KR20040086617A - 수압파쇄를 이용한 암발파 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수압파쇄를 이용한 암발파 방법으로서, 암반안으로 소정의 배열로 다수의 장약공을 소정 깊이로 천공하는 단계; 상기 장약공중 적어도 하나이상에 폭약과 물을 분리하여 충전하는 단계; 상기 폭약과 물이 분리하여 충전된 장약공의 입구부분을 전색물로 밀폐하는 단계; 및 상기 장약공내의 폭약을 뇌관으로 기폭하는 단계로 이루어진다. 본 발명에 의하면, 폭약의 일부를 물로 대체하여 폭약뿐만 아니라 수압에 의해 암반을 파쇄함으로써, 폭약의 양의 감소에 따른 진동 및 발파음을 감소시킬 수 있고, 수압에 의한 작용면적이 증대됨에 따라 파쇄력의 작용면적이 증대되어 암반의 파쇄도를 높이며, 폭약과 물을 분리하여 충전함으로써, 폭약의 흡습을 막고, 발파 후의 파쇄암분을 충전된 물로 적시어 줌으로써 분진의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 2개 이상의 폭약통과 수통을 형성하고, 이 폭약통과 수통에 폭약과 물을 충전하여 커넥터로 연결함으로써, 현장 여건에 맞게 폭약통과 수통의 크기를 쉽게 변화시킬 수 있다.

Description

수압파쇄를 이용한 암발파 방법{METHOD OF ROCK BLASTING USING HYDROFRACTRING}

본 발명은 수압파쇄를 이용한 암발파 방법에 관한 것이다.

종래, 암파쇄를 위한 발파공정을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래 장약공에 폭약만을 설치한 상태를 도면으로서, 암반에 천공된 장약공(7)에 폭약(8)을 설치하고, 전색물(예를 들어, 모래; 9)로 폐합시킨 후, 폭약을 기폭시키는 것이다.

이 때, 폭약(8)의 폭발에너지의 일부분은 암반중에 탄성파 형태로 전이되어 진동으로 나타나고, 일부는 공기중에 전파되어 발파음으로 나타나며, 일부는 암석을 멀리 날려보내는 비산에 소모되어진다. 또한, 파쇄암석의 암분에 의해 많은 분진이 발생하게 된다.

이와 같은 발파에 의해 발생되는 진동, 발파음, 비산, 분진은 발파 현장 인근에 위치한 구조물에 균열을 발생시키거나, 사람, 동물, 가축에까지도 영향을 미치게 되어 환경분야에서 심각한 사회문제로 대두되었다.

도 2는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 장약공에 미진동 파쇄기와 시멘트 모르타르를 설치한 상태를 보여주는 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 암반에 천공된 장약공(7)에 특수 화약류(예를 들어, 미진동 파쇄기; 10)를 설치하고, 시멘트 모르타르(11)로 충전한 후 기폭시키는 제어발파가 행해진다.

또한, 도 3은 장약공에 팽창성 파쇄제를 설치한 상태를 보여주는 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 암반에 천공된 장약공(7)에 특수화공약품(예를 들어, 팽창성 파쇄제; 12)을 주입하고 24시간이 경과된 후에 팽창성 파쇄제의 팽창으로 암석이 파쇄되는 공법이 행해진다.

더욱이, 도 4는 종래 지장물 부근에 무장약공을 설치하여 진공을 감소시키는공정을 보여주는 도면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 지장물(16) 인근에서 발파작업을 수행하는 경우에지장물(16) 인근에 직경 76 내지 102mm의 무장약공(17)을 뚫은 다음, 폭약(8)을 기폭시켜 발파 작업을 수행함으로써, 진동을 감소시키는 방법을 보여준다.

그러나, 도 2 및 도 3에 나타낸 암파쇄 작업을 행하는 경우에는 시멘트 모르타르의 양생기간 및 팽창성 파쇄제의 팽창에 필요한 시간이 필요하게 되므로 작업공기가 길어지고 번거로운 현장 작업성 등의 영향으로 전반적인 작업 능률의 저하(특히, 경질의 암석에 대해서)를 초래하는 문제점이 발생하게 되는 경우가 많다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 진동의 전파를 막기 위해 무장약공(17)을 천공하는 경우에는 많은 천공 비용이 소모되어 굴착 경비가 증대되고 천공 시간의 증대로 작업 공기가 늘어나는 단점이 있으며, 소음과 비산 그리고 분진의 발생으로 많은 민원 발생 문제가 심각하게 대두되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 행해진 것으로, 폭약의 일부를 물로 대체하여 폭약뿐만 아니라 수압에 의해 암반을 파쇄함으로써, 폭약의 양의 감소에 따른 진동 및 발파음을 감소시키고, 수압에 의한 작용면적이 증대됨에 따라 파쇄력의 작용면적이 증대되어 암반의 파쇄도를 높이며, 폭약과 물을 분리하여 충전함으로써, 폭약의 흡습을 막고, 발파 후의 파쇄암분을 충전된 물로 적시어 줌으로써 분진의 발생을 억제하는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 2개 이상의 폭약통과 수통을 형성하고, 이 폭약통과 수통에 폭약과 물을 충전하여 커넥터로 연결함으로써, 현장 여건에 맞게 폭약통과 수통의크기를 쉽게 변화시키는 수압파쇄를 이용한 암 발파 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 장약공에 폭약만을 설치한 상태를 도면.

도 2는 종래 장약공에 미진동 파쇄기와 시멘트 모르타르를 설치한 상태를 보여주는 도면.

도 3은 종래 장약공에 팽창성 파쇄제를 설치한 상태를 보여주는 도면.

도 4는 종래 지장물 부근에 무장약공을 설치하여 진공을 감소시키는 발파 공정을 보여주는 도면.

도 5는 종래 장약공에 폭약만을 설치한 경우의 파쇄력의 작용면적을 보여주는 도면.

도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 폭약통과 수통을 하나의 몸체로 형성한 장약통을 보여주는 단면도.

도 6b는 도 6a의 폭약통과 수통에 폭약과 물을 충전한 상태를 보여주는 단면도.

도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리 형성된 폭약통과 수통의 도면.

도 7b는 도 7a의 폭약과 물이 충전된 폭약통과 수통을 연결한 상태를 보여주는 단면도.

도 8은 도 6a 및 6b의 장약통을 장약공에 설치한 상태를 보여주는 도면.

도 9는 도 7a 및 7b의 폭약통과 수통을 장약공에 설치한 상태를 보여주는 도면.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 장약통 2 : 마개

3 : 폭약통 4 : 수통

5 : 관통형 커넥 6 : 밀폐형 커넥터

7 : 장약공 8 : 폭약

9 : 전색물 10 : 미진동 파쇄기

11 : 시멘트 모르타르 12 : 팽창성 파쇄제

13, 13', 14 : 작용 면적 15 : 뇌관

16 : 지장물 17 : 무장약공

19 : 물

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수압파쇄를 이용한 암발파 방법으로서, 암반안으로 소정의 배열로 다수의 장약공을 소정 깊이로 천공하는 단계; 상기 장약공중 적어도 하나이상에 폭약과 물을 분리하여 충전하는 단계; 상기 폭약과 물이 분리하여 충전된 장약공의 입구부분을 전색물로 밀폐하는 단계; 및 상기 장약공내의 폭약을 뇌관으로 기폭하는 단계로 이루어진다.

또한, 상기 수압파쇄를 이용한 암발파 방법에 있어서, 상기 폭약은 폭약통에 수용되고, 상기 물은 수통에 수용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수압파쇄를 이용한 암발파 방법에 있어서, 상기 폭약통과 상기 수통은 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수압파쇄를 이용한 암발파 방법에 있어서, 상기 폭약통은 2개 이상의 폭약통이 관통형 커넥터에 의해 길이방향으로 연결되어 형성되며, 상기 수통들은 2개 이상의 수통이 관통형 커넥터에 의해 길이방향으로 연결되어 형성되고, 상기 폭약통과 상기 수통은 밀폐형 커넥터에 의해 길이방향으로 연결되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수압파쇄를 이용한 암발파 방법에 있어서, 상기 폭약통은 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수압파쇄를 이용한 암발파 방법에 있어서, 상기 수통은 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수압파쇄를 이용한 암발파 방법에 있어서, 상기 관통형 커넥터는 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수압파쇄를 이용한 암발파 방법에 있어서, 상기 밀폐형 커넥터는 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 본 발명은 수압파쇄를 이용한 암발파 방법으로서, 암반안으로 소정의 배열로 다수의 장약공을 소정 깊이로 천공하는 단계; 상기 장약공중 적어도 하나이상의 장약공의 하부에 폭약을 삽입하고 각각 독립적으로 폐합된 적어도 물을 수용하는 적어도 하나이상의 수통을 상기 하나이상의 장약공의 상부에 삽입하는 단계; 상기 하나이상의 장약공의 입구부분에 전색물로 밀폐하는 단계; 및 상기 장약공내의 폭약을 뇌관을 이용하여 기폭하는 단계로 이루어진다.

더욱이, 본 발명은 수압파쇄를 이용한 암발파 방법으로서, 암반안으로 소정의 배열로 다수의 장약공을 소정 깊이로 천공하는 단계; 상기 장약공중 적어도 하나이상의 장약공의 하부에 각각 독립적으로 폐합된 적어도 물을 수용하는 적어도 하나이상의 수통을 삽입하고 폭약을 상기 하나이상의 장약공의 상부에 삽입하는 단계; 상기 하나이상의 장약공의 입구부분에 전색물로 밀폐하는 단계; 및 상기 장약공내의 폭약을 뇌관을 이용하여 기폭하는 단계로 이루어진다.

또한, 상기 수압파쇄를 이용하는 암발파 방법에 있어서, 상기 수통은 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 본 발명은 수압파쇄를 이용한 암발파 방법으로서, 암반안으로 소정의 배열로 다수의 장약공을 소정 깊이로 천공하는 단계; 상기 장약공중 적어도 하나이상에 도폭선과 물을 분리하여 충전하는 단계; 상기 도폭선과 물이 분리하여 충전된 장약공의 입구부분을 전색물로 밀폐하는 단계; 및 상기 장약공내의 도폭선을 뇌관을 이용하여 기폭하는 단계로 이루어진다.

또한, 상기 수압파쇄를 이용한 암발파 방법에 있어서, 상기 수통은 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 본 발명은 장약통으로서, 하나의 몸체로 형성되며, 폭약이 충전된 폭약통을 수용하는 공간과 물이 충전된 수통이 수용되는 공간이 서로 분리되어 형성되어 있다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 폭약통과 수통을 하나의 몸체로 형성한 장약통을 보여주는 단면도이고, 도 6b는 도 6a의 폭약통과 수통에 폭약과 물을 충전한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 6a 및 도 6b에 있어서, 장약통(1)은 폭약(8)이 삽입되는 폭약통(4)과,물(19)이 충전되는 수통(4)을 하나의 몸체로 이루고, 수통(4)에 충전된 물(19)이 폭약(8)으로 흡습되지 않는 구성으로 된다. 이 때, 장약통(1)은 예를 들어, 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스, PVC(Polyvinylchoride) 등으로 형성된다.

또한, 마개(2)는 폭약통(3)과 수통(4)을 밀폐하기 위한 것이고, 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스, 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchoride(PVC)) 등으로 형성된다.

도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리 형성된 폭약통과 수통의 도면이고, 도 7b는 도 7a의 폭약과 물이 충전된 폭약통과 수통을 연결한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 7a 및 7b에 있어서, 폭약(8)이 삽입되는 폭약통(3)과 물이 충전되는 수통(4)을 각각 2개 형성한다. 이 때, 폭약통(3)과 수통(4)은 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스, PVC 등으로 형성된다.

또한, 커넥터(5)는 2개의 폭약통(3)을 연결하고, 더욱이 2개의 수통(4)을 연결하는 것으로, 관통공을 갖는다. 더욱이, 커넥터(5)는 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스, PVC 등으로 형성된다.

또한, 밀폐 커넥터(6)는 폭약통(3)과 수통(4)을 연결하는 것으로, 물(19)이 폭약(8)으로 흡습되지 않도록 밀폐되어 있다. 더욱이 밀폐 커넥터(6)는 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스, PVC 등으로 형성된다.

또한, 마개(2)는 폭약통(3)과 수통(4)을 밀폐하기 위한 것이고, 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스, PVC 등으로 형성된다.

본 실시예에서는 폭약통(3)과 수통(4)을 각각 2개씩 구성하였지만, 그것만으로 한정되지 않고, 현장 여건에 맞게 폭약통(3)과 수통(4)을 각각 2개 이상 연결하여도 무방하다.

도 8은 도 6a 및 6b의 장약통을 장약공에 설치한 상태를 보여주는 도면이다.

도 8에 있어서, 암반에 천공된 장약공(7)에 도 6a 및 6b에 나타낸 바와 같은 장약통(1)을 설치하고, 전색물(예를 들어, 모래; 9)로 장약공(7)을 채운 후에 뇌관(15)으로 기폭시킨다.

따라서, 도 8에 나타낸 바와 같이 동일한 양의 폭약을 사용하여도, 장약통(1)의 파쇄력의 작용면적(13)은 도 5의 파쇄력의 작용면적(14)과 비교하여 크게 증가된다.

도 9는 도 7a 및 7b의 폭약통과 수통을 장약공에 설치한 상태를 보여주는 도면이다.

도 9에 있어서, 암반에 천공된 장약공(7)에 도 7a 및 7b에 나타낸 바와 같은 폭약통(3)과 수통(4)을 설치하고, 전색물(예를 들어, 모래; 9)로 장약공(7)을 채운 후에 뇌관(15)으로 기폭시킨다.

따라서, 도 9에 나타낸 바와 같이 동일한 양의 폭약을 사용하여도, 폭약통(3)과 수통(4)의 파쇄력의 작용면적(13')은 도 5의 파쇄력의 작용면적(14)과 비교하여 크게 증가된다.

또한, 본 발명에서는 도면으로 도시하지 않았지만, 폭약통(3)을 사용하지 않고 폭약(8)만을 암반에 천공된 장약공(7)의 하부에 먼저 삽입시킨 후, 각각 독립적으로 폐합된 적어도 물을 수용한 수통(4)들을 장약공(7)의 상부에 삽입시켜 발파할 수 있고, 반대로 암반에 천공된 장약공(7)의 하부에 각각 독립적으로 폐합된 적어도 물을 수용한 수통(4)들을 삽입시킨 후, 천공된 장약공(7)의 상부에 폭약(8)만을 삽입시켜 발파할 수 있다.

변형예로서, 상기에서 설명된 폭약 대신에 도폭선(Detonating Cord)을 이용할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 수압파쇄를 이용한 암발파 방법은 터널 발파(Blating in Tunnel), 벤치 발파(Bench Blasting) 및 암석발파에 적용될 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 폭약의 일부를 물로 대체하여 폭약뿐만 아니라 수압에 의해 암반을 파쇄함으로써, 폭약의 양의 감소에 따른 진동 및 발파음을 감소시킬 수 있고, 수압에 의한 작용면적이 증대됨에 따라 파쇄력의 작용면적이 증대되어 암반의 파쇄도를 높이며, 폭약과 물을 분리하여 충전함으로써, 폭약의 흡습을 막고, 발파 후의 파쇄암분을 충전된 물로 적시어 줌으로써 분진의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 2개 이상의 폭약통과 수통을 형성하고, 이 폭약통과 수통에 폭약과 물을 충전하여 커넥터로 연결함으로써, 현장 여건에 맞게 폭약통과 수통의 크기를 쉽게 변화시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 나타내고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (14)

1. 수압파쇄를 이용한 암발파 방법으로서:

   암반안으로 소정의 배열로 다수의 장약공을 소정 깊이로 천공하는 단계;

   상기 장약공중 적어도 하나이상에 폭약과 물을 분리하여 충전하는 단계;

   상기 폭약과 물이 분리하여 충전된 장약공의 입구부분을 전색물로 밀폐하는 단계; 및

   상기 장약공내의 폭약을 뇌관으로 기폭하는 단계로 이루어지는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 폭약은 폭약통에 수용되고, 상기 물은 수통에 수용되는 것을 특징으로 하는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 폭약통과 상기 수통은 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 폭약통은 2개 이상의 폭약통이 관통형 커넥터에 의해 길이방향으로 연결되어 형성되며, 상기 수통들은 2개 이상의 수통이 관통형 커넥터에 의해 길이방향으로 연결되어 형성되고, 상기 폭약통과 상기 수통은 밀폐형 커넥터에 의해 길이방향으로 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수압파쇄를 이용한암발파 방법.
5. 제 2항에 있어서, 상기 폭약통은 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법.
6. 제 2항에 있어서, 상기 수통은 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법.
7. 제 2항에 있어서, 상기 관통형 커넥터는 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법.
8. 제 2항에 있어서, 상기 밀폐형 커넥터는 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법.
9. 수압파쇄를 이용한 암발파 방법으로서:

   암반안으로 소정의 배열로 다수의 장약공을 소정 깊이로 천공하는 단계;

   상기 장약공중 적어도 하나이상의 장약공의 하부에 폭약을 삽입하고 각각 독립적으로 폐합된 적어도 물을 수용하는 적어도 하나이상의 수통을 상기 하나이상의 장약공의 상부에 삽입하는 단계;

   상기 하나이상의 장약공의 입구부분에 전색물로 밀폐하는 단계; 및

   상기 장약공내의 폭약을 뇌관을 이용하여 기폭하는 단계로 이루어지는 수압파쇄를 이용하는 암발파 방법.
10. 수압파쇄를 이용한 암발파 방법으로서:

    암반안으로 소정의 배열로 다수의 장약공을 소정 깊이로 천공하는 단계;

    상기 장약공중 적어도 하나이상의 장약공의 하부에 각각 독립적으로 폐합된 적어도 물을 수용하는 적어도 하나이상의 수통을 삽입하고 폭약을 상기 하나이상의 장약공의 상부에 삽입하는 단계;

    상기 하나이상의 장약공의 입구부분에 전색물로 밀폐하는 단계; 및

    상기 장약공내의 폭약을 뇌관을 이용하여 기폭하는 단계로 이루어지는 수압파쇄를 이용하는 암발파 방법.
11. 제 9 또는 10항에 있어서, 상기 수통은 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법.
12. 수압파쇄를 이용한 암발파 방법으로서:

    암반안으로 소정의 배열로 다수의 장약공을 소정 깊이로 천공하는 단계;

    상기 장약공중 적어도 하나이상에 도폭선과 물을 분리하여 충전하는 단계;

    상기 도폭선과 물이 분리하여 충전된 장약공의 입구부분을 전색물로 밀폐하는 단계; 및

    상기 장약공내의 도폭선을 뇌관을 이용하여 기폭하는 단계로 이루어지는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법.
13. 제 12항에 있어서, 상기 수통은 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 폴리비닐클로라이드중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압파쇄를 이용한 암발파 방법.
14. 장약통으로서:

    하나의 몸체로 형성되며, 폭약이 충전된 폭약통을 수용하는 공간과 물이 충전된 수통이 수용되는 공간이 서로 분리되어 형성되어 있는 장약통.