KR102225754B1

KR102225754B1 - 우드펠렛을 이용한 발파방법

Info

Publication number: KR102225754B1
Application number: KR1020200084574A
Authority: KR
Inventors: 이재춘
Original assignee: 이재춘
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2021-03-09

Abstract

본 발명에 따른 우드펠렛을 이용한 발파방법은,
발파 굴착하고자 하는 장소에 장약공을 뚫는 제1단계; 상기 장약공 안에 우드펠렛들을 채우는 제2단계; 상기 우드펠렛들 위로 상기 장약공 안에 뇌관이 연결된 폭약을 채우는 제3단계; 상기 장약공의 입구를 전색물로 전색하는 제4단계; 및 상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 사용하면, 우드펠렛들 사이에 형성된 공간이 폭약 폭발시 가스압(폭발력)이 작용하는 기본적인 발파공간으로 사용되고, 폭약 폭발시 우드펠렛들이 타들어 가면서 생긴 빈 공간이 추가 발파공간으로 사용된다. 이렇게 1,2차에 걸쳐 확보된 발파공간으로 인해, 상대적으로 적은 양의 폭약으로 진동 및 소음은 최소화하면서, 동시에 최대한 높은 발파효과를 얻을 수 있다.

Description

우드펠렛을 이용한 발파방법{Method for blasting using wood pellet}

본 발명은 우드펠렛을 이용한 발파방법에 관한 것이다.

일반적으로, 암반 파쇄, 구조물 해체를 위해 폭약을 사용하는 발파공법이 많이 사용된다. 이러한 발파공법을 사용할 경우, 발파 작업시 지반진동, 소음, 분진, 발파잔여물이 대량 발생한다. 따라서, 발파작업의 피해를 줄이기 위해, 상대적으로 적은 양의 폭약을 사용하면서도 최대한의 발파 효과를 얻을 수 있는 방안이 필요하다.

이러한 방안의 예로, 한국등록특허(10-2035344)는, 폭약이 장약된 장약공에 벤토나이트- 황토 칩이 주입되어, 벤토나이트-황토 칩 사이에 형성되는 공극이 폭발시 가스압(폭발력)이 작용하는 발파공간으로서의 기능을 하여, 폭약의 사용량을 증가시키지 않고 폭발시 가스압이 작용하는 공간을 확장시킬 수 있는 발파방법을 제시하고 있다.

이러한 방법으로 인해, 폭약의 사용량을 어느 정도 줄일 수 있었으나, 벤토나이트-황토 칩 사이에 형성되는 공극만으로는 가스압(폭발력)이 작용하는 발파공간이 충분히 확보되지 않아, 폭약의 사용량을 줄이는 데 한계가 있었다.

한국등록특허(10-2035344)

본 발명의 목적은, 상술한 문제를 해결할 수 있는 우드펠렛을 이용한 발파방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 우드펠렛을 이용한 발파방법은,

발파 굴착하고자 하는 장소에 장약공을 뚫는 제1단계;

상기 장약공 안에 우드펠렛들을 채우는 제2단계;

상기 우드펠렛들 위로 상기 장약공 안에 뇌관이 연결된 폭약을 채우는 제3단계;

상기 장약공의 입구를 전색물로 전색하는 제4단계; 및

상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적은,

발파 굴착하고자 하는 장소에 장약공을 뚫는 제1단계;

상기 장약공 안에 뇌관이 연결된 폭약을 채우는 제2단계;

상기 폭약 위로 상기 장약공 안에 우드펠렛들을 채우는 제3단계;

상기 우드펠렛들 위로 상기 장약공 안에 암석조각들을 채우는 제4단계;

상기 장약공의 입구를 전색물로 전색하는 제5단계; 및

상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 사용하면, 폭약이 폭발한 자리가 가스압(폭발력)이 작용하는 1차 발파공간으로 사용되고, 우드펠렛들 사이에 형성된 틈이 폭약 폭발시 가스압(폭발력)이 작용하는 2차 발파공간으로 사용되고, 폭약 폭발시 우드펠렛들이 타들어 가면서 생긴 빈 공간이 3차 발파공간으로 사용된다. 이렇게 1,2,3차에 걸쳐 확보된 발파공간으로 인해, 상대적으로 적은 양의 폭약의 사용으로 진동 및 소음은 최소화하면서, 동시에 최대한 높은 발파효과를 얻을 수 있다.

본 발명을 사용하면, 폭약 잔여물이 우드펠렛과 함께 연소되거나, 우드펠렛이 타고 남은 재에 혼입됨으로써, 폭약 잔여물이 단독으로 지하수나 하천으로 유입되거나 토양 깊숙이 침투되는 것이 방지된다. 이로 인해, 폭약 잔여물에 의한 환경오염을 대폭 줄일 수 있다.

본 발명에서 폭약 위에 위치된 우드펠렛들을 아래로 눌러주는 암석조각들이 장약공에 채워질 경우, 암석조각들에 의해, 우드펠렛들이 폭약이 터질 때 위로 비산되지 않고 적당한 압력을 받으면서 탈 수 있게 만든다. 이로 인해, 우드펠렛들이 타들어 가면서 추가 발파공간이 고르게 확보되어, 발파효과가 증대된다. 이때 사용되는 암석조각의 종류로 기공을 많은 가진 암석조각이 사용되면, 그 기공 역시 또 다른 발파공간으로 확보되어, 발파효과를 더욱 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 우드펠렛을 이용한 발파방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 제1실시예에 따라, 장약공 안에 우드펠렛들, 폭약이 순서대로 채워진 후, 장약공의 입구가 전색물로 전색된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 제1실시예에 따라, 폭약을 터트린 후, 우드펠렛들이 연소되면서 추가 발파공간이 확보되는 상태를 나타낸 도면으로, 도 3(a),(b),(c),(d)는 우드펠렛들이 타들어 가면서 형성되는 추가 발파공간 S1,S2,S3,S4를 시간의 흐름에 따라 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 우드펠렛을 이용한 발파방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 제2실시예에 따라, 장약공 안에 폭약, 우드펠렛들, 암석조각들이 순서대로 채워진 후, 장약공의 입구를 전색물로 전색한 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 제2실시예에 따라, 폭약을 터트린 후, 우드펠렛들이 연소되면서 2차 발파공간이 확보되는 상태를 나타낸 도면으로, 도 6(a),(b),(c),(d)는 우드펠렛들이 타들어 가면서 형성되는 추가 발파공간 S1,S2,S3,S4를 시간의 흐름에 따라 나타낸 모식도이다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 우드펠렛을 이용한 발파방법을 자세히 설명한다. 도 2 및 도 3을 기본적으로 참조한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 우드펠렛을 이용한 발파방법은,

발파 굴착하고자 하는 장소에 장약공을 뚫는 제1단계(S11);

상기 장약공 안에 우드펠렛들을 채우는 제2단계(S12);

상기 우드펠렛들 위로 상기 장약공 안에 뇌관이 연결된 폭약을 채우는 제3단계(S13);

상기 장약공의 입구를 전색물로 전색하는 제4단계(S14);

상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 제5단계(S15)로 구성된다.

이하, 제1단계(S11)를 설명한다.

발파 굴착하고자 하는 장소에 장약공(1)을 소정 깊이로 뚫는다.

이하, 제2단계(S12)를 설명한다.

장약공(1)의 바닥에 우드펠렛(10)들을 소정 높이로 채운다.

우드펠렛(10)은 톱밥을 건조, 고온 및 고압 처리함으로써 만들어지며 고체연료로 사용된다.

장약공(1)에 우드펠렛(10)들을 채우면, 우드펠렛(10)들 사이에 틈(P)이 자연스럽게 형성된다. 우드펠렛(10)은 분말 상태가 아닌 일정한 형태를 가지기 때문이다. 이 틈(P) 역시 폭약(2) 폭발시 발생하는 가스압(폭발력)이 작용하는 발파공간으로 작용한다.

본 실시예에서 우드펠렛(10)을 사용하는 이유는, 폭약 폭발시 우드펠렛들이 타들어 가면서 생긴 빈 공간을 추가 발파공간으로 사용하기 위함이다. 이를 위해서 균일한 품질을 가지고 있어 균일하게 타들어가 추가 발파공간을 확보할 수 있는 우드펠렛(10)이 최적인 것이다. 여기에다, 우드펠렛(10)은 친환경적이며 수량도 풍부하며 구입도 용이하다는 장점도 가진다.

이하, 제3단계(S13)를 설명한다.

우드펠렛(10)들 위로 장약공(1) 안에 뇌관(2a)이 연결된 폭약(2)을 소정 높이로 채운다.

이하, 제4단계(S14)를 설명한다.

장약공(1)의 입구를 전색물(3)로 전색한다, 발파에 의한 발생가스의 압력을 이겨낼 수 있도록 전색물(3)을 단단하게 다져서 장약공(1)의 입구를 전색시킨다. 전색물(3)로는 모래, 점토, 모래와 점토의 혼합, 비닐주머니에 물을 담은 것, 기타 발화성 또는 인화성이 없는 물질이 사용된다. 이때, 전색물(3)의 알갱이가 작을수록 폭파효과는 높아진다. 또한, 점토를 전색물(3)로 사용할 경우 수분의 함유량이 증가할수록 폭파효과가 높아진다. 이 경우, 점토의 함수율은 20-25% 인 것이 바람직하다.

이하, 제5단계(S15)를 설명한다.

뇌관(2a)을 발파기로 기폭시켜, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 폭약(2)을 터트린다. 도면의 복잡해짐을 피하기 위해, 폭파시 장약공(1) 주변에서 벌어지는 폭파로 인한 파괴 상태는 도시하지 않았다.

폭약(2)이 터진 자리는 가스압(폭발력)이 작용하는 1차 발파공간으로 확보되고, 우드펠렛(10)들 사이에 형성된 틈(P)이 폭약(2) 폭발시 가스압(폭발력)이 작용하는 2차 발파공간으로 확보되고, 폭약(2) 폭발시 우드펠렛(10)들이 타들어 가면서 생긴 빈 공간이 3차 발파공간으로 확보된다.

우드펠렛(10)들이 타들어가면서 확보되는 3차 발파공간으로 인해, 도 3(a), 도 3(b), 도 3(c), 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 가스압(폭발력)이 작용하는 공간이, 폭약이 폭발한 자리에 생긴 공간(S1)에서 공간(S2), 공간(S3), 공간(S4)까지 최종 확장된다. 이렇게 1,2,3차에 걸쳐 확보된 발파공간으로 인해, 상대적으로 적은 양의 폭약(2)으로 높은 발파효과를 얻을 수 있어 폭약(2) 사용량을 대폭 감소시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 우드펠렛을 이용한 발파방법을 자세히 설명한다. 도 5 및 도 6을 기본적으로 참조한다. 도 5 및 도 6에 도시된 빨간색 직선 화살표는 암석조각들이 우드펠렛들을 가압하는 상태를 나타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 우드펠렛을 이용한 발파방법은,

발파 굴착하고자 하는 장소에 장약공을 뚫는 제1단계(S21);

상기 장약공 안에 뇌관이 연결된 폭약을 채우는 제2단계(S22);

상기 폭약 위로 상기 장약공 안에 우드펠렛들을 채우는 제3단계(S23);

상기 우드펠렛들 위로 상기 장약공 안에 암석조각들을 채우는 제4단계(S24);

상기 장약공의 입구를 전색물로 전색하는 제5단계(S25);

상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 제6단계(S26)로 구성된다.

이하, 제1단계(S21)를 설명한다.

이하, 제2단계(S22)를 설명한다.

장약공(1) 안에 뇌관(2a)이 연결된 폭약(2)을 소정 높이로 채운다.

이하, 제3단계(S23)를 설명한다.

폭약(2) 위로 장약공(1) 안에 우드펠렛(10)들을 소정 높이로 채운다. 장약공(1)에 우드펠렛(10)들을 채우면, 우드펠렛(10)들 사이에 틈(P)이 형성된다. 우드펠렛(10)을 사용하는 전술하였으므로 그 설명을 생략한다.

이하, 제4단계(S24)를 설명한다.

우드펠렛(10)들 위로 장약공(1) 안에 암석조각(20)들을 소정 높이로 채운다. 폭약(2) 위에 위치된 우드펠렛(10)들을 아래로 눌러주는 암석조각(20)들이 장약공(1)에 채워짐으로써, 암석조각(20)들에 의해, 우드펠렛(10)들이 폭약(2)이 터질 때 위로 비산되지 않고 적당한 압력을 받으면서 탈 수 있게 만든다.

암석조각(20)과 우드펠렛(10)의 충진 비율은 1:2 내지 1:3 이 바람직하다. 이러한 충진 비율을 벗어날 정도로 암석조각(20)이 우드펠렛(10) 보다 많으면 암석조각(20)이 우드펠렛(10)을 과도하게 눌러서, 우드펠렛(10)이 타들어 갈 때 산소를 공급 받는 공간을 확보하기 어렵다. 이 경우, 우드펠렛(10)이 원활하게 타 들어갈 수 없어 추가적인 발파공간을 확보하기 어렵다. 반면, 이러한 충진 비율을 벗어날 정도로 암석조각(20)이 우드펠렛(10) 보다 적으면 암석조각(20)이 우드펠렛(10)을 눌러주는 효과가 적어, 우드펠렛(10)이 폭약(2)이 터질 때 위로 비산하게 된다. 그러면, 우드펠렛(10)이 적당한 압력을 받으면서 타들어 가지 못하고 비산된 우드펠렛(10)이 여기저기서 불규칙하게 타게 되어, 추가적인 발파공간을 균일하게 확보하기 어렵다. 따라서, 암석조각(20)과 우드펠렛(10)의 충진 비율을 1:2 내지 1:3 로 맞추는 것이 중요하다.

한편, 본 실시예에서는 자체 기공을 많이 가진 암석조각(20)들이 사용되는 것이 바람직하다. 그 이유는 자체 기공을 많은 가진 암석조각(20)을 사용하면, 그 기공 역시 또 다른 추가 발파공간으로 확보되어, 발파효과가 증대될 수 있기 때문이다. 이러한 자체 기공을 많이 가진 암석조각(20)으로, 현무암 조각이 사용될 수 있다.

이하, 제5단계(S25)를 설명한다.

장약공(1)의 입구를 전색물(3)로 전색한다, 발파에 의한 발생가스의 압력을 이겨낼 수 있도록 전색물(3)을 단단하게 다져서 장약공(1)의 입구를 전색시킨다. 전색물(3)의 종류는 전술하였으므로 그 설명을 생략한다.

이하, 제6단계(S26)를 설명한다.

뇌관(2a)을 발파기로 기폭시켜, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 폭약(2)을 터트린다. 도면의 복잡해짐을 피하기 위해, 폭파시 장약공(1) 주변에서 벌어지는 폭파로 인한 파괴 상태는 도시하지 않았다.

암석조각(20)들에 의해, 우드펠렛(10)들이 폭약(2)이 터질 때 위로 비산되지 않고 적당한 압력을 받으면서 탈 수 있다.

1: 장약공 2: 폭약
3: 전색물 10: 우드펠렛
20: 암석조각 S1,S2,S3,S4: 발파공간
P: 틈

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상기 장약공 안에 뇌관이 연결된 폭약을 채우는 제2단계;
상기 폭약 위로 상기 장약공 안에 우드펠렛들을 채우는 제3단계;
상기 우드펠렛들 위로 상기 장약공 안에 암석조각들을 채우는 제4단계;
상기 장약공의 입구를 전색물로 전색하는 제5단계; 및
상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 우드펠렛을 이용한 발파방법.
제4항에 있어서, 상기 암석조각들은 자체 기공을 가진 암석조각인 것을 특징으로 하는 우드펠렛을 이용한 발파방법.