KR100751729B1 - Controlled blasting method by multi drilling length - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 및 도 2는 종래의 발파공법의 개념도,1 and 2 is a conceptual diagram of a conventional blasting method,
도 3은 본 발명에 의한 일 실시례에 따라 막장면에 천공된 무장약공과 장약공의 위치도, 3 is a positional view of the armed medicinal holes and medicinal holes perforated in the film according to an embodiment of the present invention,
도 4는 도 3의 A-A선 단면도, 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 5는 도 3의 B-B선 단면도,5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
도 6a 및 도 6b는 도 3에서의 기폭의 순서를 보이기 위한 도면.6A and 6B are diagrams for showing the order of detonation in FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 무장약공10: armed pharmacy
21 : 단공 22 : 장공21: long hole 22: long hole
- 대한민국 특허공개번호 특1999-0045944호 "터널 및 수직구 발파공사의 다 단장약에 의한 진동제어 발파공법"-Republic of Korea Patent Publication No. 1999-0045944 "Vibration control blasting method by multi-layered construction of tunnel and vertical blasting work"
- 대한민국 특허공개번호 특2000-0038502호 "단계별전진식번카트발파공법"-Republic of Korea Patent Publication No. 2000-0038502 "Step-by-step forwarding blasting method"
본 발명은 터널 또는 수직구 등의 굴착을 위한 제어발파공법에 관한 것이다.The present invention relates to a controlled blasting method for the excavation of tunnels or vertical spheres.
일반적으로 터널 또는 수직구 등의 굴착은 경제성 및 시공성이 뛰어난 발파굴착공법을 이용한다. 그러나 구속도가 큰 단일자유면 상태인 터널 및 수직구 등의 발파굴착에 있어서, 최초 자유면을 형성하기 위한 심발공 및 심발확대공 부분에서 가장 큰 진동 및 소음이 발생하며, 심발공과 심발확대공의 발파에 의하여 발파당 전체 굴진장의 효율이 결정된다.In general, the excavation of a tunnel or a vertical sphere uses a blasting excavation method excellent in economic efficiency and construction. However, in the blasting excavation of tunnels and vertical spheres, which have a high degree of restraint, the largest vibration and noise occur in the deep hole and the deep hole for forming the initial free surface. The efficiency of the total excavation site per blast is determined by the blasting of.
종래의 발파 공법은, 그 최초 자유면 형성 방법에 따라 크게 평행발파공법(Parallel Cut)과 경사발파공법(Angle Cut)으로 분류되며, 각각의 대표적인 공법으로는 번컷공법(Burn Cut)과 브이컷공법(V-Cut)이 있으며, 이 이외에 이를 응용한 다양한 공법들이 알려져 있다.Conventional blasting methods are largely classified into parallel blasting method (Parallel Cut) and inclined blasting method (Angle Cut) according to the method of forming the first free surface, each representative method is burn cut method (Burn Cut) and V-cut method (V-Cut), and there are a variety of methods known to apply this.
경사발파공법의 대표적인 공법인 브이컷공법은 도 1에 도시된 바와 같이, 막장면의 중심선을 기준으로 심발공을 좌우에 대칭 형태로 일정한 각도(약 60°)를 주어 천공함으로써 단위면적당 천공수는 적으나, 발파당 굴진장이 터널의 단면폭에 따라 제한되며, 심발공의 동시 기폭수 증가 및 채석용적 과다로 발파진동 및 소음 이 크게 발생되고, 대괴형성 및 발파석의 비산거리가 길다는 문제점이 있다.As shown in FIG. 1, the V-cut method, which is a typical method of the inclined blasting method, perforates the cardiac pore in a symmetrical form on the left and right with respect to the center line of the membrane surface to give a predetermined angle (about 60 °) so that the number of holes per unit area is small. However, the excavation site per blast is limited by the cross-sectional width of the tunnel, there is a problem that the blasting vibration and noise are greatly generated due to the simultaneous increase in the number of ventilators and the excessive quarrying volume, and the mass formation and the scattering distance of the blasting stone are long.
평행발파공법의 대표적인 공법인 번컷공법은 도 2에 도시된 바와 같이, 막장면에 무장약공을 중심으로 일정간격으로 장약공을 평행 천공함으로써, 브이컷공법에 비하여 단위면적당 심발공의 천공수는 증가하나 터널의 단면폭에 따른 천공장에 제한을 받지 않으므로, 발파당 굴진장을 길게 하여 시공능률을 증대시킬 수 있고, 뇌관의 시차를 이용하여 진동을 최대한 분산시킬 수 있으며, 파쇄입도를 균일하게 할 수 있는 장점이 있다.As shown in FIG. 2, the burncut method, which is a representative method of the parallel blasting method, drills a parallel hole at a predetermined interval centering on the armed drug hole on the membrane surface, thereby increasing the number of perforations per unit area compared to the V-cut method. Since it is not restricted by the fabric factory according to the cross-sectional width of the tunnel, it is possible to increase the construction efficiency by lengthening the excavation site per blasting, to disperse the vibration as much as possible using the parallax of the primer, and to make the crushing granularity uniform. There is an advantage.
그러나 평행발파공법의 경우 무장약공을 중심으로 한 심발공 발파시 파쇄된 암석이 무장약공으로 집중되고 이때 무장약공이 원활한 자유면 효과를 다하지 못할 경우 파쇄석이 외부로 추출되지 못하고 한꺼번에 충진되면서 막혀버리는 소결현상이 발생되어 발파 전체의 실패로 되거나, 발파당 굴진장을 길게 하기 위하여 장공 천공을 하게 되면 심발공 및 심발확대공의 공당 장약량 증가로 인하여 진동 및 소음이 증가하게 된다는 문제가 있다.However, in the case of parallel blasting method, crushed rock is concentrated in armed medicine when blasting heartbreak hole centering on armed medicine. If a phenomenon occurs that causes the entire blasting failure, or if the perforation is performed to lengthen the excavation length per blasting, there is a problem that the vibration and the noise increase due to the increase in the dosage amount of the cardiac cavity and the cardiac enlargement hole.
이와 같이 평행발파공법은 경사발파공법에 비하여 진동 및 소음발생이 적고 파쇄석이 균일하며 발파당 굴진장의 제한을 받지 않는 등 많은 장점을 가지고 있으나, 비이상적인 소결현상에 따른 발파 실패 가능성과 굴진장을 길게 하기 위하여 장공 천공을 할 경우 심발공의 공당 장약량이 증가되어 소음 및 진동이 증가하게 된다는 단점을 가지고 있다.As such, the parallel blasting method has many advantages, such as less vibration and noise generation, uniform crushed stone, and no limit of excavation site per blasting, compared to the sloping blasting method. In order to do the perforation, the per dose of the cardiac cavity increases, so that the noise and vibration increases.
이를 보완하기 위하여 기존의 평행발파공법과 경사발파공법에 데크차지(Deck Charge)공법에 의한 분할발파가 시도되었다. 이러한 데크차지공법의 대표적인 예로서, 본 명세서에 일체화된 대한민국 특허공개번호 특1999-0045944호 "터널 및 수직구 발파공사의 다단장약에 의한 진동제어 발파공법", 대한민국 특허공개번호 특2000-0038502호 "단계별전진식번카트발파공법" 등이 알려져 있다.In order to compensate for this, the split blasting method by the deck charge method was attempted to the conventional parallel blasting method and the gradient blasting method. As a representative example of such a deck charging method, Korean Patent Publication No. 1999-0045944 "Vibration Control Blasting Method by Multi-stage Contract of Tunnel and Vertical Ball Blasting Construction", Korean Patent Publication No. 2000-0038502 "Stepwise forward burn blasting method" and the like are known.
그러나 데크차지공법은 동일 장약공 내부에 전색물을 중심으로 바깥쪽의 1단 장약과 안쪽의 2단 장약으로 이중장약을 하여야 하며, 장약과 장약 사이에 유폭방지를 위한 최소 30cm이상의 전색장을 유지하여야 함에 따라, 단위체적당 필요한 비장약량을 충분히 확보할 수 없어 전체 발파실패로 이어지거나, 최근 국내외로 보편적으로 사용되고 있는 에멀젼(Emulsion)폭약은 강한 충격을 받게 되면 뇌관이 기폭되어도 폭약이 폭발되지 못하는 사압현상에 치명적이기 때문에 1단 장약의 폭발로 인하여 발생된 충격압이 전색물을 통하여 2단 장약으로 전달되어 2단 장약을 사압시킴으로써 전체 발파가 실패하게 되는 문제점이 있다.However, in the deck charging method, the double charge is to be made with the first single charge and the second double charge inside, centering on the color matter inside the same loader, and at least 30cm of color length is maintained between the charge and the charge to prevent the explosion. Therefore, it is not possible to secure the necessary amount of reserves per unit volume, leading to total blast failure, or emulsion explosives, which are widely used both at home and abroad, are not allowed to explode even if the primer is detonated. Since it is fatal to the phenomenon, the impact pressure generated by the explosion of the first-stage charge is transmitted to the second-stage charge through the whole material, so that the entire blasting fails by using the second-stage charge.
특히 데크차지공법은 1단 장약부 장약깊이를 동일한 평행선 상에 위치시켜야 하나, 내부의 2단 장진된 폭약 및 전색물의 밀도가 작업자의 다짐력에 따라 각기 달라 각 공의 장약 깊이를 평행하게 위치시킨다는 것은 실제 작업상에서 불가능하였다. 따라서 1단 장약 발파로 인하여 인접공의 내부 전색물이 빠져나가 2단 장약 발파시 공발현상 발생으로 암석이 파쇄되지 않거나 2단 장약을 유폭시켜 전체 발파실패의 가장 큰 원인으로 작용하였다.In particular, the deck charging method should place the first-level charge depth on the same parallel line, but the two-level loaded explosives and the density of the colored materials are different depending on the compaction force of the operator to place the charge depth of each ball in parallel. This was impossible in practical work. Therefore, due to the one-stage blasting, the inner chromium of the adjacent hole escapes, and when the two-stage blasting occurs, the co-phenomena are not broken or the two-stage blasts are acted as the biggest cause of total blast failure.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 심발공발파를 수행함에 있어서 장약공을 장공과 단공으로 구분하여 천공하고 장공과 단공에 폭약과 뇌관을 장전한 후 시차를 두어 단공과 장공을 발파함으로써, 사압현상 및 유폭현상의 발생가능성을 완전히 차단하여 발파 실패에 대한 염려가 없으며, 공당 장약량을 분산시켜 진동과 소음을 감소시킬 수 있으며, 또한 단공과 장공의 확실한 발파 효과로 인한 자유면 형성이 용이하여 발파당 전체 굴진장을 증대시킬 수 있는 새로운 제어발파공법을 제공하고자 한다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, in particular, in carrying out the cardiac blasting drilled by dividing the long hole into the long hole and the short hole and after loading the explosives and primers in the long hole and the short hole By blasting short hole and long hole, it is possible to completely block the possibility of dead pressure phenomenon and explosion phenomenon, and there is no concern about blast failure, and it is possible to reduce the vibration and noise by distributing the dose per hole, and also to ensure the blast effect of the long hole and long hole. It is intended to provide a new controlled blasting method that can increase the total excavation field per blasting because it is easy to form a free surface.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 터널 또는 수직구 등의 굴착을 위한 평행발파공법에 있어서, 무장약공과 상기 무장약공으로부터의 간격이 동일한 복수의 장공과 복수의 단공을 천공하는 천공단계와, 상기 천공단계에서 천공된 상기 장공과 상기 단공에 폭약과 뇌관을 장전하는 장전단계와, 상기 장공 및 상기 단공에 장전된 뇌관을 기폭하여 발파하는 발파단계로 이루어지되, 상기 장공과 상기 단공은 천공 깊이가 서로 다른 것인 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention, in the parallel blasting method for the excavation of tunnels or vertical spheres, the drilling step of drilling a plurality of holes and a plurality of single holes having the same distance from the armed weak hole and the armed weak hole; And a loading step of loading explosives and primers into the holes and the holes drilled in the drilling step, and a blasting step of detonating the holes loaded into the holes and the holes, and blasting the holes and the holes. Characterized in that the depth is different.
상기에 있어서, 상기 발파단계는, 상기 단공의 발파와 상기 장공의 발파를 서로 시간차를 두며 수행하는 것이 바람직하다.In the above, the blasting step, it is preferable to perform the blasting of the short hole and the blasting of the long hole with a time difference from each other.
상기에 있어서, 상기 장전단계는, 상기 장공과 상기 단공의 공저에 폭약과 뇌관을 장전하는 것이 바람직하다.In the above, the loading step, it is preferable to load the explosives and primer at the bottom of the long hole and the short hole.
상기에 있어서, 상기 장공과 상기 단공의 천공은 심발공 및 심발확대공의 천 공인 것이 바람직하다.In the above, it is preferable that the perforations of the long hole and the short hole is authorized for drilling the deep hair hole and the deep hair expansion hole.
이하 본 발명에 의한 일실시례에 따라 그 구성과 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
본 실시례는 크게 천공단계 -> 장전단계 -> 발파단계로 이루어진다.This embodiment is largely made of a drilling step-> loading step-> blasting step.
도 3은 본 발명에 의한 일 실시례에 따라 막장면에 천공된 무장약공과 장약공의 위치도이며, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이며, 도 5는 도 3의 B-B선 단면도이다.FIG. 3 is a position view of the armed medicine hole and the medicine hole perforated on the membrane surface according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
막장면의 무장약공(10, φ105mm ~ φ245mm)을 중심으로 장약공으로서의 단공(21)과 장공(22)을 교차배열시켜 원주형을 이루면서 천공한다. 그 외의 확대공, 외곽공 및 바닥공은 통상적인 발파설계 방법에 의하여 천공한다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이 단공(21)과 장공(22)의 위치들은 두개의 가상의 동심원을 이루며, 작은 동심원에 형성된 단공(21)과 장공(22)은 모두 무장약공(10)으로부터의 간격이 동일하며, 또한 큰 동심원에 형성된 단공(21)과 장공(22)은 모두 무장약공(10)으로부터의 간격이 동일하다.Centering the armed holes (10, φ 105 mm to φ 245 mm) on the face of the membrane, the
Also, as shown in FIG. 3, the positions of the
이때 장공(22)은 보다 긴 길이를 가지는 천공을, 단공(21)은 보다 짧은 길이를 가지는 천공을 지칭한다.In this case, the
즉, 암반 등의 현장조건에 따라 전체 발파당 굴진장에 따라 장공(22)의 길이가 결정되며, 단공(21)은 장공(22)의 길이에 비례하여 그 길이를 조절하게 된다. 이때 동일 원주형내의 단공은 적정 비장약량을 확보할 수 있도록 충분한 천공장을 유지하여야 한다.That is, the length of the
한편, 심발공 및 심발확대공의 무장약공의 숫자 및 배치 형태와, 이에 따른 장약공인 단공과 장공의 적절한 숫자와 배치 형태는 발파 분야에 종사하는 일반적인 기술자라면 적절히 응용 및 변형하여 실시할 수 있을 것이다.On the other hand, the number and arrangement of armed pharmacy of the cardiac cavities and cardiac augmentation, and the appropriate number and arrangement of the long holes and the long holes, which are the pharmacists, can be appropriately applied and modified by those skilled in the blasting field. .
또한 심발공 및 심발확대공은 나머지 확대공, 외곽공 및 바닥공에 비하여 가급적 길게 천공하는 것이 유리하다는 것은 자명한 것이다.In addition, it is obvious that the cardiac hole and the cardiac enlargement hole are advantageous to drill as long as possible compared to the other magnification holes, the outer hole and the bottom hole.
이와 같이 무장약공(10), 단공(21), 장공(22)의 천공이 완료되면, 단공(21)과 장공(22)에 폭약과 뇌관을 장전한다.In this way, when the drilling of the
이때 폭약과 뇌관의 장전은 통상적인 발파공법에 있어서 알려져 있는 어떠한 방법이든 채택될 수 있다.At this time, the explosive charge and the loading of the primer can be adopted any method known in the conventional blasting method.
또한 장전되는 뇌관은 전기뇌관, 비전기뇌관, 전자뇌관 등일 수 있다.In addition, the loaded primer may be an electric primer, a non-electric primer, an electron primer.
도 4 및 도 5에서는 단공(21)과 장공(22)에 장약되는 폭약을 흑색(B)으로 도시하였으며, 도시한 바와 같이 폭약과 뇌관은 단공(21)과 장공(22)의 공저(천공구멍의 안쪽)에 장전하는 것이 바람직하다. 또한 단공과 장공의 천공 깊이가 상이하므로, 단공과 장공에 장전되는 폭약의 장약 위치 또한 상이하다.In FIG. 4 and FIG. 5, the explosives charged in the
이와 같이 장약공에 폭약과 뇌관이 장전되면, 장전된 뇌관을 기폭하여 발파를 수행한다.In this way, when the explosives and primers are loaded in the medicinal holes, the detonators are loaded to perform blasting.
도 6a 및 도 6b는 도 3과 같은 위치에서 기폭의 순서를 보이기 위한 도면이다.6A and 6B are diagrams for showing the order of detonation at the position as shown in FIG. 3.
기폭은 원활한 자유면 형성이 되도록 단공 및 장공을 소정의 시차로 제어하여 기폭시키는 것이 바람직하다.The detonation is preferably performed by controlling the short holes and the long holes with a predetermined parallax so as to form a smooth free surface.
본 실시례의 기폭방법은 1차적으로 동일 원주형 내의 단공부터 1공씩 기폭시 킨 후, 단공들의 기폭에 의하여 충분한 1차 자유면이 확보되면 2차적으로 동일 원주형내의 장공을 1공씩 기폭하여 장공들의 기폭에 의하여 충분한 2차 자유면이 확보되도록 한다.The method of detonation of the present embodiment primarily detonates one hole from a single hole in the same column, and then, if sufficient primary free surface is secured by detonation of the holes, secondly detonates a long hole in the same column by one hole. Ensure that sufficient secondary free surface is secured by the detonation.
도 6a의 경우 1차에서 가장 작은 원주형의 단공들이 순차적으로 기폭되며(S1), 다음으로 가장 작은 원주형의 장공들이 순차적으로 기폭되며(S2), 다음으로 보다 큰 원주형의 단공들이 순차적으로 기폭되며(S3), 다음으로 보다 큰 원주형의 장공들이 순차적으로 기폭(S4)되도록 순서를 정한 것이다.In the case of FIG. 6A, the smallest columnar holes in the primary are sequentially detonated (S1), the next smallest columnar holes are detonated sequentially (S2), and the next larger columnar holes are sequentially detonated. Detonated (S3), the next larger columnar holes are ordered to be sequentially detonated (S4).
도 6b의 경우 1차에서 가장 작은 원주형의 단공들이 순차적으로 기폭되며(S1), 다음으로 보다 큰 원주형의 단공들이 순차적으로 기폭되며(S2), 다음으로 가장 작은 원주형의 장공들이 순차적으로 기폭되며(S3), 다음으로 보다 큰 원주형의 장공들이 순차적으로 기폭(S4)되도록 순서를 정한 것이다.In the case of FIG. 6B, the smallest cylindrical holes in the primary are sequentially detonated (S1), and the next larger cylindrical holes are sequentially detonated (S2), and the next smallest cylindrical holes are sequentially Detonated (S3), the next larger columnar holes are ordered to be sequentially detonated (S4).
이러한 기폭 순서는 실시례에 따라 다양하게 변형되어 실시될 수 있으며, 또한 실시례에 따라서는 단공과 장공이 1공씩 교대로 기폭되도록 조정할 수도 있다.The detonation order may be variously modified according to the embodiment, and according to the embodiment may also be adjusted so that the single hole and the long hole are alternately detonated one by one.
그리고 나머지 확대공, 외곽공 및 바닥공은 본 실시례에 의하여 완전한 자유면이 확보된 상태이므로 통상적인 발파 기폭방법에 의하여 확대공, 외곽공 및 바닥공 순으로 기폭을 시킨다.And the remaining enlarged hole, the outer hole and the bottom hole is a state in which the complete free surface is secured according to the present embodiment, and in the order of the expansion hole, the outer hole and the bottom hole by the conventional blasting detonation method.
상기의 실시례는 본 발명의 바람직한 실시례일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상은 당업자에 의하여 다양하게 변형 내지 조정되어 실시될 수 있다. 이러한 변형 내지 조정이 본 발명의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.The above embodiments are only preferred embodiments of the present invention, and the technical idea of the present invention may be variously modified or adjusted by those skilled in the art. Such modifications and adjustments fall within the scope of the present invention if they use the technical idea of the present invention.
상기와 같이 본 발명은, 특히 심발공발파를 수행함에 있어서 장약공을 장공과 단공으로 구분하여 무장약공을 중심으로 천공하고 이에 폭약과 뇌관을 장전한 후 시차를 두어 단공과 장공을 발파함으로써, 종래의 데크차지공법에 의한 사압현상 및 유폭현상의 발생가능성을 완전히 차단하여 발파 실패에 대한 염려가 없다.As described above, the present invention, in particular, in carrying out the cardiac blasting by dividing the long hole and the long hole centering around the armed pharmacy, and after loading the explosives and detonators, by placing a time difference to blast the short hole and the long hole, The possibility of blast failure is completely avoided by completely blocking the possibility of deadening and dropping by the deck-charging method.
또한 본 발명은 공당 장약량을 분산시켜 진동과 소음을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 분산 발파에 의하여 종래의 평행발파공법의 문제점인 소결현상을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can not only reduce the vibration and noise by dispersing the dosage per hole, but also can prevent the sintering phenomenon which is a problem of the conventional parallel blasting method by the dispersion blasting.
또한 본 발명은 단공과 장공의 다단 천공 및 단공과 장공의 다단 발파에 의하여 완전하고 안전한 자유면 확보가 가능하며, 이에 따라 장공의 길이를 증가시킬 수 있기 때문에 발파당 전체 굴진량을 증대시킬 수 있다.In the present invention, it is possible to secure a complete and safe free surface by the multi-stage blasting of the single hole and the long hole and the multi-stage blasting of the long hole and the long hole, and thus the length of the long hole can be increased, thereby increasing the total amount of excavation per blasting. .
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