KR101799794B1 - 복합 타격부재형 할암기 및 이를 이용한 할암방법 - Google Patents

복합 타격부재형 할암기 및 이를 이용한 할암방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 암반에 천공한 천공홀에 타격부재를 삽입하여 반복적으로 압을 가해 파쇄함에 있어서, 더욱 확실하고 효율적이며 신속하게 아주 효율적으로 암반을 파쇄할 수 있는 복합 타격부재형 할암기 및 이를 이용한 할암방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기는 유압식 댐퍼에 삽입된 피스톤의 주기적 진퇴작용으로 회전체를 회전시키고, 선단에 타격부재를 장착하도록 된 회전체로 이루어진 파워 드리프터와; 상기 회전체의 선단에 탈착가능하게 장착되는 암반파쇄용 타격부재와; 상기 타격부재에 씌워 2차 암반파쇄에 임하는 파손방지부재로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기를 이용한 할암방법은 회전체의 선단에 정을 장착하고, 암반에 천공한 천공홀에 정을 삽입한 후 주기적으로 유압을 가해 피스톤을 왕복동시켜 그 타력으로 회전체가 회전하고, 회전체는 타격부재를 회전시켜 타격부재로 하여금 암반의 천공홀벽을 방사방향으로 타격해 1차 암반을 할암하고, 1차 할암작업 종료 후 천공홀에서 타격부재를 인출한 다음에 타격부재에 파손방지부재를 씌워 할암된 암반의 천공홀에 재삽입하고 1차 할암 시와 같은 방법으로 2차 할암하여 파손방지부재의 전반을 통하여 전달되는 탄성 진동에 의해 1차 할암된 암반의 파쇄암을 확실히 파쇄하고 동시에 제거하기 쉽게 파편이 눈에 띄게 부풀어 오르게 함을 특징으로 한다.

Description

복합 타격부재형 할암기 및 이를 이용한 할암방법{Composite Wedge shaped Rock splitting device and Splitting Method Using the Same}
본 발명은 복합 타격부재형 할암기 및 이를 이용한 할암방법에 관한 것으로, 특히 암반 등의 구조물을 천공하고, 상기 천공한 천공홀에 쐐기형 타격부재를 삽입하고, 상기 쐐기형 타격부재를 타격하여 암반 등의 구조물을 파쇄한 후, 상기 천공홀에서 인출한 타격부재에 파손방지부재를 장전한 2차 파쇄로 더 신속하고, 효율적이며, 파편수거가 용이하고, 무진동 무소음으로 파쇄할 수 있도록 한 복합 타격부재형 할암기 및 이를 이용한 할암방법에 관한 것이다.
선협후광형 타격부재를 암반에 천공한 천공홀에 삽입하고, 상기 천공홀의 깊이방향으로 압력을 가하여 암반을 구열시키는 방법으로 할암하거나 파쇄하는 할암기가 있다.
할암기의 타격부재는 암반의 천공홀에 동시에 사방으로 압력을 가하여 구열시키거나 파쇄시키는 것으로, 암반 파쇄작업의 효율성, 신속성이 장점이다.
여기서, 상기 타격부재(정)는 원주방향으로 벌려 암반을 파쇄시키는 작업은 암반의 표면에서 심부 쪽으로 서서히 진행하며, 할암 초기에 암반의 표면에 압력을 집중시켜 후속 할암이 순조롭게 이루어지는 것이 중요하다고 할 수 있을 것이다.
이 분야에 관한 종래기술로 일본국 특허 제3381163호와 제5034001호는 암반의 표면에서 심부에 이르기까지 네 방향으로 균등한 압력을 가하여 할암하는 것으로, 암반의 표면 부근에 압력이 집중되지 않기 때문에 암반의 표면층을 할암하는 데 상당히 장시간이 소요되고, 파쇄작업의 효율성도 낮은 문제가 있다.
일본국 특허 제4961574호는 암반에 천공한 천공홀에 기단측 타격면이 선단측 타격면보다 적은 타격부재를 삽입하고, 상기 타격부재를 동시에 원주방향으로 쐐기로 타격하여 타격 초기에는 암반 표면 쪽에 압력을 집중시켜 파쇄한 후, 상기 타격부재의 선단 쪽으로 압력이 쏠리게 하여 순차적으로 파쇄하는 기단부의 2점 타격, 선단부의 4점 타격형인 타격부재이다.
그런데, 상기 기단부의 2점 타격과 선단부의 4점 타격 사이에 중간 타격부가 없기 때문에 암반의 표면 쪽이 파쇄된 후, 심부 쪽이 파쇄되기까지 시간이 오래 걸리고, 파쇄효율도 기대에 미치지 못하는 문제가 있다.
게다가, 상기 기단측의 천공홀 접촉면이 넓기 때문에 암반의 결에 따라서는 암반 표층에 대한 파쇄능이 불만족스러운 문제가 있다.
특히, 파쇄한 파편이 눈에 띄게 부풀어 올라야 수거하기가 쉬운 데, 부풀어오르는 정도가 미약하여 파편 수거가 여의치 못한 문제가 있다.
선협후광형 단일체형 타격부재의 외주면에 나선상으로 타격돌기를 심거나 부착한 할암기도 마찬가지이다.
1차 할암작업만으로는 단단한 암반을 확실하게 파쇄하는 데 한계가 있기 때문이다.
일본국 특허 제3381163호 일본국 특허 제4961574호 일본국 특허 제5034001호
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 암반에 천공한 천공홀에 타격부재를 삽입하여 반복적으로 압력을 가하여 파쇄함에 있어서, 더욱 확실하고 효율적이며 신속하게 아주 효율적으로 암반을 파쇄할 수 있도록 한 복합 타격부재형 할암기 및 이를 이용한 할암방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기는 유압식 댐퍼에 삽입된 피스톤의 주기적 진퇴작용으로 회전체를 회전시키고, 상기 회전체의 선단에 타격부재를 장착하도록 된 파워 드리프터와; 상기 회전체의 선단에 탈착가능하게 장착되는 암반파쇄용 타격부재와; 상기 타격부재에 씌워 2차 암반파쇄에 임하는 파손방지부재로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 타격부재는 원추형이며, 원주를 등분한 여러 조각으로 이루어진 것과 통체로 된 원추형 정 중의 어느 하나이며, 어떤 형태이든 외주면에는 암반의 천공홀벽에 점상으로 접촉하여 파쇄압을 가해 암반 파쇄를 촉진하는 복수의 타격돌기를 갖는다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기를 이용한 할암방법은 회전체의 선단에 정을 장착하고, 암반에 천공한 천공홀에 정을 삽입한 후, 주기적으로 유압을 가하여 피스톤을 왕복동시켜 그 타력으로 회전체가 회전하고, 상기 회전체는 타격부재를 회전시켜 타격부재로 하여금 암반의 천공홀벽을 방사방향으로 타격해 1차 암반을 할암하고, 1차 할암작업 종료 후 천공홀에서 타격부재를 인출한 다음에 상기 타격부재에 파손방지부재를 씌워 할암된 암반의 천공홀에 재삽입하고, 1차 할암 시와 같은 방법으로 2차 할암하여 파손방지부재의 전반을 통하여 전달되는 탄성 진동에 의해 1차 할암된 암반의 파쇄암을 확실히 파쇄하고, 동시에 제거하기 쉽게 파편이 눈에 띄게 부풀어 오르도록 구성함을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기 및 이를 이용한 할암방법은 타격부재로 암반에 천공한 천공홀에 삽입된 타격부재를 확경방향으로 타격하여 할암함에 있어서, 점상 또는 짧거나 긴 선형 타격돌기는 할암되기 쉬운 천공홀의 입구에서부터 마지막에 할암될 천공홀의 심부에 이르기까지 할암될 부위의 순서대로 1차 파쇄한 후, 상기 천공홀에서 인출한 타격부재에 파손방지부재를 씌워 진행하는 2차 할암작업은 파손방지부재의 진동과 타격에 의하여 불완전하게 할암된 암반의 천공홀 전반에 걸친 강력한 진동으로 불완전하게 할암된 암반을 확실하게 파쇄하는 동시에 파편을 밀어올려 부풀게 구성함으로써 수거하기 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기의 타격부재를 도시한 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기의 파손방지부재를 도시한 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기를 이용하여 암반을 1차 할암하는 상태를 도시한 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기의 파손방지부재를 이용하여 암반을 2차 할암하는 상태를 도시한 예시도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기의 타격부재를 도시한 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기의 파손방지부재를 도시한 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기를 이용하여 암반을 1차 할암하는 상태를 도시한 예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기의 파손방지부재를 이용하여 암반을 2차 할암하는 상태를 도시한 예시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기는 주면에 복수의 타격돌기(21)를 가진 1차 암반 파쇄용 원추형 타격부재(20)와, 상기 타격부재(20)에 장착하는 2차 암반 파쇄용 파손방지부재(30)로 구성된다.
상기 원추형 타격부재(20)는 통체형 또는 원주분할형 타격부재로 구성된다.
상기 파손방지부재(30)는 원추형 타격부재에 씌워서 결합하기 적합한 원추형 코일스프링으로 구성된다.
한편, 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기를 이용한 할암방법은 주면에 복수의 타격돌기(21)를 가진 타격부재(20)를 이용한 1차 파쇄와, 상기 1차 파쇄 후 타격부재(20)를 지상으로 인상하여 파손방지부재(30)를 장착하고, 2차로 암반을 파쇄한다.
이하, 본 발명을 각 도면별로 나누어 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 파워 드리프터(10)는 하우징(11)에 클러싱 헤드(12)와 유압식 댐퍼(13), 장척의 피스톤(14), 씰리테이너(15), 어큐뮬레이터(16) 및 회전체(17)로 구성된 것으로, 착암기의 원리와 유사하다.
여기서, 상기 클러싱 헤드(12)는 2중 안전씰로 14bar 이하의 워터 플러싱이 가능하다.
또한, 상기 유압식 댐퍼(13)는 타격 시 발생하는 반발력을 흡수하는 유압식 완충장치로 굴착 시 발생하는 충격을 흡수하여 파워 드리프터(10) 내부의 부품과 붐 및 가이드장치 등의 손상을 방지한다.
그리고, 상기 장척의 피스톤(14)은 충격에너지 전달에 효과적이며, 특히 장공의 천공에 적합하다.
타격조정나사는 타격력과 타격수를 피굴착 암질에 적합하도록 조정하여 고효율 굴착을 가능하게 하며, 회전과의 균형 맞추기가 가능하여 공, 유압용 호스의 떨림이 미미하다.
실린더의 전후에 장전된 부시와 씰리테이너(15)는 피스톤(14)의 스크래치방지와 부품교환 비용부담을 감소시킨다.
또한, 상기 어큐뮬레이터(16)는 최적화된 출입통로의 구조로 용량을 극대화시켜 대용량화한 것으로, 다이어프램의 수명 연장과 타격장치의 작동성 향상에 이롭다.
또한, 상기 회전체(17)는 피스톤(14)의 왕복동 운동을 회전운동으로 전환되어 전달되는 힘에 의해 회전하면서 그 선단에 장착된 타격부재(20)를 회전시켜 상기 타격부재(20)로 하여금 암반의 천공홀벽 전반에 걸쳐 방사방향으로 압력을 가하도록 하여 할암토록 하는 것이다.
도시하지는 않았지만, 상기 회전체(17)의 선단에는 타격부재(20)의 탈착과 착용 상태를 안정시키는 잠금수단이 구비되어 있다. 이러한 파워 드리프터(10)는 기성품이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 타격부재(20)는 암반의 천공홀벽 전반에 거쳐 균등한 압력으로 타격하여 할암하는 것으로, 고강도 금속제 환봉을 선협후광상으로 테이퍼지게 가공한 단일체형으로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 원주방향으로 등분하여 쐐기로 벌려 할암, 파쇄토록 한 것, 정사각봉을 대각방향으로 등분하여 쐐기로 벌려 할암, 파쇄토록 한 것도 포함함을 밝혀두는 바이다.
또한, 상기 타격부재(20)의 외주면에는 타격돌기(21)가 형성되어 있다.
상기 타격돌기(21)는 암반의 천공홀 깊숙이 들어가면서 파워 드리프터(10)의 회전체(17)를 통하여 전해지는 회전력과 파워 드리프터(10)의 피스톤(14) 작용으로 눌리는 힘을 암반의 천공홀 내벽 전반에 전달하여 할암하는 것이다.
또한, 상기 타격돌기(21)는 타격부재(20)의 전체 길이를 편의상 여러 구간으로 구분하고, 구간별로 타격돌기(21)의 굵기, 개수에 차등을 둔 것, 동일한 크기의 타격돌기(21)를 나선상으로 배치한 것 등이 있는 데, 타격돌기의 배치형태는 가리지 않는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파손방지부재(30)는 타격부재(20)의 겉에 나사식으로 틀어서 장착할 수 있도록 만든 원추형 코일스프링으로, 선경과 피치는 암반의 경도에 따라 설정한다.
2차 암반 파쇄를 효율적으로 진행하기에는 선경이 굵어 탄성이 크고, 피치는 잔파편이 끼기 곤란한 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 파손방지부재(30)의 길이는 타격부재(20)보다도 약간 더 길게, 구체적으로는 타격부재(20)에 파손방지부재(30)를 장착했을 때 그 선단이 타격부재(20)의 선단 앞으로 약간 삐죽이 내밀 정도로 설정하여 천공홀의 바닥에 먼저 닿아 타격부재(20)를 통하여 전달되는 진동이 천공홀의 바닥에서부터 작용하게 하는 것이 할암된 바닥의 파편까지 지상으로 부상시키는 데 유효하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 회전체의 선단에 장착한 타격부재(20)의 선단 쪽부터 암반(20)에 천공한 천공홀(21)에 삽입하고, 파워 드리프터(10)를 가동하여 설계 심도까지 할암하고, 타격부재(20)를 지상으로 반출한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 암반의 천공홀에서 인출한 타격부재(20)에 파손방지부재(30)를 장전하고, 파쇄한 천공홀에 재삽입하면서 파워 드리프터(10)를 이용한 2차 파쇄한다.
이러한 과정에서, 상기 파손방지부재(30)에는 타격부재(20)를 통하여 파워 드리프터(10)의 회전체(17)에 의한 회전력과 피스톤(14)의 왕복에 의한 타력에 의해 강력한 힘으로 진동한다.
이때의 진동은 겨우 금이 갈 정도로 불완전하게 갈라진 천공홀 주위 부분을 가격하여 확실하게 파쇄하는 동시에 수축과 팽창의 반복작용으로 파쇄된 파면을 밀어올려 지상으로 부상시킨다.
천공홀 깊숙이 숨은 파편을 일부러 긁어서 지상으로 퍼내지 않아도 되는 것이다.
암반의 천공홀 하나에 대한 1,2차 파쇄작업 종료 후 또는 모든 천공홀에 대한 1차 파쇄 후에 2차 파쇄를 일괄적으로 진행하면 번번이 파손방지부재(30)를 탈착시키지 않아도 되기에 더 효율적으로 암반을 파쇄할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기에는 필요에 따라 광촉매를 도포할 수도 있다.
여기서, 상기 광촉매는 Ti[OCH(Cl3)2]4와, (CH3)2CHOH로 제조한 TiO2졸(sol) 57㏖/ℓ, C8H20O4Si와 (CH3)CHOH로 제조된 SiO2졸(sol) 44㏖/ℓ, Zn(C2H3O2)2로부터 제조한 ZnO졸(sol) 50㏖/ℓ에 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온을 담지하여, 이를 중량대비 TiO2졸(sol) 50%, SiO2졸(sol) 40%, ZnO졸(sol) 9%와 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온 1%의 비율로 복합 처리한 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 타격부재형 할암기의 구성요소에 광촉매를 도포함으로써, 열화 방지와, 막강도, 내구성, 가시광 투과율, 광촉매 활성의 저하 등을 해결함과 동시에 1회 코팅만으로 광촉매막을 형성하여, 간단하고 비용이 저렴하면서도 광촉매 활성을 결정성이 우수한 이산화티탄(TiO2) 초미립자를 형성하고, Ag, Zn, Cu 중 1종 이상의 금속이온을 담지함으로써 자외선의 조사에 의해 가전자대에서 여기되어 전도대로 여기된 전자들이 가전자대의 정공에 이른 시간 내에 재결합되는 것을 억제하여 광화학 반응의 활성점을 최대로 지속시킴으로써, 적은 양의 자외선 에너지량에서의 광화학반응이 충분함은 물론 금속이온에 의한 악취물질의 분해와 미생물의 살균 메커니즘에 의해 더욱 우수한, 방오효과 효과를 발현할 수 있다.
본 발명의 명세서에 기재한 바람직한 실시예는 예시적인 것으로서 한정적인 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 나타나 있고, 그들 특허청구범위의 의미중에 들어가는 모든 변형예는 본 발명에 포함되는 것이다.
10: 파워 드리프터 11: 하우징
12: 클러싱 헤드 13: 유압식 댐퍼
14: 피스톤 15: 씰리테이너
16: 어큐뮬레이터 17: 회전체
20: 타격부재 21: 타격돌기
30: 파손방지부재

Claims (4)

  1. 유압식 댐퍼에 삽입된 피스톤의 주기적 진퇴작용으로 회전체를 회전시키고, 상기 회전체의 선단에 타격부재를 장착하도록 된 파워 드리프터와; 상기 회전체의 선단에 탈착가능하게 장착되는 암반파쇄용 타격부재와; 상기 타격부재에 씌워 2차 암반파쇄에 임하도록 원추형 타격부재에 씌워서 결합하기 적합한 원추형 코일스프링으로 이루어진 파손방지부재로 구성되고, 상기 타격부재는 원추형이며, 원주를 등분한 여러 조각으로 이루어진 것과 통체로 된 원추형 정 중의 어느 하나이며, 어떤 형태이든 외주면에는 암반의 천공홀벽에 점상으로 접촉하여 파쇄압을 가해 암반 파쇄를 촉진하는 복수의 타격돌기를 가지며, 상기한 드리프터와, 타격부재 및 파손방지부재에 Ti[OCH(Cl3)2]4와, (CH3)2CHOH로 제조한 TiO2졸(sol) 57㏖/ℓ, C8H20O4Si와 (CH3)CHOH로 제조된 SiO2졸(sol) 44㏖/ℓ, Zn(C2H3O2)2로부터 제조한 ZnO졸(sol) 50㏖/ℓ에 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온을 담지하여, 이를 중량대비 TiO2졸(sol) 50%, SiO2졸(sol) 40%, ZnO졸(sol) 9%와 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온 1%의 비율로 복합 처리한 광촉매가 도포됨을 특징으로 하는 복합 타격부재형 할암기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 유압식 댐퍼에 삽입된 피스톤의 주기적 진퇴작용으로 회전체를 회전시키고, 상기 회전체의 선단에 타격부재를 장착하도록 된 파워 드리프터와; 상기 회전체의 선단에 탈착가능하게 장착되는 암반파쇄용 타격부재와; 상기 타격부재에 씌워 2차 암반파쇄에 임하도록 원추형 타격부재에 씌워서 결합하기 적합한 원추형 코일스프링으로 이루어진 파손방지부재로 구성되고, 상기 타격부재는 원추형이며, 원주를 등분한 여러 조각으로 이루어진 것과 통체로 된 원추형 정 중의 어느 하나이며, 어떤 형태이든 외주면에는 암반의 천공홀벽에 점상으로 접촉하여 파쇄압을 가해 암반 파쇄를 촉진하는 복수의 타격돌기를 가지며, 상기한 드리프터와, 타격부재 및 파손방지부재에 Ti[OCH(Cl3)2]4와, (CH3)2CHOH로 제조한 TiO2졸(sol) 57㏖/ℓ, C8H20O4Si와 (CH3)CHOH로 제조된 SiO2졸(sol) 44㏖/ℓ, Zn(C2H3O2)2로부터 제조한 ZnO졸(sol) 50㏖/ℓ에 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온을 담지하여, 이를 중량대비 TiO2졸(sol) 50%, SiO2졸(sol) 40%, ZnO졸(sol) 9%와 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온 1%의 비율로 복합 처리한 광촉매가 도포된 복합 타격부재형 할암기를 이용한 할암방법으로서,
    회전체의 선단에 정을 장착하고, 암반에 천공한 천공홀에 정을 삽입한 후, 주기적으로 유압을 가하여 피스톤을 왕복동시켜 그 타력으로 회전체가 회전하고, 상기 회전체는 타격부재를 회전시켜 타격부재로 하여금 암반의 천공홀벽을 방사방향으로 타격해 1차 암반을 할암하고, 1차 할암작업 종료 후 천공홀에서 타격부재를 인출한 다음에 상기 타격부재에 파손방지부재를 씌워 할암된 암반의 천공홀에 재삽입하고, 1차 할암 시와 같은 방법으로 2차 할암하여 파손방지부재의 전반을 통하여 전달되는 탄성 진동에 의해 1차 할암된 암반의 파쇄암을 확실히 파쇄하고, 동시에 제거하기 쉽게 파편이 눈에 띄게 부풀어 오르도록 구성하여 파쇄함을 특징으로 하는 복합 타격부재형 할암기를 이용한 할암방법.
KR1020170053280A 2017-04-26 2017-04-26 복합 타격부재형 할암기 및 이를 이용한 할암방법 KR101799794B1 (ko)

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