KR101048038B1 - 광산 폐기물 복토층 성능 진단장치 - Google Patents
광산 폐기물 복토층 성능 진단장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 광산 폐기물 복토층 성능 진단장치에 관한 것으로서, 이는 복토층 설계 이후 관리를 위해 강우 침투에 대한 지속적인 감시가 매우 중요하나 현재까지 복토층 성능 평가를 위한 장치가 마련되지 않은 문제점을 해결하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 광산폐기물층과 그 위의 복토층을 포함하여 다단의 층으로 이루어진 광산 폐기물 복토층의 성능을 진단하기 위한 장치로서, 복토층 외부에 설치되어 태양전지판으로부터 전원을 공급받고, 기상 데이터를 측정하여 수집하는 기상관측부(100)와; 증발팬을 통해 복토층의 증발산량 데이터를 측정하여 수집하는 측정부(200)와; 상기 다단의 층 중 한 층 이상에 수직 또는 수평하게 일정간격으로 설치되어 수분, 전기전도도 및 온도 변화 데이터를 동시에 검출하여 수집하는 검출부(300)와; 기상관측부, 측정부 및 검출부에서 수집된 데이터를 개별적으로 분리하여 수치화하는 제어부(400)와; 제어부를 통해 기상관측부, 측정부 및 검출부에서 수집된 데이터를 확인하기 위한 단말부(500);로 구성되는 것을 특징으로 하여 복토층의 설계 이후 관리를 용이하게 한다.
복토층, 광산폐기물, 성능, 진단
Description
본 발명은 광산 폐기물 복토층 성능 진단장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광산폐기물이 환경에 노출되지 않도록 이의 상측에 형성되는 복토층이 산성침출수의 발생을 최소화하는지 지속적으로 관찰하기 위한 광산 폐기물 복토층 성능 진단장치에 관한 것이다.
광산폐기물은 전세계적으로 잠재적인 중금속 오염원으로 인식되어 왔고 이론적으로는 중금속의 유출이 광산폐기물에 있는 황화광물과 물이 공기(산소)에 접촉될 때 침출수 형태로 발생되기 때문에, 중금속에 의한 환경오염 방지를 위해서 다양한 두께로 복토층을 형성하여 광산폐기물의 유실방지는 물론 물의 침투를 방지함으로써 환경피해를 줄이는 한편으로 광산 환경 오염 방지사업이 종료된 지역에도 광산폐기물 복토지역을 선정하여 관리하고 있으나, 복토가 이루어진 곳의 토질 특성에 적합하도록 복토층을 설계하기 위해 강우 침투에 대한 지속적인 확인이 필요 함에도 불구하고 현재까지는 이에 대한 적절한 확인 수단이 없는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광산폐기물 주변 기상이 광미적치장 하부 비포화대의 수분, 전기전도도에 미친 영향을 조사하고 산성침출수의 생성 및 확산에 대한 지구화학적 해석을 시도하여 복토층 차수 성능을 평가함으로써 신규 광산폐기물 적치장 복토 설계에 대한 사전 타당성 검토나 기존 복토층에 대한 성능평가에 활용할 수 있는 광산 폐기물 복토층 성능 진단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 광산폐기물층과 그 위의 복토층을 포함하여 다단의 층으로 이루어진 광산 폐기물 복토층의 성능을 진단하기 위한 장치로서, 복토층 외부에 설치되어 태양전지판으로부터 전원을 공급받고, 조도, 풍향, 풍속, 강수량, 기압, 온도 및 습도 중 하나 이상의 데이터를 측정하여 수집하는 기상관측부와; 증발팬을 통해 상기 복토층의 증발산량 데이터를 측정하여 수집하는 측정부와; 상기 다단의 층 중 한 층 이상에 수직 또는 수평하게 일정간격으로 설치되어 수분, 전기전도도 및 온도 변화 데이터를 동시에 검출하여 수집하는 검출부와; 상기 기상관측부, 측정부 및 검출부에서 수집된 데이터를 개별적으로 분리하여 수치화하는 제어부와; 상기 제어부를 통해 기상관측부, 측정부 및 검출부에서 수집된 데이터를 확인하기 위한 단말부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 다단의 층 중 하나 이상의 층에는 복수개의 관통공이 하부에 형성된 공급파이프와 이 공급파이프로부터 연장되어 지상으로 배치되는 유도파이프로 이루어진 공급관이 설치되고, 상기 유도파이프에는 상기 단말부의 신호에 따라 개폐상태가 제어되는 유량제어밸브와 온오프 및 정역회전 상태가 제어되는 구동펌프가 설치되어 내부에 알칼리액이 저장된 저장조에 연결되는 것을 특징으로 한다.
추가적으로 이물질이 상기 관통공을 통해 내측으로 인입되지 못하도록 상기 공급파이프는 직물로 둘러싸이며, 지상으로 배치된 상기 유도파이프로부터 분기되는 배출파이프와 상기 배출파이프에 설치되어 상기 단말부에 의해 개폐상태가 제어되는 배출밸브에 의해 상기 공급관 내 이물질을 외부로 인출할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 광산 폐기물 복토층 성능 진단장치는 기상관측부, 측정부 및 검출부에 의해 광산폐기물 주변 기상이 광산폐기물층, 복토층 등의 수분, 전기전도도 및 온도에 미치는 영향과 산성침출수의 생성 및 확산에 대해 확인할 수 있음에 따라 신규 광산폐기물 적치장 복토 설계나 기존 복토층에 대 한 성능평가에 활용가능한 데이터를 획득할 수 있도록 한다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 광산 폐기물 복토층 성능 진단장치를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광산 폐기물 복토층 성능 진단장치를 도시한 개략도이다.
본 발명에 따른 광산 폐기물 복토층 성능 진단장치는 광산폐기물층과 그 위의 복토층을 포함하여 다단의 층으로 이루어진 광산 폐기물 복토층의 성능을 진단히기 위한 장치에 관한 것으로, 기본적으로는 기상 상태를 관측하기 위한 기상관측부(100)와, 복토층의 증발산량을 관측하기 위한 측정부(200)와, 다단의 층 중 한 층 이상에서 수분, 전기전도도 및 온도변화를 검출하기 위한 검출부(300)와, 기상관측부, 측정부 및 검출부에서 수집된 데이터를 수치화하는 제어부(400)와; 제어부(400)의 수치화된 값을 확인하기 위한 단말부(500)로 구성된다.
상기 기상관측부(100)는 복토층 외부에 설치되어 태양전지판으로부터 전원을 공급받고, 조도센서 및 기상센서(풍향, 풍속, 강수량, 기압, 온도, 습도 측정 센서)에 의해 복토지역의 기상상태를 확인하여 이 데이터를 별도의 저장공간에 저장 하여 수집한다.
상기 측정부(200)는 복토층 위쪽으로 설치되어 증발팬을 통해 복토층으로부터 수분이 증발되는 양, 즉 증발산량에 관한 데이터를 측정하여 수집하기 위한 것으로, 증발팬에는 이의 내측에 수집된 강우의 수위를 측정하기 위한 수위레벨감지센서를 설치하여 시간경과에 따른 증발산량을 측정할 수 있으며 별도의 저장공간에 데이터를 저장한다.
상기 검출부(300)는 다단의 층 중 한 층 이상에 수직 또는 수평하게 일정간격으로 수분, 전기전도도 및 온도를 감지하기 위한 센서를 구비하고 있어, 층별로 함유된 수분, 전기전도도 및 온도에 관한 데이터를 동시에 검출할 수 있는데, 강우시에도 광산폐기물층에 수분이 적게 함유되어 있고 그 상측으로 형성되는 층들, 특히 복토층에서 수분이 다량 함유되어 있어야 만이 광산폐기물층으로부터 침출수 발생이 억제되는 조건을 충족시킬 수 있음과, 검출부(300)가 설치된 각 층의 함수량과 수분의 pH에 따라 미세하게나마 전기전도도가 변화하고 온도에 따라 광산폐기물에 있는 황화광물 및 물의 반응정도가 상이해짐을 고려하여, 해당 데이터를 취하기 위한 센서를 구비하게 되며, 검출된 각 데이터는 별도의 저장공간으로 수집된다.
상기 제어부(400)는 기상관측부(100), 측정부(200) 및 검출부(300) 각각으로부터 측정된 데이터를 개별적으로 분리하여 수치화하기 위한 것으로, 각 센서의 측 정 데이터, 예로써 전압, 전류 등에 대한 값을 사전에 매칭된 수치로 환산하여 단말부(500)로 전송하며, 경우에 따라서는 디스플레이 수단이 구비된 기상관측부(100), 측정부(200) 및 검출부(300)에 개별적으로 환산된 수치를 전송하여 표시하도록 할 수 있다.
상기 단말부(500)는 제어부(400)를 거쳐 기상관측부(100), 측정부(200) 및 검출부(300)의 환산된 수치값을 입력받아 표시하기 위한 수단으로, 각 구성요소에서 확인된 값을 도표, 수치 등의 형태로 표현하게 된다. 이에 따라 기상상태, 기상상태에 따른 증발산량, 검출부(300)에서 측정된 값을 확인하여 신규 복토층의 설계시 복토층의 두께를 설정하거나 기존 복토층의 성능을 평가하기 위한 자료를 획득할 수 있다.
한편으로 상기 다단의 층 중 하나 이상의 층에는 복수개의 관통공(611)이 하부에 형성된 공급파이프(610)와 이 공급파이프(610)로부터 연장되어 지상으로 배치되는 유도파이프(620)로 이루어진 공급관(600)이 설치되고, 유도파이프(620)는 단말부(500)의 신호에 따라 개폐상태가 제어되는 유량제어밸브(621)와 온오프 및 정역회전 상태가 제어되는 구동펌프(622)를 구비하여, 내부에 알칼리액이 저장된 저장조(700)에 연결됨으로써, 산성의 침출수가 기준치 이상으로 발생되는 경우 저장조(700)의 알칼리액을 복토층, 광산폐기물층 등에 흘려보냄으로써 그 침출수를 중화시킬 수 있다.
또한 상기 공급파이프(610)는 이에 형성된 관통공으로 미립자를 제외한 이물질이 들어가지 못하도록 직물로 둘러싸이며, 유도파이프(620)의 지상으로 배치된 부분에 이로부터 분기되는 배출파이프(630)를 설치하고 배출파이프(630)에 단말부(500)를 통해 개폐상태가 제어되는 배출밸브(631)를 설치함으로써, 구동펌프(622)가 정회전하는 경우에는 유량제어밸브(621)가 개방된 상태이고 배출밸브(631)가 폐쇄된 상태로 하여 알칼리액이 복토층, 광산폐기물층 등으로 투입되고 역회전하는 경우에는 유량제어밸브(621)가 폐쇄된 상태이고 배출밸브(631)가 개방된 상태로 하여 공급관(600) 내 이물질을 외부로 인출할 수 있다.
하기의 표 1은 본 발명의 광산폐기물 복토층 성능 진단장치에 의해 광미 혹은 토양 시료에 인위적으로 물을 첨가하면서 측정한 수분 함유량의 변화값을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 광산폐기물 복토층 성능 진단장치로부터 시간경과에 따라 단말부에서 확인된 (한보탄광 경석장) 복토층의 함수율을 도시한 것으로, 표 1 및 도 2를 통해 물이 첨가됨과 동시에 함수율이 증가하고 일정 수준(0.35㎥/㎥)에서 안정한 값을 나타냄을 알 수 있으며, 결과적으로 광산폐기물에 강우가 유입됨에 따른 함수율의 변화로 강우의 강도나 빈도 등을 알 수 있다.
| Time (min.) | VWC(단위용적당수분함량) (㎥/㎥) | EC(전기전도도) (dS/m) |
| 10 | 0.095 | 0.03 |
| 20 | 0.095 | 0.03 |
| 30 | 0.097 | 0.03 |
| 40 | 0.1 | 0.03 |
| 50 | 0.106 | 0.03 |
| 60 | 0.135 | 0.05 |
| 70 | 0.148 | 0.06 |
| 80 | 0.151 | 0.06 |
| 90 | 0.154 | 0.06 |
| 100 | 0.156 | 0.06 |
| 110 | 0.254 | 0.17 |
| 120 | 0.26 | 0.18 |
| 130 | 0.26 | 0.18 |
| 140 | 0.26 | 0.18 |
| 150 | 0.262 | 0.18 |
| 160 | 0.309 | 0.26 |
| 170 | 0.357 | 0.33 |
| 180 | 0.357 | 0.33 |
| 190 | 0.357 | 0.33 |
| 200 | 0.357 | 0.33 |
| 210 | 0.356 | 0.33 |
| 220 | 0.35 | 0.33 |
| 230 | 0.35 | 0.33 |
| 240 | 0.35 | 0.33 |
| 250 | 0.351 | 0.33 |
| 260 | 0.349 | 0.33 |
| 270 | 0.351 | 0.33 |
| 280 | 0.351 | 0.33 |
| 290 | 0.352 | 0.33 |
| 300 | 0.35 | 0.33 |
표 1- 수분 함량 및 전기전도도 측정
도 1은 본 발명에 따른 광산 폐기물 복토층 성능 진단장치를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 광산폐기물 복토층 성능 진단장치로부터 시간경과에 따라 측정된 (한보탄광 경석장) 복토층의 함수율을 도시한 그래프.
Claims (4)
- 삭제
- 광산폐기물층과 그 위의 복토층을 포함하여 다단의 층으로 이루어진 광산 폐기물 복토층의 성능을 진단하기 위한 장치에 있어서,복토층 외부에 설치되어 태양전지판으로부터 전원을 공급받고, 조도, 풍향, 풍속, 강수량, 기압, 온도 및 습도 중 하나 이상의 데이터를 측정하여 수집하는 기상관측부(100)와;증발팬을 통해 상기 복토층의 증발산량 데이터를 측정하여 수집하는 측정부(200)와;상기 다단의 층 중 한 층 이상에 수직 또는 수평하게 일정간격으로 설치되어 수분, 전기전도도 및 온도 변화 데이터를 동시에 검출하여 수집하는 검출부(300)와;상기 기상관측부(100), 측정부(200) 및 검출부(300)에서 수집된 데이터를 개별적으로 분리하여 수치화하는 제어부(400)와;상기 제어부(400)를 통해 기상관측부(100), 측정부(200) 및 검출부(300)에서 수집된 데이터를 확인하기 위한 단말부(500);로 구성되되,상기 다단의 층 중 하나 이상의 층에는 복수개의 관통공(611)이 하부에 형성된 공급파이프(610)와 이 공급파이프(610)로부터 연장되어 지상으로 배치되는 유도파이프(620)로 이루어진 공급관(600)이 설치되고, 상기 유도파이프(620)에는 상기 단말부(500)의 신호에 따라 개폐상태가 제어되는 유량제어밸브(621)와 온오프 및 정역회전 상태가 제어되는 구동펌프(622)가 설치되어 내부에 알칼리액이 저장된 저장조(700)에 연결되는 것을 특징으로 하는 광산폐기물 복토층 성능 진단장치.
- 청구항 2에 있어서,이물질이 상기 관통공을 통해 내측으로 인입되지 못하도록 상기 공급파이프(610)는 직물로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 광산폐기물 복토층 성능 진단장치.
- 청구항 3에 있어서,지상으로 배치된 상기 유도파이프(620)로부터 분기되는 배출파이프(630)와, 상기 배출파이프(630)에 설치되어 상기 단말부(500)에 의해 개폐상태가 제어되는 배출밸브(631)에 의해 상기 공급관(600) 내 이물질을 외부로 인출할 수 있는 것을 특징으로 하는 광산폐기물 복토층 성능 진단장치.
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| KR20050066568A (ko) * | 2003-12-26 | 2005-06-30 | 인천대학교 산학협력단 | 기상 관측 시스템 |
| KR100879876B1 (ko) * | 2008-03-06 | 2009-01-22 | 신상열 | 매립지의 침하 정도 및 토질측정용 계측기기 |
-
2009
- 2009-04-15 KR KR1020090032941A patent/KR101048038B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050066568A (ko) * | 2003-12-26 | 2005-06-30 | 인천대학교 산학협력단 | 기상 관측 시스템 |
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|---|---|
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