KR100766099B1 - 발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폭약을 단발식으로 발파하여 암반을 파쇄하는 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암반에 경사상태로 비스듬히 천공한 발파공을 다이아몬드의 형태로 천공배치한 후 화약을 장전하여 발파작업시 인접한 다른 발파공으로 폭팔력(진동 등)이 전달되지 않고 독립된 발파영역을 형성하여 주변의 다른 발파공의 도화선이 손상됨을 효과적으로 방지함은 물론 발파에 따른 소음 및 진동을 줄일 수 있도록 하는 발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 암반에 자유면의 타측 상향으로 경사지게 다수의 발파공을 비스듬히 천공하는 단계와;

상기 발파공에 화약과 도화선이 연결된 뇌관을 장전하는 단계와;

상기 뇌관의 상부에 모래나 점토 등을 충전하는 메지단계와;

상기 각각의 발파공을 단독으로 발파하여 소음, 진동의 발생을 억제하는 발파단계의 공정을 포함함으로써 이루어진다.

Description

발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법{Blasting a method of base rock}

도 1은 본 발명에 의한 발파공의 천공상태 종단면도

도 2는 본 발명의 발파공에 화약 및 뇌관을 장전한 상태의 종단면도

도 3은 본 발명에 의한 암반의 발파상태 일예시 종단면도

도 4는 본 발명에 의한 발파공의 천공배치상태 평면도

도 5는 종래의 발파공법에 의한 암반의 발파상태 종단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 암반 1a: 자유면

2, 10: 발파공 3: 화약

5, 20: 발파영역 6: 도화선

본 발명은 폭약을 단발식으로 발파하여 암반을 파쇄하는 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암반에 경사상태로 비스듬히 천공한 발파공을 다이아몬드의 형태로 천공배치한 후 화약을 장전하여 발파작업시 인접한 다른 발파공으로 폭팔력(진동 등)이 전달되지 않고 독립된 발파영역을 형성하여 주변의 다른 발파공의 도화선이 손상됨을 효과적으로 방지함은 물론 발파에 따른 소음 및 진동을 줄일 수 있도록 하는 발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법에 관한 것이다.

일반적으로 건설 및 토목 공사는 국가의 기간 산업으로서, 산업이 발달함에 따라 공사의 규모나 횟수가 많이 증가하고 있으며, 이러한 건설 및 토목 공사를 수행하기 위한 기초 공사로서 발파 작업은 공사 현장에서 가장 빈번히 행해지는 작업중의 하나이다.

상기 발파작업은 암반을 제거하기 위한 것으로, 이를 가장 간단하게 제거할 수 있는 방법으로는 보편적으로 화약을 이용하며, 상기 화약은 구입이 수월하고 운용이 편리한 장점이 있는 것이었다.

이러한 화약을 이용하여 암반을 파쇄하는 방법은 화약을 20여 군데 설치한 후 순간적인 시차를 두어 거의 동시다발적으로 발파하는 다발식 발파공법과 화약을 한발 씩 순차적으로 발파하는 단발식 발파공법으로 양분된다.

상기한 전자의 다발식 발파공법은 시간과 인력을 대폭 감축함으로써 경제성이 뛰어난 장점이 있는 반면, 암판 파쇄시 엄청난 지반의 소음, 진동 및 폭풍압을 유발함은 물론 파쇄되는 암반이 비산하면서 주변의 건물이나 차량을 손상시키고, 인근 작업자 또는 행인이나 가축까지 손상을 입히는 등의 심각한 문제점이 발생하는 것이었다.

또한, 후자의 단발식 발파공법은 소음, 진동 및 폭풍압이 적고, 주변의 건물이나 차량, 행인, 가축 등에게 손상을 주는 것을 방지하는 장점이 있는 반면 단발식으로 발파함에 따라 발파작업시 발생하는 강력한 폭팔력이 주변의 다른 발파공으 로 그대로 전달됨으로써 해당 발파공의 도화선을 손상시키는 결과를 초래하여 발파작업이 원활하게 이루어지지 못하는 것이었다.

즉 종래의 단발식 발파공법은 도 5와 같이 암반(1)에 다수의 발파공(2)을 수직으로 천공하고, 상기 각각의 발파공(2)에는 화약(3)과 뇌관(4)을 설치하며, 상기 뇌관(4)의 상측에 모래나 토사를 충전하는 매지(Tamping)를 한 후 각각의 발파공(2)을 단발식으로 순차적으로 발파한다.

이때 화약(3)의 폭팔력에 의해 암반이 파쇄되는 발파영역(5)은 인접하는 주변의 다른 발파공(2)까지 근접함으로써 폭팔력이 다른 도화선(6)까지 전달되면서 도화선(6)이 손상되는 일이 빈번하게 발생하고 있는 실정이다.

따라서, 소음과 진동을 최대한 줄일 수 있는 단발식 발파공법을 적극 활용하면서도 주변의 다른 도화선에는 전혀 손상을 주지 않도록 하는 발파공법의 개발이 시급한 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 발파공법에 따른 일부의 개선점을 적극적으로 해소하기 위한 것으로, 암반에 발파공을 경사지게 비스듬히 천공하도록 하여 상기 발파공에 장약되는 화약의 폭발력이 주변의 다른 발파공으로 전달됨을 방지하여 주변의 도화선이 손상을 입게 됨을 방지함을 발명의 주된 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 발파공을 다이아몬드의 형태로 천공배치하되 가변되는 천공경(직경)에 따라 발파공 간의 X, Y축 방향 공간격을 가변하면서 천공배치하도록 하여 암반을 빈틈없이 파쇄함을 발명의 또 다른 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 목적을 효과적으로 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따른 암반 발파공법에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 암반 발파공법을 개략적으로 살펴보면, 암반(1)에 자유면(1a)의 타측 상향으로 경사지게 다수의 발파공(10)을 비스듬히 천공하는 단계와; 상기 발파공(10)에 화약(3)과 도화선(6)이 연결된 뇌관(4)을 장전하는 단계와; 상기 뇌관(4)의 상부에 모래나 점토 등을 충전하는 메지단계와; 상기 각각의 발파공(10)을 단독으로 발파하여 소음, 진동의 발생을 억제하는 발파단계로 이루어진다.

이하, 본 발명의 암반 발파공법을 공정별로 상세하게 설명하기로 한다.

① 발파공 천공단계

본 발명의 특이한 점은 발파공(10)을 수직으로 천공하는 종래의 획일적인 방법을 탈피하여 상기 발파공(10)을 경사지게 비스듬히 천공하는 단계를 포함하고 있음을 기술적인 특징으로 한다.

즉 본 발명의 발파공 천공단계는 파쇄하고자 하는 암반(1)에 별도의 착암기를 이용하여 소정의 천공경(D)과 깊이를 갖는 발파공(10)을 천공하되 도 1에 도시된 바와 같이 자유면(1a)의 타측 상향으로 경사지게 다수의 발파공(10)을 비스듬하게 천공하며, 상기 발파공(10)의 경사도는 지면으로부터 45°∼80°의 경사도를 유지하도록 천공한다.

여기에서 발파공(10)을 경사상태로 천공하는 이유는 화약의 발파시 통상 발 파공(10)을 중심으로 사방으로 폭팔력이 전달됨으로써 발파공(10)이 경사진 경우 도 3과 같이 자유면(1a) 측은 폭발력이 상향으로 향하는 반면, 인접하는 다른 발파공(10) 측은 폭팔력이 하향으로 향하는 결과를 초래함으로써 인접하는 다른 발파공(10)으로 폭팔력이 전달되지 않고 발파하는 해당 발파공(10)의 주변에만 집중하여 발파영역(20)을 형성하기 때문이다.

따라서, 인접하는 다른 발파공(10)으로 전달되는 폭팔력이 미미하여 다른 발파공(10)의 도화선(6)을 손상시키는 일이 없게 된다.

또한, 상기 경사상태로 비스듬히 천공하는 발파공(10)은 도 4와 같이 각각의 발파공(10) 간의 공간격 가운데, Y축 방향의 공간격을 X축 방향의 공간격보다 크게 천공배치함으로써 전체적으로 다이아몬드의 형태로 천공배치한다.

이때 발파공(10)을 다이아몬드의 형태로 천공배치하는 이유는 Y축 방향의 공간격이 길어서 중앙부가 미처 파쇄가 되지 않더라도 X축 방향의 공간격이 상대적으로 짧아 중앙부를 효과적으로 파쇄할 수 있기 때문이며, 이 경우 암반의 발파영역이 겹치는 것을 최소화함으로써 화약의 불필요한 사용량을 줄일 수 있기 때문이다.

한편, 상기한 발파공(10)은 착암기에 장착되는 비트가 규격화됨에 따라 통상 규격화된 형태로 천공하며, 상기 발파공(10)의 천공경에 따라 화약의 장전량이 가변됨으로써 발파공(10)의 천공경에 맞추어 발파공(10) 간의 X, Y축 방향 공간격이 가변되어야만 보다 원활한 천공작업이 이루어질 수 있게 된다.

따라서, 상기 규격화된 비트에 의한 발파공(10)의 천공경 가변에 따른 X, Y축 방향 공간격의 다양한 실시예에 대해 살펴보기로 한다.

실시예 1

발파공(10)의 천공경은 규격화된 비트에 따라 105ر2로 천공할 수 있으며, 이 경우 X축 방향 공간격은 7.0∼9.5M로 배치하고, Y축 방향 공간격은 8.0∼11M로 배치할 경우 가장 바람직하다.

실시예 2

발파공(10)의 천공경은 규격화된 비트에 따라 76ر2로 천공할 수 있으며, 이 경우 X축 방향 공간격은 3.5∼5.5M로 배치하고, Y축 방향 공간격은 4.5∼6.5M로 배치함이 가장 바람직하다.

실시예 3

발파공(10)의 천공경은, 규격화된 비트에 따라 60ر2로 천공할 수 있으며, 이 경우 X축 방향 공간격은 2.5∼4.5M로 배치하고, Y축 방향 공간격은 3.0∼5.5M로 배치함이 바람직하다.

실시예 4

발파공(10)의 천공경은, 규격화된 비트에 따라 50ر2로 천공할 수 있으며, 이 경우 X축 방향 공간격은 2.0∼3.5M로 배치하고, Y축 방향 공간격은 2.2∼4.0M로 배치함이 바람직하다.

실시예 5

발파공(10)의 천공경은, 규격화된 비트에 따라 45ر2로 천공할 수 있으며, 이 경우 X축 방향 공간격은 1.5∼2.0M로 배치하고, Y축 방향 공간격은 2.0∼3.5M로 배치함이 바람직하다.

② 화약 및 뇌관의 장전단계

상기와 같이 발파공(10)의 천공경에 따라 다양하게 천공배치한 각각의 발파공(10)에는 화약을 장전하고, 순차적으로 뇌관(4)을 장전하며, 상기 뇌관(4)에 연결된 도화선(6)은 발파공(10)의 외측으로 인출하도록 함으로써 상기 발파공(10)의 폭팔력을 구비한다.

③ 메지단계

화약(3) 및 뇌관(4)의 장전이 완료되면 뇌관(4)의 상부, 즉 화약(3) 및 뇌관(4)을 제외한 발파공(10)의 잔여공간에 모래나 점토 등을 충진하는 메지를 실시함으로써 밀폐효과에 의해 화약이 충분한 위력을 발휘하도록 하는 동시에 소음 및 비산을 방지한다.

④ 발파단계

상기한 메지가 완료되면, 각각의 발파공(10)을 개별적으로 단독으로 발파하는 발파작업을 실시한다.

이때 발파작업은 단발식으로 이루어짐으로써 소음, 진동 및 비산발생이 매우 적을 뿐만 아니라 인접한 다른 발파공(10)으로 폭팔력이 전달되지 않고 해당 발파공(10)에 국지적으로 집중하는 발파영역(20)을 형성함으로써 다른 발파공(10)의 도화선(6)을 손상시키는 일이 없게 된다.

본 발명은 암반에 발파공을 경사지게 비스듬히 천공한 후 상기 발파공에 화약을 장전하여 발파함으로써 상기 발파공을 중심으로 사방으로 발파하는 화약의 폭팔력이 주변의 다른 발파공으로 전달됨을 차단하여 다른 도화선의 손상을 효율적으로 방지함으로써 발파작업의 원활성을 제고한다.

또한, 본 발명은 상기 발파공을 가변하는 천공경에 따라 발파공 사이사이의 X, Y축 방향 공간격을 가변하면서 다이아몬드의 형태로 천공배치함으로써 암반을 전체적으로 빈틈없이 파쇄하는 효과를 제공한다.

Claims (7)

1. 암반(1)에 자유면(1a)의 타측 상향으로 경사지게 다수의 발파공(10)을 비스듬히 천공하는 단계와;

   상기 발파공(10)에 화약(3)과 도화선(6)이 연결된 뇌관(4)을 장전하는 단계와;

   상기 뇌관(4)의 상부에 모래나 점토 등을 충전하는 메지단계와;

   상기 각각의 발파공(10)을 단독으로 발파하여 소음, 진동의 발생을 억제하는 발파단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법.
2. 제 1항에 있어서,

   발파공(10)은 지면으로부터 45°∼80°의 경사도를 갖도록 천공하는 한편, 상기 발파공(10)은 다이아몬드의 형태로 천공배치하되 발파공(10) 간의 Y축 방향 공간격은 X축 방향 공간격보다 큰 것을 특징으로 하는 발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   발파공(10)의 천공경은, 105ر2인 경우 X축 방향 공간격은 7.0∼9.5M로 배치하고, Y축 방향 공간격은 8.0∼11M로 배치하는 것을 특징으로 하는 발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   발파공(10)의 천공경은, 76ر2인 경우 X축 방향 공간격은 3.5∼5.5M로 배치하고, Y축 방향 공간격은 4.5∼6.5M로 배치하는 것을 특징으로 하는 발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   발파공(10)의 천공경은, 60ر2인 경우 X축 방향 공간격은 2.5∼4.5M로 배치하고, Y축 방향 공간격은 3.0∼5.5M로 배치하는 것을 특징으로 하는 발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   발파공(10)의 천공경은, 50ر2인 경우 X축 방향 공간격은 2.0∼3.5M로 배치하고, Y축 방향 공간격은 2.2∼4.0M로 배치하는 것을 특징으로 하는 발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   발파공(10)의 천공경은, 45ر2인 경우 X축 방향 공간격은 1.5∼2.0M로 배치하고, Y축 방향 공간격은 2.0∼3.5M로 배치하는 것을 특징으로 하는 발파현장의 진동 차단을 위한 도화선을 보호하는 단발식 암반 발파공법.

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