KR20050068674A - A blasting method for down vibration noise mutual interference blasting vibration time difference - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시차별 발파진동을 상호간섭시켜 진동소음을 저감시키는 발파방법에 관한 것이다.The present invention relates to a blasting method for reducing vibration noise by mutually interfering blasting vibrations according to time.
본 발명은 이를 위해 전기에너지축적콘덴서와 동 콘덴서를 전원으로 한 지연소자 및 스위칭소자로된 I.C 타이머와 순발전기뇌관으로 이루어지는 전자지연기폭부(electronic delay detonator)를 갖추는 단계; 현장의 발파대상물의 진동파(振動波)를 측정하되, 일정한 주기로 감퇴하는 삼각함수(三角函數)에서 나타나는 삼각파형(三角派形)을 반주기(半周期)만큼 늦게 동일진동을 중복시키면서 상호간섭(相互干涉)시켜 약하게 합성하면서 시간차가 없을 때와 비교해서 최초의 최고진폭(最高振幅)이 반으로 되고, 그 외의 부분에서 진동이 저감되는 수치를 전자지연기폭부에 입력하는 단계; 및 상기 전자지연기폭부를 이용해 발파할 때 진동을 상호간섭(相互干涉)시키는 동시에 저감(低減)하기 위해서 최적의 기폭시간차(起爆時間差)와 진동파형(振動波形)의 상관함수(相關函數)를 이용해 발파시킴을 특징으로 한다.The present invention comprises the steps of: an electronic delay detonator comprising an electric energy storage capacitor, an I.C timer consisting of a delay element and a switching element powered by the same capacitor, and a forward generator primer; Measure the vibration wave of the blasting object in the field, and repeat the same vibration by repeating the triangular waveform appearing in the trigonometric function decaying at regular intervals by half a period. Inputting a numerical value in which the initial maximum amplitude is halved and the vibration is reduced in other parts compared to when there is no time difference while weakly synthesizing; And a correlation function of an optimal detonation time difference and an oscillation waveform in order to mutually reduce and mutually reduce vibration when blasting using the electronic delay unit. It is characterized by blasting.
상기와 같이 구성된 본 발명은 복수의 진동원에서 진동을 적극적으로 중복시켜 상호간섭을 통하여 발파진동을 저감시킬 수 있도록 한 것으로, 특히 이를 위해 최고 적합한 기폭시간차를 진동파형의 상호함수를 이용해서 이론적으로 적용하여 발파시킬 수 있도록 한 것이며 이로 인해 발파폭음 및 비산석 방지효과와 민원발생 감소효과 그리고 시공성 및 경제적인 측면의 기대효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.The present invention configured as described above is capable of reducing blasting vibration through mutual interference by actively overlapping vibrations in a plurality of vibration sources, and in particular, the most suitable detonation time difference is theoretically based on the mutual function of the vibration waveform. It is applied to the blasting, which is to prevent blasting and scattering, reduce the occurrence of civil complaints, and achieve the expected effect on the construction and economic aspects.
Description
본 발명은 시차별 발파진동을 상호간섭시켜 진동소음을 저감시키는 발파방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 진동원에서 진동을 적극적으로 중복시켜 상호간섭을 통하여 발파진동을 저감시킬 수 있도록 한 것으로, 특히 이를 위해 최고 적합한 기폭시간차를 진동파형의 상관함수를 이용해서 발파시킬 수 있도록 한 것이며 이로 인해 발파폭음 및 비산석 방지효과와 깨끗한 굴삭면의 실현, 모암의 균열방지 및 파쇄입도의 조절 등 시공성 및 경제적인 측면의 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a blasting method for reducing vibration noise by mutually interfering blasting vibrations according to time difference, and more particularly, to blasting vibrations by actively overlapping vibrations in a plurality of vibration sources. For this purpose, the most suitable detonation time difference can be blasted using the correlation function of the vibration waveform, which makes it possible to prevent blasting and scattering, to realize a clean excavation surface, to prevent cracking of the rock, and to control the size of crushing. And economical effects.
주지하다시피 우리나라는 지형적으로 산지와 구릉지가 발달되어 국토의 70%를 차지하고 있어 고속도로나 국도 등 도로노선이 산악지를 불가피하게 지나게 되어 암반굴착을 위한 발파작업이 증대되고 있다.As is well known, in Korea, mountainous and hilly areas are developed, accounting for 70% of the country, and road routes such as highways and national roads inevitably pass mountainous areas, and blasting work for rock excavation is increasing.
현대 과학의 발달로 건설분야도 상당히 자동·기계화 되어 가고 있으나, 암 발파 분야만은 발파공사의 설계 및 기준이 60년대 제정되었던 건설표준품셈을 현재까지 그대로 적용하고 있어 기술발전을 저해하고 과거 발파작업의 방법을 답습할 수 밖에 없는 것이 현실이다.Due to the development of modern science, the construction field has become quite automatic and mechanized. However, the field of cancer blasting only applied the construction standard assembly, which was established in the 60s as the design and standard of the blasting construction to the present day. The reality is that you have to follow the method.
상기 암발파 전문건설업계의 실태는 현 품셈에서는 암반 발파공사비에서 폭약량이 차지하는 비중은 크지 않고 있으나 상대적으로 뇌관의 수량이 과다하게 책정되어 현재까지 운영 유지되었으며, 또한 암발파 시공을 노천발파에 대한 발파설계 없이 표준품셈에 의거 단가산출만 갖고 기능공에 의지하여 시공자가 관행대로 수평천공(일명 수구리발파) 발파로 시행하고 있는 실정이다.The actual condition of the rock blasting construction industry is that explosives do not occupy a large portion of the rock blasting construction cost in the current product, but the amount of primers is overestimated and maintained until now. It is the situation that the contractor carries out horizontal drilling (aka guri blasting) according to the customary practice by relying on skilled workers only with unit cost calculation based on standard manufacturing without design.
이러한 시공 관행으로 인하여 공사 중, 후 해빙기나 우기시에는 낙석·산사태가 빈번히 발생되어 인명피해와 교통사고가 일어나고 있어, 건설교통부에서는 기존국도상 절개지의 낙석·산사태 우려지역 정비를 위하여 1995년부터 2005년까지 10개년 계획으로 3500개소의 절개지 정비에 1조2천억을 투입할 계획을 수립하고 있는 실정이다.Due to these construction practices, falling rocks and landslides frequently occur during the sea ice and rainy seasons during construction, resulting in casualties and traffic accidents.The Ministry of Construction and Transportation tried to maintain areas of falling rocks and landslides in the existing national roads from 1995 to 2005. The company plans to invest 1.2 trillion won in the repair of 3500 incisions with a 10-year plan.
한편 소음·진동규제환경기준은 날로 엄격해지고 있으나, 현실에 맞는 발파설계가 없어 발파에 대한 민원은 날로 증가되어 공공사업이 중단되는 사례가 빈번히 발생되고 있으며, 민원 해결차원에서 공사비가 비싼 미진동 발파공법으로 설계변경을 하고 있으나, 형식적인 시험발파시행으로 인하여 적정한 발파공법을 선정하지 못하여 예산을 낭비하는 사례도 있다.On the other hand, the environmental standards for noise and vibration regulation are getting stricter, but there are many cases of public complaints about the blasting due to the lack of blasting design that is suitable for reality. Although the design is being changed by the construction method, there are cases where the budget is wasted because the proper blasting method cannot be selected due to the formal test blasting.
이를 보다 상세히 설명하면, 종래에는 일반 발파의 문제점 즉, 발파진동, 폭음 및 비산석에 대한 영향으로 인근 건물이나 농경지에 대한 피해와 심지어는 비산석등에 의한 인명피해가 발생하는 경우가 있어, 발파작업 수행에 따른 민원이 항상 뒤따르고 있고 이에 따른 과다한 공사비 낭비가 되어 왔다. 또한 고속도로 및 국도, 택지조성공사 등에서 필연적으로 발생되는 발파 공사시 진동,소음,비산석 등 발파공해로 인한 민원 발생 및 시공 기간의 지연, 과다한 공사비 낭비 등이 문제점으로 지적되었다.In more detail, conventional blasting problems, that is, blasting vibration, explosion, and impact on the scattered stone may cause damage to nearby buildings or farmland and even human damage due to scattered stone. Civil complaints are always followed, and excessive construction costs have been wasted. In addition, it was pointed out that problems such as civil complaints caused by blasting pollution such as vibration, noise, and scattered stones, delayed construction period, and excessive waste of construction cost were caused when blasting constructions inevitably occurred on highways, national roads, and housing site construction.
상기와 같이 최근 환경에 대한 국민들의 인식은 날로 증대하고 있으나 거기에 따른 법, 제도기준 등은 시의 적절하게 정비되지 않아 사회곳곳에서 많은 문제를 야기하고 있다. 예를 들어 발파현장의 곳곳에서 환경을 빌미로한 보상기대 심리에 편승한 민원으로 공사진행에 차질이 발생하고, 집단이기주의적이고 소모적인 민원이 끊임없이 제기되고 있어 비정상적인 금전거래에 의한 민원해결이 관행화되고 있다는 것이 현실이다. 이로 인해 국가정책사업이 곳에 따라 수개월에서 수년씩 지연되고 있는 것도 쉽게 목격할 수 있다. 그러나 모호하고 선언적의미만 갖는 법규정과 현실과 거리가 있은 품기준등으로 인해 암발파로 인한 환경 민원발생시 신속하고 명확한 시시비비를 가리기 어려운 문제점이 이었다.As mentioned above, the public's awareness of the environment is increasing day by day, but the laws and institutional standards are not properly maintained, causing many problems in many places of society. For example, complaints that have taken advantage of the environment in the blasting field have been disrupted in public prosecutions, and collective selfish and exhaustive complaints are constantly being raised. It is a reality. This makes it easy to see that national policy projects are delayed by months or years, depending on where they are located. However, due to ambiguous and declarative legislation and product standards that are far from reality, it was difficult to cover the prompt and definite application of environmental complaints caused by cancer blasting.
더 나아가서 종래의 발파방법은 단발뇌관을 가지고 단발발파에 의한 진동의 에너지를 시간적으로 분산시키는 진동저감방법이 이용되었다.Furthermore, in the conventional blasting method, a vibration reduction method of distributing the energy of the vibration caused by the single shot with a single primer is used.
그러나 단발간격의 기폭 시간차는 경험적으로 결정되었고, 발파위치의 상태, 진동의 전파거리와 전파경로의 상태에 따라서는 진동저감에 적합한 시간차로 되어 있지 않은 것을 알 수 있어 발파작업의 애로사항이 많은 문제점이 발생되었다.However, the aeration time difference of the single interval is empirically determined, and it is understood that the time difference for blasting work is not appropriate depending on the state of the blasting position, the propagation distance of the vibration and the state of the propagation path. This occurred.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 복수의 진동원에서 진동을 적극적으로 중복시켜 상호간섭을 통하여 발파진동을 저감시킬 수 있도록 한 것으로, 특히 이를 위해 최고 적합한 기폭시간차를 진동파형의 상호함수를 이용해서 이론적으로 적용하여 발파시킬 수 있도록 함을 제1목적으로 한 것이며, 제2목적은 파의 간섭원리를 이용하여 발파진동 저주파음을 경감할 수 있도록 한 것이고, 제3목적은 정밀한 기폭에 의해 매우 깨끗한 굴삭면을 실현하고 또 암을 손상하지 않기 때문에 공동의 안정성을 높일 수 있도록 한 것이며, 제4목적은 암결에 맞는 단발 초시 설계를 하는 것에 따라 파쇄 입도를 작게하여 소할, 적재시간, 2차파쇄의 경감을 유도할 수 있도록 한 것이고, 제5목적은 이로 인해 발파폭음 및 비산석 방지효과와 민원발생 감소효과 그리고 시공성 및 경제적인 측면의 기대효과를 얻을 수 있도록 함은 물론 제6목적은 결과적으로 민원의 시시비비를 신속히 가리고 막대한 국가예산을 절감시킬 수 있도록 한 시차별 발파진동을 상호간섭시켜 진동소음을 저감시키는 발파방법을 제공한다.The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, it is possible to reduce the blasting vibration through mutual interference by actively overlapping the vibration in a plurality of vibration sources, in particular the most suitable for this purpose The first purpose is to theoretically apply the time difference by using the mutual function of the vibration waveform, and the second purpose is to reduce the blast vibration low frequency sound by using the interference principle of the wave, The third objective is to realize a very clean excavated surface by precise detonation and to increase the stability of the cavity because it does not damage the arm. The fourth objective is to reduce the size of the fracture by the design of a single initial design suitable for rock formation. To reduce the load, loading time, and secondary crushing. The purpose of the sixth objective is to prevent the erosion, reduce the occurrence of civil complaints, and achieve the expected effects in terms of constructability and economics. Provides a blasting method of mutual interference to reduce vibration noise.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 시차별 발파진동을 상호간섭시켜 진동소음을 저감시키는 발파방법의 단계는, 전기에너지축적콘덴서와 동 콘덴서를 전원으로 한 지연소자 및 스위칭소자로된 I.C 타이머와 순발전기뇌관으로 이루어지는 전자지연기폭부(electronic delay detonator)를 갖추는 단계; 현장의 발파대상물의 진동파(振動波)를 측정하되, 일정한 주기로 감퇴하는 삼각함수(三角函數)에서 나타나는 삼각파형(三角派形)을 반주기(半周期)만큼 늦게 동일진동을 중복시키면서 상호간섭(相互干涉)시켜 약하게 합성하면서 시간차가 없을 때와 비교해서 최초의 최고진폭(最高振幅)이 반으로 되고, 그 외의 부분에서 진동이 저감되는 수치를 전자지연기폭부에 입력하는 단계; 및 상기 전자지연기폭부를 이용해 발파할 때 진동을 상호간섭(相互干涉)시키는 동시에 저감(低減)하기 위해서 최적의 기폭시간차(起爆時間差)와 진동파형(振動波形)의 상관함수(相關函數)를 이용해 발파시킴을 특징으로 하는 시차별 발파진동을 상호간섭시켜 진동소음을 저감시키는 발파방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides the steps of the blasting method of mutually interfering blasting vibrations to reduce vibration noise. An IC timer and a net generator comprising an electric energy storage capacitor and a delay element and a switching element powered by the same capacitor are used. Providing an electronic delay detonator made of a primer; Measure the vibration wave of the blasting object in the field, and repeat the same vibration by repeating the triangular waveform appearing in the trigonometric function decaying at regular intervals by half a period. Inputting a numerical value in which the initial maximum amplitude is halved and the vibration is reduced in other parts compared to when there is no time difference while weakly synthesizing; And a correlation function of an optimal detonation time difference and an oscillation waveform in order to mutually reduce and mutually reduce vibration when blasting using the electronic delay unit. Provided is a blasting method for reducing vibration noise by mutually interfering blasting vibrations, characterized by blasting.
이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention for achieving this purpose are as follows.
본 발명에 적용된 시차별 발파진동을 상호간섭시켜 진동소음을 저감시키는 발파방법은 도 1 내지 도 13 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.A blasting method for reducing vibration noise by mutually interfering disparity blasting vibrations applied to the present invention is configured as shown in FIGS. 1 to 13.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, detailed descriptions of related well-known techniques or configurations will be omitted when it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
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.The following terms are terms set in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the producer, and their definitions should be made based on the contents throughout the specification.
먼저, 본 발명은 도 1 에 도시된 바와 같이 전자뇌관(10)이 구비되는 것으로, 최대외경 약17mm, 전장 약110mm의 프라스틱 캡내에 전기에너지축적콘덴서(11), I.C 타이머(12), 순발전기뇌관(13)을 수용해서 밀봉하여 구성된다.First, the present invention is provided with an electron primer 10, as shown in Figure 1, the electrical energy storage capacitor 11, IC timer 12, the forward generator in a plastic cap of about 17mm maximum length, about 110mm in total length The primer 13 is accommodated and sealed.
또한 본 발명은 도 2 에 도시된 바와 같이 전기에너지축적콘덴서(11)와 동 콘덴서를 전원으로 한 지연소자(21) 및 스위칭소자(22)로된 I.C 타이머(12) 및 순발전기뇌관(13)이 구비되어 전자지연기폭부(electronic delay detonator)가 구비되는 것으로, 이때 전자지연기폭부에는 발파기(20)가 연결 구비된다.In addition, the present invention, as shown in Figure 2, the electric energy storage capacitor (11) and the IC timer 12 and the net generator primer 13 of the delay element 21 and the switching element 22 using the same capacitor as the power source Is provided is provided with an electronic delay detonator (electronic delay detonator), wherein the electronic delay device is provided with a blasting machine 20 is connected.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.On the other hand, the present invention may be variously modified and may take various forms in applying the above configuration.
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.And it is to be understood that the invention is not limited to the specific forms referred to in the above description, but rather includes all modifications, equivalents and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood that.
상기와 같이 구성된 본 발명 발파시 진동을 상호간섭으로 저감시키는 발파방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the blasting method for reducing the vibration when the blasting of the present invention configured as described above with mutual interference as follows.
우선, 본 발명의 발파작업 순서는 도 3 에 도시된 바와 같이 이루어지는 것으로, 이와 같은 작업은 일반적으로 알려져 있고 또한 도면에 도시되어 있기 때문에 별도의 상세한 설명은 생략하기로 한다.First, the blasting operation sequence of the present invention is made as shown in Figure 3, since such operation is generally known and shown in the drawings, a separate detailed description will be omitted.
상기한 발파작업 과정에서 본 발명은 전기에너지축적콘덴서(11)와 동 콘덴서를 전원으로 한 지연소자(21) 및 스위칭소자(22)로된 I.C 타이머(12) 및 순발전기뇌관(13)이 구비되어 전자지연기폭부(electronic delay detonator)를 갖추는 단계; 현장의 발파대상물의 진동파(振動波)를 측정하되, 일정한 주기로 감퇴하는 삼각함수(三角函數)에서 나타나는 삼각파형(三角派形)을 진동에 반주기(半周期)만큼 늦게 동일진동을 중복시키면 상호간섭(相互干涉)해서 약하게 합성되는데, 시간차가 없을 때와 비교해서 최초의 최고진폭(最高振幅)이 반으로 되고, 그 외의 부분에서도 진동이 저감되는데 이 수치를 전자지연기폭부에 입력하는 단계; 및 상기 전자지연기폭부를 이용해 발파할 때 진동을 상호간섭(相互干涉)시키는 동시에 저감(低減)하기 위해서 최적의 기폭시간차(起爆時間差)와 진동파형(振動波形)의 상관함수(相關函數)를 이용해서 논리적으로 결정되면 이를 이용해 발파시킴을 특징으로 한다. In the blasting operation described above, the present invention includes an IC timer 12 and a forward generator primer 13 including an electric energy storage capacitor 11 and a delay element 21 and a switching element 22 using the same capacitor as a power source. Providing an electronic delay detonator; Measure the oscillation wave of the blasting object in the field, but if the same vibration is overlapped with the oscillation of the triangular waveform appearing in the trigonometric function decaying at regular intervals by half the period, When the interference is weakly synthesized, the initial maximum amplitude is halved as compared with when there is no time difference, and vibration is also reduced in other parts. And a correlation function of an optimal detonation time difference and a vibration waveform in order to mutually interfere with and reduce vibrations when blasting using the electronic delay unit. If logically determined, it is characterized by blasting using it.
이때 상기 상관함수(相關函數)는 자기상관함수(自己相關函數)와 상호상관함수(相互相關函數)로 이루어지되, 이는 각각 다음과 같은 식으로 정의되며 어느 시간차에 있어서 자기자신 즉, 다른 파(波)와의 상관정도를 시간차의 함수로서 나타내는 것으로,In this case, the correlation function is composed of an autocorrelation function and a cross-correlation function, each of which is defined by the following equation and at one time difference, that is, another wave ( The degree of correlation with waves as a function of time difference,
자기상관함수(自己相關函數)(Auto-correlation)는,Auto-correlation is
Rxx(τ)Rxx (τ)
= INTx(t)x(t+τ)dt.....(1)= INT x (t) x (t + τ) dt ..... (1)
상호상관함수(相互相關函數)(Cross-correlation)는,Cross-correlation is
Rxy(τ)Rxy (τ)
= INTx(t)y(t+τ)dt.....(2)= INT x (t) y (t + τ) dt ..... (2)
여기서, R은 상관함수, T는 상관을 구할 구간, x, y는 진동파형, t는 시간, τ는 시간차를 나타내며, 가장 상관이 높게되는 시간차에서 그들의 파를 중복시키면 상호 간섭하고, 약하게 합성되는 효과를 논리적으로 결정하여 발파시킴을 특징으로 한다.Here, R is a correlation function, T is a section to obtain a correlation, x, y is a vibration waveform, t is a time, τ is a time difference, and if they overlap at a time difference that has the highest correlation, they are mutually interfering and weakly synthesized. It is characterized by blasting by logically determining the effect.
상기 현장 발파시의 진동파(振動波)는 정현파(正弦波)의 +, - 수치를 조정하여 시간차를 조절하면 수치합성에 의해 간섭효과로 진동이 제어되도록 함을 특징으로 한다.The oscillation wave during the field blasting is characterized in that the vibration is controlled by the interference effect by the numerical synthesis when the time difference is adjusted by adjusting the + and − values of the sinusoidal wave.
이하에서는 본 발명의 보다 구체적인 실시예를 설명하기로 하겠다.Hereinafter, more specific embodiments of the present invention will be described.
본 발명에 적용된 발파진동 저감실험의 개념은 도 4 에 도시된 바와 같은 것으로, 일정한 주기로 감퇴하는 삼각함수에서 나타내는 삼각파형을 가정하게 된다. 이 진동에 반주기만큼 늦게 동일진동을 중복시키면 상호간섭해서 약하게 합성된다. 시간차가 없을 때와 비교해서 최초의 최고진폭이 반으로 되고, 그 외의 부분에서도 진동이 저감된다. 그리고 상관함수를 이용해서 진동저감방법의 최고 적합한 시간차를 결정하게 된다. 이의 구체적인 방법은 전술한 상관함수와 같다.The concept of the blast vibration reduction experiment applied to the present invention is as shown in FIG. 4, and assumes a triangular waveform represented by a trigonometric function decaying at a constant cycle. If the same vibrations are overlapped with this vibration by half a cycle, they are coherent and weakly synthesized. Compared to when there is no time difference, the initial peak amplitude is halved, and vibration is reduced in other parts. The correlation function is then used to determine the best time difference for the vibration reduction method. The specific method thereof is the same as the correlation function described above.
(실시예)(Example)
실험은 시멘트블록 공시체(供試體)에 5개의 구멍을 형성한 후 각각의 구멍에 뇌관(電管)을 장진해 기폭하였을 때 공시체 표면에서 계측된 진동변위 속도저감을 목적으로 한다.The experiment aims to reduce the vibration displacement velocity measured on the surface of specimens when five holes are formed in the cement block specimens and the primers in each hole are detonated.
이를 보다 상세히 설명하면, 도 6 에 도시된 바와 같이 공시체는 몰탈로 제작한 가로 약700mm, 세로 약700mm, 높이 약 900mm의 직육각형체이다. 일측면 중앙의 세로 방향에 150mm간격으로 구멍 80mm, 깊이 220mm의 구멍을 형성하였다. 또한 구멍은 뇌관이 무리없이 투입되는 크기에, 깊이는 뇌관을 장진했을 때에 뇌관 중앙 까지의 깊이가 200mm 되도록 결정하였다. 구멍에는 편의상 상부에서 1∼5개의 구멍까지 번호를 부여하였다. 그리고 각 구멍에는 거리와 진동시간을 최소 2승근법으로 해석해서 구한 진동의 전파속도는 약 3.360m/sec이었다.More specifically, as shown in FIG. 6, the specimen is a rectangular hexagonal body of about 700 mm in width, about 700 mm in length, and about 900 mm in height made of mortar. Holes of 80 mm and 220 mm deep were formed at 150 mm intervals in the longitudinal direction of one side center. In addition, the hole was sized so that the primer was applied without difficulty, and the depth was determined so that the depth to the center of the primer was 200 mm when the primer was charged. Holes are numbered from 1 to 5 holes in the upper portion for convenience. In each hole, the propagation speed of the vibration obtained by analyzing the distance and the vibration time by the least square root method was about 3.360 m / sec.
상기 각 구멍에는 정밀뇌관을 1개씩 전색을 하지 않고 장진하고, 정밀기폭기로 기폭하였다. 정밀기폭기는 5개의 기폭회로를 가지고, 이 기폭시스템에 의해서 각 찬넬 1㎲ 단위로 1㎲ 부터 9,999,999㎲까지 기폭시간제어가 가능하다는 것이 확인되었다.Each of the holes was extended by one precision primer without coloration, and detonated with a precision aerator. The precision detonator has five detonator circuits, and it has been confirmed that the detonator system can control the detonation time from 1 ㎲ to 9,999,999 로 by 1 ㎲ of each channel.
계측 및 계산은 최초에 1번공, 2번공, 3번공을 단독으로 뇌관기폭했을 경우, 진동을 측정하였다. 1번공과 5번공, 2번공과 4번공은 각각 조건이 같다고 가정해서, 4번공과 5번공은 측정을 하지 않았다. 또 각각의 기폭단위에서 측정 위치 까지의 거리와 기폭에서 측정위치에 진동이 도달할때 까지의 시간과 공시체의 진동 전파속도를 구하였다. 이후 1번공 및 2번공 진동파형의 자기상관함수를 각각 계산하고, 1∼5번공, 2∼4번공 순서로 각각 기폭할 때의 최적시간차를 결정하였다. 또 이시간차로서 4개의 구멍을 기폭했을 경우의 진동을 측정하였다. 다음에 1∼5번공과 2∼4번공의 진동파형의 상호상관함수를 계산하고, 1∼5번공, 2∼4번공의 순서대로 기폭할 때 최적시간차를 결정하였다. 또 이 시간차로서 4개의 구멍을 기폭했을 경우의 진동을 측정하였다. 그 결과 최후에는 1∼5∼2∼4와 3번공의 진동파형의 상호상관함수를 계산하고, 1∼5∼2∼4∼3번공의 순서로 기폭했을 때의 최적시간차를 결정하였다. 또 계산한 시간차에서 5번공을 기폭했을 경우의 진동을 측정하였다. 그랬더니 복수공의 경우 기폭순서는 최초에 도달하는 최대진폭을 작게하기 위해서 원거리에서 진폭이 작은 진동에 근거리에서 진폭이 큰 진동을 각각 중복되도록 하였다. 또한 비교하기 위해서 5번공 전부로부터 진동이 동시에 측정단위에 도달하도록 하는 시간차에서 기폭한 경우 진동을 측정하였다. Measurements and calculations were measured when the first, second, and third holes were independently detonated. Assuming holes 1 and 5, 2 and 4 have the same conditions, holes 4 and 5 were not measured. In addition, the distance from the detonation unit to the measurement position, the time until the vibration reached the measurement position, and the vibration propagation speed of the specimen were obtained. After that, the autocorrelation function of the oscillation waveforms of holes 1 and 2 was calculated, respectively, and the optimum time difference when detonating in the order of holes 1 to 5 and holes 2 to 4, respectively, was determined. Moreover, the vibration at the time of detonating four holes as this time difference was measured. Next, the cross-correlation function of the vibration waveforms of holes 1-5 and holes 2-4 was calculated, and the optimum time difference was determined when detonating in the order of holes 1-5 and holes 2-4. Moreover, the vibration when the four holes were detonated as this time difference was measured. As a result, the cross-correlation function of the vibration waveforms of 1 to 5 to 2 to 4 and 3 holes was calculated, and the optimum time difference when detonating in the order of 1 to 5 to 2 to 4 to 3 holes was determined. Moreover, the vibration when the 5th hole was detonated from the calculated time difference was measured. As a result, in the case of multiple holes, in order to reduce the maximum amplitude reached in the first place, vibrations with large amplitude at a close distance were overlapped with vibrations with small amplitude at a long distance. In addition, for comparison, the vibration was measured when the oscillation from all the 5 holes at the time difference to reach the measurement unit at the same time.
상기 실험결과 단독기폭의 진동파형은 1, 2, 3번공을 각각 단독으로 기폭한 경우의 진동파형을 도 7 에 나타내었다. 기폭단위에서 측정단위까지의 거리증가에 따른 진폭이 감소하고 그 외는 같은 파형이었다. As a result of the experiment, the vibration waveform of the single atom is shown in FIG. 7 when the number 1, 2, and 3 holes are independently detonated. The amplitude decreases with increasing distance from the detonation unit to the measurement unit, and the other waveforms are the same.
또한 2번공 기폭의 진동파형은 1번공 및 2번공의 자기상관함수의 계산 결과, 진동파형의 중복되는 상태, 단순히 진폭의 합에 의한 1∼5 및 2∼4의 2공 기폭 시뮬레이션 결과와 측정된 파동 파형을 각각 도 8 및 도 9 에 나타내었다. 그 결과 자기상관함수에 따른 기폭의 최적시간차는 각각 20.8㎲, 21. 2㎲에서 진동파형 시뮬레이션 간격을 고려하면 같다고 볼 수 있다. 이것은 각각의 단독파형이 같은 것이 원인이 된다. 어떠한 경우도 시뮬레이션 결과와 실험측정된 파동 파형은 양호하게 일치하고, 본 모델에 있어서 단순한 진폭의 파에 의한 시뮬레이션 방법이 가능하다는 것을 나타내었다.In addition, the vibration waveform of hole 2 is measured with the results of calculation of the autocorrelation function of holes 1 and 2, the overlapping state of the vibration waveforms, and the results of simulation of the 2 holes of 2 to 4 by the sum of amplitudes. Wave waveforms are shown in FIGS. 8 and 9, respectively. As a result, the optimum time difference of the explosion according to the autocorrelation function can be considered as the same considering the vibration waveform simulation interval at 20.8㎲ and 21.2., Respectively. This is because each single waveform is the same. In any case, the simulation results and the experimentally measured wave waveforms were in good agreement with each other, indicating that a simple amplitude wave simulation method is possible in this model.
또한 4번공의 기폭의 진동파형은 1∼5, 2∼4의 진동파형에 의한 상호상관함수의 계산 결과, 진동파형을 중복시키는 상태, 1∼5∼2∼4, 4공 기폭의 시뮬레이션 결과 및 측정된 진동파형을 도 10에 나타내었다. 이 상호상관함수에 있어서 부의 상관이 매우 높게 되는 것은 146.8㎲이지만, 진동을 시간적으로 분산되지 않게 간섭시키기 위해서 1번공과 2번공의 최적시간차로서 2번째에 부의 상관이 높은 38.4㎲를 채용하였다. 따라서 1∼5∼2∼4의 시간차는 0∼20. 8∼38. 4∼59.6㎲가 된다. 단, 여기서 얻은 시간차는 진동이 도달했을 때의 시간차이므로 실제의 기폭시간차는 이것의 거리에 의한 도달시간의 차를 가감하고 있다. 이 경우도 시뮬레이션 결과와 측정파형은 양호하게 일치하였다.In addition, the vibration waveform of the opening of the fourth hole is calculated as a result of the cross-correlation function of the vibration waveforms of 1 to 5 and 2 to 4, the state of overlapping the vibration waveform, the simulation results of the 1 to 5 to 2 to 4, and 4 air bubbles and The measured vibration waveform is shown in FIG. In this cross-correlation function, the negative correlation is very high at 146.8 ms, but the 38.4 ms with high negative correlation is adopted as the optimal time difference between the 1st and 2nd holes in order to interfere with the vibration not to be dispersed in time. Therefore, the time difference between 1-5 and 2-4 is 0-20. 8 to 38. 4 to 59.6 kV. However, since the time difference obtained here is the time difference when the vibration reaches, the actual detonation time difference adds or subtracts the difference of the arrival time by this distance. Also in this case, the simulation result and the measurement waveform were in good agreement.
또한 5공 기폭의 진동파형은 1∼5∼2∼4와 3번공의 진동파형에 의한 상호상관함수의 계산결과, 진동파형의 중복의 상태 1∼5∼2∼4∼3의 5공 기폭의 시뮬레이션 결과 및 측정된 진동파형을 도 11 에 나타내었다. 즉, 1번공과 3번공의 최대시간차는 84.8㎲가 되었다. 따라서 1∼5∼2∼4∼3의 시간차는 0∼20. 8∼38. 4∼59.6∼84.8㎲가 된다. 실험결과 진동속도의 최대치는 0.63m/s가 되고, 3번공을 단독으로 기폭한 경우의 진동속도 최대치인 0.90m/s보다 작게 되었다. 5공 기폭의 경우, 약 50㎲에서 시뮬레이션 결과 보다 측정된 진동파형의 진폭이 크게 되었다. 각각의 진동변위속도를 시간으로 적분해서 변위를 구한 결과 도 12 에 나타내었다. 시뮬레이션에서는 변위가 0 부근에 근접하지만, 측정파형에서는 변위가 시간과 함께 증대하고 있다. In addition, the oscillation waveform of the 5-hole amplitude is calculated by the cross-correlation function of the vibration waveforms of 1 to 5 to 2 to 4 and the 3rd hole. Simulation results and measured vibration waveforms are shown in FIG. 11. That is, the maximum time difference between the 1st and 3rd holes was 84.8㎲. Therefore, the time difference between 1 and 5 and 2 and 4 and 3 is 0 to 20. 8 to 38. It becomes 4-59.6-84.8 kPa. As a result of the experiment, the maximum value of the vibration velocity was 0.63 m / s, which became smaller than the maximum vibration velocity 0.90 m / s when the third hole was detonated alone. In the case of the 5-air gap, the amplitude of the measured vibration waveform was larger than that of the simulation at about 50 Hz. The displacements were obtained by integrating each vibration displacement velocity with time, and are shown in FIG. 12. In the simulation, the displacement is close to zero, but in the measurement waveform, the displacement increases with time.
또한 최대조건과의 비교는 5공기폭 최대조건이 시뮬레이션 결과와 측정된 진동파형을 도 13 에 나타내었다. 양자가 일치하지 않는 원인은 변위의 계산과 실험후의 공시체 상태에서 최적시간차의 경우와 똑같은 공시체 파괴현상이 고려되지 않았기 때문이라고 생각된다. 그리고 최대조건의 진동속도 최대치는 3.28m/s가 되고, 최적시간차의 경우와 비교하면 최적의 최대치는 0.47m/s에서 약 1/7, 최대치는 0.63m/s에서 약 1/5로 감소되었다.In addition, the comparison with the maximum condition is shown in Figure 13 the simulation results and the measured vibration waveform of the five air width maximum conditions. The reason for the inconsistency is thought to be that the specimen destruction is not considered the same as the optimum time difference in the specimen state after the displacement calculation and experiment. The maximum oscillation speed of the maximum condition is 3.28m / s, and the optimum maximum decreases from 0.47m / s to about 1/7 and the maximum from 0.63m / s to about 1/5 compared with the optimum time difference. .
마지막으로 파단면의 상태는 ㎲정도의 시간차 기폭에서는 발파에 의한 파단면이 매우 미려한 것이 확인되었다.Finally, it was confirmed that the fracture surface due to the blasting was very beautiful at the time difference of about ㎲.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 복수의 진동원에서 진동을 적극적으로 중복시켜 상호간섭을 통하여 발파진동을 저감시킬 수 있도록 한 것으로, 특히 이를 위해 최고 적합한 기폭시간차를 진동파형의 상호함수를 이용해서 이론적으로 적용하여 발파시킬 수 있도록 한 것이며, 파의 간섭원리를 이용하여 발파진동 저주파음을 경감할 수 있도록 한 것이고, 정밀한 기폭에 의해 매우 깨끗한 굴삭면을 실현하고 또 암을 손상하지 않기 때문에 공동의 안정성을 높일 수 있도록 한 것이며, 암결에 맞는 단발 초시 설계를 하는 것에 따라 파쇄 입도를 작게하여 소할, 적재시간, 2차파쇄의 경감을 유도할 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 발파폭음 및 비산석 방지효과와 민원발생 감소효과 그리고 시공성 및 경제적인 측면의 기대효과를 얻을 수 있도록 함은 물론 결과적으로 민원의 시시비비를 신속히 가리고 막대한 국가예산 절감시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.As described in detail above, the present invention is to reduce the blasting vibration through mutual interference by actively overlapping vibrations in a plurality of vibration sources, and in particular, by using the mutual function of the vibration waveform, Theoretically applied to the blasting, and the principle of wave interference can be used to reduce the blast vibration low frequency sound, because the precise detonation realizes a very clean excavated surface and does not damage the arm It is designed to increase the stability, and by designing a single-shot design suitable for rock formation, it is possible to reduce the particle size of crushing to induce reduction of loading, loading time, and secondary crushing. To reduce the number of complaints and complaints, and to achieve the expected effects in terms of constructability and economics. As a result, it is a very useful invention that can quickly cover the civil service of civil complaints and reduce enormous national budget.
도 1 은 본 발명에 적용된 전자뇌관의 구성도.1 is a block diagram of an electron primer applied to the present invention.
도 2 는 본 발명에 적용된 전기적뇌관의 시스템 구성도.2 is a system configuration of the electric primer applied to the present invention.
도 3 은 본 발명에 적용된 발파방법의 흐름도.3 is a flow chart of the blasting method applied to the present invention.
도 4 는 본 발명에 적용된 진동을 콘트롤하는 개념적인 파형도.4 is a conceptual waveform diagram for controlling vibration applied to the present invention.
도 5 는 본 발명에 의해 효과적으로 지연시간을 결정하는 파형도.5 is a waveform diagram for effectively determining a delay time according to the present invention.
도 6 은 본 발명에 적용된 실험체의 구성도.6 is a block diagram of a test object applied to the present invention.
도 7 은 본 발명에 적용된 실험체의 1∼5 에 기폭되는 진동 파형도.Figure 7 is a vibration waveform diagram amplified to 1 to 5 of the test specimen applied to the present invention.
도 8 은 본 발명 1, 5번 2개의 기폭물에 의해 일으키는 원인이 되는 진동 파8 is a vibration wave caused by the two detonators of the present invention 1, 5
형도. Brother.
도 9 는 본 발명 2, 4번 2개의 기폭물에 의해 일으키는 원인이 되는 진동 파9 is a vibration wave caused by the two detonation objects of the present invention 2, 4
형도. Brother.
도 10 은 본 발명 4개의 기폭물에 의해 일으키는 원인이 되는 진동 파형도. 10 is a vibration waveform diagram causing the four detonators of the present invention.
도 11 은 본 발명 5개의 기폭물에 의해 일으키는 원인이 되는 진동 파형도.11 is a vibration waveform diagram causing by the five detonators of the present invention.
도 12 는 본 발명 5개의 기폭물에 의해 일으키는 원인이 되는 변화도.Fig. 12 is a diagram showing the change caused by the five initiators of the present invention.
도 13 은 본 발명 최대 상태에 5개의 기폭물에 의해 일으키는 원인이 되는 13 is caused by five detonators in the present invention maximum state
변화도. Change.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 전자뇌관 11: 전기에너지축적콘덴서10: electron primer 11: electric energy storage capacitor
12: I·C콘덴서 13: 순발전기뇌관12: I / C Capacitor 13: Forward Generator Primer
20: 발파기 21: 지연소자20: blast 21: delay element
22: 스위칭소자22: switching element
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