KR20040011893A - 폭약 발파장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폭약 발파장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 길이방향으로 길게 형성되어 필요한 만큼 절단하여 사용하게 되며, 일측에는 외부와 통하게 개구부가 형성된 하우징(10); 상기 개구부의 상하부에 끼워지며, 천공내의 장약전색을 용이하게 하는 동시에 상하에서 방출하는 충격에너지를 감소시키는 마개(40)(40a); 상기 마개의 상하 내측 개구부에 끼워지는 폭약(30)(30a); 상기 폭약과 폭약의 사이 개구부에 끼워지며, 순폭거리를 이용하여 장약장을 길게 하는 동시에 발파응력 투사면적을 확장시키는 스페이서(20);로 구비되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 폭약 발파시 폭약과 하우징의 연소시간차 및 스페이서를 이용한 순폭간격에 의해 주변에 위치한 건물 및 구조물·보안물건·사람 등에 미치는 진동과 소음 그리고 균열 등을 대폭 감소시켜 건설공해를 최소화 시킬 수 있도록 함은 물론 폭약 발파시 폭발력을 파쇄방향(자유면)으로 집중시켜 용이하게 발파시킬 수 있도록 하고, 이로 인해 발파작업시 시공성과 경제성 그리고 높은 안전성을 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

폭약 발파장치 및 방법{Explosive blasting equipment and method}

본 발명은 폭약 발파장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폭약 발파시 폭약과 하우징의 연소시간차 및 스페이서를 이용한 순폭간격에 의해 주변에 위치한 건물 및 구조물·보안물건·사람 등에 미치는 진동과 소음 그리고 균열 등을 대폭 감소시켜 건설공해를 최소화 시킬 수 있도록 함은 물론 폭약 발파시 폭발력을 파쇄방향(자유면)으로 집중시켜 용이하게 발파시킬 수 있도록 하고, 이로 인해 발파작업시 시공성과 경제성 그리고 높은 안전성을 제공할 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 발파(發破:blasting)란 광산 ·지하공간개발 ·토목공사장 등에서 물체를 파괴하는 것으로, 콘크리트 구조물의 폭파도 있으나, 광산 ·채석장 등에서 암석을 파괴하기 위해서 실시하는 발파가 가장 많고 규모도 크다. 암석 폭파에서는 암석에 구멍을 뚫고 그 속에 폭약을 장전해서 폭파하는 것이 보통이다. 폭약을 장전하는 발파구멍을 뚫기 위해서 착암기를 사용한다. 보통발파에서는 지름 수 cm, 깊이 수 m의 구멍이 사용되지만, 대규모 발파에서는 지름 30cm, 깊이 20m나 되는 발파구멍이 사용될 때도 있다. 갱도에 따라 개착(開鑿)된 장약실(裝藥室)에 대량의 폭약을 장전하고 폭파하는 방법도 사용되고 있다. 사용하는 폭약의 종류와 양, 기폭되는 발파구멍의 수 및 배치 등은 암석의 성질, 발파의 목적 등에 따라 충분히 고려한 후에 결정한다. 폭파작업에는 다이너마이트 ·질산암모늄 폭약 ·질산암모늄 유제(油劑) 폭약 등이 사용되지만, 뇌관 ·도화선 ·도폭선(導爆線) 등 화공품도 필요하다. 어느 것이나 관리 ·취급에 세심한 주의를 기울이면, 발파작업은위험한 작업이 아니다. 오늘날 발파작업에는 큰 덩어리의 암석을 잘게 부수는 것에서부터 일시에 수만 t의 암석을 폭파하는 대규모의 것까지 있다. 수백 개의 발파구멍을 수 m/s의 간격을 두고 차례로 기폭하거나, 암석의 파편이 날아가지 않게 하는 방법, 수중에서 폭파하는 기술 등 여러 가지 고도의 기술이 사용된다.

상기와 같은 발파방법중 절단면을 미려하게 하는 동시에 균열을 제어하고 진동을 억제하는 조절발파의 방법에는 프리스프리팅(Presplitting)과 라인드릴링(Line Drilling), 그리고 스므스블라스팅(Smooth Blasting)과 쿠션블라스팅(Cushion Blasting)이 있다.

그러나 상기 프리스프리팅(Presplitting)은 폭음진동이 크고 발파결과에 대한 확실성이 적다는 문제점이 발생되었고, 라인드릴링(Line Drilling)은 천공비가 많이 소모됨은 물론 진동제어 효과가 적고 또한 천공숙련도가 있어야 하는 문제점이 발생되었다. 그리고 상기 스므스블라스팅(Smooth Blasting)은 암질이 불균질하거나 풍화암일때 적용성이 적고 천공숙련도가 있어야 하는 문제점이 발생되었다. 또한 상기 쿠션블라스팅(Cushion Blasting)은 쿠션발파공이 점화되기 전에 주발파공이 점화되어야 하고 프리스프리팅과 결합 없이는 코너에서 적용성이 제한된다는 문제점이 발생되었다.

따라서 상기 종래의 발파기술을 종합해 볼때 진동발생 억제 방법이 소극적이고, 발파진동의 전파방향을 선택적으로 제어할 수 있는 방법이 없고 또한 그 대안으로 발전한 기계식굴착법과 브래카, 할암기 등은 다루기 어렵다는 문제점이 발생되고 이로 인해 시공성과 경제성의 저하로 많은 공기와 공사비가 증가하게 되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 폭약 발파시 폭약과 하우징의 연소시간차 및 스페이서를 이용한 순폭간격에 의해 폭약을 발파시킴을 제1목적을 한 것이며, 제2목적은 이로 인해 주변에 위치한 건물 및 구조물·보안물건·사람 등에 미치는 진동과 소음 그리고 균열 등을 대폭 감소시켜 건설공해를 최소화 시킬 수 있도록 한 것이고, 제3목적은 폭약 발파시 폭발력을 파쇄방향(자유면)으로 집중시켜 용이하게 발파시킬 수 있도록 한 것이며, 제4목적은 상기와 같은 효과에 의해 발파작업시 시공성과 경제성 그리고 높은 안전성을 제공할 수 있도록 한 폭약 발파장치 및 방법을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 폭약 발파장치에 있어서, 길이방향으로 길게 형성되어 필요한 만큼 절단하여 사용하게 되며, 일측에는 외부와 통하게 개구부가 형성된 하우징; 상기 개구부의 상하부에 끼워지며, 천공내의 장약전색을 용이하게 하는 동시에 상하에서 방출하는 충격에너지를 감소시키는 마개; 상기 마개의 상하 내측 개구부에 끼워지는 폭약; 상기 폭약과 폭약의 사이 개구부에 끼워지며, 순폭거리를 이용하여 장약장을 길게 하는 동시에 발파응력 투사면적을 확장시키는 스페이서;로 구비됨을 특징으로 하는 폭약 발파장치를 제공한다.

이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 적용된 폭약 발파장치를 나타낸 분해 사시도.

도 2 는 본 발명에 적용된 폭약 발파장치를 나타낸 결합상태 사시도.

도 3 은 본 발명에 적용된 폭약 발파장치를 벤치발파에 적용한 상태를 도시

한 구성도.

도 4 의 (a)는 본 발명에 적용된 폭약 발파장치를 터널발파에 적용한 상태를

도시한 정면도이고,

(b)는 본 발명에 적용된 폭약 발파장치를 터널발파에 적용한 상태를

도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 하우징 11: 개구부

20: 스페이서(spacer) 30,30a: 폭약

31: 뇌관 40,40a: 마개

50: 전색부 60: 장약공

61: 심발공 62: 자유면

본 발명에 적용된 폭약 발파장치 및 방법은 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명에 적용된 부호 10은 길이방향으로 길게 형성되어 필요한 만큼 절단하여 사용하는 하우징으로, 일측에는 외부와 통하게 개구부(11)가 형성된다. 이때 본 발명에 적용된 상기 하우징(10)은 원통형으로 형성됨이 바람직하나, 필요에 따라 다각형으로 형성하여 사용할 수 있음은 물론이다.

그리고 본 발명에 적용된 상기 하우징(10)의 재질은 밀도가 암반보다 낮은 내정전 발포성 압출플라스틱재로 형성됨이 바람직하고 또한 구부러지기 쉬운 플랙시블한 재질로 형성됨이 바람직하다.

또한 상기 개구부(11)의 상하부에는 천공내의 장약전색을 용이하게 하는 동시에 상하에서 방출하는 충격에너지를 감소시키는 마개(40)(40a)가 끼워져 설치된다.

또한 본 발명은 상기 마개(40)(40a)의 상하 내측 개구부에 폭약(30)(30a)이 끼워져 설치되는 것으로, 이때 상기 폭약(30)(30a)의 내부에는 뇌관(31)이 설치됨은 물론이다.

본 발명은 또한 상기 폭약(30)과 폭약(30a)의 사이 개구부(11)에 순폭거리를 이용하여 장약장을 길게 하는 동시에 발파응력 투사면적을 확장시키는 스페이서(20)가 끼워져 설치된다.

또한 본 발명의 도면상에는 도시하지 않았으나, 하우징(10)을 길이 방향으로 길게 형성한 다음 개구부(11)에 다수의 폭약(30)(30a)을 다수의 스페이서(20)에 의해 일정 간격으로 유지시켜 사용할 수 있도록 함은 물론이다.

본 발명에서는 상기 개구부(11)를 원형으로 형성하였기 때문에 개구부(11)에 끼워지는 스페이서(20)와 폭약(30)(30a) 그리고 마개(40)(40a)를 원형으로 형성한 것이나, 필요에 따라 상기 개구부(11)를 다각형으로 형성하고, 그에 따르는 스페이서(20)와 폭약(30)(30a) 그리고 마개(40)(40a)를 다각형으로 형성하여 사용할 수도 있음은 물론이다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 폭약 발파장치 및 방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 도 1, 2 에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 일측 개구부(11)에 마개(40a)와 폭약(30a), 스페이서(20)와 폭약(30) 그리고 마지막으로 마개(40)를 순차적으로 끼워 조립하게 된다.

상기와 같이 조립된 하우징(10)은 도 3, 4 에 도시된 바와 같이 장약공(60)과 심발공(61) 또는 외곽공 등에 삽입하게 되는 것으로, 이때 상기 장약공(60)과 심발공(61) 그리고 외곽공은 폭약(30)(30a) 약경의 2배 이상으로 천공하게 되고, 상기 개구부(11)는 전부 파쇄방향인 자유면(62)으로 향하도록 삽입하도록 한다.

이어서 상기 장약공(60)과 심발공(61) 그리고 외곽공의 입구에는 전색부(50)로 마감하게 되고, 이후 뇌관선을 결선하고 도통 시험하는 단계와 이상이 없을시에는 안전대피 경계후 발파하게 된다.

상기와 같이 발파하는 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명은 폭약(30)(30a)과 하우징(10)의 연소 시간차와 스페이서(20)를 이용한 진동 소음 감소방법을 제공하게 되는 것으로, 발파시 보안물건·구조물·사람에게 미치는 발파진동 소음 균열 등의 건설공해 영향을 최소화하기 위하여 폭약(30)(30a)의 약경 2배 이상의 장약공(60)과 심발공(61) 등을 천공하고 그 공간에 진동파(탄성파), 소음 및 균열을 감소시키기 위해 폭발력을 파쇄방향인 자유면(62)으로 선택적으로 집중시킬 수 있는 하우징(10)을 설치하여 발파하게 된다. 이때 밀폐된 천공 공내에서 폭약(30)(30a)의 폭발시 폭약(30)(30a)과 하우징(10)의 연소시간차는 3분 이상 자연 연소로써 폭약(30)(30a)이 공내에서 암반을 파쇄시키기 직전까지 폭약(30)(30a)의 배면에서 충격파를 흡수하는 매질로서의 역할을 하게 된다.

본 발명은 폭원과 구조물 사이에 단층이 존재하거나 토사 풍화암등 절리가 발달한 저밀도 암반을 탄성파가 통과할 때에도 그 속도가 현저히 감소하는 것에 착안하여 보다 적극적으로 폭약(30)(30a)의 배면에 저밀도 하우징(10)을 설치하고 내부에는 스페이서(20)를 사용함으로써 발파 폭력의 면적을 확산시킴으로써 근원적으로 발파순간부터 진동을 억제시키고 하우징(10)의 개구부(11)를 자유면(62) 방향(파쇄방향)으로 향하게 하여 선택적으로 폭발 응력을 집중시키고자 하였다.

또한 스페이서(20)를 이용하여 폭약(30)과 폭약(30a)의 사이를 폭약의 순폭거리(공내에서는 약경에 10배~20배)의 안전율을 고려하여 순폭거리에 50% 이내에서 간격을 띄움은 물론 장약장을 길게 하여 폭발응력의 투사면적을 확대하여 발파암의 고른 파쇄를 유도하고 폭약 소모량을 감소시켜 경제적인 발파를 수행할 수 있도록 하였다.

본 발명은 상기 심발공(61)에 스페이서(20)를 삽입 또는 미삽입하여 사용할 수 있도록 함은 물론 외곽공에도 스페이서(20)를 삽입 또는 미삽입하여 사용할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 개폐부(11)의 상하부에 마개(40)(40a)로 막고 장전함으로써 공상하로 전파되는 진동을 감소하고 일체화된 장약체로 작업을 하여 전색을 용이하게 할 수 있도록 하였다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 폭약 발파시 폭약과 하우징의연소시간차 및 스페이서를 이용한 순폭간격에 의해 폭약을 발파시킬 수 있도록 한 것이며, 주변에 위치한 건물 및 구조물·보안물건·사람 등에 미치는 진동과 소음 그리고 균열 등을 대폭 감소시켜 건설공해를 최소화 시킬 수 있도록 한 것이고, 폭약 발파시 폭발력을 파쇄방향(자유면)으로 집중시켜 용이하게 발파시킬 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 발파작업시 시공성과 경제성 그리고 높은 안전성을 제공할 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 폭약 발파장치에 있어서,

   길이방향으로 길게 형성되어 필요한 만큼 절단하여 사용하게 되며, 일측에는 외부와 통하게 개구부가 형성된 하우징(10);

   상기 개구부의 상하부에 끼워지며, 천공내의 장약전색을 용이하게 하는 동시에 상하에서 방출하는 충격에너지를 감소시키는 마개(40)(40a);

   상기 마개의 상하 내측 개구부에 끼워지는 폭약(30)(30a);

   상기 폭약과 폭약의 사이 개구부에 끼워지며, 순폭거리를 이용하여 장약장을 길게 하는 동시에 발파응력 투사면적을 확장시키는 스페이서(20);로 구비됨을 특징으로 하는 폭약 발파장치.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 하우징(10)은 밀도가 암반보다 낮은 내정전 발포성 압출플라스틱재와 구부러지기 쉬운 플랙시블한 재질로 형성됨을 특징으로 하는 폭약 발파장치.
3. 폭약 발파방법에 있어서,

   개구부(11)에 스페이서와 폭약, 마개가 끼워진 하우징을 폭약 약경의 2배 이상으로 천공된 다수의 심발공, 외곽공, 장약공에 삽입하되, 상기 개구부를 자유면(62)방향(파쇄방향)으로 향하게 하여 폭발응력을 집중시켜 파쇄시킴을 특징으로 하는 폭약 발파방법.
4. 청구항 3 에 있어서,

   상기 스페이서의 길이는 폭약의 순폭거리(공내에서는 약경의 10~20배)의 안전율을 고려하여 순폭거리의 50% 이내로 간격을 띄워 발파시킴을 특징으로 하는 폭약 발파방법.