KR20050108269A - 폐플라스틱 분말을 이용한 발파 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐플라스틱 분말을 이용한 발파 방법에 관한 것으로, 기존의 발파 작업에서의 작업조건이 자연현상에서의 분진폭발이 일어나는 조건과 유사함에 착안하여, 기존의 화약에 분진폭발을 일으킬 수 있는 폐플라스틱 분말을 추가함으로써, 기존의 화약만을 적용한 방법에서와 같은 폭발효과를 얻을 수 있으며, 가격이 저렴한 폐플라스틱 분말을 사용하는 것에 따른 화약 재료비의 절감을 도모할 수 있고, 자원의 재활용을 통한 환경오염을 방지할 수 있는 효과를 얻는 기술이다.

Description

폐플라스틱 분말을 이용한 발파 방법{Blasting method using waste plastic particles}

본 발명은 폐플라스틱 분말을 이용한 발파방법에 관한 것으로, 특히 일정량의 폐플라스틱 분말을 화약에 포함시킴으로써 화약만을 사용하는 기존의 경우에서와 같은 폭파효과를 얻음과 동시에, 화약 사용 및 자원의 재활용을 통한 비용절감을 도모할 수 있는 폐플라스틱 분말을 이용한 발파 방법에 관한 것이다.

일반적으로 터널굴착, 암반 파괴, 석재 채취 및 기타 등의 목적으로 수행하는 각종 폭발 현장에 있어서, 일정 지역을 폭파하기 위해서는 폭파 대상지역 내에 일정 깊이를 갖는 적어도 하나 이상의 천공을 형성하고, 이 각 천공의 내부에 일정량의 화약을 충진시킨 상태에서 외부 점화원의 작용에 의해 상기 장전되어 있는 화약을 폭발시킴으로써 소정의 발파 효과를 얻는다.

상기 화약은 천공의 저부로부터 상부 일정 높이에 이르기까지 분말 형태나 캐트리지 또는 기타 형상의 화약으로 채워진다.

도 1 은 종래의 기술에 따른 지하발파를 위한 천공 내부에 화약이 충진된 상태를 도시한 단면도로서, 분말형태의 화약을 사용한 경우를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 폭파 대상지역(10)내에 일정 깊이의 천공(20)을 적어도 하나 이상 형성하고, 상기 천공(20) 내부에 화약(30)을 장전한다.

상기 화약(30)은 천공(20)의 내부를 대부분 충진하는 분말형태의 화약(31)과, 상기 분말형태의 화약(31) 내부 소정위치에 장착되는 전폭약포(33)로 이루어지며, 상기 분말형태의 화약(31)으로는 ANFO(Ammonium Nitro Fuel Oil)를 사용하고, 상기 전폭약포(33)로는 뉴마이트(NEWMITE)에 뇌관을 결합시켜 사용한다.

특히 상기 분말형태의 화약(31)인 ANFO 의 특성상 ANFO 가 그 자체만으로는 뇌관을 이용한 기폭이 불가능하여 뇌관과 캐트리지 형 화약을 결합한 전폭약포(33)를 천공(20)의 하부 바닥면 근처에 위치시키고(역기폭 방식의 경우), 상기 화약(30)의 상측으로는 밀봉재(40)가 천공(20)의 상측 높이까지 채워지며, 밀봉재(40)로는 석분 등을 사용한다.

상기한 종래의 발파 방법에 있어서, 천공(20)의 내부에 충진되는 화약 비용이 대체로 비싸(ANFO의 경우 1,500원/Kg) 사용에 따른 비용부담이 증대되고, 화약의 폭발압에 의한 소음과 진동이 크게 발생하는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여, 폭발성이 있으나 소음과 진동을 덜 발생시키며, 화약에 비해 상대적으로 가격이 저렴한 폐플라스틱 분말을 사용하여 기존의 화약 사용시와 동일한 폭발 효과를 얻을 수 있는 것과 함께, 비용절감을 도모할 수 있는 폐플라스틱 분말을 이용한 발파 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 폭파 대상지역 내에 일정 깊이의 적어도 하나 이상의 천공을 형성한 후, 상기 각 천공에 화약을 충진시키고, 점화원의 작용으로 상기 화약이 폭발되도록 함으로써 원하는 지역을 폭파시키는 폭발 방법에 있어서,

상기 화약에 일정량의 폐플라스틱 분말이 포함되도록 하여, 발파 대상물의 강도에 따라 상기 폐플라스틱 분말의 양을 조절하여 화약 사용량을 가감하는 것을 통해 화약의 사용량을 최소화함으로써, 폭발시 발생되는 진동과 소음을 최소화시키며, 화약 사용비의 절감과 폐플라스틱의 재활용을 통한 자원절감을 도모할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 폐플라스틱 분말은 재생 플라스틱 성형전 상태의 분말이며, 화약에 포함되는 기폭재인 ANFO 의 10-20% 를 이루도록 하는 것이 좋다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐플라스틱 분말을 이용한 발파방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2 는 본 발명에 따른 폐플라스틱 분말을 이용한 발파방법을 설명하기 위한 도면으로서, 발파용으로 형성된 천공 내부에 폐플라스틱 분말이 포함된 화약이 장전되어 있는 상태를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에서는 발파용 천공(20)에 장착되는 화약(50)에 폐플라스틱 분말(55)이 포함되어 있다. 즉, 본 발명의 화약(50)은 천공(20)의 저부로부터 상부 일정 높이에 이르기까지 분말 형태의 화약(ANFO)(51)이 채워지고, 상기 분말 형태의 화약(ANFO)(51)의 내부에 전폭약포(53)가 배치된다. 이때 상기 전폭약포(53)는 천공(20)의 하부 바닥면 근처에 배치되며, 상기 분말형태의 화약(ANFO)(51)의 내부에는 폐플라스틱 분말(55)이 소정의 비율로 함께 섞여 있다.

또한, 상기 화약(50)의 상측으로는 밀봉재(60)가 천공(20)의 상측 높이까지 채워지며, 상기 밀봉재(60)로는 석분을 사용한다.

따라서, 가격이 상대적으로 저렴한 상기 폐플라스틱 분말(55)이 포함되는 양만큼 화약(50)에 있어서, 특히 ANFO 와 같은 분말형태의 화약(51)이 덜 들어가게 되므로 비용절감을 기할 수 있다.

도 3 은 상기 본 발명의 화약내에 포함되는 폐플라스틱 분말(scrap)의 일예를 사진으로 도시한 도면이다.

상기 예시된 본 발명의 폐플라스틱 분말(55)은 직경이 약 1- 10mm 인 속이 비어 있는 원통형상의 분말이며, 재생 플라스틱으로 성형하기 직전의 분말상태이다.

본 발명의 폐플라스틱 분말(55)은 입도가 비교적 고르게 상기 도시된 예와는 다르게 무게 대비 부피가 상대적으로 큰 비정형의 분말 형태를 취할 수도 있다.

한편, 본 발명에 있어서, 폐플라스틱 분말(55)이 화약의 대체재로 적용할 수 있는 이유는 폐플라스틱 분말(55)이 분진폭발의 특성을 가지고 있기 때문인데, 이하에서는 폐플라스틱 분말에 있어서의 분진폭파의 이론적인 배경에 대해 설명한다.

일반적으로 분진이 폭발한다는 사실에 대한 인식은 탄광에서의 분진폭발 가능성에서 발단되었으며, 1870 년경부터 가연성 가스가 존재하지 않더라도 분진만으로 폭발이 일어난다는 것이 인정되었고, 1886 년경에는 영국에서 탄광폭발 조사 위원회가 분진에 폭발성이 있다는 것을 인정하였다.

이처럼 분진중에서도 탄진은 폭발성을 가져 위험하다는 것이 과거의 여러 대폭발 사고로 일반인에게 알려져 있고, 또한 이 같은 성질을 이용하여 미분탄 연소로서 이용되고 있다. 그러나 다른 많은 분진류에 관해서는 옛날부터 폭발재해를 일으키고 있으면서도 일반에게는 의외로 그 위험성이 알려져 있지 않다.

일반적으로 제조공업에서의 분진폭발 재해는 현재 화약, 그 밖의 폭발성 분진류에 의한 재해를 제외하고는, 가연성 가스나 인화성 액체류에 의한 폭발재해에 비하면 그 건수나 손해 정도는 훨씬 적지만, 최근 플라스틱 공업, 유기합성공업, 분말금속공업, 사료공업 등 기술의 진보에 따라 원료 및 제품을 분체로 다루는 공정이 많아졌고, 이 같은 분체의 취급분야의 확대, 취급량의 증대, 공정의 연속화 대형화 경향은 분진폭발의 잠재 위험성을 증대시키게 된다.

분진은 항상 우리 주위에 존재하고 있지만 언제 어디서나 폭발하는 것은 아니고, 일정한 조건이 갖춰져야 비로소 폭발 위험성을 가진다. 분진의 연소폭발 위험성은 분진이 공기중에 부유하고 있는 경우와 구조물 위에 퇴적된 경우로 나눌 수 있다.

분진은 가연성의 고체를 세분화한 것인데, 지름이 0.1㎛ 이하로 되면, 에어로졸로서 공기중에 분산해서 콜로이드(현탁) 상태가 되는데, 실제 대부분의 분진은 대체로 10㎛ 정도의 입자이므로 부유가 영구적인 것은 아니다.

또한, 분진은 그 생성과정에서 균일한 것은 하나도 없으며, 에어로졸과 같은 미세한 것부터 제법 큰 입자로 눈으로 확인할 수 있는 것까지 다양한 크기의 분진들이 혼합되어 있다.

분진이 폭발하려면 공기와 잘 혼합되어 있는 부유상태가 필요하다. 즉, 분진이 폭발하기 위해서는 다음과 같은 조건이 충족되어져야 한다.

즉, 분진의 가연성, 분진 입자의 크기, 공기중에서의 교반과 유동, 분진농도, 착화원의 존재 등이다.

이러한 제 조건이 충족되어지고, 분진이 장시간 건류되어 건류기체가 발생하면 가스폭발의 위험성이 있으며, 국부적인 가스폭발이 전체적인 분진폭발의 원인이 될 수 있다.

따라서 본 발명의 폐플라스틱 분말은 그 입자의 크기가 분진에 비해 상대적으로 매우 커 분진폭발의 가능성은 적지만, 그 적용되는 환경이 밀폐된 좁은 공간과 강력한 폭발력을 가진 폭약 속이기 때문에 이론적으로 분진폭팔이 충분히 일어날 수 있는 여건을 갖추고 있다.

이하에서는 폐플라스틱 분말을 이용하는 본 발명의 발파 방법을 적용한 실시예에 대해 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4 는 본 발명에 따른 폐플라스틱 분말을 이용한 발파작업을 수행하는 실시예 1과 실시예 2 에서의 화약 구성비 및 종래의 발파 작업시의 작업조건과 효과를 비교하여 도시한 표이다.

상기 표를 참조하면, 먼저 기존예의 경우에 있어서의 발파조건은 천공의 장이 14m이고, 천공수는 5 공이며, 투입화약은 뉴마이트 25kg, ANFO 250kg, 뇌관 5 kg 으로 구성되며, 폐플라스틱 분말은 사용하지 않는 조건이다.

본 발명의 제1 실시예(시험발파-1)와 제2 실시예(시험발파-2)는 상기 기존의 발파조건에서 투입화약중 ANFO 의 양을 250kg 에서 225kg 으로 줄이고, 폐플라스틱 분말(scrap)을 25kg(ANFO 의 10%)을 대신하여 각각 추가하는 조건으로 하였다.

본 발명의 제2 실시예는 천공의 폭을 종래의 3.8m에서 4.0m 로 달리 하였다.

이와 같은 조건에서 시험발파를 시행한 결과, 폭파상태가 모두 양호한 것으로 나왔다.

상기 실험예에서 알 수 있는 바와 같이, 화약의 일부로 폐플라스틱 분말을 일정량 포함시킨 본 발명의 경우, 즉 폐플라스틱 분말 투입비가 기폭재인 ANFO 대비 10% 로 하였을 경우, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서는 투입된 단위면적당 투입화약의 원가가 기존의 투입화약 원가 대비 3%, 10% 가 절감됨을 알 수 있으며, 상기 조건하에 실시한 시험에서는 모두 양호한 결과를 나타내었다.

상기 실험에서, 투입되는 폐플라스틱 분말의 양을 늘릴 경우 화약 사용비를 더 절감할 수 있으나, 투입양을 분말형태의 화약(ANFO)의 10% -20% 로 하는 것이 바람직하다.

아울러, 암질에 따른 적절한 양의 화약을 사용할 수 있게 됨으로, 폭발시 형성되는 진동이나 소음의 발생을 저감시킬 수 있고, 폐플라스틱을 재활용하는 측면에서 환경오염 방지 및 환경 친화적 자원의 활용을 통한 이미지 제고를 도모할 수 있다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명의 폐플라스틱을 이용한 발파 방법은 기존의 발파 작업에서의 작업조건이 분진폭발이 일어나기 위한 최적의 조건을 갖추고 있는 점에 착안하여, 기존의 화약에 폐플라스틱 분말을 포함시킴으로써 기존의 화약을 적용한 방법에서와 같은 폭발효과를 얻을 수 있으며, 암질에 따른 적절한 양의 화약을 사용할 수 있으므로 폭발시 형성되는 진동이나 소음의 발생을 저감시킬 수 있다. 아울러, 가격이 저렴한 폐플라스틱을 사용하는 것에 따른 화약 재료비의 절감을 도모할 수 있고, 자원의 재활용을 통한 환경오염을 방지할 수 있는 효과를 얻는다.

도 1 은 종래의 기술에 따른 지하발파를 위한 천공 내부에 화약이 충진된 상태를 도시한 단면도,

도 2 는 본 발명의 기술에 따른 천공의 내부에 화약이 충진된 상태를 도시한 단면도,

도 3 은 상기 본 발명의 폐플라스틱 분말의 일예를 도시한 사진,

도 4 는 본 발명의 폐플라스틱 분말을 이용한 지하 발파방법의 실시예를 도시한 표임.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 > - 번호 재 정의

10 : 폭파 대상지역 20 : 천공

30,50 : 화약 31,51 : 분발형 화약(ANFO)

33,53 : 전폭약포(뉴마이트+뇌관) 40,60 : 밀봉재

Claims (3)

1. 폭파대상 지역내에 일정 깊이의 적어도 하나 이상의 천공을 형성한 후, 상기 각 천공에 화약을 충진시키고, 점화원의 작용으로 상기 화약이 폭발되도록 함으로써 원하는 지역을 폭파시키는 폭발 방법에 있어서,

   상기 화약에 일정량의 폐플라스틱 분말이 포함되도록 한 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 폭발 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 폐플라스틱 분말은 직경이 1-10mm 인 속이 빈 원통형의 분말 또는 무게 대비 부피가 더 큰 비정형의 분말인 것을 특징으로 하는 발파 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 화약에 투입되는 폐플라스틱 분말은 분말형태의 화약(ANFO)의 10-20% 를 이루도록 한 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 지하발파 방법.