KR102398623B1 - 파라핀과 지관을 이용한 암반 발파 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미진동제어발파 및 정밀진동제어발파에 사용하기 위한 암반 발파방법에 관한 것이다.
상기 암반 발파방법은, 암반에 장약공을 천공하는 천공단계; 상기 장약공 내부에 상부와 하부가 개방된 원통형의 제1 지관을 삽입하고 상기 제1 지관 내에 폭약을 삽입하는 단계; 상기 제1 지관 상부에 막대 형상의 파라핀의 하반부를 삽입하는 단계; 상기 파라핀의 상반부가 삽입되도록 상기 파라핀의 상반부에 상부와 하부가 개방된 원통형의 제2 지관을 연결하는 단계; 상기 제2 지관 상부에 전색물을 충전하는 단계; 상기 폭약을 폭발시키는 발파단계; 를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 소음과 진동을 줄이기 위해 폭약의 양이 제한되는 미진동제어발파와 정밀진동제어발파에서 지관 내에 폭약을 삽입하고 막대 형상의 파라핀으로 지관과 지관을 연결함으로써, 충분한 폭발 압력을 발생시켜 발파를 원활하게 수행하면서, 폭발 압력을 장약공 내에 균일하게 유도하여 파쇄 입도의 균질성을 확보할 수 있는 암반 발파 방법을 제공할 수 있다.

Description

파라핀과 지관을 이용한 암반 발파 방법 {Rock blasting method using paraffin and paper pipe}

본 발명은 미진동제어발파 및 정밀진동제어발파에 사용하기 위한 암반 발파방법에 관한 것이다.

대규모 토목공사를 할 때는 지하에 존재하는 암반 등을 굴착하여 제거하여야 하는 경우가 많다. 이러한 암반을 굴착하여 제거할 때는 먼저 발파작업을 통해 암반을 파쇄한 다음, 굴착기 등을 이용하여 파쇄된 암반을 제거한다.

암반을 굴착하기 위해 발파작업을 할 때는 천공기를 이용하여 암반에 구멍(장약공)을 천공한 다음, 이 천공된 구멍 내에 폭약을 장전하고, 장전된 폭약의 상부에 모래와 같은 전색물을 충전시킨 상태에서 발파한다.

발파작업 중에서 미진동제어발파는 진동을 최소한으로 줄이기 위해 폭약량을 125g(Φ25mm×250mm)으로 제한하고 천공직경을 50mm 정도로 하여 발파작업을 한다.

또한, 정밀진동제어발파는 진동을 정밀하게 제어하기 위해 장약량을 125g 이상 500g 미만(예를 들어, Φ32mm×295mm 2개)으로 제한하고 천공직경을 50mm 정도로 하여 발파작업을 한다.

현재, 이러한 미진동제어발파와 정밀진동제어발파 작업을 수행하는데 있어서, 나날이 심해져 가는 각종 민원과 그에 따른 공사지연으로 인해 건설사 및 하도급 건설업체의 부담이 더 늘어가는 등의 어려움에 봉착해 있다.

도 1은 종래의 미진동제어발파를 수행하는 방법을 도시하는 도면이다.

먼저, 천공기 등을 이용하여 암반(10)에 장약공(20)을 천공하고, 장약공(20) 내부에 폭약(30)을 삽입한다. 폭약(30)에는 뇌관(31) 및 뇌관 각선(32)이 연결되어 발파할 수 있도록 한다.

폭약(30) 위에는 자갈, 모래 등이 혼합된 전색물(40)을 충전한다.

다음에, 장약공(20) 내에 장전된 폭약(30)을 폭발시켜 암반(10)을 파쇄한다.

종래의 이러한 미진동제어발파에서는 장약공에 비해 장전한 폭약(30)의 직경이 작아서 장약실 내에 생기는 피크압이 밀장전에 비해 작아지게 되어, 천공 내의 압력이 암석을 파쇄할 정도에 이르지 못하는 문제가 있다.

이와 같이, 미진동제어발파와 정밀진동제어발파에서는 소음과 진동을 줄이기 위해 장전하는 폭약의 양이 제한되는데, 그에 따라 장약공 내에 생기는 폭발 압력이 암석을 파쇄할 정도에 이르지 못해 암석이 원활하고 균일하게 파쇄되지 못하는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1885869호

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 소음과 진동을 줄이기 위해 폭약의 양이 제한되는 미진동제어발파와 정밀진동제어발파에서 충분한 폭발 압력을 발생시켜 발파를 원활하게 수행하면서 폭발 압력을 장약공 내에 균일하게 유도하여 파쇄 입도의 균질성을 확보할 수 있는 파라핀과 지관을 이용한 암반 발파 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 암반 발파방법은, 암반에 장약공을 천공하는 천공단계; 상기 장약공 내부에 상부와 하부가 개방된 원통형의 지관을 삽입하고 상기 지관 내에 폭약을 삽입하는 단계; 상기 지관 상부에 전색물을 충전하는 단계; 상기 폭약을 폭발시키는 발파단계; 를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 암반 발파방법은, 암반에 장약공을 천공하는 천공단계; 상기 장약공 내부에 상부와 하부가 개방된 원통형의 제1 지관을 삽입하고 상기 제1 지관 내에 폭약을 삽입하는 단계; 상기 제1 지관 상부에 막대 형상의 파라핀의 하반부를 삽입하는 단계; 상기 파라핀의 상반부가 삽입되도록 상기 파라핀의 상반부에 상부와 하부가 개방된 원통형의 제2 지관을 연결하는 단계; 상기 제2 지관 상부에 전색물을 충전하는 단계; 상기 폭약을 폭발시키는 발파단계; 를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 암반 발파방법은, 암반에 장약공을 천공하는 천공단계; 상기 장약공 내부에 상부와 하부가 개방된 원통형의 제1 지관을 삽입하고 상기 제1 지관 내에 제1 폭약을 삽입하는 단계; 상기 제1 지관 상부에 막대 형상의 파라핀의 하반부를 삽입하는 단계; 상기 파라핀의 상반부가 삽입되도록 상기 파라핀의 상반부에 상부와 하부가 개방된 원통형의 제2 지관을 연결하는 단계; 상기 제2 지관 내에 제2 폭약을 삽입하는 단계; 상기 제2 지관 상부에 전색물을 충전하는 단계; 상기 폭약을 폭발시키는 발파단계; 를 포함한다.

또한, 상기 제2 지관 상부에 전색물을 충전하는 단계에서는, 상기 제2 지관 상부에 상기 장약공의 벽부까지 연장되는 덮개를 부착한 후 전색물을 충전한다.

본 발명에 따르면, 소음과 진동을 줄이기 위해 폭약의 양이 제한되는 미진동제어발파와 정밀진동제어발파에서 지관 내에 폭약을 삽입하고 막대 형상의 파라핀으로 지관과 지관을 연결함으로써, 충분한 폭발 압력을 발생시켜 발파를 원활하게 수행하면서, 폭발 압력을 장약공 내에 균일하게 유도하여 파쇄 입도의 균질성을 확보할 수 있는 암반 발파 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 미진동제어발파를 수행하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 암반 발파방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 암반 발파방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 지관과 파라핀이 결합되는 상태를 도시하는 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 암반 발파방법을 순차적으로 도시하는 도면이다. 도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 암반 발파방법을 순차적으로 도시하는 도면이다. 도 4는 본 발명의 지관과 파라핀이 결합되는 상태를 도시하는 도면이다.

본 발명의 암반 발파방법은 폭약량이 제한되는 미진동제어발파와 정밀진동제어발파에서 소음과 진동을 줄이면서 충분한 폭발압력을 발생시켜 발파를 원활하게 하고 폭발압력을 장약공 내에 균일하게 유도하여 파쇄 입도의 균질성을 확보하기 위한 것이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 암반 발파방법에서는 먼저, 암반(110)에 장약공(120)을 천공하고, 장약공(120) 내부에 제1 지관(130)을 삽입하고, 제1 지관(130) 내에 폭약(140)을 삽입한다. 폭약(140)은 Φ25mm×250mm 일 수 있다.

제1 지관(130)은 종이 재질로 형성되어 상부와 하부가 개방된 원통형의 형상을 갖고, 원통형으로 되는 폭약(140)의 지름에 대응되는 내경을 가져서 폭약(140)을 제1 지관(130)에 삽입하는 것으로 폭약(140)이 고정될 수 있다. 폭약(140)에는 뇌관(141) 및 뇌관 각선(142)이 연결되어 발파할 수 있도록 한다.

다음에, 도 2b 및 도 4를 참조하면, 제1 지관(130) 상부에 막대(또는 스틱) 형상으로 된 파라핀(150)의 하반부를 삽입한다. 파라핀(150)은 예를 들어, 원통형으로 되고, 제1 지관(130)의 내경에 대응되는 직경을 가져서, 파라핀(150)을 제1 지관(130)의 상부에 삽입하면 제1 지관(130)과 연결될 수 있도록 한다.

다음에, 도 2c를 참조하면, 파라핀(150)의 상반부가 삽입되도록 파라핀(150)의 상반부에 제2 지관(160)을 연결한다. 제2 지관(160)은 종이 재질로 형성되어 상부와 하부가 개방된 원통형의 형상을 갖는다. 제2 지관(160)은 제1 지관(130)과 동일한 내경을 가져서, 제2 지관(160)을 파라핀(150)에 꽂으면 파라핀(150)과 제2 지관(160)이 연결될 수 있도록 한다.

파라핀(150)은 폭약(140)이 폭발할 때 가스량을 증가시켜 장약공(120) 내부의 압력 증가를 도모함으로써, 적은 양의 폭약으로도 발파에 필요한 충분한 폭발력을 얻을 수 있게 한다. 또한, 파라핀(150)은 제1 및 제2 지관(130, 160)의 내경에 대응되는 직경을 가져서 제1 및 제2 지관(130, 160)에 단순히 삽입하는 것으로 제1 지관(130)과 제2 지관(160)을 연결하는 커넥터의 역할을 할 수 있다.

막대 형상의 파라핀(150)과 지관은 장약공(120)에 대한 공간(air gap) 형성으로 디커플링 효과(decoupling effect)를 최대한 이용할 수 있게 한다. 이러한 디커플링 효과에 의해 장약공(120) 내벽에 균등한 투사 면적을 제공함으로써 화약의 폭발력이 장약공(120) 내에 균일하게 작용하도록 유도하여 파쇄 입도의 균질성을 확보한다.

다음에, 도 2d를 참조하면, 제2 지관(160) 상부에 장약공(120)의 벽부까지 연장되는 덮개(170)를 부착할 수 있다. 이러한 덮개(170)는 전색물(180)이 제2 지관(160) 내에 채워지는 것을 방지하고 장약공(120) 내에 공간 형성을 유도하여 디커플링 효과를 이용할 수 있게 한다.

덮개(170)는 제2 지관(160) 상부에 청테이프와 같이 안쪽에 섬유 직물로 강화된 테이프를 부착하는 방법으로 형성할 수 있다. 테이프는 제2 지관(160)의 외경보다 넓게 장약공(120)의 벽부까지 연장되도록 부착된다.

다음에, 도 2e를 참조하면, 제2 지관(160)의 상부에 전색물(180)을 충전한다. 전색물(180)은 덮개(170) 위로 낙하되고, 제2 지관(160) 외부로 돌출되는 덮개(170)는 전색물(180)의 무게에 의해 약간 아래로 처질 수 있다.

전색물(180) 중 자갈과 같이 지름이 큰 것은 장약공(120)의 벽부까지 연장되는 덮개(170)에 의해 막혀 제2 지관(160) 아래로 이동하는 것이 일부 제한된다. 이는 제2 지관(160) 아래 부분이 전색물(180)로 완전히 채워지지 않고 공간이 형성되게 하여 디커플링 효과를 얻을 수 있게 한다.

다음에, 폭약(140)을 폭발시킨다.

본 실시예는 폭약량이 125g으로 제한되는 미진동제어발파에 적용하기 위한 것이다. 본 실시예의 암반 발파방법에 따르면, 제1 지관(130) 내에 폭약(140)을 삽입함으로써, 폭약량이 125g으로 제한되는 미진동제어발파에서 소음과 진동을 줄이면서 폭발압력이 장약공(120) 내에 균일하게 작용할 수 있게 한다. 제1 지관(130) 및 제2 지관(160)은 폭약(140)을 고정하면서 파라핀(150)을 고정하고, 내부에 공간이 형성되게 한다.

또한, 제1 지관(130)과 제2 지관(160)이 막대형의 파라핀(150)으로 연결되어, 파라핀(150)에 의해 폭약(140)의 폭발압력을 증대시키고 폭발압력이 장약공(120) 상부까지 전달되게 한다.

또한, 제2 지관(160)의 상부를 덮는 덮개(170)는 제2 지관(160) 내에 전색물(180)이 충전되는 것을 방지하면서 제2 지관(160)과 장약공(120) 사이에 공간이 형성되게 하여, 폭발압력을 장약공(120) 내에 균일하게 유도하여 파쇄 입도의 균질성을 확보할 수 있게 한다.

종래의 발파방법에서는 장약공 내에 폭약만 충전되어 장약공의 깊이를 1.2m 정도로 천공하였지만, 본 발명의 발파방법에서는 지관을 사용하여 폭약의 폭발력이 장약공 내에 균일하도록 유도하므로 장약공을 1.8~2m 정도로 더 깊게 천공할 수 있다. 그에 따라, 본 발명에서는 종래의 방법에 비해 암반의 파쇄량이 더욱 증가한다.

한편, 폭발압력을 더욱 증가시키기 위해 제1 지관(130) 및 제2 지관(160)에 파라핀이 코팅될 수 있다.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 암반 발파방법을 순차적으로 도시하고 있다. 본 실시예는 폭약량이 250g으로 제한되는 정밀진동제어발파에 적용될 수 있다.

도 3a를 참조하면, 암반(210)에 장약공(220)을 천공하고, 장약공(220) 내부에 제1 지관(230)을 삽입하고, 제1 지관(230) 내에 제1 폭약(240)을 삽입한다.

제1 지관(230)은 종이 재질로 형성되어 상부와 하부가 개방된 원통형의 형상을 갖고, 제1 폭약(240)의 지름에 대응되는 내경을 갖는다. 제1 폭약(240)에는 뇌관(241) 및 뇌관 각선(242)이 연결되어 발파할 수 있도록 한다.

다음에, 도 3b를 참조하면, 제1 지관(230) 상부에 막대(또는 스틱) 형상의 파라핀(250)의 하반부를 삽입한다. 파라핀(250)은 도 2b에 도시된 파라핀(150)과 동일한 구성을 갖는다.

다음에, 도 3c를 참조하면, 파라핀(250)의 상반부가 삽입되도록 파라핀(250)의 상반부에 제2 지관(260)을 연결한다. 제2 지관(260)은 종이 재질로 형성되어 상부와 하부가 개방된 원통형의 형상을 갖는다.

파라핀(250)은 폭약(240, 290)이 폭발할 때 장약공(120) 내부의 압력 증가를 도모하여, 적은 양의 폭약으로도 발파에 필요한 충분한 폭발력을 얻을 수 있게 한다. 또한, 파라핀(250)은 제1 및 제2 지관(230, 260)의 내경에 대응되는 직경을 가져서 제1 및 제2 지관(230, 260)에 단순히 삽입하는 것으로 제1 지관(230)과 제2 지관(260)을 연결하는 커넥터의 역할을 할 수 있다.

다음에, 도 3d를 참조하면, 제2 지관(260) 상부에 제2 폭약(290)을 삽입한다. 제2 지관(260)은 제2 폭약(290)의 지름에 대응되는 내경을 갖는다.

제2 폭약(290)은 파라핀(250) 상부로부터 소정간격 이격되도록 제2 지관(260)에 삽입되어 파라핀(250)과 제2 폭약(290) 사이에 공간이 형성되게 한다.

다음에, 도 3e를 참조하면, 제2 지관(260)의 상부에 장약공(320)의 벽부까지 연장되는 덮개(270)를 부착할 수 있다. 덮개(270)는 도 2d에 도시된 덮개(170)와 동일한 구성을 갖는다. 덮개(270)는 전색물(280)이 제2 지관(260)과 장약공(220) 사이의 공간에 완전히 채워지는 것을 방지하고 장약공(220) 내에 공간 형성을 유도하여 디커플링 효과를 이용할 수 있게 한다.

다음에, 제1 폭약(240) 및 제2 폭약(290)을 폭발시킨다.

본 실시예의 암반 발파방법에 따르면, 제1 지관(230) 및 제2 지관(260) 내에 각각 제1 폭약(240) 및 제2 폭약(290)을 삽입함으로써, 폭약량이 제한되는 정밀진동제어발파에서 소음과 진동을 줄이면서 폭발압력이 장약공(220) 내에 균일하게 작용할 수 있게 한다. 제1 지관(230) 및 제2 지관(260)은 폭약(240, 290)을 고정하면서 파라핀(250)을 고정하고, 내부에 공간이 형성되게 한다.

또한, 제1 지관(230)과 제2 지관(260)이 막대형의 파라핀(250)으로 연결되어, 파라핀(250)에 의해 폭약(240)의 폭발압력을 증대시키고 폭발압력이 장약공(220) 상부까지 전달되게 한다.

또한, 제2 지관(260)의 상부를 덮는 덮개(270)는 제2 지관(260)과 장약공(220) 사이에 공간이 형성되게 하여, 폭발압력을 장약공(220) 내에 균일하게 유도하여 파쇄 입도의 균질성을 확보할 수 있게 한다.

한편, 폭발압력을 더욱 증가시키기 위해 제1 지관(230) 및 제2 지관(260)에는 파라핀이 코팅될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

110 : 암반
120 : 장약공
130 : 제1 지관
140 : 폭약
141 : 뇌관
142 : 뇌관 각선
150 : 파라핀
160 : 제2 지관
170 : 덮개
180 : 전색물
210 : 암반
220 : 장약공
230 : 제1 지관
240 : 제1 폭약
241 : 뇌관
242 : 뇌관 각선
250 : 파라핀
260 : 제2 지관
270 : 덮개
280 : 전색물
290 : 제2 폭약

Claims (4)

1. 삭제
2. 폭약량이 125g으로 제한되는 미진동제어발파에 적용하기 위한 암반 발파방법에 있어서,
   암반에 장약공을 천공하는 천공단계;
   상기 장약공 내부에 상부와 하부가 개방된 원통형의 제1 지관을 삽입하고 상기 제1 지관 내에 폭약을 삽입하는 단계;
   상기 제1 지관 상부에 막대 형상의 파라핀의 하반부를 삽입하는 단계;
   상기 파라핀의 상반부가 삽입되도록 상기 파라핀의 상반부에 상부와 하부가 개방되고 상기 제1 지관과 동일한 내경을 갖는 원통형의 제2 지관을 연결하는 단계;
   상기 제2 지관 상부에 덮개를 부착하는 단계;
   상기 장약공에 전색물을 충전하는 단계;
   상기 폭약을 폭발시키는 발파단계;
   를 포함하고,
   상기 폭약은 Φ25mm×250mm 크기를 갖고,
   상기 제1 지관은 상기 폭약의 지름에 대응되는 내경을 가져서, 상기 폭약을 상기 제1 지관에 삽입하는 것으로 상기 폭약이 고정될 수 있고,
   상기 파라핀은 상기 제1 및 제2 지관의 내경에 대응되는 직경을 가져서, 상기 제1 및 제2 지관에 삽입하는 것으로 상기 제1 및 제2 지관을 연결하는 커넥터의 역할을 할 수 있고,
   상기 제1 지관에서 상기 폭약과 상기 파라핀 사이에는 공간이 형성되고,
   상기 제2 지관에서 상기 파라핀과 상기 덮개 사이에는 공간이 형성되는 암반 발파방법.
3. 폭약량이 250g으로 제한되는 정밀진동제어발파에 적용하기 위한 암반 발파방법에 있어서,
   암반에 장약공을 천공하는 천공단계;
   상기 장약공 내부에 상부와 하부가 개방된 원통형의 제1 지관을 삽입하고 상기 제1 지관 내에 제1 폭약을 삽입하는 단계;
   상기 제1 지관 상부에 막대 형상의 파라핀의 하반부를 삽입하는 단계;
   상기 파라핀의 상반부가 삽입되도록 상기 파라핀의 상반부에 상부와 하부가 개방되고 상기 제1 지관과 동일한 내경을 갖는 원통형의 제2 지관을 연결하는 단계;
   상기 제2 지관 내에 제2 폭약을 삽입하는 단계;
   상기 제2 지관 상부에 덮개를 부착하는 단계;
   상기 장약공에 전색물을 충전하는 단계;
   상기 폭약을 폭발시키는 발파단계;
   를 포함하고,
   상기 제1 및 제2 지관은 각각 상기 제1 및 제2 폭약의 지름에 대응되는 내경을 가져서, 상기 제1 및 제2 폭약을 각각 상기 제1 및 제2 지관에 삽입하는 것으로 폭약이 고정될 수 있고,
   상기 파라핀은 상기 제1 및 제2 지관의 내경에 대응되는 직경을 가져서, 상기 제1 및 제2 지관에 삽입하는 것으로 상기 제1 및 제2 지관을 연결하는 커넥터의 역할을 할 수 있고,
   상기 제1 지관에서 상기 제1 폭약과 상기 파라핀 사이에는 공간이 형성되고,
   상기 제2 지관에서 상기 파라핀과 상기 제2 폭약 사이에는 공간이 형성되는 암반 발파방법.
4. 삭제

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