역분할발파(전기뇌관 다단발파기 사용 및 비전기뇌관의 연결용뇌관 사용)의 개념이 아니라, 전자뇌관을 이용하여 굴착단면을 몇 개의 영역으로 분할하고 산정된 영역간 지연초시로 분할발파하는 개념을 적용함으로써 굴진효율 및 파쇄입도를 증진시키면서 주변암반의 손상영역을 저감시키는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 굴착단면 분할발파에서와 같이 천공-발파를 반복공정으로 진행하지 않으면서 굴착단면을 분할발파함으로써 시공성, 경제성, 안전성을 증진시키는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 터널, 수직구, 계단발파 등 굴착발파의 전 분야에서 발생되는 발파공해(발파진동, 소음, 비석 등)를 제어하면서 대단위 발파를 시행할 수 있도록 하는 데 있다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 발파패턴 설계방법에 있어서, 전자뇌관의 파형 분리검출 시험발파를 통하여 발파진동파형을 수집하는 단계; 수집된 발파진동파형을 분석하고 지연초시별 파형합성 시뮬레이션을 통해 진동수준을 예측하는 단계; 발파진동이 최소가 되는 개별뇌관 최적 지연초시를 결정하는 단계; 파형의 감쇄시간을 고려하여 발파영역간 지연시차를 결정하는 단계; 발파음이 리듬을 갖도록 발파영역을 분할 설계하는 단계; 및 상기에 따른 개별뇌관 최적 지연초시 및 발파영역간 지연초시를 적용하여 발파패턴을 설계하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자뇌관 영역분할발파 설계방법에 대해 이하에 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 전자뇌관의 파형 분리검출 시험발파를 통하여 발파진동파형을 수집하고(110), 수집된 발파진동파형을 분석하고 지연초시별 파형합성 시뮬레이션을 통해 진동수준을 예측한 후(120), 발파진동이 최소가 되는 개별뇌관 최적 지연초시와(130) 파형의 감쇄시간을 고려하여 발파영역간 지연시차를 결정하고(140), 발파음이 리듬을 갖도록 발파영역을 분할 설계한 후(150), 개별뇌관 최적 지연초시와 발파영역간 지연초시를 적용하여 발파패턴을 설계하는 단계(160)로 이루어진다.

본 발명의 첫 번째 단계는 전자뇌관의 파형 분리검출 시험발파를 통하여 발파진동파형을 수집하는 단계로(110), 본 단계에서는 터널발파에 사용되는 심발공법에 따라 약 200ms ~ 500ms의 지연초시로 발파공당 개별단차를 부여하여 시험발파를 실시한 후(도3 참조), 측정된 발파진동파형을 수집한다. 이때, 발파공당 개별단차에 따른 지연초시는 200ms이상으로 설계하는 것이 바람직하다. 이는 현장시험결과 현장지반별 상황에 따라 약간씩의 차이는 있지만 지연시차가 200ms 이하일 경우에는 잔여 진동의 중첩에 의해 각 공별 발파진동파형을 분리하는데 문제점이 있기 때문이다.

본 발명의 두 번째 단계는 수집된 발파진동파형을 분석하고 지연초시별 파형합성 시뮬레이션을 통해 진동수준을 예측하는 단계로(120), 본 단계에서는 계측된 진동파를 중첩시켜 파형을 합성하고, 합성된 파형의 간섭원리를 이용하여 발파진동의 저주파음을 경감시키기 위한 발파진동파형을 분석한 후, 지연초시별 파형합성 시뮬레이션을 통해 진동수준을 예측한다(도4a ~ 도4c 참조). 이에 따른 세부 진행과정은 다음과 같다.

(가) 발파진동 계측기로 측정한 값을 블라스트 웨어(Blastware)라는 프로그램으로 다운받고 그 진동파형을 아스키 코드로 변환시켜 텍스트 파일로 저장한다. 도4a의 (가)는 전자뇌관 파형 분리검출 시험발파에서 계측된 발파진동파형을 프로그램에 저장하는 예시도이고, 도4a의 (나)는 저장된 발파진동파형을 아스키 코드로 변환한 텍스트 문서를 도시한 것이다.

(나) 텍스트 파일상에 수치로 변환된 진동파형을 중첩하여 합성한다. 이때 파의 합성은 전자뇌관이 1ms 단위로 지연시차를 부여할 수 있는 점을 감안하여 측정된 T(Transverse), V(Vertical), L(Longitudinal) 진동파형값을 1ms 단위로 합성하고, 발파공당 파형을 중첩하여 합성한다. 합성하는 파형의 범위는 계측된 데이터를 참고하여 선정한다. 도4b의 (가)는 1ms 단위로 파형을 중첩하는 과정을 나타내는 모식도로서, 도면에서와 같이 발파공 A의 파형에 발파공 B의 파형을 1ms 단위로 이동하면서 중첩시켜서 파형을 합성한다. 도4b의 (나)는 중첩된 합성파형을 나타낸 모식도이다.

(다) 합성된 파형의 PVS(Peak Vector Sum) 값과 ms를 구한다.

(라) 발파 시뮬레이션을 통하여 발파 진동치를 예측한다. 도4c는 상기의 과정을 통해 발파진동파형을 합성하는 프로그램의 주요 화면을 도시한 것이다.

본 발명의 세 번째 단계는 발파진동이 최소가 되는 개별뇌관 최적 지연초시를 결정하는 단계로(130), 본 단계에서는 합성된 발파진동파형을 분석하여 발파진동이 최소가 되는 지연초시를 결정한다(도5 참조).

본 발명의 네 번째 단계는 파형의 감쇄시간을 고려하여 발파영역간 지연시차를 결정하는 단계로(140), 본 단계에서는 해당지역의 암진동을 측정한 후 암진동의 최대값을 기준값으로 정하여 기준값 이하가 되는 감쇄시간을 발파영역간 지연시차로 결정한다(도6 참조).

일반적인 발파파형을 살펴보면 파형의 피크(peak)값(진폭의 최대값)을 가진 후에는 점점 작아져서 소멸하게 되는데, 암진동 파형의 최대값 이하에서 측정되는 발파파형은 해당지역의 자체 암진동 파형에 묻혀서 상쇄된다. 그러므로 계측된 발파파형과 시뮬레이션한 예측 파형을 각각 해당지역의 암진동 파형과 비교하여 암진동 파형의 최대값보다 작아지는 파형의 감쇄시간을 찾은 후에 안전율에 해당하는 여유시간을 더하여 발파영역간 지연시차를 결정한다.

본 발명에 따른 시험발파에서는 측정된 암진동 파형의 최대값인 0.02cm/sec를 기준값으로 하여, 계측된 발파파형과 시뮬레이션한 예측파형이 기준값 이하가 되는 파형의 감쇄시간을 각각 살펴보았다. 계측된 발파파형은 240ms ~ 420ms 이후에 파형이 기준값 이하로 되었고, 시뮬레이션한 예측파형은 433ms 이후에 파형이 기준값 이하로 되었으므로 안전율을 고려하여 발파영역간 지연시차를 500ms로 결정하였다.

본 발명의 다섯 번째 단계는 발파음이 리듬을 갖도록 발파영역을 분할 설계하는 단계로(150), 본 단계에서는 발파단면의 총장약량을 발파음이 일정한 리듬으로 인식될 수 있도록 발파영역을 분할 설계한다(도7 참조). 이하, 발파영역을 분할 설계하는 과정을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

(가) 굴착단면, 총장약량, 총천공수를 고려하여 일정한 리듬을 결정한다.

본 발명은 발파음이 일정한 리듬으로 인식되도록 음악에서의 3박자, 4박자, 6박자 등으로 구분되는 박자의 개념을 도입한 것으로, 본 발명에 따른 시험발파에서는 4박자의 리듬을 적용하여 발파영역을 분할하였다. 이때, 발파영역의 분할은 유사한 장약량을 가진 발파공을 개별 발파하여 얻어지는 발파음이 일정한 리듬으로 인식될 수 있도록 분할하는 것이므로 한마디 안의 1개 박자는 1개 발파영역으로 볼 수 있으며, 박자의 길이는 발파횟수로 볼 수 있다. 그러나, 원래 음악에서의 4박자는 강/약/중강/약의 리듬을 가지나, 발파공사에서는 1개 발파영역 내에서 발파되는 발파공을 처음부터 강박 즉, 발파횟수를 길게 할 경우 소음인 발파음이 음악의 리듬처럼 인식되도록 하는 본 발명의 취지에 부합되지 않으므로 처음에는 약박으로 시작해서 강박으로 끝나는 약/약/약/강으로 리듬을 부여하였다.

(나) 총장약량, 총천공수, 총발파시간을 고려하여 한 박자의 발파음 길이를 결정한다. 한 박자의 길이는 1개 발파영역에서의 발파횟수 즉, 발파시간이다. 본 발명에 따른 시험발파에서는 4박자의 개념을 도입한 것이므로 총장약량을 4로 나누어 한마디로 표현할 경우 4로 나눈 한 박자의 길이가 너무 길어 적절한 리듬감이 표현되지 않는다고 판단되어, 전체를 두마디로 결정하고 약/약/약/강, 약/약/약/강의 리듬을 적용하여 한 박자의 발파음 길이를 최종 결정하였다.

(다) 리듬에 부합되도록 천공수를 정하여 발파영역을 분할 설계한다. 상기에 의해 한 박자의 발파음 길이가 결정되면, 그에 따른 천공수를 정하여 발파영역을 분할 설계하게 되는데, 본 발명에 따른 시험발파에서는 한 박자의 발파음 길이에 따라 총 8개의 발파영역으로 분할 설계하였다.

본 발명의 마지막 단계는 최적 지연초시 및 영역간 지연초시를 적용하여 발 파패턴을 설계하는 단계로(160), 본 단계에서는 상기에 의해 결정된 최적 지연초시 및 영역간 지연초시를 적용하여 발파패턴을 설계한다(도8 참조).

이하의 <표2>는 본 발명에 따른 전자뇌관 다단시차 영역분할발파(도8 참조)와 종래의 비전기뇌관 영역분할발파(도9 참조)를 비교 시험하여 그 결과를 나타낸 것이다. 이같은 비교시험발파는 고속철도현장 수직구에서 시행한 것이다.

시험발파 조건은 수직구 직경은 14m이고, 총천공수는 300공이며, 천공장은 1.5m로서, 발파공법으로는 선대구경 수직 보오링공 발파공법을 적용하였다. 종래 비전기뇌관 영역분할 시험발파는 뇌관의 제한적 여건에 의해 발파단면을 4구역으로 나누어 4회에 걸쳐 결선-발파 작업을 반복하였고, 4회의 결선-발파 작업에 약 2시간이 소요되었다. 또한, 본 발명에 따른 전자뇌관 영역분할 시험발파는 뇌관의 특성상 발파 단면을 한번에 발파하였고, 결선작업 후 약 18초가 소요되었다. 발파공당 지연초시는 68ms, 발파영역간 지연초시는 500ms를 적용하였다.

<표2>

계측기 No.	PVS(Peak Vector Sum), cm/sec
	비전기뇌관 영역분할발파	전자뇌관 영역분할발파
1	0.318	0.270
2	0.213	0.195
3	0.178	0.169
4	0.286	0.195
5	0.158	0.138
6	0.225	0.154
평균	0.230	0.187

상기의 시험결과, 본 발명에 따른 전자뇌관 영역분할발파가 비전기뇌관 영역 분할발파에 비해 약 19% 발파진동 저감 효과가 있는 것으로 나타났다. 상기 비교시험발파는 뇌관의 종류 외에 사용폭약, 천공장비, 작업자 등의 제반조건이 모두 동일한 상황에서 수행된 점을 감안할 때, 본 발명의 이같은 결과는 현지암반에 맞는 전자뇌관의 정확한 개별뇌관 지연초시와 진동파형의 상호간섭을 배제한 발파영역간 지연초시를 적용하여 발파음이 일정한 리듬을 갖도록 발파영역을 분할 발파함에 따른 결과라고 할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명은 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 즉, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전자뇌관의 파형 분리검출 시험발파를 통해 개별뇌관의 최적 지연초시와 발파영역간 지연초시를 결정하여 설계에 반영함으로써 실제 발파시 다양한 현장 암반의 특성을 객관적으로 반영하여 진동 및 소음을 저감시키고, 아울러 발파음을 음악의 리듬처럼 인식할 수 있도록 발파영역을 적절히 분할하여 발파함으로써 소음으로 느끼던 발파음을 보다 쾌적한 감정으로 느낄 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 단차를 늘리기 위해 지연초시를 추가하는 종래의 일반뇌관 영역분할발파(전기뇌관 다단발파기 사용 및 비전기뇌관의 연결용뇌관 사용)의 개념이 아니라, 전자뇌관을 이용하여 굴착단면을 몇 개의 영역으로 분할하고 산정된 영역간 지연초시로 분할발파하는 개념을 적용함으로써 굴진효율 및 파쇄입도를 증진시키면서 주변암반의 손상영역을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래의 굴착단면 분할발파에서와 같이 천공-발파를 반복공정으로 진행하지 않으면서 굴착단면을 분할발파함으로써 시공성, 경제성, 안전성을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 터널, 수직구, 계단발파 등 굴착발파의 전 분야에서 발생되는 발파공해(발파진동, 소음, 비석 등)를 제어하면서 대단위 발파를 시행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 발파패턴 설계방법에 있어서,

   전자뇌관의 파형 분리검출 시험발파를 통하여 발파진동파형을 수집하는 단계;

   수집된 발파진동파형을 분석하고 지연초시별 파형합성 시뮬레이션을 통해 진동수준을 예측하는 단계;

   발파진동이 최소가 되는 개별뇌관 최적 지연초시를 결정하는 단계;

   파형의 감쇄시간을 고려하여 발파영역간 지연시차를 결정하는 단계;

   발파음이 리듬을 갖도록 발파영역을 분할 설계하는 단계; 및

   상기에 따른 개별뇌관 최적 지연초시 및 발파영역간 지연초시를 적용하여 발파패턴을 설계하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자뇌관 다단시차 영역분할 발파패턴 설계방법
2. 제1항에 있어서,

   상기 발파진동파형을 수집하는 단계에서의 공당 개별단차 시험발파는 200ms 이상의 지연시차를 두고 시행하는 것을 특징으로 하는 전자뇌관 다단시차 영역분할 발파패턴 설계방법
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 진동수준을 예측하는 단계는 발파진동 계측기로 측정된 각 발파공당 T(Transverse), V(Vertical), L(Longitudial) 진동파형값을 소정의 프로그램으로 전송받고, 그 진동파형을 아스키 코드로 변환시켜 텍스트 파일로 저장하는 단계;

   텍스트 파일상의 변환된 각 발파공당 진동파형을 1ms 단위로 중첩시켜 합성하는 단계; 및

   합성된 파형의 PVS(Peak Vector Sum)가 최소가 되는 지점의 값과 ms를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자뇌관 다단시차 영역분할 발파패턴 설계방법
4. 제1항에 있어서,

   상기 발파영역간 지연시차를 결정하는 단계는 계측된 발파파형과 시뮬레이션한 예측 파형을 각각 해당지역의 암진동 파형과 비교하여 암진동 파형의 최대값보다 작아지는 파형의 감쇄시간을 찾은 후에 안전율에 해당하는 여유시간을 더하여 발파영역간 지연시차를 결정하는 것을 특징으로 하는 전자뇌관 다단시차 영역분할 발파패턴 설계방법
5. 제1항에 있어서,

   상기 발파음이 리듬을 갖도록 발파영역을 분할 설계하는 단계는

   굴착단면, 총장약량, 총천공수를 고려하여 일정한 리듬을 결정하는 단계;

   총장약량, 총천공수, 총발파시간을 고려하여 한 박자의 발파음 길이를 결정하는 단계; 및

   리듬에 부합되도록 천공수를 정하여 발파영역을 분할 설계하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자뇌관 다단시차 영역분할 발파패턴 설계방법

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