KR101511223B1

KR101511223B1 - 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법

Info

Publication number: KR101511223B1
Application number: KR20130135827A
Authority: KR
Inventors: 석철기; 정순영; 박형기
Original assignee: 예원건설(주)
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-04-10

Abstract

본 발명은 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법에 관한 것으로, 선행 발파를 통해 수평과 수직의 자유면을 형성하고 이어서 6자유면을 형성한 후 6자유면을 갖는 상태에서 최종 발파를 함으로써 발파효율을 증대함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법은, 전방을 향하는 자유면과 상부를 향하는 자유면의 2개 이상의 자유면을 갖는 피발파물의 내부에 횡방향의 발파를 통해 횡방향을 따라 자유면을 확보하고, 상기 피발파물의 전면으로부터 후방쪽에 종방향의 발파를 통해 종방향의 자유면을 확보하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 형성된 자유면들을 갖는 피발파물을 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 발파하여 자유면을 확보함으로써 6개의 자유면을 갖는 다수의 후발파부를 형성하는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 형성된 상기 6개의 자유면을 갖는 후발파부를 발파하여 피발파물의 발파를 완료하는 제3단계를 포함한다. 상기 제2단계는, 상기 제1단계를 통해 형성된 자유면들을 갖는 피발파물을 횡방향을 따라 각각 일정 폭의 확장공 발파부와 후발파부로 구분하여 상기 확장공 발파부를 발파하여 확장공을 형성함으로써 6개의 자유면을 갖는 다수의 후발파부를 형성한다. 또는 상기 제2단계는 상기 제1단계를 통해 형성된 횡방향과 종방향의 자유면 사이의 피발파물을 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 다수로 분할하여 이 분할선을 맞춰 발파하여 자유면을 형성함으로써 다수의 후발파부를 형성한다.

Description

6 자유면을 이용한 노천 발파 공법{OPEN-CUT BLASTING USING 6 FREEFACE}

본 발명은 노천 발파에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모든 면(all freeface)에 자유면을 확보하여 즉 6 자유면을 확보한 후 발파하여 진동을 감쇄하고 채석량을 증가할 수 있는 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법에 관한 것이다.

일반적으로 광산 및 건설의 토목공사에서는 암반을 파쇄하기 위해 발파작업을 빈번하게 수행한다. 폭약을 이용한 발파작업은 암반이나 기타 장애물을 폭약의 폭발력을 이용하여 손쉽게 파쇄 한다는 장점이 있으나, 발파시 발생하는 진동과 소음 및 비산이 주변의 건물이나 구조물에 영향을 미친다는 단점이 있다.

노천발파에서 나타나는 발파공해는 발파진동, 소음, 폭풍압 등으로 이러한 원인은 천공된 암반에서 폭약이 폭굉할때, 큰 에너지가 짧은 시간에 방출되는 강력한 화학반응으로부터 상당부분이 진동과 소음, 열 등으로 손실되면서 주변 암반이나 구조물에 많은 손상을 입히게 되는 문제점, 채석량의 감소 즉 손실이 큰 문제점이 있다.

공개특허 제10-1997-0004833호 공개특허 제10-2006-0416567호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 선행 발파를 통해 수평과 수직의 자유면을 형성하고 이어서 6자유면을 형성한 후 6자유면을 갖는 상태에서 최종 발파를 함으로써 발파효율을 증대할 수 있는 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법은, 전방을 향하는 자유면과 상부를 향하는 자유면의 2개 이상의 자유면을 갖는 피발파물의 내부에 횡방향의 발파를 통해 횡방향을 따라 자유면을 확보하고, 상기 피발파물의 전면으로부터 후방쪽에 종방향의 발파를 통해 종방향의 자유면을 확보하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 형성된 자유면들을 갖는 피발파물을 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 발파하여 자유면을 확보함으로써 6개의 자유면을 갖는 다수의 후발파부를 형성하는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 형성된 상기 6개의 자유면을 갖는 후발파부를 발파하여 피발파물의 발파를 완료하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2단계는 상기 횡방향과 종방향의 자유면 사이에 형성된 피발파물을 후발파부와 확장공 형성부로 구분하여 상기 확장공 형성부를 먼저 발파하여 확장공을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2단계는 상기 횡방향과 종방향의 자유면 사이에 형성된 피발파물을 다수의 후발파부로 분할하여 분할선을 발파하여 자유면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법에 의하면, 횡방향의 발파를 선행하여 자유면 높이보다 -0.3B만큼만 천공하면 될 것으로 예상되어 총 0.6B/hole 의 천공장의 감소가 기대된다. 즉 종래 2자유면 벤치발파 시 뿌리깍기 등의 효과를 높이기 위하여 통상 자유면 높이의 0.3B만큼의 Sub-drilling을 실시하므로 천공장이 커지는 문제점이 있으며 본 발명은 종래 대비 자유면 높이보다 -0.3B만큼만 천공하여도 동일 효과를 기대할 수 있으므로 천공장을 감소할 수 있다.

예를 들어 최소 저항선(B) 3M 저항선 높이 6M 일 때,

종래 벤치 발파의 천공장 = 6M+(0.3*3)= 6.9M,

본 발명의 천공장 = 6M-(0.3*3)= 5.1M 천공장 1.8M감소/hole

또한, 본 발명은 횡방향의 자유면 확보를 선행하여 바닥면의 Over cutting 및 뿌리깍기 작업을 감소할 수 있으므로 발파효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법의 공정도.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 의한 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법의 공정도.

<실시예 1>

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 따른 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법은 다음과 같다.

먼저 피발파물(10)은 예를 들어 암반 또는 CON'C 등일 수 있으며, 전방의 자유면과 상부의 자유면을 갖고 있다.

(S10) 횡방향의 자유면 확보.

피발파물(10)의 내부에 횡방향을 따라 자유면을 형성하며, 이를 위하여 피발파물(10)의 상부로부터 일정 거리 하부로 이격되는 곳에 횡방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 다수의 수평(전방에서 후방을 향하는 수평)의 발파공(21)을 일렬로 천공하고, 이 발파공(21)의 안에 화약을 장약(22) 및 전색(23)한 후 상기 장약(22)을 발파한다(수평 프리스프리팅 발파 이하 H.P.S 발파).

이와 같은 발파에 의해 피발파물(10)에는 횡방향의 절개부가 형성됨에 따라 횡방향의 자유면(11)이 형성된다.

본 공정에서 발파공의 제원(천공경의 직경, 천공경의 깊이, 수량), 화약의 종류와 양 등은 통상의 발파에서 사용되는 기술을 통해 실시 가능한 것이므로 구체적인 수치로 한정하는 것을 생략한다.

도면에서는 모든 발파공이 장약공인 것으로 도시되었으나 도면에 도시된 것으로 한정되지 아니하고 장약공과 무장약공의 조합도 가능하다.

(S20) 종방향의 자유면 확보.

피발파물(10)의 전면으로부터 일정 거리 후방에 자유면을 확보하기 위하여 상하 수직의 발파공(31)을 횡방향을 따라 일렬로 천공하고, 발파공(31)의 안에 화약을 장약(32) 및 전색(33)한 후 장약(32)을 발파한다.(프리스프리팅발파 이하P.S 발파)

이와 같은 발파에 의해 피발파물(10)에는 종방향의 절개부가 형성됨에 따라 종방향의 자유면(12)이 형성된다.

상기 공정을 통해 피발파물(10)의 내부에 형성되는 횡방향의 자유면(절개부)(11)과 종방향의 자유면(절개부)(12)은 서로 연결되도록 형성되는 것이 후속 발파시 유리하다.

(S10) 횡방향의 자유면 확보와 (S20) 종방향의 자유면 확보는 순서가 뒤바뀔 수도 있다.

(S30) 확장공 발파.

전단계를 통해 형성된 횡방향의 자유면(11)과 종방향의 자유면(12)을 갖는 피발파물이 만들어진다. 이러한 피발파물을 그대로 발파하는 것은 부담이 있을 것이므로 본 실시예는 횡방향의 자유면(11)과 종방향의 자유면(12)에 의해 형성된 피발파물(10)을 확장공 발파부(A)와 후발파부(B)로 구분하여 확장공 발파부(A)를 발파한다. 확장공 발파부(A)는 후발파부(B)에 6자유면을 부여하기 위한 것이며, 확장공 발파부(A)에 발파공(41)을 천공하고 발파공(41)에 화약을 장약 및 전색한 후 발파하여 확장공(C)을 형성한다. 이로써 다수의 후발파부(B)가 확장공(C)을 사이에 두고 남게 된다.

(S40) 후발파부 발파.

후발파부(B)에 발파공(51)을 천공하고 발파공(51)에 화약을 장약 및 전색한 후 발파하여 피발파물의 발파를 완료한다.

후발파부(B)는 6자유면을 갖고 있기 때문에 적은 수의 발파공과 적은 양의 화약을 이용하여도 발파로 제거될 수 있다.

<실시예 2>

도 2에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법은, (10) 횡방향의 자유면(11) 확보와 (S20) 종방향의 자유면(12) 확보는 전술한 실시예 1과 동일하다.

(S30) 후발파부 형성.

전단계를 통해 형성된 횡방향의 자유면(11)과 종방향의 자유면(12)을 갖는 피발파물이 만들어진다. 이러한 피발파물을 그대로 발파하는 것은 부담이 있을 것이므로 본 실시예에서는 횡방향의 자유면(11)과 종방향의 자유면(12)을 갖는 피발파물을 다수개로 분할하여 이 분할선을 발파하여 자유면을 확보한다. 즉 상기 분할선에 발파공(61)을 천공[도면에서는 발파공(61)을 수직으로 천공하였으나, 발파공을 수평으로 천공하는 것도 가능하다]하고 발파공(61) 안에 화약을 장약 및 전색한 후 발파한다. 이와 같은 발파에 의하면 절개부에 의한 자유면(14)이 형성되며 즉 후발파부(B)들 사이에 자유면(14)이 형성됨으로써 후발파부(B)는 6자유면을 갖게 된다.

(S40) 후발파부 발파.

후발파부(B)에 발파공(71)을 천공하고 발파공(71)에 화약을 장약 및 전색한 후 발파하여 피발파물의 발파를 완료한다.

하기의 표 1은 자유면과 채석량의 관계를 보인 표이고, 도 2는 자유면에 따른 진동 감쇄 효과를 비교한 표이다. 하기의 표 1,2에서 A.F.B 는 본 발명의 All Freeface Blasting을 나타낸 것이다.

표 1과 표 2에서 보이는 것처럼, 본 발명에 의하면 1 내지 5자유면을 이용한 발파시보다 채석량을 증가할 수 있고 진동을 대폭으로 감쇄할 수 있다.

10 : 피발파물,
11,12,13 : 자유면, 21,31,41,51,61,71 : 발파공

Claims

전방을 향하는 자유면과 상부를 향하는 자유면의 2개 이상의 자유면을 갖는 피발파물의 내부에 횡방향의 발파(H.P.S발파)를 통해 횡방향을 따라 자유면을 확보하고, 상기 피발파물의 전면으로부터 후방쪽에 종방향의 발파(P.S발파)를 통해 종방향의 자유면을 확보하는 제1단계와;
상기 제1단계를 통해 형성된 자유면들을 갖는 피발파물을 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 발파하여 자유면을 확보함으로써 6개의 자유면을 갖는 다수의 후발파부를 형성하는 제2단계와;
상기 제2단계를 통해 형성된 상기 6개의 자유면을 갖는 후발파부를 발파하여 피발파물의 발파를 완료하는 제3단계를 포함하고,
상기 제1단계는 상기 피발파물의 상부로부터 일정 거리 하부로 이격되는 곳에 횡방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 다수의 발파공을 천공하는 제1-1단계, 상기 제1-1단계에서 천공한 발파공을 장약 및 전색하고 발파하여 횡방향을 따라 횡방향의 절개부를 형성함으로써 상기 피발파물의 내부에 횡방향의 자유면을 형성하는 제1-2단계, 상기 피발파물의 전면으로부터 일정 거리 후방으로 이격되는 곳에 횡방향을 따라 상호 간에 일정 간격으로 이격되면서 수직의 발파공을 천공하는 제1-3단계, 상기 제1-3단계에서 천공한 발파공을 장약 및 전색하고 발파하여 횡방향을 따라 종방향의 절개부를 형성함으로써 상기 피발파물의 내부에 종방향의 자유면을 형성하는 제1-4단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법.
청구항 1에 있어서, 상기 제2단계는, 상기 제1단계를 통해 형성된 자유면들을 갖는 피발파물을 횡방향을 따라 각각 일정 폭의 확장공 발파부와 후발파부로 구분하여 상기 확장공 발파부를 발파하여 확장공을 형성함으로써 6개의 자유면을 갖는 다수의 후발파부를 형성하는 것을 특징으로 하는 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법.
청구항 1에 있어서, 상기 제2단계는 상기 제1단계를 통해 형성된 횡방향과 종방향의 자유면 사이의 피발파물을 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 다수로 분할하여 이 분할선을 맞춰 발파하여 자유면을 형성함으로써 다수의 후발파부를 형성하는 것을 특징으로 하는 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법.
삭제
청구항 2에 있어서, 상기 제2단계는 상기 확장공 발파부에 종방향 또는 횡방향의 확장공 발파공천공하는 제2-1단계, 상기 제2-1단계에서 천공한 확장공 발파공을 장약 및 전색하고 발파하여 확장공을 형성함으로써 6 자유면의 후발파부를 형성하는 제2-2단계로 이루어지며,
상기 제3단계는 상기 제2단계를 통해 형성된 확장공 사이의 후발파부에 하나 이상의 후발파공을 종방향 또는 횡방향으로 천공하는 제3-1단계, 상기 제3-1단계에서 형성된 후발파공을 장약 및 전색하고 발파하는 제3-2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법.
청구항 3에 있어서, 상기 제2단계는 상기 제1단계를 통해 형성한 자유면들 사이의 피발파물에 종방향 또는 횡방향으로 발파공을 천공하는 제2-1단계, 상기 제2-1단계에서 천공한 발파공을 장약 및 전색한 후 발파하는 제2-2단계를 포함하고,
상기 제3단계는 상기 제2단계를 통해 6자유면을 갖도록 형성된 후발파부에 종방향 또는 횡방향으로 발파공을 천공 및 화약을 장약한 후 발파하는 것을 특징으로 하는 6 자유면을 이용한 노천 발파 공법.