KR20040031846A - 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파시스템 및 방법 - Google Patents

도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

굴착 대상물에 형성된 장약공을 다수의 구역으로 가상구획하여 각 구역별로 지연발파를 수행하는 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파시스템은 굴착 대상물에 다수의 장약공과 무장약공을 소정의 배열형태로 천공하고, 상기 다수의 장약공을 소정 개수의 구역으로 구획하여 하나의 구역 내의 장약공에 폭약과 함께 비전기식 순발 및 지발뇌관을 순차적인 단수로 장전하여 스타터에 연결된 도폭선으로 서로 연결하고, 다른 구역에는 상술한 지발뇌관보다 단수가 높은 비전기식 기폭뇌관을 상기 도폭선에 연결되도록 설치하고 해당 구역의 각 장약공에 폭약과 함께 순발 및 지발뇌관을 순차적으로 장전하여 상기 비전기식 기폭뇌관에 연결된 추가의 도폭선으로 서로 연결함으로써, 상기 스타터의 발파동작에 의해 모든 구역 내의 장약공에 장전된 폭약이 일정한 기폭시차를 두고 순차적으로 기폭되게 한다.

Description

도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파시스템 및 방법{VIBRATION-CONTROLLED SAFE BLASTING SYSTEM AND METHOD USING DETONATING FUSES}
본 발명은 진동제어발파시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굴착 대상물에 형성된 장약공을 다수의 구역으로 가상구획하여 각 구역별로 지연발파를 수행하는 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 암반 등에 터널을 굴착하기 위해서는 폭약을 발파하는 방식이 많이 사용되는데, 이 방식은 폭파에 의한 진동, 소음 등의 발파공해로 인해서 이용에 많은 제한을 받고 있다.
이를 극복하기 위한 한 방법으로서 대한민국 특허 제249346호에는 유공관에 도폭선을 장전한 후, 이 유공관을 발파공에 삽입하고 그 위에 전색물을 덮어 발파시의 소음 및 진동을 감소시키는 '암반발파공법'이 제안된 바 있다. 이 기술은 전색물에 의해 막장 표면을 향하는 폭발력을 상당부분 감쇄시키는 효과가 있어, 폭파의 진동이 작업자가 위치하는 방향으로 향하지 않게 하므로 작업자에게 안전하다는 장점이 있으나, 다수의 폭약이 동시에 폭파함으로 인해 증가되는 폭발력을 억제할 수는 없다는 단점이 있다. 즉, 상기 기술을 사용하더라도 주변에 미치는 폭발의 영향력은 그대로 존속하게 된다.
종래기술의 다른 예로서, 대한민국 특허 제294819호는 심발공과 심발확대공에 폭약을 소정 길이간격으로 직렬로 배치하여 장약하여 순차적으로 폭발하게 함으로써, 발파면의 중심에서 발생하는 진동과 소음을 경감시키는 '터널 및 수직구 발파공사의 다단장약에 의한 진동제어 발파방법'을 제안한 바 있다. 이 기술은 동일한 양의 폭약을 잘게 나누어 단계적으로 폭파시킴으로서 순간적인 폭발력을 낮춤으로서 주변에 미치는 폭발의 영향을 경감시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 이 기술은 실질적으로 해당 발파공 내에서 폭약이 소량으로 분할되어 폭파하기 때문에 전체적인 폭발력이 크게 낮아지며, 이를 해소하기 위해서는 종전보다 오히려 더 많은 양의 폭약을 사용해야 한다는 단점이 있다.
한편, 대한민국 특허 제196634호는 지발뇌관 및 다단식 발파기를 이용한 '정밀기폭시차 조정이 가능한 진동제어 암반발파시스템'을 제안한 바 있다. 이 기술은 발파단면을 다수의 구역으로 구획한 후 각 발파공에 장전된 폭약에 지발뇌관을 설치하여 순차적으로 폭파시킴으로서 발파시 진동을 억제할 수 있다는 장점이 있다. 이 기술에 사용된 지발뇌관은 모두 전기식 지발뇌관으로서 하나의 다단식 발파기로 연결되며, 다단식 발파기는 자체에 구비된 회로에 의해서 뇌관의 기폭시간을 조절하게 된다. 그러나, 전기식 지발뇌관은 정전기나 낙뢰 등에 의해서 임의로 기폭되어 대형사고를 유발할 수 있다는 단점이 있으며, 또한 수십 내지 수백 개의 지발뇌관을 연결하는 회로가 매우 복잡하게 연결되어 고장의 우려가 매우 크다. 게다가, 이 기술은 매우 고가인 다단식 발파기 및 주변장치를 필요로 한다는 점에서 설비비용이 크다는 단점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 도폭선 및 비전기식 뇌관을 이용하여 매우 안전하면서도 발파면을 다수로 분할하여 순차적 기폭을 유도함으로서 진동제어도 가능한 진동제어발파시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상술한 시스템을 운영하는 진동제어발파방법을 제공하는데 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 안전한 진동제어발파시스템을 적용한 한 예를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에서 사용되는 비전기식 뇌관을 도시하는 정면도.
도 3은 본 발명에서 폭약을 장전한 상태를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 안전한 진동제어발파시스템을 적용한 다른 예를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 안전한 진동제어발파시스템을 적용한 또 다른 예를 도시하는 도면.
도 6은 도 5에 도시된 적용예의 다른 변형예를 도시하는 도면.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10..터널 12..장약공
14,54,64..구획선 16,24,56,66,76..도폭선
17..뇌관각선 18,22,52,62,72..기폭뇌관
19..스타터 21,51,61,71..기폭뇌관용 각선
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 굴착 대상물에 다수의 장약공과 무장약공을 소정의 배열형태로 천공하고, 상기 다수의 장약공을 소정 개수의 구역으로 구획하여 하나의 구역 내의 장약공에 폭약과 함께 비전기식 순발 및 지발뇌관을 순차적인 단수로 장전하여 스타터에 연결된 도폭선으로 서로 연결하고, 다른 구역에는 상술한 지발뇌관보다 단수가 높은 비전기식 기폭뇌관을 상기 도폭선에 연결되도록 설치하고 해당 구역의 각 장약공에 폭약과 함께 순발 및 지발뇌관을 순차적으로 장전하여 상기 비전기식 기폭뇌관에 연결된 추가의 도폭선으로 서로 연결함으로써, 상기 스타터의 발파동작에 의해 모든 구역 내의 장약공에 장전된 폭약이 일정한 기폭시차를 두고 순차적으로 기폭되는 것을 특징으로 하는 도폭선을 이용한 안전한 진동제어발판시스템을 제공한다.
바람직하게, 상기 도폭선은 해당 구역 내의 모든 장약공에 대해 최단거리가 되도록 설치된다.
또한, 각 장약공에 설치되는 지발뇌관은 상기 도폭선에 뇌관각선에 의해 연결되고, 상기 뇌관각선은 상기 도폭선에 직각방향으로 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 굴착 대상물에 다수의 장약공과 무장약공을 소정의 배열형태로 천공하는 단계; 상기 다수의 장약공을 소정 개수의 구역으로 구획하는 단계; 하나의 구역 내의 모든 장약공에 폭약과 함께 비전기식 순발 및 지발뇌관을 순차적인 단수로 장전하여 스타터에 연결된 도폭선으로 서로 연결하는 단계; 상술한 비전기식 지발뇌관보다 단수가 높은 비전기식 기폭뇌관을 상기 도폭선에 연결하여 다른 구역에 설치하는 단계; 해당 구역에 상기 비전기식 기폭뇌관과 연결된 도폭선을 추가로 설치하는 단계; 해당 구역의 각 장약공에 폭약과 함께 순발 및 지발뇌관을 순차적인 단수로 장전하여 상기 추가적인 도폭선으로 서로 연결하는 단계; 및 상기 스타터의 발파동작에 의해 모든 구역 내의 장약공에 장전된 폭약을 일정한 기폭시차를 두고 순차적으로 기폭시키는 단계를 포함하는 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파방법이 제공된다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 진동제어발파시스템을 적용한 한 예를 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 진동제어발파시스템을 적용하기 위해서는 먼저 터널 등과 같은 굴착대상물(10) 내에 다수의 장약공 및 무장약공을 설치하게 된다. 장약공은 내부에 폭약이 장전되기 위해 막장면에 소정 깊이로 천공된 구멍을 말하며, 일반적으로 심발공, 심발확대공, 보조심발공, 확대공, 주변공, 바닥공 등으로 분류된다. 이러한 장약공은 발파공이라고도 불리며, 도면에서는 도면부호 12로 지칭되어 있다. 무장약공은 장약공과 마찬가지로 막장면에 소정 깊이로 천공되지만 내부에 폭약이 장전되지는 않는 구멍을 말하며, 편의상 도면에는 도시하지 않았다.
터널 등을 굴착할 때 천공되는 장약공(12)은 굴착넓이에 따라 차이는 있으나 일반적으로 수십 및 수백 개 이상의 개수로 천공된다. 이러한 장약공(12)은 굴착면의 지질, 주변환경 등을 고려하여 일정한 배열을 가지며, 이러한 배열은 매우 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이러한 장약공(12)은 굴착면의 넓이가 넓을수록 많은 개수로 사용되며, 장약공(12)의 개수가 많을수록 일반적으로 주변에 미치는 진동의 여파가 더 커지게 된다. 특히, 장약공(12)의 개수가 수백 개 이상인 경우, 주변에 미치는 여진은 정도가 매우 심각한 것으로 알려져 있다.
본 발명에서 굴착면에 형성된 다수의 장약공(12)은 다수의 구역으로 구획되며, 도 1에서는 한 예로서 구획선(14)에 의해서 하부와 상부의 2개 구역(15, 20)으로 분할되었다. 이러한 구획선(14)은 굴착면에 별도의 가시적인 표식에 의해 표현될 수도 있으며, 또는 임의의 가상선이 될 수도 있다.
구획선(14)에 의해 나뉘어진 각 구역(15, 20)에는 각각 도폭선(16, 24)이 설치된다. 도폭선(16, 24)은 각 구역 내의 장약공(12)을 가로지르는 형태로 배치되며, 해당 구역 내의 모든 장약공과의 거리를 고려하여 총 거리의 합이 작아지도록 위치를 설정하는 것이 바람직하다.
각 구역 내의 모든 장약공(12)에는 폭약(44, 도3 참조)이 장전되며, 또한 폭약을 기폭시키기 위한 비전기식 뇌관(46, 도3 참조)이 설치된다. 이 비전기식 뇌관은 뇌관각선(17, 26)을 통해서 해당 구역내에 설치된 도폭선(16, 24)으로 연결된다. 도폭선(16, 24)은 일반적으로 상용되는 것을 사용할 수 있으며, 대표적으로 (주)한화에서 판매되는 하이코드TM을 사용할 수 있다.
이러한 구조에서, 하부에 위치한 제1 구역(15)은 심발공이 존재하는 영역으로서 일반적으로 굴착면에서 가장 먼저 폭약이 발파되는 구역이다. 따라서, 제1 구역(15)에 설치된 도폭선(16)은 외부의 스타터(19)로 직접 연결된다. 이때, 제1 구역의 도폭선(16)에는 스타터(19)로 직접 연결되는 제1 기폭뇌관(18)이 설치되어, 스타터(19)의 발파조작에 따라 작동하게 된다. 제1 기폭뇌관(18)은 초시가 0ms에 해당하는 순발뇌관을 사용하여 제조된다.
제1 구역(15) 내의 장약공에 장전된 폭약에 설치되는 비전기식 뇌관은 순발뇌관 및 지발뇌관으로 이루어진다. 비전기식 지발뇌관은 설정된 단수에 따른 초시만큼 기폭시간을 지연시키는 장치이다. 이러한 비전기식 순발 및 지발뇌관은 제1 구역(15) 내의 모든 장약공에서 일정한 단수 순서로 배열되며, 바람직하게는 중심으로부터 외곽쪽으로 단계적으로 높은 단수를 사용하게 된다. 따라서, 스타터(19)에서 발파조작을 수행할 때, 제1 기폭뇌관(18)은 제1 구역(15) 내의 모든 장약공에 장전된 폭약을 해당 순발 및 지발뇌관의 단수 순서대로 순차적으로 기폭시키게 된다.
다음으로, 제2 구역(20)에 설치된 도폭선(24)에는 제2 기폭뇌관(22)이 설치되며, 이 제2 기폭뇌관(22)은 뇌관각선(21)을 통해서 제1 구역(15)의 도폭선(16)으로 연결된다. 여기서, 뇌관각선(21)은 기폭뇌관의 일부이다. 이러한 제2 기폭뇌관(22)에는 또한 비전기식 지발뇌관이 설치되는데, 제2 기폭뇌관(22)에 사용되는 지발뇌관은 제1 구역(15)에 사용된 마지막 지발뇌관보다 높은 단수를 갖는다. 따라서, 제1 구역(15) 내의 모든 폭약이 기폭된 후 제2 기폭뇌관(22)이 기폭되는 구조를 갖는 것이다.
제2 구역(20) 내의 모든 장약공에는 제1 구역(15)과 마찬가지로 폭약이 장전되며, 그 폭약마다 비전기식 순발뇌관 또는 지발뇌관이 설치된다. 또한, 각각의 순발 및 지발뇌관은 뇌관각선(26)에 의해서 도폭선(24)으로 연결된다. 이때에도 비전기식 순발 및 지발뇌관은 일정한 형태의 배열을 가지며, 그 배열은 중심으로부터 외곽으로 향할수록 단수가 단계적으로 높아지는 구조를 갖는다.
본 발명에서 사용되는 비전기식 순발 및 지발뇌관은 대표적으로 (주)한화에서 판매되는 하이넬 MSTM또는 하이넬 LPTM등이 사용될 수 있다. 하이넬 MS는 대략적으로 순발로부터 19단수까지의 20 초시단계의 기폭이 가능하며, 하이넬 LP는 단수 1부터 25까지 대략 25단계의 기폭이 가능하다. 이러한 하이넬 MS 및 하이넬 LP의 초시규격표는 다음의 표와 같다.
MS 시리즈 LP 시리즈
단수 초시(ms) 단수 초시(ms)
순발 0 1 100
1 20 2 200
2 40 3 300
3 60 4 400
4 80 5 500
5 100 6 600
6 120 7 700
7 140 8 800
8 160 9 900
9 180 10 1000
10 200 11 1100
11 220 12 1200
12 240 13 1300
13 260 14 1400
14 280 15 1500
15 300 16 1600
16 320 17 1700
17 340 18 1800
18 360 19 1900
19 380 20 2000
21 2100
22 2200
23 2300
24 2400
25 2500
따라서, 도 1을 예로 들어 설명하면, 제1 구역(15)에서는 제1 기폭뇌관(18)으로서 비전기식 순발뇌관을 사용하고, 각 장약공 내의 폭약에는 초시가 0ms인 순발뇌관 및 각 단수의 비전기식 지발뇌관을 사용한다. 또한, 제2 구역(20)에서는 제2 기폭뇌관(22)으로서 제1 구역(15)에 사용된 마지막 지발뇌관보다 초시가 큰 비전기식 지발뇌관을 사용하게 된다. 이때, 제2 기폭뇌관(22)으로는 MS 시리즈의 단수 19의 지발뇌관 또는 LP 시리즈의 단수 4 또는 단수 5의 지발뇌관 등이 사용 가능하다. 또한, 제2 구역(20) 내에서 장약공에 장전된 폭약에는 다시, 제1 구역(15)과 마찬가지로, MS 시리즈의 순발뇌관부터 순차적으로 높은 단수의 지발뇌관을 배열하게 된다.
상술한 구조에 의해서 폭약은 제1 구역(15) 내에서 먼저 순차적으로 기폭되어 발파하며, 그 직후 제2 구역(20) 내에서 또 다시 순차적으로 기폭되어 전체적으로 순차적인 기폭이 가능하게 된다. 즉, 굴착 대상물에 형성된 장약공을 임의로 분할하여 별도의 도폭선을 설치하고, 각 도폭선에 해당 구역내의 순발 및 지발뇌관만을 연결함으로써, 보다 많은 단계의 순차기폭이 가능하게 되었으며, 이러한 방식은 장약공이 아무리 많더라도 충분히 적용이 가능하게 된다. 특히, 종래에는 도폭선을 이용할 경우 동일한 단수의 지발뇌관이 무려 10개 이상씩 연결되는 경우도 있어 진동 및 소음을 크게 줄이지 못하는 경우가 많았으나, 본 발명은 기폭단계를 사용자가 원하는 대로 늘일 수 있기 때문에 동시에 폭파하는 뇌관의 개수를 크게 줄일 수 있게 된다. 이는 곧 발파작업시 발생하는 소음 및 진동이 획기적으로 줄어드는 것을 의미한다.
더구나, 도폭선 및 비전기식 뇌관은 전기식 뇌관에 비해 연결구조가 단순하고 매우 안전하기 때문에 발파과정에서 발생하는 각종 사고의 빈도수를 크게 줄일 수 있을 뿐 아니라, 고가의 다단식 발파기 대신 저렴한 일반 스타터를 사용하게 됨으로서 설비비를 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다.
도 2는 본 발명에서 사용되는 기폭뇌관의 구조를 도시한다. 도 2를 참조하면, 기폭뇌관을 제작하기 위해서는 먼저 도폭선(32)의 소정 위치에 비전기식 뇌관(30)을 밀접하게 붙인 후, 테이핑(34)으로 비전기식 뇌관(30)과 도폭선(32)을 함께 묶어서 연결하게 된다. 또한, 비전기식 뇌관(30)은 각선(36)을 통해 스타터(19) 또는 다른 도폭선으로 연결된다. 각선(36)은 비전기식 뇌관(30)의 일부이다. 도 1과 비교할 때, 기폭뇌관에 사용되는 비전기식 뇌관은 제1 구역(15)의 경우 순발뇌관을 사용하고 스타터(19)에 직접 연결되며, 제2 구역(20)의 경우 제1 구역(15)의 마지막 지발뇌관보다 단수가 높은 MS 시리즈 또는 LP 시리즈의 지발뇌관을 이용하고 제1 구역(15)에 위치하는 도폭선(16)에 연결된다.
도 3은 본 발명에서 장약공 내에 폭약 및 비전기식 뇌관이 설치되는 상태의 한 예를 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 굴착 대상물에는 막장면(40)으로부터 소정 깊이까지 대략적으로 일정한 직경의 장약공(42)이 천공되며, 이 장약공(42) 내에 폭약(44)이 설치된다. 또한, 폭약(44)에는 비전기식 뇌관(46)이 삽입방식으로 설치되는데, 비전기식 뇌관(46)의 설치위치는 폭약(44)의 뒷부분, 즉 장약공(42)의 단부쪽을 향하게 되어 폭약(44)이 장약공(42)의 단부쪽에서부터 기폭되도록 한다. 비전기식 뇌관(46)은 폭약(44)의 뒤쪽으로부터 앞쪽으로 연장되어 폭약(44)의 앞부분 소정 위치에 묶여 고정되며, 뇌관각선(49)에 의해 막장면(40)의 외부로 연장된다. 막장면(40)의 외부로 노출된 뇌관각선(49)은 해당 구역의 도폭선(32)에 묶음방식으로 연결된다. 이때, 뇌관각선(49)은 도폭선(32)과 직각방향으로 연결되는 것이 바람직하며, 서로 직각이 아닌 경우에는 도폭선(32)이 기폭방향과 직각을 이루지 못하게 되고, 그에 따라 뇌관각선(49)이 손상되거나 컷오프(cut-off)에 의해 절단될 수 있다. 또한, 폭약(44)의 앞쪽, 즉 막장면(40)을 향하는 공간에는 모래 등과 같은 충진물(48)을 채워 발파효과를 극대화한다.
도 4 내지 도 6는 본 발명에 따른 진동제어발파시스템의 다른 예들을 도시한다. 도면을 참조하면, 도 4는 굴착 대상물을 상하 방향으로 3등분한 경우를 도시하며, 도 5 및 도 6은 굴착 대상물을 상부 좌우구역 및 하부 구역으로 3등분한 경우를 도시하고 있다.
먼저 도 4의 경우, 하부에 위치한 제1 구역(15)은 도 1의 경우와 대체적으로 동일하며, 제1 구역(15) 위에는 제2 구역(20) 및 제3 구역(50)이 구획선(54)에 의해서 상하로 분리되어 있다. 본 실시예에서 제1, 제2 및 제3 구역(15, 20, 50)은 모두 아래로부터 위쪽으로 직렬 형태로 서로 연결된다. 즉, 제2 구역(20)에는 제 1구역(15)에 위치한 도폭선(16)과 각선(21)을 통해 연결된 제2 기폭뇌관(22)이 설치되고, 제3 구역(50)에는 제2 구역(20)에 위치한 도폭선(24)과 각선(51)을 통해 연결된 제3 기폭뇌관(52)이 설치된다. 이때, 제2 및 제3 기폭뇌관(22, 52)은 제1 및 제2 구역(15, 20)에 설치된 마지막 비전기식 지발뇌관의 단수보다 높은 단수의 비전기식 뇌관을 구비하고 있다. 또한, 각각의 구역(15, 20, 50)에는 도폭선(16, 24, 54)이 설치되고, 각 구역 내의 장약공에는 폭약이 장전됨과 동시에 비전기식 순발 및 지발뇌관이 순차적인 단수로 일정한 배열을 이루고 있으며, 각 순발 및 지발뇌관은 해당 구역 내의 도폭선(16, 24, 54)에 뇌관각선을 통해 연결됨은 물론이다.
이러한 구성에서 스타터(19)에서 발파조작을 수행하면, 각 장약공 내의 폭약은 제1 구역(15) 내에서 먼저 순차적으로 기폭하고, 다음으로 제2 구역(20) 내에서 순차적으로 기폭하며, 최종적으로 제3 구역(50)에서 순차적으로 기폭하게 된다.
다음으로 도 5의 경우, 하부에 위치하는 제1 구역(15)은 도 1의 경우와 실질적으로 동일하며, 제1 구역(15)의 상부에는 제2 및 제3 구역(60, 70)이 구획선(64)에 의해 우측 및 좌측으로 구획되어 있다. 본 실시예에서 제2 및 제3 구역(60, 70)은 제1 구역(15)에 대해 병렬로 연결된 구조를 갖는다. 즉, 제2 및 제3 구역(60, 70)에 배치된 도폭선(66, 76)에는 각각 제2 및 제3 기폭뇌관(62, 72)이 설치되는데, 제2 및 제3 기폭뇌관(62, 72)은 모두 각선(61, 71)을 통해 제1 구역(15) 내의 도폭선(16)에 연결되는 것이다.
이러한 구조에서 스타터(19)로 발파조작을 수행하면, 먼저 제1 구역(15) 내의 폭약이 비전기식 지발뇌관에 의해 순차적으로 기폭하게 되며, 그 후 제2 구역(60) 및 제3 구역(70) 내의 폭약이 함께 순차적으로 기폭하게 된다.
다음으로, 도 6의 경우에는 도 5의 경우와 마찬가지로 하부에 위치한 제1 구역(15) 위에 제2 및 제3 구역(60, 70)이 좌우로 배치되어 있으나, 도 5의 경우와는 달리 각 구역이 서로 직렬로 연결되어 있다. 즉, 하부에 위치한 제1 구역(15) 내의 폭약이 먼저 순차적으로 폭발한 이후, 제2 구역(60)과 제3 구역(70) 중 어느 한 구역 내의 폭약이 순차적으로 폭발하고, 나머지 구역의 폭약이 순차적으로 폭발하는 구조를 갖는 것이다. 이 구조는 굴착면 내에서 좌우방향의 폭발 순서를 달리함으로써, 폭파작업을 주변 환경에 보다 유연하게 대처할 수 있게 한다.
이와 같이 굴착 대상물을 구획하는 방식은 직렬 및 병렬방식을 모두 사용할 수 있으며, 직렬과 병렬을 복합적으로 사용할 수도 있다. 또한, 지금까지는 단지 구역을 2등분 및 3등분하는 경우만을 예로 들어 설명하였으나, 실제 현장에서는 이보다 더욱 세분화되도록 구역을 구획할 수도 있으며, 구획선은 발파현장의 지질 및 환경에 따라서 설계자가 임의로 다양하게 변형할 수 있다.
따라서, 본 발명의 진동제어발파시스템을 이용할 경우 도폭선 및 비전기식 뇌관을 사용하면서도 장약공의 천공수에 관계없이 매우 많은 단계의 순차기폭이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파시스템은 굴착 대상물을 다수의 구역으로 구획하고 각 구역 내의 폭약을 순차적으로 기폭시킴으로서 발파시 발생되는 진동 및 소음을 최대한 억제할 수 있으며, 또한 전기적으로 안전한 도폭선 및 비전기식 뇌관을 사용하므로 정전기 또는 낙뢰에 의해 발생하는 대형폭파사고를 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 이 방식은 종래 다단계 기폭에 사용되는 고가의 다단계 발파기를 필요로 하지 않을 뿐 아니라 뇌각의 각선 길이를 최소화하므로 시공비 절약이 가능하며, 복잡한 회로를 사용할 필요가 없어 고장의 우려가 적다는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 굴착 대상물에 다수의 장약공과 무장약공을 소정의 배열형태로 천공하고, 상기 다수의 장약공을 소정 개수의 구역으로 구획하여 하나의 구역 내의 장약공에 폭약과 함께 비전기식 순발 및 지발뇌관을 순차적인 단수로 장전하여 스타터에 연결된 도폭선으로 서로 연결하고, 다른 구역에는 상술한 마지막 지발뇌관보다 단수가 높은 비전기식 기폭뇌관을 상기 도폭선에 연결되도록 설치하고 해당 구역의 각 장약공에 폭약과 함께 순빌 및 지발뇌관을 순차적으로 장전하여 상기 비전기식 기폭뇌관에 연결된 추가의 도폭선으로 서로 연결함으로써, 상기 스타터의 발파동작에 의해 모든 구역 내의 장약공에 장전된 폭약이 일정한 기폭시차를 두고 순차적으로 기폭되는 것을 특징으로 하는 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도폭선은 해당 구역 내의 모든 장약공에 대해 최단거리가 되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    각 장약공에 설치되는 순발 및 지발뇌관은 상기 도폭선에 뇌관각선에 의해 연결되고, 상기 뇌관각선은 상기 도폭선에 직각방향으로 연결되는 것을 특징으로 하는 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파시스템.
  4. 굴착 대상물에 다수의 장약공과 무장약공을 소정의 배열형태로 천공하는 단계;
    상기 다수의 장약공을 소정 개수의 구역으로 구획하는 단계;
    하나의 구역 내의 모든 장약공에 폭약과 함께 비전기식 순발 및 지발뇌관을 순차적인 단수로 장전하여 스타터에 연결된 도폭선으로 서로 연결하는 단계;
    상술한 구역의 마지막 지발뇌관보다 단수가 높은 비전기식 기폭뇌관을 상기 도폭선에 연결하여 다른 구역에 설치하는 단계;
    해당 구역에 상기 비전기식 기폭뇌관과 연결된 도폭선을 추가로 설치하는 단계;
    해당 구역의 각 장약공에 폭약과 함께 순발 및 지발뇌관을 순차적인 단수로 장전하여 상기 추가적인 도폭선으로 서로 연결하는 단계;
    상기 스타터의 발파동작에 의해 모든 구역 내의 장약공에 장전된 폭약을 일정한 기폭시차를 두고 순차적으로 기폭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 도폭선은 해당 구역 내의 모든 장약공에 대해 최단거리가 되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    각 장약공에 설치되는 순발 및 지발뇌관은 뇌관각선에 의해 상기 도폭선에 연결되고, 상기 뇌관각선은 상기 도폭선에 직각방향으로 연결되는 것을 특징으로 하는 도폭선을 사용한 안전한 진동제어발파방법.
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