KR20090047912A - 터널의 외곽공을 2개의 영역으로 구분하여 20~25ｍｓ시차로 발파하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널발파 시 뇌관의 시차를 적절히 사용함으로써 터널의 굴착면이 최상의 결과를 얻기 위해 외곽공(3)에 비전기MS뇌관(20)을 장전하고 도폭선(10)으로 결선한 발파방법에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 심발공(1) 주변공(2) 바닥공(4)은 기존의 방법으로 비전기뇌관을 장전하는 단계; 외곽공(3)에 비전기MS뇌관(20)을 장전하여 도폭선(10)으로 결선하는 단계; 및 외곽공(3)에서 번치콘넥터(40)로 결선한 후 지연시차를 두고 전단면을 발파시키는 것을 특징으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 기존의 비전기뇌관을 사용하여 굴착예정선에 가까운 발파를 가장 경제적으로 수행할 수 있도록 한 것이고, 또한, 주위 암반의 손상을 최대한 억제하고, 더 나아가서는 터널 벽면의 미려한 발파면을 얻음으로써 발파효율을 증가시키도록 한 것이다.

심발공, 주변공, 외곽공, 바닥공, 비전기MS뇌관, 비전기LP뇌관, 전자뇌관, 시그날튜브, 번치콘넥터, 도폭선

Description

터널의 외곽공을 2개의 영역으로 구분하여 20~25ＭＳ 시차로 발파하는 방법{Blasting method of contour holes in two parts with time delay of 20~25MS}

본 발명은 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외곽공(3)을 좌우 2개의 구역으로 구분하여 각각의 구역에 주변공(2)에 장전된 뇌관의 마지막 시차보다 느린 비전기MS뇌관(20)또는 비전기LP뇌관 1개와 비전기MS뇌관(20)을 순차적으로 장전하여 도폭선(10)으로 결선하고, 외곽공(3)에서 가장 먼저 기폭되는 뇌관의 시그날튜브를 번치콘넥터(40)에 결선하여 외곽공(3)이 발파될 때 MS기폭시차를 유지시켜 MS효과를 이용한 경제적인 발파를 수행할 수 있도록 한 것이고, 또한 발파효율을 증가시킬 뿐 아니라 주위암반의 손상을 최대한 억제할 수 있도록 하고, 더 나아가서는 터널 벽면의 미려한 발파면을 얻기 위한 발파방법에 관한 것이다.

주지하다시피 산업용 화약의 발전은 근래 많은 발전을 이루어 왔다. 이에 따라 뇌관의 발전도 점차적으로 발전하여 전자뇌관에까지 이르게 되었다. 전자뇌관은 정확한 시차를 나타내고 컷 오프(cut-off)에 의한 불발을 방지하고, 누설 전류 및 미주 전류에 의한 뇌관의 오폭을 방지하는 최신의 기술로 만들어졌지만 가격이 비 싼 이유로 터널발파현장에 널리 사용되고 있지 않다.

기존의 비전기뇌관의 외곽공(3) 발파 시 단차별 오차 범위는 기존 뇌관(DS,LP)의 경우 후단으로 갈수록 일반적으로 9.11~41.72ms 단차별 표준편차가 발생한 것에 비하여 비전기MS뇌관(20)의 경우는 0.06~4.09ms 오차범위로 기폭 시킬 수 있다. 따라서 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법은 굴착면을 매끄럽게 하기 위한 제어발파나 적정 파쇄입도를 원하는 석산 또는 도심지에서 진동을 제어하기 위한 목적으로 적절히 활용될 수 있도록 한 것이다.

상기한 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법을 사용하여 종래의 터널을 예를 들어 발파하는 방법은 다음과 같다.

즉, 터널의 외곽부분은 외곽공(3)과 바닥공(4)으로 나누어진다. 바닥공(4)의 저항선과 공 간격은 막장의 상향 및 수평방향의 것과 같다. 그러나 바닥공(4)들은 암반의 중량을 보정하기 위하여 외곽공(3)보다 밀장전해야 한다. 외곽공(3)은 스므스 블라스팅(smooth blasting)이 이용된다. 상기 스므스 블라스팅은 규칙적인 측면을 가진 터널을 개착하고 암반의 손상을 제어하기 위한 것으로 터널굴착에 있어 널리 이용되는 기술이다. 암반의 매끄러운 벽면 확보와 암반의 벽면보호에 영향을 주는 인자로서는 폭약사용량, 뇌관의 기폭시차에 의한 제발성, 공간격, 최소저항선, 폭약계수, 천공의 정밀도 등이 있으며, 이중 뇌관의 기폭시차에 의한 제발성이 제일 중요하다. 외곽공(3)의 사용뇌관은 보통 LP#8~#15가 많이 쓰이나, 보통 이러한 뇌관의 초시는 5~10%의 초시오차를 가지고 있으므로 같은 단이라 하더라도 제발효 과를 보기에는 미약하다. 따라서 초시의 정밀도가 0.06~4.09ms에 달하는 비전기MS뇌관(20)을 외곽공(3)에 적용함으로 터널 굴착시 과굴착에 따른 비용저감 효과를 얻고 있다.

한편 외곽공(3)에 비전기LP뇌관의 결선방법을 사용하는 종래의 발파방법과 전자뇌관을 사용하는 발파방법에 대하여 몇 가지의 단점을 보다 상세히 설명하면,

<종래에 외곽공(3)에 비전기LP뇌관의 결선방법을 사용했을 때의 단점>

1. 지발단차 조절이 전자뇌관이나 비전기MS뇌관(20)에 비해 자유롭지 못하다.

2. 지발단차가 커져 단발발파가 이루어져서 원하는 발파효과를 얻지 못할 시 보강작업 등으로 공사의 지연을 초래할 수 있다.

3. 단수별 오차의 정확한 판단이 어려워 진동증가 등의 발파 공해가 증가 할 수 있다.

<전자뇌관을 사용했을 때의 단점>

1. 뇌관의 가격이 높아 전체적인 공사비가 증가하여 일반 터널발파 현장에서 사용이 원활하지 못하다.

2. 작업자에게 발파진동 및 초시분석에 대한 고도의 지식 함양이 필요하다.

3. 뇌관특성상 지연시차를 개별적으로 입력을 시켜야 함으로 결선시간이 증가하여 전체적인 작업Cycle time이 증가한다.

상기의 기술과 같이 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법은 최소한 기존의 비전기LP뇌관 결선법에서 발생되는 단점들 을 보강할 수 있으며, 전자뇌관을 사용했을 때의 고비용으로 발파현장에서 원활히 사용할 수 없는 점들을 보완할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법을 사용하여 경제적인 발파를 수행 하는데 그 목적이 있다.

외곽공(3)에 비전기MS뇌관(20)을 적용할 때와 기존의 외곽공(3)에 비전기LP뇌관을 사용했을 때를 비교하여 천공 흔적률(Half Cast Factor)을 증가시켜 같은 화약을 사용한다 하더라도 높은 효율을 얻는데 그 목적이 있다.

발파효율을 높여 막장면 손상과 주변암 반면 손상을 줄여 부석을 적게 발생시켜 낙반사고 발생률을 줄이는데 그 목적이 있다.

부석처리시간, 보강시간 등을 단축으로 공기를 단축시켜 발파효율의 극대화에 그 목적이 있다.

발파효율을 높여 막장면 손상과 주변암 반면 손상을 줄여 부석을 적게 발생시켜 낙반사고 발생률을 줄이는데 그 목적이 있다.

또한 이로 인해 발파 방법의 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위하여 본 발명은 터널을 굴착하고자 하는 전단면에 심발공(1), 주변공(2), 외곽공(3) 및 바닥공(4)을 소정의 간격과 깊이로 천공한 후 상기 천공된 구멍 내에 비전기뇌관과 폭약들을 장전한 뒤 장정된 폭약이 폭발될 때 인접공에 장정된 폭약이 제발되지 않도록 공지의 전색물로 공입구를 전색한 다음 발파기를 이용해 일정 시차로 뇌관을 기폭시켜 암반을 굴착하는 발파방법에 있어서, 심발공(1), 주변공(2) 및 바닥공(4)에는 기존의 비전기뇌관을 이용하여 장전하는 단계; 외곽공(3)을 2개의 구역으로 구분하여, 구분된 각 구역의 외곽공(3)들 중에서 그 하나에 주변공(2)에 장전하는 마지막 시차뇌관의 다음 시차를 갖는 비전기뇌관과 도폭선(10)을 함께 장전하는 단계; 도폭선(10)이 장전된 외곽공(3)을 제외한 나머지 외곽공(3)에는 비전기MS뇌관(20)을 장전하여, 비전기MS(20)뇌관의 시그날 튜브를 외곽공(3)에 연결된 도폭선(10)에 결선하는 단계; 외곽공(3)들 중에서 도폭선(10)과 함께 장전한 비전기뇌관이 가장 먼저 기폭 되도록 비전기뇌관의 시그날튜브를 번치콘넥터(40)에 결선한 후 전단면을 발파하는 것을 특징으로 하는 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법을 제공한다.

본 발명에 의한 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법은 기존의 비전기LP뇌관을 사용한 외곽공(3) 발파방법에 비해 단차 조절이 자유로워 뇌관의 초시부족으로 인한 지발당장약량이 증가하는 문제를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 기존에 외곽공(3)을 비전기LP뇌관으로 발파하는 것에 비하여 비전기MS뇌관(20)을 사용함으로써 보다 정교하게 발파되어 미려한 발파면을 얻을 수 있는 이점이 있다.

또한, 기존의 단발발파에서 정상적인 발파효과를 얻지 못할 때 미굴이 발생되어 추가적으로 보강작업 등이 이루어졌으나 비전기MS뇌관(20)을 사용하므로 공사 지연의 피해를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 뇌관이 후단으로 갈수록 단차별 표준편차가 증가하는데, 본 발명은 외곽공(3)에 비전기MS뇌관(20)을 사용함으로써 지발당장약량이 감소되어 소음과 진동의 발파공해를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 전자뇌관을 사용한 발파방법과 비교하여, 기존의 비전기뇌관을 사용함으로써 작업 사이클타임(Cycle time)의 증가나, 공사비의 증가로 인한 일반 터널발파 현장에서 사용이 원활하지 못하는 문제점을 줄일 수 있는 이점이 있다.

상기의 기술과 같이 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법은 최소한 기존의 비전기LP뇌관 결선법에서 발생되는 단점들을 보강할 수 있으며, 전자뇌관을 사용했을 때 보다 경제적인 발파가 가능한 이점이 있다.

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

도 1 은 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법을 터널에 적용하기 위한 모식도이고, 도 2 는 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법을 터널에 적용한 상태의 구성도이며, 도 3 은 발명에 의한 결선시스템의 구성도이다.

본 발명에 적용된 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

본 발명은 비전기뇌관을 이용하여 외곽공(3)을 발파할 때 MS효과를 이용하는 방법으로 터널이나 노천을 발파하는 방법에 관한 것으로, 특히 터널발파에 주로 이용되는 것이다.

이를 보다 상세히 설명하면, 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 심발공(1), 주변공(2), 바닥공(4)에는 기존과 같이 비전기뇌관을 장전하게 된다.

또한, 외곽공(3)에는 외곽공(3)을 2개의 구역으로 구분하여, 구분된 각 구역의 외곽공(3)들 중에서 그 하나에 주변공(2)에 장전하는 마지막 시차뇌관의 다음 시차를 갖는 비전기뇌관과 도폭선(10)을 함께 장전하는 단계; 도폭선(10)이 장전된 외곽공(3)을 제외한 나머지 외곽공(3)에는 비전기MS뇌관(20)을 장전하여, 비전기MS뇌관(20)의 시그날 튜브를 외곽공(3)에 연결된 도폭선(10)에 결선하는 단계; 외곽공(3)들 중에서 도폭(10)선과 함께 장전한 비전기뇌관이 가장 먼저 기폭 되도록 비전기뇌관의 시그날튜브를 번치콘넥터(40)에 결선한 후 전단면을 발파하는 것을 특징으로 구성된다.

더 나아가서 본 발명은 상기 외곽공(3)의 지발당 시차를 20ms 또는 25ms로 이루어지도록 하는 것으로, 이는 지발당 시차가 10ms 이상이어서 진동의 중첩이 발생되지 않고, 지발당장약량을 감소시켜 진동이 감소되는 특징을 갖도록 상기 외곽 공(3)에 20ms 또는 25ms의 지연시차로 발파되도록 하는 것을 특징으로 구성된다.

도 1 은 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법을 터널에 적용하기 위한 모식도.

도 2 는 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법을 터널에 적용한 상태의 구성도.

도 3 은 외곽공(3)을 좌우 2개의 구역으로 구분하고 비전기MS뇌관(20)과 주변공(2)에 장전된 마지막 시차뇌관의 다음 시차를 갖는 비전기뇌관을 도폭선(10)과 함께 장전하고 도폭선(10)과 비전기뇌관을 결선한 발파방법을 터널에 적용한 상태의 결선 시스템의 구성도.

<도면의 주요, 부분에 관한 부호의 설명>

1: 심발공 2: 주변공

3: 외곽공 4: 바닥공

10: 도폭선 20: 비전기MS뇌관

40: 번치콘넥터

Claims (3)

1. 터널을 굴착하고자 하는 전단면에 심발공(1), 주변공(2), 외곽공(3) 및 바닥공(4)을 소정의 간격과 깊이로 천공한 후 상기 천공된 구멍내에 뇌관과 폭약들을 장전한 뒤 장전된 폭약이 폭발될 때 인접공에 장정된 폭약이 제발되지 않도록 공지의 전색물로 공입구를 전색한 다음 발파기를 이용해 일정 시차로 뇌관을 기폭시켜 암반을 굴착하는 발파방법에 있어서,

   심발공(1), 주변공(2) 및 바닥공(4)에는 비전기뇌관을 장전하는 단계;

   외곽공(3)을 좌우 2개 영역으로 구분하여, 각각의 구분된 영역이 동일하게 외곽공의 1공에는 주변공(2)에 장전된 마지막 시차뇌관의 다음 시차뇌관을 도폭선과 함께 장전하여, 도폭선(10)과 나머지 외곽공의 비전기MS뇌관과 결선하는 단계;

   외곽공 1공에 장전한 도폭선의 길이는 나머지 외곽공에 장전한 비전기MS뇌관과 결선할 수 있는 길이 이어야하며, 도폭선과 함께 장전한 외곽공의 뇌관이 외곽공(3)들 중에서 가장 먼저 기폭되도록 시그널튜브를 번치콘넥터(40)와 결선하는 단계;

   상기 비전기 뇌관을 공지의 발파기에 결선한 후 지연시차를 두고 전단면을 발파시키는 것을 특징으로 하는 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법.
2. 제 1 청구항에 있어서,

   상기 외곽공(3)은 1공은 주변공(2)의 마지막시차를 갖는 뇌관의 다음 시차를 갖는 비전기뇌관을 도폭선과 함께 장전하고, 나머지 외곽공에는 20ms 또는 25ms의 지연시차로 기폭되는 것을 특징으로 하는 터널의 외곽공(3)을 2개의 영역으로 구분하여 20~25MS 시차로 발파하는 방법.
3. 제 1 청구항에 있어서,

   상기 외곽공(3)을 좌우 2개 영역으로 구분하여 각각의 영역이 동일하게 외곽공의 1공에는 주변공(2)에 장전한 마지막시차 뇌관의 다음 시차의 비전기뇌관을 도폭선과 함께 장전하고, 나머지 외곽공에 장전한 비전기MS뇌관(20)을 도폭선에 결선하여 도폭선과 함께 장전한 외곽공이 가장 먼저 기폭되도록 시그널튜브를 전열공을 기폭시키기 위하여 결선하는 번치콘넥터(40)에 연결하여 기폭시키는 방법.

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