KR101500573B1 - Apparatus for determining the operating condition for reamer and, methods thereof - Google Patents

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KR101500573B1 KR20140033291A KR20140033291A KR101500573B1 KR 101500573 B1 KR101500573 B1 KR 101500573B1 KR 20140033291 A KR20140033291 A KR 20140033291A KR 20140033291 A KR20140033291 A KR 20140033291A KR 101500573 B1 KR101500573 B1 KR 101500573B1
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오주영
조민기
박진영
송창헌
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한국생산기술연구원
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Abstract

According to the present invention, an optimal rotational speed and air pressure of a reamer can be determined by using a modeling test or a formula in accordance with the rocks of a construction site. The present invention is to provide an apparatus and a method to determine the rotational speed and the air pressure of the reamer to minimize a specific energy. More specifically, the present invention has an objective to provide an apparatus and a method which significantly saves testing costs and time by modeling an operation of the reamer on a construction site.

Description

확공기의 운용조건 결정 장치 및 그 방법{Apparatus for determining the operating condition for reamer and, methods thereof}[0001] APPARATUS FOR DETERMINING OPERATING CONDITIONS OF RELAXATION [0002] Apparatus for determining operating conditions for reamer and methods [

본 발명은 확공기의 운용조건 결정 장치에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 공사 현장의 암반에 따라 확공기의 회전속도(R.P.M.)와 공기압을 최적으로 결정할 수 있는 장치에 대한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 장치 또는 이러한 장치를 이용하여 도출된 수학식을 이용하여 확공기의 운용조건을 결정하는 방법에 대한 것이기도 하다. More particularly, the present invention relates to a device capable of optimally determining the rotational speed (R.P.M.) and the air pressure of a reamer according to a rock in a construction site. The present invention also relates to a method for determining the operating conditions of the air conditioner using such an apparatus or an equation derived using such an apparatus.

일반적으로, 확공기는 지반 또는 암반 속에 이미 형성되어 있는 굴착공을 넓히기 위해 사용된다. Generally, reamer is used to widen drill holes already formed in the ground or rock.

확공기에는 해머가 설치될 수 있는데, 해머의 선단에 장착된 해머비트는 공기압에 의해서 왕복 이동하면서 암반을 타격한다. 해머의 타격은 확공기 자체의 회전과 협력하여 효율적인 굴착이 이루어질 수 있도록 하는데, 이러한 확공기는 대한민국 등록특허 제1072232호, 제1085362호, 제1072232호 등에 그 구성이 개시되어 있다. The hammer can be installed in the reamer, and the hammer bit attached to the tip of the hammer moves back and forth by the air pressure and strikes the rock. The impact of the hammer enables effective excavation in cooperation with the rotation of the reamer itself. Such reamer is disclosed in Korean Patent No. 1072232, No. 1085362, No. 1072232, and the like.

한편, 암반을 확공하는 경우, 암반의 상태에 따라 확공기의 운용 조건을 달리해야 할 필요성이 있다. 예를 들어, 암반의 강도가 큰 경우와 강도가 작은 경우에는 확공기의 운용 조건을 달리하는 것이 에너지 절감과 효율적인 굴착을 위해 바람직할 것이다.On the other hand, when rock mass is to be expanded, there is a need to change operating conditions of the reamer depending on the state of the rock mass. For example, in the case where the strength of the rock mass is large and the strength is small, it is preferable to change the operating conditions of the reamer for energy saving and efficient excavation.

확공기의 운용 조건은 기술자의 경험에 의존하거나 공사현장에서 시험 굴착을 수행해서 결정될 수 있다. 그러나, 기술자의 경험에 의존하는 것은 정확하지 못할 가능성이 있다는 문제점이 있고, 시험 굴착에 의하는 것은 공사 기간과 공사 비용이 늘어날 수 있다는 문제점이 있다. The operating conditions of the ream can depend on the experience of the engineer or can be determined by conducting a test excavation at the construction site. However, there is a problem that depending on the experience of the engineer, there is a possibility that it may not be accurate, and the test excavation has a problem that the construction period and the construction cost may increase.

더욱이, 암반의 상태는 공사 현장마다 다르고, 동일한 공사 현장에서도 각 구간마다 암반의 상태가 다를 수 있기 때문에 확공기의 운용조건을 최적으로 결정하는 것이 용이하지 않다.Furthermore, since the state of the rock bed is different depending on the construction site and the state of the rock bed may be different in each section even in the same construction site, it is not easy to determine the optimum operating conditions of the air expansion.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 암반용 확공기의 운용조건을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 하는 목적을 갖는다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an object to provide an apparatus and a method for determining operating conditions of rock mass ream.

본 출원인은, 오랜 연구와 경험을 통해서, 암반용 확공기의 굴착 속도와 1회 타격시 굴착량은 확공기의 회전속도(R.P.M.)와 공기압에 큰 영향을 받는다는 것을 알게 되었다.Applicant has learned from a long study and experience that the excavation speed of rock mass air and the excavation volume at one stroke are greatly influenced by the rotation speed (R.P.M.) of the reamer and the air pressure.

따라서, 본 발명은 비에너지(굴착에 소요되는 에너지를 굴착량으로 나눈 것, MJ/m3)를 최소화할 수 있는 확공기의 회전속도(R.P.M.)와 공기압을 결정하기 위한 장치와 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Therefore, the present invention provides an apparatus and method for determining the rotation speed (RPM) of the reamer and the air pressure that can minimize the non-energy (energy required for excavation divided by the excavation amount, MJ / m 3 ) For that purpose.

특히, 본 발명은 공사현장에서 확공기가 작동하는 것을 모델링함으로써 시험비용과 시간을 대폭 절약할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 하는 목적을 갖는다. Particularly, the present invention has an object to provide an apparatus and a method which can greatly reduce the test cost and time by modeling the operation of the reamer at the construction site.

상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 확공기의 운용조건 결정 장치는 공사현장의 암반에 따라 확공기의 회전속도(R.P.M.)와 확공기에 공급되는 공기압을 최적으로 결정한다. In order to solve the above problems, the apparatus for determining operating conditions of the reamer according to the present invention optimally determines the rotational speed (R.P.M.) of the reamer and the air pressure supplied to the reamer according to the rock in the construction site.

구체적으로, 본 발명에 따른 장치에서는 암석 시편(s)과 해머(127) 중에서 어느 하나가 수평으로 직선 이동되는 상태에서 해머(127)가 암석 시편(s)을 타격한다. 상기 타격과 상기 직선 이동에 소요된 에너지 및 상기 타격에 의한 굴착량을 측정하여 비에너지가 최소로 되는 공기압과 회전속도(R.P.M.)를 결정한다. Specifically, in the apparatus according to the present invention, the hammer 127 strikes the rock specimen s in a state in which one of the rock specimen s and the hammer 127 is linearly moved in a horizontal direction. The energy required for the stroke, the linear movement, and the excavation amount by the stroke are measured to determine the air pressure and the rotation speed (R.P.M.) at which the specific energy is minimized.

구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 장치는, 해머(127)의 하단에 설치된 해머 비트(128)를 상하 왕복이동시켜 암석시편(s)을 타격하는 타격 유닛; 내부에 암석 시편을 고정한 상태에서 해머(127)의 아래쪽에서 직선 이동이 가능하도록 설치된 시편고정 유닛(130); 및 시편고정 유닛(130)을 직선 이동시키는 이동 유닛(140);을 포함한다. 상기 이동 유닛(140)이 시편고정 유닛(130)을 직선 이동시키는 상태에서 상기 타격이 이루어진다. Specifically, the apparatus according to the first embodiment of the present invention includes: a striking unit that hits a rock specimen s by reciprocating a hammer bit 128 installed at a lower end of a hammer 127; A specimen fixing unit 130 installed to be able to linearly move under the hammer 127 in a state where the specimen of the rock is fixed inside; And a moving unit 140 for linearly moving the specimen fixing unit 130. The blow is performed in a state in which the moving unit 140 linearly moves the sample fixing unit 130.

상기 장치에서 타격 유닛은, 베이스 프레임(121); 베이스 프레임(121)에 수직으로 설치되어 해머를 지지하는 수직 가이드(122); 및 수직 가이드(122)에 지지되도록 설치되고, 상기 해머비트(128)와 실린더가 구비된 상기 해머(127);를 포함한다. 실린더가 공기압에 의해서 팽창되면 해머비트(128)가 암석시편(s)을 타격한다.In this apparatus, the striking unit comprises: a base frame 121; A vertical guide 122 vertically installed on the base frame 121 to support the hammer; And the hammer 127 installed to be supported by the vertical guide 122 and having the hammer bit 128 and the cylinder. When the cylinder is inflated by air pressure, the hammer bit 128 strikes the rock specimen s.

이 때, 이동 유닛(140)은 확공기(1)에 장착된 해머비트(3)(4)의 회전속도(R.P.M.)와 대응하는 속도로 암석 시편(s)을 직선 이동시킨다. At this time, the mobile unit 140 linearly moves the rock sample s at a speed corresponding to the rotational speed R.P.M. of the hammer bit 3 (4) mounted on the reamer 1. [

한편, 본 발명의 제2~4 실시예에 따른 장치에서는 해머(127)가 직선 이동하고 암석시편(s)이 고정된 상태에서 해머비트(128)의 타격이 이루어진다.Meanwhile, in the apparatus according to the second to fourth embodiments of the present invention, the hammer bit 128 is linearly moved, and the hammer bit 128 is hit in a state where the rock specimen s is fixed.

구체적으로, 제2 실시예에 따른 장치에서 타격 유닛은, 관통공(222)이 양측에 형성된 베이스 프레임(221); 베이스 프레임(221)에 수직으로 설치되어 해머(127)를 지지하는 수직 가이드(122); 및 수직 가이드에 지지되도록 설치되고, 상기 해머비트(128)와 실린더가 구비된 상기 해머(127);를 포함한다. 상기 실린더가 공기압에 의해 팽창되면 해머비트가 암석시편을 타격하게 된다. Specifically, in the apparatus according to the second embodiment, the striking unit includes a base frame 221 having through-holes 222 formed on both sides thereof; A vertical guide 122 vertically installed on the base frame 221 to support the hammer 127; And the hammer 127 installed to be supported by the vertical guide and having the hammer bit 128 and the cylinder. When the cylinder is inflated by the air pressure, the hammer bit strikes the rock specimen.

그리고, 이동 유닛은, 관통공(222)에 회전 가능하도록 설치된 이송 스크류(242); 및 이송 스크류(242)를 회전시키는 회전모터(243);를 포함한다. 회전모터(243)에 의해서 이송 스크류(242)가 회전되면 베이스 프레임(221)이 직선 이동하며, 이동유닛은 확공기(1)에 장착된 해머비트(3)(4)의 회전속도(R.P.M)와 대응하는 속도로 베이스 프레임(221)을 직선 이동시킨다. The mobile unit includes a feed screw (242) rotatably installed in the through hole (222); And a rotation motor 243 for rotating the transfer screw 242. When the feed screw 242 is rotated by the rotary motor 243, the base frame 221 moves linearly and the moving unit moves the hammer bit 3 (4) mounted on the reamer 1 to the rotation speed RPM, And moves the base frame 221 linearly at a speed corresponding to that of the base frame 221. [

또한, 제3 실시예에 따른 장치에서 타격 유닛은, 베이스 프레임(121); 베이스 프레임(121)에 수직으로 설치되어 해머를 지지하는 수직 가이드(122); 및 수직 가이드(122)에 지지되도록 설치되고, 상기 해머비트(128)와 실린더가 구비된 상기 해머(127);를 포함한다. 상기 실린더가 압축공기에 의해서 팽창되면 해머비트(128)가 암석시편(s)을 타격하게 된다. 이동 유닛은 확공기(1)에 장착된 해머비트(3)(4)의 회전속도(R.P.M)와 대응하는 속도로 베이스 프레임(121)을 직선 이동시킨다. Further, in the apparatus according to the third embodiment, the striking unit includes a base frame 121; A vertical guide 122 vertically installed on the base frame 121 to support the hammer; And the hammer 127 installed to be supported by the vertical guide 122 and having the hammer bit 128 and the cylinder. When the cylinder is expanded by the compressed air, the hammer bit 128 strikes the rock specimen s. The mobile unit linearly moves the base frame 121 at a speed corresponding to the rotational speed R.P.M of the hammer bit 3 (4) mounted on the reamer 1.

아울러, 제4 실시예에 따른 장치에서 타격 유닛은 이동유닛(440)에 의해 이동되고 암석시편(s)은 고정된 상태를 유지한다. In addition, in the apparatus according to the fourth embodiment, the striking unit is moved by the moving unit 440 and the rock sample s remains fixed.

한편, 본 발명에 따른 장치에 구비된 시편고정 유닛은, 암석시편이 내부에 수납될 수 있는 공간을 갖고 상측이 개방된 케이스(131); 케이스(131)의 내부에 수납된 암석시편과 케이스 사이의 간격을 메우도록 타설되어 암석시편을 고정하는 콘크리트부(132);를 포함할 수 있다. Meanwhile, the specimen fixing unit provided in the apparatus according to the present invention includes a case 131 having a space in which the specimen of the rock can be stored and the top side thereof being opened; And a concrete part 132 for fixing the rock specimen so as to fill the gap between the rock specimen and the case housed in the case 131. [

본 발명에서는 확공기(1)에 장착된 외곽 해머비트(3)를 모델링할 때의 암석시편(s) 또는 해머(127)의 이동속도(V1)가 확공기(1)에 장착된 내곽 해머비트(4)를 모델링할 때의 암석시편(s) 또는 해머(127)의 이동속도(V2) 보다 빠르다. The moving speed V1 of the rock specimen s or the hammer 127 at the time of modeling the outer hammer bit 3 mounted on the reamer 1 is smaller than the moving speed V1 of the inner hammer bit Is faster than the moving speed V2 of the rock sample (s) or hammer (127) when modeling the rotor (4).

또한, 본 발명의 제1~4 실시예에 따르면, 상기 직선 이동 속도 및 공기압을 다르게 하면서 암석시편에 대해서 반복적으로 시험하여 상기 직선 이동 속도 및 공기압에 따른 굴착량을 측정함으로써 비에너지를 구하고, 상기 비에너지가 최소로 되는 공기압과 상기 직선 이동 속도를 구할 수 있다. According to the first to fourth embodiments of the present invention, the specific energy is obtained by repeatedly testing the rock specimen while varying the linear movement speed and the air pressure, measuring the excavation amount in accordance with the linear movement speed and the air pressure, The air pressure at which the specific energy is minimized and the linear movement velocity can be obtained.

나아가, 본 발명의 제1~4 실시예에 따르면, 복수 개의 암석시편에 대해서 각각 비에너지가 최소로 되는 암석시편(s) 또는 해머(127)의 직선 이동속도 및 공기압을 구하고, 이를 이용하여 비에너지가 최소로 되기 위한 공기압과 단축압축강도(UCS) 사이의 수학식 및, 확공기의 회전속도(R.P.M. 즉, 암석시편(s) 또는 해머(127)의 직선 이동속도)와 단축압축강도(UCS) 사이의 수학식을 얻을 수 있다.Further, according to the first to fourth embodiments of the present invention, the linear movement speed and the air pressure of the rock sample (s) or the hammer (127) having the minimum specific energy with respect to each of the plurality of rock samples are obtained, The equation between the air pressure and the uniaxial compressive strength (UCS) for minimizing the energy and the relationship between the rotation speed of the reamer (RPM, i.e., the linear movement speed of the rock sample (s) ) Can be obtained.

상기 수학식은 아래와 같다. The above equation is as follows.

Figure 112014027295273-pat00001
Figure 112014027295273-pat00001

Figure 112014027295273-pat00002
Figure 112014027295273-pat00002

단, 상기 수학식에서,However, in the above equation,

Pair : 공기압P air : air pressure

RPM : 확공기의 회전속도RPM: Rotation speed of ream

UCS : 암석의 단축압축강도.UCS: Uniaxial compressive strength of rock.

본 발명의 다른 측면인, 확공기의 운용조건 결정 방법은, 상기 수학식에 암석의 단축압축강도(UCS)를 대입함으로써 비에너지가 최소로 되는 확공기 회전속도(R.P.M.)와 공기압을 결정할 수 있다. The method for determining the operating condition of the reamer, which is another aspect of the present invention, can determine the reamer rotational speed (RPM) and the air pressure at which the specific energy is minimized by substituting the uniaxial compressive strength (UCS) .

상술한 바와 같이, 상기 수학식은 확공기(1)의 암반굴착을 모델링한 장치를 이용하여 복수 개의 암석시편(s)에 대해 굴착시험을 하여 구하고, 상기 장치는 암석시편(s)과 해머비트(128) 중 어느 하나가 직선이동하고 나머지 하나가 고정된 상태에서 해머 비트(128)가 암석시편(s)을 타격한다. As described above, the above equation is obtained by performing an excavation test on a plurality of rock samples (s) using an apparatus modeling the rock excavation of the reamer 1, 128 are moved linearly while the other hammer bit 128 strikes the rock specimen s.

본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.The present invention has the following effects.

첫째, 공사 현장의 암반상태에 따라 확공기의 운용 조건을 최적으로 결정할 수 있다. First, the operating condition of the reamer can be determined optimally according to the rock condition of the construction site.

둘째, 확공기의 회전 굴착을 해머 또는 암석시편의 직선이동으로 구현함으로써 장치의 구성이 간단해지고 단가가 저렴하다.Second, the rotary excavation of the reamer is realized by the linear movement of the hammer or the rock specimen, thereby simplifying the structure of the apparatus and reducing the unit cost.

셋째, 확공기의 회전 굴착 메카니즘을 모델링함으로써 확공기의 최적 운용 조건을 작은 비용과 시간으로 알아낼 수 있다. Third, by modeling the rotating excavation mechanism of the reamer, optimum operating conditions of the reamer can be found at a small cost and time.

넷째, 공사 현장에서 얻어진 암석의 단축압축강도(UCS, uniaxial compressive strength)만을 알면 확공기의 최적 운용조건을 결정할 수 있다. Fourth, only the uniaxial compressive strength (UCS) of the rocks obtained at the site can be determined.

도 1은 암반에 사용될 수 있는 확공기를 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 확공기를 보여주는 측면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른, 확공기의 운용조건 결정 장치를 보여주는 사시도.
도 4는 도 1의 장치에 구비된 해머비트를 보여주는 사시도.
도 5는 도 1의 장치에 구비된 시편고정 유닛 및, 시편고정 유닛에 고정된 암석 시편을 보여주는 단면도.
도 6은 도 5의 시편고정 유닛과 암석 시편을 보여주는 평면도.
도 7과 도 8은 도 5의 암석시편에서 해머비트에 의해 타격되는 영역을 각각 보여주는 평면도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른, 확공기의 운용조건 결정 장치를 보여주는 사시도.
도 10은 도 9의 장치에 구비된 이동유닛을 보여주는 사시도.
도 11은 도 9의 장치에 구비된 베이스 프레임과 수직 가이드를 보여주는 사시도.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른, 확공기의 운용조건 결정 장치를 보여주는 사시도.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른, 확공기의 운용조건 결정 장치를 보여주는 사시도.
도 14는 경암에 대해 얻어진, 비에너지와 공기압 및 확공기 회전속도의 관계를 보여주는 3차원 그래프.
도 15는 경암에 대해 얻어진, 비에너지와 공기압 및 확공기 회전속도의 관계를 보여주는 등고선 그래프.
도 16은 경암에 대해 얻어진, 비에너지와 공기압의 관계 및 비에너지와 확공기 회전속도의 관계를 보여주는 그래프.
도 17은 경암과 중경암 및 보통암에 대해서 얻어진, 공기압과 단축압축강도의 관계를 보여주는 그래프.
도 18은 경암과 중경암 및 보통암에 대해서 얻어진, 확공기 회전속도와 단축압축강도의 관계를 보여주는 그래프.Figure 1 is a perspective view showing reamer that can be used in rock mass;
Fig. 2 is a side view showing the reamer of Fig. 1; Fig.
3 is a perspective view showing an apparatus for determining operating conditions of reamer according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a perspective view showing a hammer bit provided in the apparatus of FIG. 1; FIG.
5 is a sectional view showing a specimen fixing unit provided in the apparatus of Fig. 1 and a rock specimen fixed to the specimen fixing unit; Fig.
6 is a plan view showing the specimen fixing unit and the rock specimen of Fig. 5;
7 and 8 are plan views respectively showing areas hit by a hammer bit in the rock specimen of FIG. 5;
9 is a perspective view showing an apparatus for determining operating conditions of reamer according to a second embodiment of the present invention;
10 is a perspective view showing a mobile unit provided in the apparatus of FIG.
11 is a perspective view showing a base frame and a vertical guide provided in the apparatus of FIG.
12 is a perspective view showing an apparatus for determining operating conditions of reamer according to a third embodiment of the present invention;
13 is a perspective view showing an apparatus for determining operating conditions of reamer according to a fourth embodiment of the present invention;
Fig. 14 is a three-dimensional graph showing the relationship between specific energy, air pressure, and reamer rotation speed, obtained for the carcass.
15 is a contour plot showing the relationship between specific energy, air pressure and reamer rotation rate, obtained for the carcass.
16 is a graph showing the relationship between specific energy and air pressure and the relationship between specific energy and the dehumidification rotational speed,
Fig. 17 is a graph showing the relationship between air pressure and uniaxial compressive strength, obtained for light rock, heavy rock, and ordinary rock. Fig.
18 is a graph showing the relationship between the reamer rotation speed and the uniaxial compressive strength obtained for the light rock, the medium rock, and the normal rock.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely examples of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.

본 발명에 따른 장치 및 방법은 암반용 확공기를 위한 것이지만, 암반용 확공기 뿐만 아니라 다양한 확공기에도 적용될 수 있는데, 이러한 점은 본 명세서를 참조한 당업자가 자명하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위를 암반용 확공기에만 한정하여 해석하여서는 아니될 것이다.
The apparatus and method according to the present invention are for rock mass ream, but can be applied to various reamers as well as rock mass ream, which will be apparent to those skilled in the art with reference to this specification. Therefore, the scope of right of the present invention should not be construed to be limited to the rock air reamer.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서서, 본 발명의 적용 대상이 될 수 있는 확공기의 일례를 설명하기로 한다. 아래의 설명은 본 발명이 적용될 수 있는 일례를 설명하는 것일 뿐이고 본 발명의 적용대상을 한정하는 것은 아니다. First, before explaining the present invention, an example of the reamer that can be applied to the present invention will be described. The following description is merely an example to which the present invention may be applied and is not intended to limit the scope of the present invention.

도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 확공기(1)는 몸체(2)와, 몸체(2)에 왕복 이동 가능하도록 설치된 해머를 구비한다. 1 and 2, the reamer 1 has a body 2 and a hammer installed to be reciprocally movable on the body 2. [

몸체(2)는 구동로드(5)에 연결되어 소정의 회전속도(R.P.M.)로 회전된다. 그리고, 해머의 선단에는 해머비트(3)(4)가 장착되어 있고, 해머비트(3)(4)는 공기압에 의해 왕복 이동하면서 전방(前方)의 암반(도면에 미도시)을 타격한다. The body 2 is connected to the driving rod 5 and is rotated at a predetermined rotation speed R.P.M. The hammer bit 3 (4) is mounted on the tip of the hammer, and the hammer bit 3 (4) reciprocates by air pressure to strike the front rock (not shown).

몸체(2)에는 복수 개의 해머가 구비되는데, 효율적인 굴착을 위해 복수 개의 해머는 몸체(2)의 중심을 기준으로 외곽과 내곽에 분산되어 배치된다. 도면은 외곽에 2개의 해머비트(3)가 설치되고 내곽에 2개의 해머비트(4)가 설치된 것을 보여준다. 확공기가 회전되면 외곽 해머비트(3)는 반경 r1의 원을 그리면서 암반을 타격하고 내곽 해머비트(4)는 반경 r2의 원을 그리면서 암반을 타격한다.
A plurality of hammers are provided on the body 2. For efficient excavation, a plurality of hammers are dispersedly arranged on the outer and inner peripheries with reference to the center of the body 2. [ The figure shows that two hammer bits (3) are installed on the outer periphery and two hammer bits (4) are installed on the inner periphery. When the reamer is rotated, the outer hammer bit (3) strikes the rock with a radius r1 and the inner hammer bit (4) strikes the rock with a radius r2.

1. 제1 실시예1. First Embodiment

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른, 확공기의 운용조건 결정 장치를 보여주는 사시도이다. 3 is a perspective view showing an apparatus for determining operating conditions of a reamer according to the first embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 장치(100)는 하부 프레임(110)과, 암석시편(s)을 타격하는 타격 유닛과, 암석 시편(s)을 고정하는 시편고정 유닛(130)과, 시편고정 유닛(130)을 직선 이동시키는 이동 유닛(140)을 포함한다. 본 실시예에 따른 장치(100)에서는 암석시편(s)이 직선 이동하는 상태에서 해머(127)에 의한 타격이 이루어진다. Referring to the drawings, the apparatus 100 includes a lower frame 110, a striking unit for striking the rock specimen s, a specimen fixing unit 130 for fixing the rock specimen s, 130 in a straight line. In the apparatus 100 according to the present embodiment, the hammer 127 is hit in a state in which the rock sample s moves linearly.

하부 프레임(110)은 그 아래에 시편고정 유닛(130)이 통과할 수 있는 공간을 형성한다. 하부 프레임(110)의 위에는 베이스 프레임(121)이 고정되도록 설치된다. The lower frame 110 forms a space through which the specimen fixing unit 130 can pass under it. A base frame 121 is fixed on the lower frame 110.

타격 유닛은 그 위치가 고정된 상태에서 해머비트(128)를 수직으로 왕복 이동시켜 암석 시편(s)을 타격한다. 타격 유닛은 하부 프레임(110)의 위에 설치된 베이스 프레임(121)과, 베이스 프레임(121)의 윗면에 수직으로 설치된 수직 가이드(122)와, 암석 시편(s)을 타격하는 해머(127)를 구비한다. The striking unit strikes the rock sample (s) by reciprocating the hammer bit (128) vertically in a fixed position. The striking unit includes a base frame 121 installed on the lower frame 110, a vertical guide 122 vertically installed on the upper surface of the base frame 121, and a hammer 127 striking the rock sample s do.

베이스 프레임(121)은 하부 프레임(110)에 고정되도록 설치된 것으로서, 그 위에는 수직 가이드(122)와 해머(127)가 설치된다.The base frame 121 is fixed to the lower frame 110, and a vertical guide 122 and a hammer 127 are installed thereon.

수직 가이드(122)는 베이스 프레임(121)에 수직으로 세워지는데, 수직 가이드(122)에는 고정부(123)가 설치된다. 고정부(123)는 해머(127)의 상단을 고정하는데, 고압공기 호스(124)는 고정부(123)를 관통하여 해머(127)와 연결된다. 고압공기 호스(124)는 해머의 왕복이동을 위한 압축공기를 공급한다. 한편, 수직 가이드(122)는 지지봉(125)에 의해 지지될 수 있다. The vertical guide 122 is erected perpendicular to the base frame 121, and the vertical guide 122 is provided with a fixing portion 123. The fixing portion 123 fixes the upper end of the hammer 127 and the high pressure air hose 124 is connected to the hammer 127 through the fixing portion 123. The high-pressure air hose 124 supplies compressed air for reciprocating motion of the hammer. Meanwhile, the vertical guide 122 may be supported by a support rod 125.

해머(127)는 베이스 프레임(121)에 수직으로 설치되는데, 그 상단은 고정부(123)에 고정되고, 그 하부는 베이스 프레임(121)에 설치된 고정판(126)에 고정된다. 해머(127)는 압축공기에 의해서 작동하는 실린더와, 실린더의 신축에 의해 상하 왕복이동하면서 암석시편(s)을 타격하는 해머비트(도 3 및 도 4의 128)를 구비하는데, 이러한 해머(127)의 구조는 공지된 것이므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다. The upper end of the hammer 127 is fixed to the fixing portion 123 and the lower portion of the hammer 127 is fixed to the fixing plate 126 provided on the base frame 121. [ The hammer 127 has a cylinder operated by compressed air and a hammer bit (128 in Figs. 3 and 4) that hits the rock specimen s while reciprocally moving up and down by expansion and contraction of the cylinder. ) Are well known in the art and will not be described here.

상기 압축공기는 장치 외부에 설치된 압축공기 탱크(도면에 미도시)로부터 공급될 수 있다. 그리고, 베이스 프레임(121)에는 장치의 작동에 필요한 전원 공급원(예를 들어, 밧데리 등)이 설치될 수도 있다. The compressed air can be supplied from a compressed air tank (not shown) provided outside the apparatus. The base frame 121 may be provided with a power source (e.g., a battery) necessary for operation of the apparatus.

한편, 본 발명에서 암석시편(s)은 시편고정 유닛(130)에 의해 고정되는데, 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 시편고정 유닛(130)은 케이스(131)와, 케이스(131)의 측면 내부쪽에 형성된 콘크리트부(132)를 구비한다.5 and FIG. 6, the specimen fixing unit 130 includes a case 131, a case 131, and a case 131. The specimen fixing unit 130 is fixed to the specimen fixing unit 130, And a concrete portion 132 formed on the side of the side surface.

케이스(131)는 그 내부에 암석시편(s)을 수납한 상태에서 직선이동 가능하고 해머비트(128)의 타격에 의해서 진동이 발생되지 않는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이를 위해, 케이스(131)의 하부에는 가이드부(133)가 구비될 수 있다. 가이드부(133)는 슬라이딩이 가능하도록 레일(145)과 체결된다.It is preferable that the case 131 has a structure in which the rock specimen s is housed in the case 131 and is linearly movable and does not generate vibration due to the hammer bit 128 being hit. To this end, a guide part 133 may be provided under the case 131. The guide portion 133 is fastened to the rail 145 so as to be slidable.

콘크리트부(132)는 암석시편(s)과 케이스(131) 사이에 형성되어 암석시편(s)을 고정한다. 콘크리트부(132)는 암석시편(s)의 4 측면 모두에 형성될 수 있다. The concrete part 132 is formed between the rock specimen s and the case 131 to fix the rock specimen s. The concrete portion 132 may be formed on all four sides of the rock sample s.

암석시편(s)은 공사 현장에서 채취된 샘플로서, 도면에 도시된 바와 같이, 시험의 용이성을 위해서 직육면체 형상을 갖는 것이 바람직하다. The rock sample (s) is a sample taken at a construction site, and preferably has a rectangular parallelepiped shape for ease of testing, as shown in the figure.

이동유닛(140)은 시편고정 유닛(130)을 직선 이동시킨다. 이동유닛(140)은 케이스(131)에 연결된 연결부재(141)와, 연결부재(141)를 당겨서 시편고정 유닛(130)을 이동시키는 이동부재(142)를 구비할 수 있다. The moving unit 140 moves the specimen fixing unit 130 in a straight line. The moving unit 140 may include a connecting member 141 connected to the case 131 and a moving member 142 for moving the specimen fixing unit 130 by pulling the connecting member 141.

이동부재(142)로는 케이스(131)를 일정한 속도로 당길 수 있는 통상적인 압입장비(pulling M/C)가 사용될 수 있고, 연결부재(141)로는 강연선, 로프 등이 사용될 수 있다. As the movable member 142, a conventional pushing M / C capable of pulling the case 131 at a constant speed may be used. As the connecting member 141, a strand, a rope or the like may be used.

아울러, 시편고정 유닛(130)의 직선 이동을 돕고 진동을 방지하기 위해서 이동유닛(140)은 레일(145)을 더 구비할 수도 있는데, 레일(145)은 지면 등에 설치될 수 있다.In addition, the moving unit 140 may further include a rail 145 for assisting linear movement of the specimen-fixing unit 130 and preventing vibration. The rail 145 may be installed on the ground or the like.

이동 유닛(140)은 확공기(1)에 장착된 해머비트(3)(4)의 회전속도와 대응하는 속도로 암석 시편(s)을 직선 이동시킨다. 구체적으로, 암석 시편(s)의 직선 이동속도와 상기 회전속도(R.P.M)는 아래와 같은 관계를 갖는다.The mobile unit 140 linearly moves the rock sample s at a speed corresponding to the rotational speed of the hammer bit 3 (4) mounted on the reamer 1. [ Specifically, the linear movement speed of the rock sample s and the rotation speed R.P.M have the following relationship.

V=r×ωV = r x?

여기서, V : 암석 시편(s)의 직선 이동속도Here, V represents the linear movement speed of the rock sample (s)

r : 확공기(1)의 중심과 해머비트(3)(4) 사이의 거리        r: distance between the center of the reamer 1 and the hammer bit 3 (4)

ω : 확공기(1)에 장착된 해머비트(3)(4)의 회전 속도        ω: rotational speed of the hammer bit (3) (4) mounted on the reamer (1)

한편, 확공기(1)는 외곽 해머비트(3)와 내곽 해머비트(4)를 갖는데, 확공기(1)가 회전될 때 외곽 해머비트(3)와 내곽 해머비트(4)의 회전속도가 서로 상이하다. 본 발명에서는 이러한 점을 고려하여, 외곽 해머비트(3)에 의한 타격을 모델링하는 경우의 암석시편 이동속도와 내곽 해머비트(4)에 의한 타격을 모델링하는 경우의 암석시편 이동속도를 다르게 한다. On the other hand, the reamer 1 has an outer hammer bit 3 and an inner hammer bit 4. When the reamer 1 is rotated, the rotation speed of the outer hammer bit 3 and the inner hammer bit 4 becomes They are different. In consideration of this point, in the present invention, the rock specimen moving speed in modeling the impact by the outer hammer bit 3 and the rock specimen moving speed in modeling the impact by the inner hammer bit 4 are made different.

도 7은 외곽 해머비트(3)에 의한 타격을 모델링하는 경우를 보여주고 있는데, 원(136)은 해머비트(128)에 의한 타격이 이루어지는 부분을 나타내고 V1은 암석시편(s)의 이동속도를 나타낸다. FIG. 7 shows a case of modeling the impact by the outer hammer bit 3, where a circle 136 represents a portion where the hammer bit 128 is hit and V1 represents a moving speed of the rock sample s .

그리고, 도 8은 내곽 해머비트(4)에 의한 타격을 모델링하는 경우를 보여주고 있는데, 원(137)은 해머비트(128)에 의한 타격이 이루어지는 부분을 나타내고 V2는 암석시편(s)의 이동속도를 나타낸다. 이 때, V1>V2이다. 8 shows a case of modeling the hit by the inner hammer bit 4 where a circle 137 represents a portion where the hammer bit 128 is hit and V2 represents a movement of the rock sample s It represents speed. At this time, V1 > V2.

한편, 원(136)과 원(137)은 그 위치가 다르지만 그 일부분이 중복될 수 있는데, 외곽 해머비트(3)에 의한 타격을 모델링한 후 하부 프레임(110) 또는 암석시편(s)을 옆으로 조금 이동시킨 후 타격함으로써 내곽 해머비트(4)에 의한 타격을 모델링할 수 있다. The circle 136 and the circle 137 may be overlapped with each other, but a part thereof may be overlapped. After modeling the strike by the outer hammer bit 3, the lower frame 110 or the rock sample s So that the impact by the inner hammer bit 4 can be modeled.

그리고, 사각형(138)은 해머비트(128)에 의한 타격이 이루어지는 영역을 나타내는데, 원(136)과 원(137)에 의해서 형성된 것이다. The quadrangle 138 represents a region where the hammer bit 128 is hit, and is formed by the circle 136 and the circle 137.

이와 같이, 본 발명에서는 외곽 해머비트(3)와 내곽 해머비트(4)의 모델링시 암석시편(s)의 이동속도를 다르게 함으로써 확공기의 실제 굴착에 더욱 근접한 결과를 얻을 수 있다.
As described above, according to the present invention, the moving speed of the rock specimen s is differentiated when modeling the outer hammer bit 3 and the inner hammer bit 4, thereby obtaining a result closer to the actual excavation of the reamer.

2. 제2 실시예2. Second Embodiment

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른, 확공기의 운용조건 결정 장치를 보여주는 사시도이다. 도 9의 도면 참조부호 중에서 도 1 내지 도 8의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.9 is a perspective view showing an apparatus for determining operating conditions of reamer according to a second embodiment of the present invention. 9, the same reference numerals as those in Figs. 1 to 8 denote the same elements.

도면에 나타난 바와 같이, 상기 장치(200)는 하부 프레임(110)과, 암석시편(s)을 타격하는 타격 유닛과, 암석 시편을 고정하는 시편고정 유닛(130)과, 타격 유닛을 직선 이동시키는 이동 유닛(240)을 포함한다. 본 실시예에 따른 장치(200)에서는 암석시편(s)이 고정된 상태에서 해머(127)가 직선 이동하면서 해머비트(128)에 의한 타격이 이루어진다. As shown in the drawing, the apparatus 200 includes a lower frame 110, a striking unit for striking the rock specimen s, a specimen fixing unit 130 for fixing the rock specimen, And a mobile unit 240. In the apparatus 200 according to the present embodiment, when the hammer 127 moves linearly while the rock sample s is fixed, the hammer bit 128 hits the hammer 127.

하부 프레임(110)은 그 하측에 시편고정 유닛(130)이 위치할 수 있는 공간을 형성한다. 하부 프레임(110)의 상면에는 이동유닛(240)이 설치된다. 하부 프레임(110)의 하단은 지면 또는 소정의 평판(도면에 미도시) 등에 고정되도록 설치될 수 있다. The lower frame 110 forms a space in which the specimen fixing unit 130 can be positioned below the lower frame 110. A mobile unit 240 is installed on the upper surface of the lower frame 110. The lower end of the lower frame 110 may be fixed to a ground or a predetermined flat plate (not shown).

이동 유닛(240)은, 도 10에 나타난 바와 같이, 브라켓(241)과, 브라켓(241)에 회전 가능하도록 설치된 이송 스크류(242) 및, 이송 스크류(242)를 회전시키는 회전모터(243)를 구비한다. 10, the movable unit 240 includes a bracket 241, a feed screw 242 rotatably mounted on the bracket 241, and a rotary motor 243 for rotating the feed screw 242 Respectively.

이송 스크류(242)의 외주면에 형성된 나사산과 관통공(222)의 내주면에 형성된 나사산이 서로 맞물리기 때문에 이송 스크류(242)가 회전되면 베이스 프레임(221)이 직선 이동될 수 있다.The screw thread formed on the outer circumferential surface of the feed screw 242 and the screw threads formed on the inner circumferential surface of the through hole 222 are engaged with each other so that the base frame 221 can be linearly moved when the feed screw 242 is rotated.

이와 같이, 본 실시예에서는, 암석시편(s)이 고정된 상태에서, 이송 스크류(242)의 회전에 의해서 해머(127)가 직선 이동되면서 암석시편을 타격하게 된다. 이 때, 해머(127)의 직선 이동 속도는 확공기(1) 해머비트(3)(4)의 회전속도와 대응되는데, 이 점에 대해서는 상술된 바 있다. As described above, in this embodiment, the hammer 127 is linearly moved by the rotation of the conveying screw 242 while the rock sample s is fixed, and the rock specimen is struck. At this time, the linear movement speed of the hammer 127 corresponds to the rotation speed of the hammer bit 3 (4) of the reamer 1, which has been described above.

타격 유닛은 베이스 프레임(221)과, 베이스 프레임(221)에 설치된 수직 가이드(122) 및, 해머(127)를 구비한다. The striking unit includes a base frame 221, a vertical guide 122 provided on the base frame 221, and a hammer 127.

베이스 프레임(221)은, 도 11에 나타난 바와 같이, 그 양측에 형성된 관통공(222)과 바퀴(223) 및 수직대(224)를 구비한다. 관통공(222)에는 이송 스크류(242)가 관통하여 설치되고, 바퀴(223)는 베이스 프레임(221)의 이동을 용이하도록 한다. 11, the base frame 221 has through holes 222 formed on both sides thereof, a wheel 223, and a vertical stand 224. The through hole 222 is provided with a feed screw 242 penetrating therethrough, and the wheel 223 facilitates movement of the base frame 221.

수직대(224)에는 수직 가이드(122)가 설치된다. 수직 가이드(122)와, 수직 가이드(122)에 설치되는 지지봉(125) 및, 고정부(126)는 제1 실시예의 수직 가이드(122)와 지지봉(125) 및 고정부(126)와 각각 동일하다. Vertical guides 224 are provided with vertical guides 122. The vertical guide 122, the support bar 125 provided on the vertical guide 122 and the fixed portion 126 are identical to the vertical guide 122, the support rod 125 and the fixed portion 126 of the first embodiment, respectively Do.

아울러, 해머(127) 및 해머(127)의 작동과정도 제1 실시예에서와 동일하다. The operation of the hammer 127 and the hammer 127 is also the same as in the first embodiment.

시편 고정유닛(130)은 그 내부에 암석시편(s)을 고정하는 것으로서, 케이스(131)와, 케이스(131)의 측면 내부쪽에 형성된 콘크리트부(132)를 구비한다. 콘크리트부(132)는 제1 실시예의 콘크리트부(132)와 그 구성이 동일하고, 케이스(131)는 가이드부(133)를 갖지 않는다는 것을 제외하면 제1 실시예의 케이스(131)와 동일하다. 또한, 케이스(131)는 해머 타격시 흔들리지 않도록 지면 또는 평판(도면에 미도시) 등에 설치되는 것이 바람직하다.
The specimen fixing unit 130 fixes the specimen s within the specimen fixing unit 130 and includes a case 131 and a concrete portion 132 formed on the inner side of the side face of the case 131. The concrete part 132 is the same as the concrete part 132 of the first embodiment and the case 131 is the same as the case 131 of the first embodiment except that the guide part 133 is not provided. Further, it is preferable that the case 131 is provided on a ground or a flat plate (not shown in the drawing) so as not to be shaken when hitting the hammer.

3. 제3 실시예3. Third Embodiment

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른, 확공기의 운용조건 결정 장치를 보여주는 사시도이다.12 is a perspective view showing an apparatus for determining operating conditions of reamer according to a third embodiment of the present invention.

도면에 나타난 바와 같이, 상기 장치(300)는 하부 프레임(310)과, 암석시편(s)을 타격하는 타격 유닛과, 암석 시편(s)을 고정하는 시편고정 유닛(130)과, 타격 유닛을 직선 이동시키는 이동 유닛(340)을 포함한다. 본 실시예에서는 암석시편(s)이 고정된 상태에서 해머(127)가 직선 이동하면서 해머비트(128)에 의한 타격이 이루어진다. As shown in the drawing, the apparatus 300 includes a lower frame 310, a striking unit for striking the rock specimen s, a specimen fixing unit 130 for fixing the rock specimen s, And a moving unit 340 for linearly moving. In the present embodiment, the hammer 127 is linearly moved while the rock specimen s is fixed, and the hammer bit 128 is hit by the hammer bit 128.

하부 프레임(310)은 그 하측에 시편고정 유닛(130)이 위치하여 이동할 수 있는 공간을 형성한다. 하부 프레임(310)의 위에는 베이스 프레임(121)이 고정되도록 설치된다. The lower frame 310 forms a space in which the specimen fixing unit 130 is located and can move. A base frame 121 is fixed on the lower frame 310.

하부 프레임(310)의 하단에는 가이드부(311)가 구비되는데, 가이드부(311)는 레일(345)에 슬라이딩 가능하도록 체결되고, 이에 따라, 해머 타격시의 진동을 없애거나 줄일 수 있다. A guide portion 311 is provided at the lower end of the lower frame 310. The guide portion 311 is coupled to the rail 345 so as to be slidable so as to eliminate or reduce vibrations when the hammer strikes.

타격 유닛은 베이스 프레임(121)과, 베이스 프레임(121)에 설치된 수직 가이드(122) 및, 해머(127)를 구비한다. The striking unit includes a base frame 121, a vertical guide 122 provided on the base frame 121, and a hammer 127.

베이스 프레임(121)은 하부 프레임(110)에 고정되어 있고, 그 일측면은 연결부재(341)에 연결되어 있다. 따라서, 이동유닛(340)이 연결부재(341)를 당기면 베이스 프레임(121)과 하부 프레임(310)은 함께 슬라이딩 되어 이동된다. The base frame 121 is fixed to the lower frame 110, and one side of the base frame 121 is connected to the connecting member 341. Accordingly, when the mobile unit 340 pulls the connecting member 341, the base frame 121 and the lower frame 310 are slid together and moved.

수직 가이드(122)와 지지봉(125)과 고정부(123)는 제1,2 실시예의 수직 가이드(122)와 지지봉(125) 및 고정부(123)와 각각 동일하고, 해머(127) 및 해머(127)의 작동과정도 제1,2 실시예에서와 동일하다. The vertical guide 122 and the support bar 125 and the fixing portion 123 are identical to the vertical guide 122 and the support bar 125 and the fixing portion 123 of the first and second embodiments, The operational process of the control unit 127 is the same as in the first and second embodiments.

시편 고정유닛(130)은 그 내부에 암석시편(s)을 고정하는 것으로서, 케이스(131)와, 케이스(131)의 측면 내부쪽에 형성된 콘크리트부(132)를 구비한다. 콘크리트부(132)는 제1,2 실시예의 콘크리트부(132)와 그 구성이 동일하고, 케이스(131)는 제2 실시예의 케이스와 동일하다. 또한, 케이스(131)는 해머 타격시 흔들리지 않도록 지면 또는 평판(도면에 미도시) 등에 설치되는 것이 바람직하다. The specimen fixing unit 130 fixes the specimen s within the specimen fixing unit 130 and includes a case 131 and a concrete portion 132 formed on the inner side of the side face of the case 131. The concrete part 132 is the same as the concrete part 132 of the first and second embodiments, and the case 131 is the same as the case of the second embodiment. Further, it is preferable that the case 131 is provided on a ground or a flat plate (not shown in the drawing) so as not to be shaken when hitting the hammer.

이동 유닛(340)은 타격 유닛을 직선 이동시킨다. 이동유닛(340)은 베이스 프레임(121)에 연결된 연결부재(341)와, 연결부재(341)를 당겨서 시편고정 유닛(130)을 이동시키는 이동부재(342)를 구비할 수 있다. The mobile unit 340 linearly moves the striking unit. The moving unit 340 may include a connecting member 341 connected to the base frame 121 and a moving member 342 for moving the sample fixing unit 130 by pulling the connecting member 341.

이동부재(342)로는 케이스(131)를 일정한 속도로 당길 수 있는 통상적인 압입장비(pulling M/C) 등이 사용될 수 있고, 연결부재(341)로는 강연선, 로프 등이 사용될 수 있다. The moving member 342 may be a conventional pulling M / C capable of pulling the case 131 at a constant speed, and the connecting member 341 may be a strand, a rope, or the like.

이와 같이, 암석시편(s)이 고정된 상태에서, 이동유닛(340)의 당김에 의해서 해머(127)가 직선 이동되면서 암석시편을 타격하게 된다. 이 때, 해머(127)의 직선 이동 속도는 확공기 해머비트(3)(4)의 회전속도와 대응되는데, 이 점에 대해서는 상술한 바 있다.
In this way, with the rock sample (s) fixed, the hammer (127) is linearly moved by the pulling of the mobile unit (340), and the rock specimen is struck. At this time, the linear movement speed of the hammer 127 corresponds to the rotation speed of the reamer bit 3 (4), which has been described above.

4. 제4 실시예4. Fourth Embodiment

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른, 확공기의 운용조건 결정 장치를 보여주는 사시도이다.13 is a perspective view showing an apparatus for determining operating conditions of reamer according to a fourth embodiment of the present invention.

도면에 나타난 바와 같이, 상기 장치(400)는 암석시편(s)을 타격하는 타격 유닛과, 암석 시편(s)을 고정하는 시편고정 유닛(130) 및, 타격 유닛을 직선 이동시키는 이동 유닛(440)을 포함한다. 본 실시예에서는 암석시편(s)이 고정된 상태에서 해머(124)가 직선 이동하면서 타격이 이루어진다. As shown in the figure, the apparatus 400 includes a striking unit for striking the rock sample s, a specimen fixing unit 130 for fixing the rock specimen s, and a moving unit 440 for linearly moving the striking unit ). In this embodiment, the hammers 124 are linearly moved while the rock specimen s is fixed, and the hammers 124 are hit.

타격 유닛은 수직 가이드(122)와, 수직 가이드(122)에 설치된 고정부(123) 및, 해머(127)를 구비한다. 수직 가이드(122)와 고정부(123)는 상술한 수직 가이드(122) 및 고정부(123)와 각각 동일하다. The striking unit includes a vertical guide 122, a fixing portion 123 provided on the vertical guide 122, and a hammer 127. The vertical guide 122 and the fixing portion 123 are identical to the vertical guide 122 and the fixing portion 123, respectively.

해머(127)의 상단은 고정부(123)에 고정되고 해머(127)의 하단은 소정의 체결구(해머의 하단과 수직 가이드를 연결하도록 설치되는 체결구, 도면에 미도시)에 의해 고정될 수 있다. The upper end of the hammer 127 is fixed to the fixing portion 123 and the lower end of the hammer 127 is fixed by a predetermined fastener (a fastener provided to connect the lower end of the hammer and the vertical guide, not shown) .

시편 고정유닛(130)은 그 내부에 암석시편(s)을 고정하는 것으로서, 케이스(131)는 해머 타격시 진동하지 않도록 지면이나 평판(도면에 미도시) 등에 설치되는 것이 바람직하다. The specimen fixing unit 130 fixes the specimen s in the interior of the specimen fixing unit 130. It is preferable that the specimen fixing unit 130 is installed on a ground or a flat plate (not shown) so as not to vibrate when hammering.

이동 유닛(440)은 타격 유닛을 직선 이동시킨다. 이동유닛(440)으로는 일정 속도로 수직 가이드(122)를 이동시킬 수 있는 통상적인 장비(예를 들어, 크레인 등)가 사용될 수 있다. 이동 유닛(440)의 붐(441)은 해머 타격시의 진동에 의해 수직 가이드(122)가 흔들리지 않도록 고정할 수 있는 정도의 강성을 가지는 것이 바람직하다. The mobile unit 440 linearly moves the striking unit. Conventional equipment (e.g., a crane or the like) capable of moving the vertical guide 122 at a constant speed may be used as the mobile unit 440. It is preferable that the boom 441 of the mobile unit 440 has a rigidity enough to fix the vertical guide 122 so as not to be shaken by the vibration when hitting the hammer.

본 실시예에서도 해머(127)의 직선 이동 속도는 확공기 해머비트(3)(4)의 회전속도와 대응되는데, 이 점에 대해서는 상술한 바 있다.
In this embodiment also, the linear moving speed of the hammer 127 corresponds to the rotating speed of the reamer bit 3 (4), which has been described above.

5. 장치의 작동과정5. How the device works

그러면, 본 발명에 따른 장치(100)를 이용하여 확공기의 최적 운용조건(압축공기의 공기압 및 회전속도)을 결정하는 과정을 설명하기로 한다. 상기 장치(100)를 제외한 나머지 장치(200)(300)(400)의 작동 및 최적 운용조건(압축공기의 공기압 및 회전속도) 결정 과정은 아래의 설명을 참조한 당업자가 자명하게 알 수 있을 것이다. A process for determining optimal operating conditions (air pressure and rotation speed of compressed air) of the reamer using the apparatus 100 according to the present invention will now be described. The operation of the remaining devices 200, 300, and 400 except for the device 100 and the process of determining the optimal operating conditions (the air pressure and the rotating speed of the compressed air) will be apparent to those skilled in the art with reference to the following description.

먼저, 공사현장에서 채취한 암석시편(s)을 케이스(131)에 수납하고 콘크리트를 타설하여 암석시편(s)을 고정한다. First, a rock sample (s) collected at a construction site is stored in a case (131), and a concrete specimen is laid to fix the rock specimen (s).

암석시편(s)의 고정이 완료된 후에는 이동유닛(140)을 이용하여 시편고정 유닛(130)을 직선 이동시키면서 암석시편(s)을 타격한다.After the fixation of the rock sample s is completed, the specimen fixing unit 130 is linearly moved using the mobile unit 140 to strike the rock specimen s.

이 때, 외곽 해머비트(3)를 모델링하는 경우에는 도 7에 나타난 바와 같이 속도 v1으로 시편고정 유닛(130)을 직선 이동시키면서 타격하고, 내곽 해머비트(4)를 모델링하는 경우에는 도 8에 나타난 바와 같이 속도 v2로 시편고정 유닛(130)을 직선 이동시키면서 타격한다. 구체적으로, 속도 v1으로 암석시편(s)을 이동시키면서 타격을 완료한 후, 시편고정 유닛(130)을 원위치시키고 하부 프레임(110)을 조금 옆으로 이동시킨 다음, 속도 v2로 암석시편(s)을 이동시키면서 타격을 하는데, 상기 타격은 타격 영역(138)을 대상으로 한다. 그리고, 속도 v1이 속도 v2 보다 약간 크도록 한다. 상기 속도 V1, V2는 확공기의 회전속도(R.P.M)과 대응되는 속도이다. At this time, when modeling the outer hammer bit 3, as shown in FIG. 7, the sample fixing unit 130 is linearly moved at a speed of v1 while hitting the inner hammer bit 4, As shown, the specimen fixing unit 130 is linearly moved to the velocity v2 and hit. Specifically, after completing the impact while moving the rock specimen s at the speed v1, the specimen fixing unit 130 is returned to the original position, the lower frame 110 is moved a little to the side, While the strikes target the striking area 138. The striking area 138 is the striking area. Then, let the speed v1 be slightly larger than the speed v2. The speeds V1 and V2 correspond to the rotation speed R.P.M of the reamer.

상기 타격은 압축공기를 해머(127)에 공급함으로써 이루어지는데, 상기 압축공기의 공기압에 따라 해머비트(128)의 타격강도가 달라진다. The striking is performed by supplying compressed air to the hammers 127, and the striking strength of the hammer bit 128 varies according to the air pressure of the compressed air.

상기 타격이 완료되면, 타격영역(138)의 굴착량을 측정하고 상기 굴착에 소요된 에너지를 구하여 비에너지를 계산한다. When the striking is completed, the excavation amount of the striking area 138 is measured and the energy required for the excavation is calculated to calculate the specific energy.

상기 굴착량 측정은 모래 채움법, Shapemetrix 3D 등을 이용하여 이루어질 수 있는데, 이러한 방법은 이미 공지된 것이기 때문에 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다. The excavation amount may be measured using a sand filling method, Shapemetrix 3D or the like. Since this method is already known, its explanation will be omitted here.

굴착에 소요된 에너지는 해머(127)를 구동하는데 사용된 에너지(압축공기량과 공기압으로 구함)와 시편고정 유닛(130)을 이동시키는데 소요된 에너지를 합산함으로써 구할 수 있다. The energy required for excavation can be obtained by summing up the energy (obtained by the amount of compressed air and air pressure) used to drive the hammer 127 and the energy required to move the specimen-fixing unit 130.

그리고, 상기 비에너지(MJ/m3)는 소요된 에너지를 굴착량으로 나눔으로써 구할 수 있다. The specific energy (MJ / m 3 ) can be obtained by dividing the energy consumption by the excavation amount.

공사현장에서 채취한 암석시편에 대해 상기와 같은 시험을 반복하여 공기압과 속도(V1, V2)에 따른 비에너지를 계산하고, 비에너지를 최소화하는 공기압과 속도(V1, V2)를 구함으로써 확공기의 최적 운용조건(공기압과 확공기 회전속도)을 구할 수 있다. The above test is repeated for the rock specimens collected at the construction site to calculate the specific energy according to the air pressure and the speed (V1, V2), and the air pressure and the speed (V1, V2) (Air pressure and reel rotation speed) can be obtained.

아래의 표 1은 경암(예를 들어, 화강암)에 대해 시험조건에 따른 굴착량 및 비에너지를 구한 것으로서, 확공기의 회전속도와 공기압에 따른 굴착량(굴착부피)과 비에너지를 보여준다. Table 1 below shows the excavation volume and specific energy according to the test conditions for a carcass (for example, granite), and shows the excavation volume (excavation volume) and specific energy according to the rotation speed of the reamer and the air pressure.

Figure 112014027295273-pat00003
Figure 112014027295273-pat00003

도 14 내지 도 16은 표 1의 결과를 그래프로 보여준다. 상기 그래프를 분석해 보면, 비에너지가 최소가 되는 최적의 공기압, 회전속도 조합은 약 1900 kpa, 약 3.9 RPM으로 도출된다. 이 결과를 현장에 반영하면 공기압축기 3대, 확공기 회전속도를 4 RPM 내외로 운용하는 것이 굴착 효율을 가장 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다. 이것은 경암 타격시, 암석 내부의 균열 발생을 위해서 3대 이상의 공기압축기가 투입되어야 하고, RPM을 낮은 수준으로 유지하며 조밀한 타격을 실시하여야 암반에 생긴 균열이 효율적으로 상호 연결된다는 것을 의미한다. 참고로, 공기압축기의 대수는 일반적으로 사용되는 공기압축기 1대가 토출하는 최대 압력이 2400 kpa임을 감안하여, 2대의 공기압축기를 사용하여 확공기를 운용할 경우를 1200 kpa로 가정하고, 3대는 1800 kpa, 4대는 2400 kpa로 가정하여 구한 것이다.
Figs. 14 to 16 show graphs of the results of Table 1. Fig. Analysis of the graph shows that the optimum air pressure, rotational speed combination, at which the specific energy is minimum, is derived to about 1900 kPa, about 3.9 RPM. When the results are reflected in the site, it is considered that the operation efficiency of the three air compressors and the rotation speed of the air circulation around 4 RPM can maximize the excavation efficiency. This means that three or more air compressors must be injected in order to generate cracks in the rock when the rock is hit, and the cracks in the rock should be efficiently interconnected if the RPM is maintained at a low level and a compact impact is applied. In consideration of the fact that the maximum number of air compressors to be discharged is 2400 kPa, it is assumed that 1200 kpa is operated when two air compressors are used, and three units are 1800 kpa, and 4 units are assumed to be 2400 kPa.

6. 회귀 분석식 도출6. Derivation of Regression Analysis

위 5에서는 경암에 대해서 최적운용조건을 구했는데, 상기 과정을 중경암과 보통암에 대해서도 반복하면 비에너지가 최소로 되는 확공기의 최적 운용조건을 각각 구할 수 있고, 아울러, 암석시편의 단축압축강도(UCS)에 따른 최적 운용조건 즉, 확공기의 회전속도와 공기압을 구할 수 있다.The optimal operating conditions for the rock mass were obtained in the above section 5, and it is possible to obtain the optimum operating conditions of the ream for minimizing the specific energy by repeating the above procedure for the heavy rock arm and the normal rock, The optimal operating conditions according to the strength (UCS), that is, the rotation speed of the reamer and the air pressure can be obtained.

도 17은 경암과 중경암 및 보통암에 대해서 구한 최적 공기압(y축)과 단축압축강도(UCS)(x축)을 x-y 좌표축에 나타낸 후 회귀분석하여 그래프로 나타낸 것이고, 도 18은 경암과 중경암 및 보통암에 대해서 구한 최적 회전속도(y축)와 단축압축강도(UCS)(x축)을 x-y 좌표축에 나타낸 후 회귀분석하여 그래프로 나타낸 것이다.17 is a graph showing the optimum air pressure (y axis) and uniaxial compressive strength (UCS) (x axis) obtained for the light rock, the heavy rock, and the normal rock in the xy coordinate axes, (Y-axis) and uniaxial compressive strength (UCS) (x-axis) obtained for the arm and the arm are plotted on the xy coordinate axes to show a regression analysis.

상기 회귀분석으로 얻어진 그래프의 식은 아래와 같다.The equation of the graph obtained by the regression analysis is as follows.

Figure 112014027295273-pat00004
Figure 112014027295273-pat00004

Figure 112014027295273-pat00005
Figure 112014027295273-pat00005

단, 상기 수학식 1, 2에서,In the above equations (1) and (2)

Pair : 공기압(KPa)P air : air pressure (KPa)

RPM : 확공기의 회전속도RPM: Rotation speed of ream

UCS : 암석의 단축압축강도(MPa).
UCS: Uniaxial compressive strength of rock (MPa).

상기 수학식 1,2를 이용하면, 공사현장에서 채취한 암석의 단축압축강도만을 알면 확공기의 최적 운용조건(공기압, 확공기의 회전속도)을 결정할 수 있다는 장점이 있다. Using Equations (1) and (2), it is possible to determine optimal operating conditions (air pressure, rotation speed of the reamer) of the reamer by knowing only the uniaxial compressive strength of the rock collected at the construction site.

1 : 확공기 2 : 몸체
3 : 외곽 해머비트 4 : 내곽 해머비트
110, 310 : 하부 프레임 121, 221 : 베이스 프레임
122 : 수직 가이드 127 : 해머
128 : 해머 비트 130 : 시편고정 유닛
140, 240, 340, 440 : 이동유닛
100, 200, 300, 400 : 확공기의 운용조건 결정 장치1: Reamer 2: Body
3: Outer hammer bit 4: Outer hammer bit
110, 310: lower frame 121, 221: base frame
122: vertical guide 127: hammer
128: hammer bit 130: specimen fixing unit
140, 240, 340, 440: mobile unit
100, 200, 300, 400: Air conditioner operating condition determining device

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 공사현장의 암반에 따라 확공기의 회전속도(R.P.M.)와 확공기에 공급되는 공기압을 결정하기 위한 장치이고,
해머(127)의 하단에 설치된 해머 비트(128)를 구비하는 타격 유닛;
내부에 암석 시편을 고정한 상태에서 해머(127)의 아래쪽에서 직선 이동이 가능하도록 설치된 시편고정 유닛; 및
시편고정 유닛을 직선 이동시키는 이동 유닛;을 포함하고,
타격 유닛이 고정되고 이동 유닛이 시편고정 유닛을 직선 이동시키는 동안에 상기 공기압에 의해서 해머 비트(128)가 상하로 반복적으로 왕복이동하면서 암석 시편(s)을 연속적으로 타격하며,
타격 유닛은,
베이스 프레임(121);
베이스 프레임(121)에 수직으로 설치되어 해머를 지지하는 수직 가이드(122); 및
수직 가이드(122)에 지지되도록 설치되고, 상기 해머비트(128)와 실린더가 구비된 상기 해머(127);를 포함하고,
실린더가 공기압에 의해서 팽창, 수축되면 해머비트(128)가 상하로 반복적으로 왕복이동하면서 암석시편(s)을 연속적으로 타격하며,
이동 유닛은 확공기(1)에 장착된 해머비트의 회전속도(R.P.M.)와 대응하는 속도로 암석 시편(s)을 직선 이동시키고,
시편고정 유닛에는 가이드부(133)가 구비되고, 가이드부(133)는 레일(145)에 슬라이딩 가능하도록 체결되어 시편고정 유닛의 직선 이동이 가능하면서 상기 타격에 의한 진동 발생을 방지할 수 있고,
상기 타격과 상기 직선 이동에 소요된 에너지를 상기 타격에 의한 굴착량으로 나누어서 비에너지를 계산하고,
상기 직선 이동의 속도 및 공기압을 다르게 하면서 암석시편에 대해서 반복적으로 시험하여 상기 직선 이동의 속도 및 공기압에 따른 굴착량을 측정함으로써 비에너지를 구하고, 상기 비에너지가 최소로 되는 공기압과 상기 직선 이동의 속도를 구하는 것을 특징으로 하는, 확공기의 운용조건 결정 장치.It is a device for determining the rotational speed (RPM) of the reamer and the air pressure supplied to the reamer according to the rock in the construction site.
A striking unit having a hammer bit (128) installed at the lower end of the hammer (127);
A specimen-fixing unit provided so as to be linearly movable from below the hammer 127 in a state in which the specimen of the specimen is fixed in the specimen; And
And a moving unit for linearly moving the sample fixing unit,
The hammer bit 128 repeatedly reciprocates upward and downward by the air pressure while the striking unit is fixed and the moving unit linearly moves the specimen-holding unit, and successively strikes the rock specimen s,
The striking unit,
A base frame 121;
A vertical guide 122 vertically installed on the base frame 121 to support the hammer; And
And a hammer (127) installed to be supported by the vertical guide (122) and having the hammer bit (128) and a cylinder,
When the cylinder expands and contracts due to air pressure, the hammer bit 128 repeatedly reciprocates upward and downward to successively strike the rock specimen s,
The mobile unit linearly moves the rock sample s at a speed corresponding to the rotation speed RPM of the hammer bit mounted on the reamer 1,
The test piece fixing unit is provided with a guide portion 133. The guide portion 133 is slidably coupled to the rail 145 so that the test piece fixing unit can be linearly moved,
Calculating the specific energy by dividing the energy required for the striking and the linear movement by the excavation amount by the striking,
The specific energy is determined by repeatedly testing the rock specimen while varying the speed and the air pressure of the linear movement and measuring the excavation amount in accordance with the linear movement speed and the air pressure, And the speed of the reamer is obtained. 공사현장의 암반에 따라 확공기의 회전속도(R.P.M.)와 확공기에 공급되는 공기압을 결정하기 위한 장치이고,
암석시편(s)을 타격하는 해머(127)를 구비하는 타격 유닛;
해머(127)의 아래쪽에 설치되고, 암석 시편(s)을 고정하는 시편고정 유닛; 및
타격 유닛을 직선 이동시키는 이동 유닛;을 포함하고,
시편고정 유닛이 고정되고 이동 유닛이 타격 유닛을 직선 이동시키는 동안에 상기 타격이 연속적으로 이루어지며,
상기 타격 유닛은,
해머를 지지하도록 수직으로 설치된 수직 가이드(122); 및
수직 가이드(122)에 지지되도록 설치되고, 해머비트(128)와 실린더가 구비된 상기 해머(127);를 포함하고,
실린더가 공기압에 의해서 팽창, 수축되면 해머비트(128)가 상하로 반복적으로 왕복이동하면서 암석시편(s)을 연속적으로 타격하며,
시편고정 유닛은,
암석시편이 내부에 수납될 수 있는 공간을 갖고, 상측이 개방된 케이스;
케이스의 내부에 수납된 암석시편과 케이스 사이의 간격을 메우도록 타설되어 암석시편을 고정하는 콘크리트부;를 포함하며,
이동 유닛은 확공기(1)에 장착된 해머비트의 회전속도(R.P.M.)와 대응하는 속도로 해머(127)를 직선 이동시키고,
이동 유닛의 붐(441)은 수직 가이드(122)를 지지하되, 붐(441)은 해머 타격시의 진동에 의해 수직 가이드(122)가 흔들리지 않도록 고정할 수 있는 정도의 강성을 갖고,
상기 타격과 상기 직선 이동에 소요된 에너지를 상기 타격에 의한 굴착량으로 나누어서 비에너지를 계산하고,
상기 직선 이동의 속도 및 공기압을 다르게 하면서 암석시편에 대해서 반복적으로 시험하여 상기 직선 이동의 속도 및 공기압에 따른 굴착량을 측정함으로써 비에너지를 구하고, 상기 비에너지가 최소로 되는 공기압과 상기 직선 이동의 속도를 구하는 것을 특징으로 하는, 확공기의 운용조건 결정 장치.It is a device for determining the rotational speed (RPM) of the reamer and the air pressure supplied to the reamer according to the rock in the construction site.
A striking unit having a hammer (127) striking the rock sample (s);
A specimen fixing unit installed below the hammer 127 and fixing the rock specimen s; And
And a moving unit for linearly moving the striking unit,
The striking unit is fixed and the striking is continuously performed while the moving unit linearly moves the striking unit,
The striking unit includes:
A vertical guide 122 vertically installed to support the hammer; And
And a hammer (127) mounted to be supported by the vertical guide (122) and having a hammer bit (128) and a cylinder,
When the cylinder expands and contracts due to air pressure, the hammer bit 128 repeatedly reciprocates upward and downward to successively strike the rock specimen s,
The specimen-
A case having a space in which the specimen of the rock can be stored therein and having an open upper side;
And a concrete part which is inserted into the case so as to fill the space between the rock specimen and the case, and fixes the rock specimen,
The mobile unit linearly moves the hammer 127 at a speed corresponding to the rotational speed RPM of the hammer bit mounted on the reamer 1,
The boom 441 of the mobile unit supports the vertical guide 122. The boom 441 has a rigidity enough to fix the vertical guide 122 to prevent it from being shaken by vibrations when the hammer strikes,
Calculating the specific energy by dividing the energy required for the striking and the linear movement by the excavation amount by the striking,
The specific energy is determined by repeatedly testing the rock specimen while varying the speed and the air pressure of the linear movement and measuring the excavation amount in accordance with the linear movement speed and the air pressure, And the speed of the reamer is obtained. 공사현장의 암반에 따라 확공기의 회전속도(R.P.M.)와 확공기에 공급되는 공기압을 결정하기 위한 장치이고,
암석시편(s)을 타격하는 해머(127)를 구비하는 타격 유닛;
해머(127)의 아래쪽에 설치되고, 암석 시편(s)을 고정하는 시편고정 유닛; 및
타격 유닛을 직선 이동시키는 이동 유닛;을 포함하고,
시편고정 유닛이 고정되고 이동 유닛이 타격 유닛을 직선 이동시키는 동안에 상기 타격이 연속적으로 이루어지고,
타격 유닛은,
관통공(222)이 양측에 형성된 베이스 프레임(221);
베이스 프레임(221)에 수직으로 설치되어 해머(127)를 지지하는 수직 가이드(122); 및
수직 가이드에 지지되도록 설치되고, 해머비트(128)와 실린더가 구비된 상기 해머(127);를 포함하고,
실린더가 공기압에 의해 팽창, 수축을 반복하게 되면 해머비트(128)가 암석시편을 연속적으로 타격하게 되고,
이동 유닛은,
관통공(222)에 회전 가능하도록 설치된 이송 스크류(242); 및
이송 스크류(242)를 회전시키는 회전모터(243);를 포함하고,
회전모터(243)에 의해서 이송 스크류(242)가 회전되면 베이스 프레임(221)이 직선 이동하며,
이동유닛은 확공기(1)에 장착된 해머비트의 회전속도(R.P.M)와 대응하는 속도로 베이스 프레임(221)을 직선 이동시키고,
상기 타격과 상기 직선 이동에 소요된 에너지를 상기 타격에 의한 굴착량으로 나누어서 비에너지를 계산하고,
상기 직선 이동의 속도 및 공기압을 다르게 하면서 암석시편에 대해서 반복적으로 시험하여 상기 직선 이동의 속도 및 공기압에 따른 굴착량을 측정함으로써 비에너지를 구하고, 상기 비에너지가 최소로 되는 공기압과 상기 직선 이동의 속도를 구하는 것을 특징으로 하는, 확공기의 운용조건 결정 장치. It is a device for determining the rotational speed (RPM) of the reamer and the air pressure supplied to the reamer according to the rock in the construction site.
A striking unit having a hammer (127) striking the rock sample (s);
A specimen fixing unit installed below the hammer 127 and fixing the rock specimen s; And
And a moving unit for linearly moving the striking unit,
The striking unit is fixed and the striking is continuously performed while the moving unit linearly moves the striking unit,
The striking unit,
A base frame 221 having through holes 222 formed on both sides thereof;
A vertical guide 122 vertically installed on the base frame 221 to support the hammer 127; And
And a hammer (127) mounted to be supported by the vertical guide and having a hammer bit (128) and a cylinder,
When the cylinder repeatedly expands and contracts due to the air pressure, the hammer bit 128 strikes the rock specimen continuously,
The mobile unit,
A feed screw (242) rotatably installed in the through hole (222); And
And a rotary motor (243) for rotating the feed screw (242)
When the feed screw 242 is rotated by the rotation motor 243, the base frame 221 moves linearly,
The mobile unit linearly moves the base frame 221 at a speed corresponding to the rotational speed RPM of the hammer bit mounted on the reamer 1,
Calculating the specific energy by dividing the energy required for the striking and the linear movement by the excavation amount by the striking,
The specific energy is determined by repeatedly testing the rock specimen while varying the speed and the air pressure of the linear movement and measuring the excavation amount in accordance with the linear movement speed and the air pressure, And the speed of the reamer is obtained. 공사현장의 암반에 따라 확공기의 회전속도(R.P.M.)와 확공기에 공급되는 공기압을 결정하기 위한 장치이고,
하부 프레임(310);
하부 프레임(310)의 위에 설치되고, 암석시편(s)을 타격하는 해머(127)를 구비하는 타격 유닛;
해머(127)의 아래쪽에 설치되고, 암석 시편(s)을 고정하는 시편고정 유닛; 및
타격 유닛을 직선 이동시키는 이동 유닛;을 포함하고,
시편고정 유닛이 고정되고 이동 유닛이 타격 유닛을 직선 이동시키는 동안에 상기 타격이 연속적으로 이루어지며,
타격 유닛은,
베이스 프레임(121);
베이스 프레임(121)에 수직으로 설치되어 해머를 지지하는 수직 가이드(122); 및
수직 가이드(122)에 지지되도록 설치되고, 해머비트(128)와 실린더가 구비된 상기 해머(127);를 포함하고,
실린더가 압축공기에 의해서 팽창, 수축을 반복하게 되면 해머비트(128)가 암석시편(s)을 연속적으로 타격하게 되고,
하부 프레임(310)의 하단에는 가이드부(311)가 구비되며, 가이드부(311)는 레일(345)에 슬라이딩 가능하도록 체결되어 타격 유닛의 직선 이동이 가능하면서 상기 타격에 의한 진동 발생을 방지할 수 있고,
이동 유닛은 확공기(1)에 장착된 해머비트의 회전속도(R.P.M)와 대응하는 속도로 베이스 프레임을 직선 이동시키고,
상기 타격과 상기 직선 이동에 소요된 에너지를 상기 타격에 의한 굴착량으로 나누어서 비에너지를 계산하고,
상기 직선 이동의 속도 및 공기압을 다르게 하면서 암석시편에 대해서 반복적으로 시험하여 상기 직선 이동의 속도 및 공기압에 따른 굴착량을 측정함으로써 비에너지를 구하고, 상기 비에너지가 최소로 되는 공기압과 상기 직선 이동의 속도를 구하는 것을 특징으로 하는, 확공기의 운용조건 결정 장치. It is a device for determining the rotational speed (RPM) of the reamer and the air pressure supplied to the reamer according to the rock in the construction site.
A lower frame 310;
A striking unit provided on the lower frame (310) and having a hammer (127) striking the rock sample (s);
A specimen fixing unit installed below the hammer 127 and fixing the rock specimen s; And
And a moving unit for linearly moving the striking unit,
The striking unit is fixed and the striking is continuously performed while the moving unit linearly moves the striking unit,
The striking unit,
A base frame 121;
A vertical guide 122 vertically installed on the base frame 121 to support the hammer; And
And a hammer (127) mounted to be supported by the vertical guide (122) and having a hammer bit (128) and a cylinder,
When the cylinder is repeatedly expanded and contracted by the compressed air, the hammer bit 128 strikes the rock specimen s continuously,
A guide part 311 is provided at the lower end of the lower frame 310. The guide part 311 is slidably coupled to the rail 345 so that the striking unit can be linearly moved, Can,
The mobile unit linearly moves the base frame at a speed corresponding to the rotational speed RPM of the hammer bit mounted on the reamer 1,
Calculating the specific energy by dividing the energy required for the striking and the linear movement by the excavation amount by the striking,
The specific energy is determined by repeatedly testing the rock specimen while varying the speed and the air pressure of the linear movement and measuring the excavation amount in accordance with the linear movement speed and the air pressure, And the speed of the reamer is obtained. 제3항, 제5항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
시편고정 유닛은,
암석시편이 내부에 수납될 수 있는 공간을 갖고, 상측이 개방된 케이스;
케이스의 내부에 수납된 암석시편과 케이스 사이의 간격을 메우도록 타설되어 암석시편을 고정하는 콘크리트부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 확공기의 운용조건 결정 장치. The method according to any one of claims 3, 5, and 6,
The specimen-
A case having a space in which the specimen of the rock can be stored therein and having an open upper side;
And a concrete part for fixing the rock specimen so as to fill a gap between the rock specimen accommodated in the case and the case. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
확공기에 장착된 외곽 해머비트를 모델링할 때의 암석시편 또는 해머의 이동속도(V1)가 확공기에 장착된 내곽 해머비트를 모델링할 때의 암석시편 또는 해머의 이동속도(V2) 보다 빠른 것을 특징으로 하는, 확공기의 운용조건 결정 장치. 7. The method according to any one of claims 3 to 6,
(V1) of the rock specimen or hammer when modeling the outer hammer bit mounted on the reamer is faster than the moving speed (V2) of the rock specimen or hammer when modeling the inner hammer bit mounted on the reamer Characterized in that the operating conditions of the reamer are determined. 삭제delete 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
복수 개의 암석시편에 대해서 각각 비에너지가 최소로 되는 공기압과 상기 직선 이동의 속도를 구하고, 이를 이용하여 비에너지가 최소로 되기 위한 공기압과 단축압축강도(UCS) 사이의 수학식 및, 확공기의 회전속도(R.P.M)와 단축압축강도(UCS) 사이의 수학식을 얻는 것을 특징으로 하는, 확공기의 운용조건 결정 장치.7. The method according to any one of claims 3 to 6,
The equation between the air pressure and the uniaxial compressive strength (UCS) for minimizing the specific energy using the air pressure at which the specific energy is minimized for each of the plurality of rock samples and the velocity of the linear movement is obtained, Wherein an equation between the rotation speed (RPM) and the uniaxial compressive strength (UCS) is obtained. 제10항에 있어서,
상기 수학식은 아래와 같은 것을 특징으로 하는, 확공기의 운용조건 결정 장치.
Figure 112014079759635-pat00006

Figure 112014079759635-pat00007

단, 상기 수학식에서,
Pair : 공기압
RPM : 확공기의 회전속도
UCS : 암석의 단축압축강도.11. The method of claim 10,
Wherein the equation is characterized by the following.
Figure 112014079759635-pat00006

Figure 112014079759635-pat00007

However, in the above equation,
P air : air pressure
RPM: Rotation speed of ream
UCS: Uniaxial compressive strength of rock. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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