KR102520476B1 - 발파용 지관을 이용한 발파공법 - Google Patents

Abstract

발파 공사는 광산이나 채석장의 원석 절취을 비롯하여 암반 지대의 터널 공사, 콘크리트 구조물의 절취 공사 및 도로개설 공사 등에서 암반 등을 파쇄하기 위해서 실시되며, 빌딩의 지하 터파기 공사, 전력구 및 관로 공사 및 지하철 공사 등 도심지에서도 이루어진다. 본 발명은 암반에 구멍을 뚫고 그 속에 폭약이 장전된 튜브를 삽입하여 암반을 파쇄하는 발파용 지관 및 이를 이용한 발파공법에 관한 것이다.
발파용 지관에 있어서는, 각각 길이를 갖고 내부에 수용 공간을 갖는 튜브 형상의 장약관부(110), 조절관부(120), 에어관부(130)를 포함한다. 장약관부(110)는, 장약관부(110)의 내경이 조절관부(120)의 외경에 긴밀히 대응하고, 장약관부(110)의 일단(111)에 장약관 차단부(111a)를 갖는다. 조절관부(120)는, 조절관부(120)의 외경이 장약관부(110)의 내경 및 에어관부(130)의 내경에 긴밀히 대응하고, 조절관부(120)의 타단(122)에 조절관 차단부(122a)를 갖는다. 에어관부(130)는, 에어관부(130)의 내경이 조절관부(120)의 외경에 긴밀히 대응하고, 에어관부(130)의 타단(132)에 에어관 차단부(132a)를 갖는다. 장약관부(110)의 타단(112)에 조절관부(120)의 일단(121)이 끼워지며, 조절관부(120)의 타단(122)이 에어관부(130)의 일단(131)에 끼워진다. 약관부(110)와 조절관부(120)의 공동 공간이 장약관으로 제공되고, 조절관부(120)의 타단(122)과 에어관부(130)의 타단(132) 사이 공간이 에어관으로 제공된다. 장약관부(110)와 조절관부(120)가 상호 길이 방향으로 움직여 장약관의 크기가 조절되고, 조절관부(120)와 에어관부(130)가 상호 길이 방향으로 움직여 에어관의 크기가 조절되도록 제공된다.
발파공법에 있어서는, 발파 현장에 맞추에 발파용 지관을 준비 제작하고 발파공의 깊이와 배열을 확정하는 사전 준비 단계와, 확정된 바에 따라 현장에서 구멍을 천공하는 발파공 천공 단계와, 천공된 발파공에 발파용 지관을 삽입하는 발파용 지관 삽입 단계와, 뇌관이 연결된 전폭약을 삽입하는 전폭약 삽입 단계와, 발파공에 전색물을 충진하는 전색 단계와, 발파를 시행하는 발파 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

발파용 지관을 이용한 발파공법{Paper Tube For Blasting And Blasting Method With that}

발파 공사(Blasting Construction)는 광산이나 채석장의 원석 절취을 비롯하여 암반 지대의 터널 공사, 콘크리트 구조물의 절취 공사 및 도로개설 공사 등에서 암반 등을 파쇄하는 공사로서, 빌딩의 지하 터파기 공사, 전력구 및 관로 공사 및 지하철 공사 등 도심지에서도 이루어지고 있다. 발파 공사를 위한 작업에는 큰 덩어리의 암석을 잘게 부수는 것에서부터 일시에 수천, 수만톤에 이르는 암석을 폭파하는 대규모의 것까지 있으며, 이들은 각 패턴별로 정의된 공법을 갖는 설계를 적용하여 시공이 이루어지고 있다.

본 발명은 발파시에 폭약을 충진하는 튜브(관)에 관한 것으로, 암반에 구멍을 뚫고 그 속에 폭약이 장전된 튜브를 삽입하여 암반을 파쇄하는데 이용되는 발파용 지관이다.

또한 본 발명은 발파공법과 관련하는데 특히, 지관을 이용하여 발파 효율을 향상하고 친환경적인 공사를 할 수 있는 지관을 이용한 발파공법에 관한 것이다. 발파공법에는 암반에 발파공을 천공하고 발파공의 내부에 폭약과 전색물을 충진하여 발파하는 일반 발파공법과, 진동 감소를 위하여 천공된 구멍 내에 폭약과 전색물을 교대로 배열하여 발파하는 분산장약에 의한 발파공법과, 법면을 정리할 목적으로 하는 선균열 발파공법 등이 사용되는 실정이다. 발파시 사용되는 폭약에는 안포 폭약, 에멀젼 폭약, 함수 폭약, 벌크 폭약 등이 제공되어 있다.

종래에 널리 이용되던 암반 발파 방법으로는 암반에 발파공(장약공)을 천공하고 발파공의 내부에 폭약과 전색물을 충진하여 발파하는 일반 발파방법과, 진동 감소를 위하여 천공된 구멍 내에 폭약과 전색물을 교대로 배열하여 발파하는 분산장약에 의한 발파방법과, 법면을 정리할 목적으로 하는 선균열 발파방법 등이 있다. 발파시 안포 폭약, 벌크 폭약(bulk explosive), 함수 폭약 등이 사용되고 있는데, 이 중 안포(ANFO) 폭약은 질산암모늄을 주성분으로 하여 연료유를 혼합한 일종의 초안폭약으로서 경제적이어서 가장 일반적으로 사용되고 있으나, 전폭약(primer, booster)이 필요하고, 흡수성이 있어 장기 저장이 어려우며, 내수성이 약하다. 관련하여 도 1 A 예시의 경우, 암반의 발파공 내부에 기폭약, 뇌관, 안포 폭약 또는 벌크 폭약 등의 폭약을 장전하고, 나머지 공간을 전색물로 전색시킨 후에 발파하는 경우, 발파공 내부에 장전되는 기폭약이 발파공의 하부쪽으로 집중되어 발파됨으로써 진동과 폭음이 크게 발생되고, 비산의 위험이 있으며, 천공 깊이에 비하여 전색물의 길이가 상대적으로 길어서 전색물 주변의 암반에는 폭발력이 미치지 않게 되어 큰 암석덩어리인 전석의 발생 가능성이 높고, 과장약으로 인하여 폭약이 과다하게 사용되어 비경제적이며, 역기폭(indirect priming)이어서 각선의 길이가 길어지고 안포 폭약의 경우 정전기 위험성이 있다.

한편, 암반 발파의 에어 덱킹(Air Decking)으로서 암반의 천공구멍 내에 소자유면의 기능을 하는 공간부를 두고 폭약을 발파시킴으로써 폭약의 사용량을 절감하고, 발파시 발생되는 진동 및 소음을 감소시키는 기술인 US 5,936,187호가 개시되어 있다. 더욱 상세히, 마개(Plug)를 전색물과 폭약 사이에 설치하여 폭발시 폭발력이 발파공을 통해 누출을 방지하는 것으로서, 이 마개는 연성을 갖는 줄 모양을 갖는 재질로 캡(Cap)모양을 발파공 내 장착시켜 에어층(에어갭, air gap)을 형성하고, 발파시 비석과 폭음이 감소하며 파쇄도가 증가하지만, 폭약의 폭발력이 발파공을 통해 누출되는 것을 방지하는 기술이어서 발파공 내에 공기층을 형성하지 못하며, 설사 공기층을 형성하더라도 폭약의 장전길이를 조절할 수 없고, 폭발력이 암반에 투사되는 면적을 확대시키지 못한다.

더하여, 절취하고자 하는 암반상에 소정깊이 및 소정배열로 구멍을 천공한 후, 이 천공된 구멍내에 뇌관 및 폭약을 장전하여 발파공을 형성한 후, 발파공을 전색물로 막아 전색하고, 발파기로 기폭함으로써 암반을 절취하는 발파공법에서, 에어튜브(에어관)를 이용하는 등록특허 제316161호(2001.11.17.)가 도 1 B에 개시되어 있다. 보다 상세히, 발파공(1)내에 소정길이의 에어튜브(6)를 적어도 1개층이상 끼워 자유면(F)을 갖는 공기층을 형성한 후, 이 발파공의 입구를 일정부분 전색하고 난 후 뇌관을 기폭하여 발파한다. 발파공(1)내 에어튜브(6)가 끼워져 에어튜브의 길이(l 2 )만큼 전색길이를 짧게 함으로써 폭발시 자유면쪽의 암반 투사면적을 증가되게 한다. 발파공(1)내에 장전된 폭약(2)과 에어튜브(6)의 공기층이 교대로 층상배열이 되고, 발파공(1)내에 끼워진 최상측의 에어튜브(6) 상부에 고무마개(7)로 밀폐하고, 에어튜브(6)는 그 직경이 발파공(1)의 직경에 비하여 최소한 같거나 작게 형성되며, 에어튜브(6)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 또는 폴리아미드 등 재질로 제작된다. 에어튜브는 폭약 속에 매립됨으로써 폭약의 사용량을 감소시키면서, 또한 발파진동을 내부의 인공 자유면 쪽으로 분산시킬 수 있고, 폭약의 폭발길이를 최대한 자유면 쪽으로 확대시킬 수 있음으로써 전석 발생도 크게 감소시킬 수 있고, 폭약 장전시 체적당 장약량을 최소로 할 수 있다. 아울러 폭발길이를 증가시켜서 폭약이 장전되는 위치가 발파용 에어튜브에 의하여 2~3자유면에 가까이 장약되도록 설계할 수 있어 진동을 크게 감쇠시키고, 파쇄도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

등록특허 제1384820호(2014.04.07.)에서, 에어갭(에어관)을 구비한 폭약 튜브관(T)은 암반(R)에 천공된 발파공(H)에 폭약(E)이 충진된 복수 개를 서로 연결하여 삽입한 후 폭약(E)을 발파시켜 암반(R)을 파쇄하며, 튜브관(T)은 충진관(10)과 에어관(20)이 일체로 연결된다. 튜브관(T)은 길이 방향을 따라 유도홈(G)이 형성되어, 발파시 유도홈(G) 쪽으로 발파 진행방향을 유도하고, 설계 이상으로 암반이 파괴되는 여굴(back break)이 방지되며, 암반의 파쇄방향을 향하여 집중적인 파쇄가 이루어질 수 있도록 한다. 에어관(20)은 충진관(10)의 위에 일체로 형성되고, 입구는 개방 형성되고 바닥의 출구는 충진공간(11)으로 폭약이 투입되는 투입공(22)이 형성된다. 에어관(20)의 내측에 에어가 포획되어 머무르는 에어갭(21)의 공간이 형성되어서 일종의 쿠션블라스팅(cushion blasting) 공법이 적용될 수 있어서, 발파시 발생하는 폭풍압, 비산석, 진동 및 소음 등의 발파공해를 감소시켜 주어 발파의 정밀제어가 가능하다. 이를 바탕으로, 암반에 소정의 배열과 깊이로 복수 개의 발파공을 천공하는 발파공 천공 단계; 복수 개의 튜브관에 투입공을 통하여 충진공간으로 폭약을 충진시키는 폭약 충진 단계; 폭약이 충진된 복수 개의 튜브관을 서로 연결시키되, 튜브관의 상부에 다른 튜브관이 연결되어 에어관의 내측에 에어갭의 공간이 형성되는 튜브관 연결 단계; 복수 개의 튜브관을 발파공의 내부로 삽입시키는 튜브관 삽입 단계; 발파공에 삽입된 튜브관의 충진관 내부 또는 발파공의 가장 위에 삽입된 튜브관의 상측에 뇌관이 연결된 전폭약을 삽입하는 전폭약 삽입 단계; 발파공의 남은 공간에 전색물을 충진시키는 전색물 충진 단계; 외부에서 발파기로 뇌관을 기폭하여 암반을 파쇄하는 기폭 단계;을 포함한다. 도 1 C를 참조한다.

등록특허 제316161호(2001.11.17.) 등록특허 제680855호(2007.02.02.) 등록특허 제1384820호(2014.04.07.) US 5,936,187호

그런데 발파공법에 사용되는 튜브관은 발파 현장에 따라 충진관과 에어관의 각 크기와 비율은 달리해야 하는 때가 있어서, 미리 정해진 규격(크기)의 길이로 고정되어서는 유연하게 대응하기가 용이하지 않다. 또한 작업 이전에 미리 외부에서 일정한 규격으로 절단 공급된 제품을 사용하는 경우, 폭약 주변 및 자유면상의 암반의 종류, 크기 혹은 지반압 등 주위 환경에 맞추어 튜브 길이의 자유로운 변경 설치가 용이하지 않다. 만일, 작업 현장이나 주위 여건을 고려하지 않고 일률적으로 일정 길이의 에어 튜브를 사용하는 경우 폭발의 전압력이 증가하지 않고, 진동 감쇠의 효과도 크지 않을 수 있다. 나아가 에어관의 제작을 위해서 별도의 기계로 에어 튜브 내에 공기를 주입하고 밀봉하는 등 제작상의 번거로움과, 운반 등 설치 비용이 증가할 수 있어서 이러한 점을 개선하고자 한다.

한편, 친환경 소재인 종이재질의 지관(종이 튜브) 안에 폭약을 충진하여 발파 공사를 수행시에 튜브 본체가 생분해되어 발파로 인한 환경오염을 방지하고, 발파 효율을 높이기 위한 에어관(에어 튜브)을 현장에서 별도로 설치하는 등 번거로움을 없애도록 하면서, 발파용 지관이 각 공사 현장에 최전화된 크기 조절이 가능한 장약관(내부에 폭약을 장전하는 관)과 에어관(에어갭을 이루는 에어공간을 내부에 제공하는 관)을 구비하여, 폭약 주변 및 자유면상의 암반의 종류, 크기 혹은 지반압 등 주위 환경에 맞추어 지관의 길이 등을 변경할 수 있어 작업 효율을 향상시키고자 한다.

본 발명의 발파용 지관(100)은, 각각 길이를 갖고 내부에 수용 공간을 갖는 튜브 형상의 장약관부(110), 조절관부(120), 에어관부(130)를 포함하고,

장약관부(110)는, 장약관부(110)의 내경이 조절관부(120)의 외경에 긴밀히 대응하고, 장약관부(110)의 일단(111)에 장약관 차단부(111a)를 갖고,

조절관부(120)는, 조절관부(120)의 외경이 장약관부(110)의 내경 및 에어관부(130)의 내경에 긴밀히 대응하고, 조절관부(120)의 타단(122)에 조절관 차단부(122a)를 갖고,

에어관부(130)는, 에어관부(130)의 내경이 조절관부(120)의 외경에 긴밀히 대응하고, 에어관부(130)의 타단(132)에 에어관 차단부(132a)를 갖고,

장약관부(110)의 타단(112)에 조절관부(120)의 일단(121)이 끼워지며, 조절관부(120)의 타단(122)이 에어관부(130)의 일단(131)에 끼워지고,

장약관 차단부(111a)와 조절관 차단부(122a) 사이의, 장약관부(110)와 조절관부(120)의 공동 공간이 장약관으로 제공되고,

조절관 차단부(122a)와 에어관 차단부(132a) 사이의, 조절관부(120)의 타단(122)과 에어관부(130)의 타단(132) 사이 공간이 에어관으로 제공되고,

장약관부(110)와 조절관부(120)가 상호 길이 방향으로 움직여 장약관의 크기가 조절되고, 조절관부(120)와 에어관부(130)가 상호 길이 방향으로 움직여 에어관의 크기가 조절되어 제공된다.

상술한 구성의 발파용 지관(100)을 이용하여 발파공법에 있어서는,

발파 현장에 맞추에 발파공의 깊이와 배열을 확정하고, 발파용 지관을 준비는 사전 준비 단계;

확정된 바에 따라 현장에서 구멍을 천공하는 발파공 천공 단계;

천공된 발파공에 준비된 발파용 지관을 삽입하는 발파용 지관 삽입 단계;

뇌관이 연결된 전폭약을 삽입하는 전폭약 삽입 단계;

발파공에 전색물을 충진하는 전색 단계;

발파를 시행하는 발파 단계;를 포함하고,

사전 준비 단계에서 발파용 지관 준비는,

발파용 지관(100)을 제공하기 위하여, 각각 길이를 갖고 내부에 수용 공간을 갖는 튜브 형상의, 장약관부(110), 조절관부(120), 에어관부(130)로서,

장약관부(110)는, 장약관부(110)의 내경이 조절관부(120)의 외경에 긴밀히 대응하고, 장약관부(110)의 일단(111)에 장약관 차단부(111a)를 구비하고,

조절관부(120)는, 조절관부(120)의 외경이 장약관부(110)의 내경 및 에어관부(130)의 내경에 긴밀히 대응하고, 조절관부(120)의 타단(122)에 조절관 차단부(122a)를 구비하고,

에어관부(130)는, 에어관부(130)의 내경이 조절관부(120)의 외경에 긴밀히 대응하고, 에어관부(130)의 타단(132)에 에어관 차단부(132a)를 구비하는,

각 요소를 준비한 후,

장약관부(110)의 타단(112)에 조절관부(120)의 일단(121)을 끼우고, 조절관부(120)의 타단(122)을 에어관부(130)의 일단(131)에 끼워서,

장약관부(110)와 조절관부(120)의 공동 공간을 장약관으로 제공하고, 조절관부(120)의 타단(122)과 에어관부(130)의 타단(132) 사이 공간을 에어관으로 제공하고,

장약관부(110)와 조절관부(120)를 상호 길이 방향으로 움직여 장약관의 크기를 조절하고, 조절관부(120)와 에어관부(130)를 상호 길이 방향으로 움직여 에어관의 크기를 조절하며,

위와 같은 방법의 발파용 지관 준비 단계를, 사전 준비 단계에 포함하거나, 그 이후 절차에 배치할 수 있다.

본 발명에 따르면, 발파용 지관의 상하단부에 크기 조절이 가능한 장약관과 에어관(에어갭을 이루는 에어공간을 제공하는 튜브)을 마련하여 폭약 주변 및 자유면상의 암반의 종류, 크기 혹은 지반압 등 주위 환경에 맞추어 지관의 길이 등을 변경할 수 있어 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 에어관(에어 튜브)의 설치를 위해서 별도의 관 또는 관 대용 부재를 부착하고 시트로 밀봉하는 번거로움을 없앨 수 있다. 또한, 발파용 지관에 의한 발파 공사를 실시함에 있어서는, 폭약을 친환경 소재인 종이재질의 관(튜브) 본체 안에 충진하여 발파 시 관이 생분해되어 환경을 오염시키지 못하므로 발파로 인한 환경오염 방지에 기여한다.

도 1은 종래 발파 공사와 관련하는 단면도로서, 도 1 A는 일반적인 발파 공사에 관한 예시이고, 도 1 B는 에어갭을 이용하는 발파 공사에 관한 것이고, 도 1 C는 종래 발파공법을 적용하기 위한 현장의 측단면 및 작업흐름의 블럭도이다.
이하는 본 발명의 발파용 지관과 관련하는 실시예이다.
도 2는 작업흐름의 블럭도이다.
도 3에서, 도 3 A는 분해사시도이고, 도 3 B는 조립된 사시도이다.
도 4에서, 도 4 A는 에어관(에어갭 공간)을 최대한 작게하는 상태(구성)를 보인 측단면도이고, 도 4 B는 장약관(폭약을 충진하는 공간)을 최대한 크게하는 상태를 보인 측단면도이고, 도 4 C는 에어관을 최대한 크게하는 상태를 보인 측단면도이고, 도 4 D는 장약관을 최대한 작게하는 상태를 보인 사시도 및 측단면도이다.
도 5에서, 도 5 A는 사시도이고, 도 5 B는 고정부의 작업이 이루어진 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 발명에 사용되는 용어는 그 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자(작업자, 관리자, 운용자 등)의 의도나 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 본 발명 전반에 걸친 내용을 토대로 정의될 수 있다.

발파용 지관(100)(紙管)은, 내부에 수용 공간이 구비되며 단면이 원형(타원 포함) 또는 다각형(삼각형 포함)이고 소정 길이로 제작되는 튜브(tube, 관, 파이프) 형상을 취하여 건설 현장에서 폭약을 터뜨려 지반(흙, 암반 등)을 발파하기 위한 발파용으로 사용된다. 부재(재질)로는 종이(강성을 갖는 종이, 마분지, 재생지 등)가 채택되어 두루마리처럼 말리고 길이방향의 양측이 각각 개방 또는 폐쇄되는 종이 튜브(paper tube, paper pipe)으로서, 종이 부재는 발파 후 현장의 지반에 혼합되어도 환경호르몬이나 토양 오염의 발생이 적어서 친환경적이다. 한편, 종래 플라스틱 튜브는 발파 시 녹으면서 환경 호르몬과 유해가스를 발생한다. 더하여 종이 부재는 플라스틱 부재의 튜브에 비해 비용도 절반 가까이 절감된다.

발파용 지관(100)은 암반에 천공된 발파공에 폭약이 충진된 복수 개를 서로 연결하여 삽입 가능하고, 장약하는(폭약을 충진하는) 장약관(충진관)과 에어갭(공기를 담아 충진하는 에어 공간에 의해 자유면이 제공되는 갭)을 제공하는 에어관이 일체로 제공되게 이루어진다. 발파용 지관(100)의 내부에는 폭약의 종류와 배치 구성을 달리하여 다양한 방법으로 폭약을 충진하여 구성할 수 있는데, 예컨대 안포 폭약만으로 충진한 경우로서 일반적으로 폭속은 3,200m/sec, 가스발생량 540ℓ/kg로 보고, 가비중이 낮고 저폭속의 특징을 가지며, 가스압을 이용한 정적효과를 갖고, 연암이나 보통암의 발파시 유리하다. 또한, 뇌관이 연결된 에멀젼계 폭약을 하부에 배치하고 나머지 공간에 안포 폭약을 충진한 경우, 안포 폭약만을 사용할 때보다 안포 폭약 자체의 반응속도를 높여 폭속 및 위력이 증가하고, 에멀젼계 폭약만을 사용할 때보다 가스압은 증가되고 위력은 상대적으로 낮으며 보통암이나 경암의 발파에 적용될 수 있다. 발파용 지관(100)의 내부를 에멀젼계 폭약만으로 충진시키거나 에멀젼계 폭약에 소량의 안포 폭약을 충진한 경우, 폭속과 위력이 크게 증가하고 동적효과의 특성을 가지며 경암에 대한 발파시 유리하다.

발파용 지관(100)은 발파공의 직경과 깊이에 맞게 재단하여 제공되거나, 발파공의 직경에 대응되게 여러 가지 크기로 규격화되거나, 발파공의 깊이에 대응되게 다양한 길이로 규격화될 수 있고, 직경은 발파공의 직경에 비하여 작은 크기로 제조된다. 발파용 지관(100) 내부의 장약간, 즉 충진공간에 장전되는 폭약은 안포 폭약, 벌크 폭약(bulk explosive) 및 함수 폭약 등이다. 이때, 하부에 무게추가 삽입 설치될 수 있는데, 발파용 지관(100)이 발파공의 바닥면까지 용이하게 삽입 가능하도록 한다. 발파용 지관(100)의 외주면에는 눈금(b10)이 표시되어서 충진공간에 충진되는 폭약의 양을 확인해서 정량화하고 사용량을 줄일 수 있다. 발파용 지관(100)의 하단 모서리가 라운드지게 형성되면, 발파용 지관(100)을 발파공에 삽입할 때에 하단 모서리가 발파공의 내측으로 돌출된 부분에 걸려 삽입이 안되거나 이로 인하여 파손되는 것을 방지한다. 아울러, 상하로 층층이 배치되는 발파용 지관(100) 사이를 연결하는 연결관을 구비할 수 있다.

더욱 상세하게 본 발명의 발파용 지관(100)은, 각각 길이를 갖고 내부에 공간을 갖는 튜브 형상의 장약관부(110), 조절관부(120), 에어관부(130)가 별도로 제작된 후, 상호 길이가 미리 설정되거나 차후 조절되어 현장 적응성, 유연성, 작업속도, 작업효율을 높일 수 있도록 하는 결합(조립, 합체)을 이룬다. 도 3 이하의 예시를 참조한다.

장약관부(110)에 조절관부(120)가 길이 방향으로 삽입되어 개재되고(끼워지고), 이를 위하여 장약관부(110)의 내경이 조절관부(120)의 외경에 긴밀히 대응되게 만들어진다. 더하여 장약관부(110)의 일단(111)에 장약관 차단부(111a)를 가질(구비할, 형성할) 수 있다. 본 발명에서 긴밀히 대응된다는 것은, 내부 공간에 충진된 내용물(폭약, 공기 등)이 외부로 누출되지 않도록 접촉면 사이에 공간이 없고, 인위적인 작업 없이는 개재된 결합 상태가 해제되지(풀어지지) 않고 유지되도록 접촉면 사이에 마찰력이 작용되는(마찰력으로 고정, 결합될 수 있는) 상태의 것을 말한다. 그리고 각 관 차단부는 각 단부(일단, 타단)를 막아(폐쇄하여, 차단하여) 외부로부터 내부의 내용물을 보호하고, 내부 내용물이 밖으로 새는 것을 막거나. 외부의 이물질(흙과 같은 토사, 암석, 잔해물, 물 등)이 내부로 유입는 것을 차단한다.

조절관부(120)의 외경이 장약관부(110)의 내경 및 에어관부(130)의 내경에 긴밀히 대응되게 만들어진다. 조절관부(120)의 일단(121)은 개방되며, 조절관부(120)의 타단(122)은 조절관 차단부(122a)를 가질 수 있다.

에어관부(130)의 내경이 조절관부(120)의 외경에 긴밀히 대응되게 만들어진다. 더하여 에어관부(130)의 타단(132)에 에어관 차단부(132a)를 가질 수 있다.

장약관부(110)의 타단(112) 내경에 조절관부(120)의 일단(121) 외경이 끼워져서 연통된 제1공간, 즉 장약관(a10)이 제공되도록 결합을 이루며, 조절관부(120)의 타단(122) 외경이 에어관부(130)의 일단(131) 내경에 끼워져서 에어관부(130)의 내부 공간(만)으로 제2공간, 즉 에어관(a20)을 제공하도록 결합을 이룬다. 보다 상세하게, 장약관(a10)(제1공간)은 장약관부(110)와 조절관부(120)가 결합되어 이루는 공동 공간으로 제공되는 바, 즉 장약관부(110)의 일단(111){장약관 차단부(111a)}와 조절관부(120)의 타단(122){조절관 차단부(122a)} 사이에 마련(형성)되는 내부 공간으로 제공된다. 에어관(a20)(제2공간)은 조절관부(120)와 에어관부(130)가 결합되어 만들어지는 공간으로 제공되는 바, 즉 조절관부(120)의 타단(122){조절관 차단부(122a)}와 에어관부(130)의 타단(132){에어관 차단부(132a)} 사이에 마련되는 내부 공간으로 제공된다.

장약관부(110)와 조절관부(120)가 길이 방향으로 상호(서로) 상대적인 이동(움직임)을 통하여 장약관(a10)의 길이 신축에 따른 전체 공간의 크기(사이즈, size)가 조절(가감)된다. 마찬가지로, 조절관부(120)와 에어관부(130)가 서로 길이 방향으로 상호 상대적인 이동을 통하여 에어관(a20)의 길이 신축에 따른 전체 공간의 크기가 조절된다. 장약관(a10)은 폭약을 장전하는 공간으로, 에어관(a20)은 공기를 수용하여 에어갭을 제공하는 공간으로 활용된다. 한편, 현장 환경에 따라 특별히 필요한 경우에는 제1공간이 에어관으로, 제2공간이 장약관으로 서로 바꾸어 활용될 수도 있다. 조절된 길이는 조절관부(120)의 외주변과 접촉하는 장약관부(110)의 내주변 및 에어관부(130)의 내주변 상호간에 마찰력으로 유지될 수 있다. 또는, 도 5의 예시와 같이 고정부(s10)를 구비할 수 있는 바, 고정부(s10)는 고정홈(s12)과 고정돌기(s11)로 구성된다. 고정홈(s12)은 길이를 따라 조절관부(120)의 몸통에 간격(등간격, 각각 다른 간격)을 두고 홈이 패여 형성되고, 조절관부(120)는 장약관부(110)의 타단(112) 입구(테두리) 및 에어관부(130)의 일단(131) 입구(테두리)에 각 관부의 길이를 따라 절개되어 제공되는데, 중앙을 ㄷ 형상으로 남기도록 ㄷ 형상 중앙의 양측이 절개되어 형성된다. 고정돌기(s11)와 고정홈(s12)은 서로 대응되게 형성되어서 고정돌기(s11)를 꺽어서 고정홈(s12)에 끼워넣을(개재할) 수 있도록 구성되며, 이를 통하여 고정이 이루어져서 장약공에 복수의 발파용 지관(100)이 층층이 투입된 후에 그 무게에 의하여 정해진 길이가 해제되지 않고 확고하게 고정이 유지될 수 있다.

에어갭 공간과 관련하여 살펴본다. 도 4 A 및 도 4 B에서, 에어갭을 작게 제공하거나 아예 필요하지 않는 발파 공사를 시행할 경우, 조절관부(120)의 타단(122){조절관 차단부(122a)}에 대하여 에어관부(130)의 타단(132){에어관 차단부(132a)}를 근접(가까이) 위치(배치)한다. 이때, 조절관부(120)의 타단(122)과 에어관부(130)의 일단(131)은 멀리 이격 위치한다. 반대로 도 4 C및 도 4D에서, 에어갭을 크게 제공해야 하는 경우에는, 조절관부(120)의 타단(122){조절관 차단부(122a)}에 대하여 에어관부(130)의 타단(132){에어관 차단부(132a)}를 멀리 이격 위치한다. 이때, 조절관부(120)의 타단(122)과 에어관부(130)의 일단(131)은 근접 위치한다. 여기서 제2공간/에어관(a20)의 크기 범위를 살펴보면, 에어관부(130)만의 공간 크기를 a13이라 할 때, 0 <= 에어관(a20) <= a13 범위에 있게된다.

장약관의 장약 공간과 관련하여 살펴본다. 도 4 A 및 도 4 B에서, 폭약의 장약량을 늘리기 위해 장약관을 크게 하는 발파 공사 경우, 장약관부(110)의 타단(112)과 조절관부(120)의 일단(121)을 가능한 가까이 근접 위치해야 하는 것으로, 즉 장약관부(110)의 타단(112)과 조절관부(120)의 타단(122){조절관 차단막(122a)}을 멀리 이격 배치해야 한다. 반대로 도 4 D처럼 사용되는 폭약을 줄이기 위해 장약관을 작게 하는 경우에는, 장약관부(110)의 타단(112)과 조절관부(120)의 일단(121)을 멀리 이격 배치한다. 즉 장약관부(110)의 일단(111){장약관 차단부(111a)}와 조절관부(120)의 일단(121)이 근접 위치한다. 즉 장약관부(110)의 타단(112)과 조절관부(120)의 타단(122){조절관 차단막(122a)}이 근접 위치한다. 여기서 제1공간/장약관(a10)의 크기 범위를 살펴보면, 장약관부(110)만의 공간 크기를 a11이라 하고 조절관부(120)만의 공간 크기를 a12라 할 때, a11 <= 장약관(a10) <= a11 + a12 범위에 있게된다.

이에 따라, 공사 현장의 상황에 필요한 크기대로 장약관(a10) 또는 에어관(a20)의 공간 크기를 조절하여, 즉 장약관(a10) 또는 에어관(a20)의 크기를 조절하여, 가장 적절하고 유효하게 대응을 할 수 있으며, 크기 조절은 별도의 장치, 부재, 작업 등이 필요없어서 매우 편리하고 신속하다. 도면의 예시는, 장약관부(110)와 조절관부(120)의 연통된 공동 공간인 제1공간이 장약관(a10)으로 제공되고, 조절관 차단부(122a)로부터 시작되는 에어관부(130)의 내부 공간인 제2공간이 에어관(a20)으로 활용된다. 현장의 작업규모가 크고, 내부 공간의 규격을 확정할 수 있는 경우에 각 차단부는 미리 구비(구성, 형성, 결합)되어 제공될 수 있다. 또는, 현장에 따라서 별도로 시행하는 조치 가령, 장약관에 폭약을 추가 장전하거나 에어관 공간에 기능확장 등에 필요한 부재를 추가하는 등 조치를 취하고 난 후에, 현장에서 조립 가능하게 제공될 수 있다.

장약관부(110)와 조절관부(120)와 에어관부(130) 각 관부에 그 길이를 따라 눈금(b10)이 도안, 표시되어 구비된 경우에는 정확한 계량을 매우 편리하고 신속하게 취할 수 있으며, 장약관(a10)에 장약을 하거나 에어관(a20)으로 공기를 충진하여 에어갭을 만들 때에 매우 정확, 신속. 편리하게 작업이 이루어질 수 있다. 도 3에는 조절관부(120)에 길이를 따라 눈금(b10)이 표시되어 있는데, 조절관부(120)의 눈금(b10)을 기준(중심)으로 확인하면서 조절관부(120)의 일단부와 타단부에 각각 결합된 장약관부(110)와 에어관부(130)의 끼워지는 깊이를 확정하여(결합되는 길이를 확인 조절하여) 장약관(a10)에 폭약을 충진하며 그 양을 조절하고, 에어(a20)관의 크기를 확정하여 공기 층을 마련하는 에어갭 공간을 조절한다.

도 2와 함께 발파를 수행하는 전체 절차를 알아본다. 발파 현장에 맞추에 전체 발파용 지관(100)의 크기와, 폭약 양에 따른 장약관(a10) 크기와, 에어갭 공간필요에 따른 에어관(a20) 크기를 지정하고, 발파공의 깊이와 배열(배치되는 위치, 개 수)을 지정하여 계획을 수립하는 사전 준비 단계; 결정된 깊이와 위치에 구멍을 천공하는 발파공 천공 단계; 천공된 발파공에 발파용 지관(100)을 삽입하고 적층하는 발파용 지관 삽입 단계; 발파용 지관(100)의 내부 또는 발파공에 뇌관이 연결된 전폭약을 삽입하는 전폭약 삽입 단계; 발파용 지관(100)이 삽입된 후에 구멍 내부가 밀폐되도록 발파공의 남은 공간(맨 위의 개방부)에 현장의 모래, 돌과 같은 부재 또는 미리 준비된 전색물(栓塞物)로 마감하는 전색 단계; 외부에서 발파기로 뇌관을 기폭하여 암반 파쇄를 위한 발파를 시행하는 발파 단계; 발파 후에 잔해물을 처리하는 후처리 단계:를 포함한다.

사전 준비 단계는, 발파공의 크기(직경, 깊이 등)에 대응하여 발파용 지관(100)의 전체 또는 각 부분의 크기가 정하여지는 발파용 지관(100) 준비 단계를 포함할 수 있다. 이때, 발파공의 직경보다 발파용 지관(100)의 직경 크기가 작게 제공(제작)되어서 삽입이 원활하도록 준비해 둘 수 있다. 그리고 발파공의 깊이에 대하여 몇 개의 발파용 지관(100)을 투입(삽입)할 것인가에 따라 발파용 지관(100)의 길이가 산술적(나눗셈)으로 대략 도출(계산)되므로 이에 따라 제작될 수 있다. 사전 준비 단계에서 사용할 폭약 양과 에어갭 크기가 결정되면, 발파용 지관(100) 준비 단계에서 폭약을 장전할 장약관 크기와 에어갭을 형성할 에어관 크기가 결정되고 이에 따라, 장약관부(110)와 조절관부(120)와 에어관부(130)를 상호 이동하여 각 공간 크기를 결정한다.

장약관부(110); 조절관부(120); 에어관부(130); 장약관 차단부(111a); 조절관 차단부(122a); 에어관 차단부(132a);

Claims (2)

1. 각각 길이를 갖고 내부에 수용 공간을 갖는 튜브 형상의 장약관부(110), 조절관부(120), 에어관부(130)를 포함하고,
   장약관부(110)는, 장약관부(110)의 내경이 조절관부(120)의 외경에 긴밀히 대응하고, 장약관부(110)의 일단(111)에 장약관 차단부(111a)를 갖고,
   조절관부(120)는, 조절관부(120)의 외경이 장약관부(110)의 내경 및 에어관부(130)의 내경에 긴밀히 대응하고, 조절관부(120)의 타단(122)에 조절관 차단부(122a)를 갖고,
   에어관부(130)는, 에어관부(130)의 내경이 조절관부(120)의 외경에 긴밀히 대응하고, 에어관부(130)의 타단(132)에 에어관 차단부(132a)를 갖고,
   장약관부(110)의 타단(112)에 조절관부(120)의 일단(121)이 끼워지며, 조절관부(120)의 타단(122)이 에어관부(130)의 일단(131)에 끼워지고,
   장약관 차단부(111a)와 조절관 차단부(122a) 사이의 공간이 장약관으로 제공되고,
   조절관 차단부(122a)와 에어관 차단부(132a) 사이의 공간이 에어관으로 제공되어서,
   장약관부(110)와 조절관부(120)가 상호 길이 방향으로 움직여 장약관의 크기가 조절되고,
   조절관부(120)와 에어관부(130)가 상호 길이 방향으로 움직여 에어관의 크기가 조절되는,
   발파용 지관을 이용한 발파공법으로서,
   장약관부(110)와 조절관부(120)를 상호 길이 방향으로 움직여 장약관의 크기를 조절하고, 조절관부(120)와 에어관부(130)를 상호 길이 방향으로 움직여 에어관의 크기를 조절하여, 발파용 지관을 준비 제작하는 사전 준비 단계;
   발파 현장의 구멍을 천공하는 발파공 천공 단계;
   천공된 발파공에 발파용 지관을 삽입하는 발파용 지관 삽입 단계;
   발파공에 전색물을 충진하는 전색 단계; 및
   발파를 시행하는 발파 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발파용 지관을 이용한 발파공법.
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