KR20140007325A - 방향성 가스 압력장치 - Google Patents

Abstract

방향성 가스 압력장치(1)는 그 각 단부에 개구를 가진 본체(2), 그 각 단부에 대한 폐쇄부재(7), 상기 본체를 통해 신장되는 타이부재를 포함하며, 폐쇄부재(7)는 타이부재에 부착된다. 폐쇄부재는 본체에 보유된 발화 충전물 재료로부터 가스가 방출하면 그 크기가 증가하게 형성된다.

Description

방향성 가스 압력장치{DIRECTIONAL GAS PRESSURE DEVICE}

본 발명은 암석 또는 콘크리트의 파괴(breaking)에 사용하기 위한 방향성 가스 압력장치에 관한 것으로서, 특히 모래 또는 다른 밀봉재료(sealants)에 의한 뒤채움(backfilling)이 필요하지 않은 방향성 가스 압력장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명의 방향성 가스 압력장치를 사용하여 채벽(face)(광산 채벽 또는 채석장 채벽)으로부터 암석을 파괴하는 방법에 관한 것이다.

채석 및 채광하고, 분쇄하는 과정에서 암석을 파괴하는데 고성능 폭약이 널리 사용된다. 폭파가 효과적이기는 하지만, 폭발이 특히 에너지 사용의 관점에서 효율적이지 않으며, 폭발물은 위험하여, 사용, 보관 및 운반과 관련하여 특정 규정의 적용을 받는 실정이다. 폭발물이 암석 분쇄를 위해 사용되는 장소에서는 폭파에 의해 암석이 크고 작은 조각으로 분산되는 거리가 있기 때문에 그 주위의 넓은 지역을 비워두어야 할 필요가 있다. 폭발물을 지하 광산에서 사용하는 경우에는 사람들이 폭파가 행해지는 동안 전체 채굴갱으로부터 피해 있어야 한다. 또한, 낙석(rockfalls) 가능성이 있기 때문에 발파 후 일정 시간의 경과 기간을 두어야 할 필요가 있으며, 발파가 지하에서 일어나는 경우에는 위험한 가스가 존재하게 된다.

고성능 폭약의 폭발 속도는 6000 내지 9000 m/second 정도이며, 암석에 충격파(shock wave)를 유발하여, 암석을 파괴한다. 특정 환경에서는 고성능 폭약이 1회 발파를 하는 동안 제거될 수 있는 암석의 깊이를 제한할 수 있다. 제한하는 이유는 장약(charge)이 암석 표면을 넘어서 너무 깊게 배치되는 경우 뒷면 파열(back fractures)이 일어날 수 있어서, 광산 또는 채석장을 불안전하게 만들기 때문이다. 그런 적용을 하는 경우에는 일반적으로 고성능 폭약의 장약이 암석 채벽을 넘어 1.2m 이상 떨어져 배치되지 않아야 한다는 사실을 고려한다.

폭발물로 암석을 쪼개내는 다른 방식으로 방향성 가스 압력 시스템이 있다. 이 시스템에서는 구멍이 암석에 뚫리고, 방향성 가스 압력장치가 그 안에 삽입된다. 구멍은 모래 또는 다른 적절한 밀봉재료로 다시 채워진다. 장치가 폭발 이외의 방식으로 점화되었을 때, 다량의 가스를 방출(evolve)하는 화학 반응이 개시된다. 구멍 내의 압력은 높아지며, 암석을 쪼개면서 낮아진다(relieve). 방향성 가스 압력장치에 사용되는 발화 충전물(pyrotechnic charges)의 폭발 속도는 40 내지 60 m/second 정도이다. 이 장치는 충격파를 발생시키지 않는다. 따라서 이 장치는 장치를 암석 표면으로부터 멀리 떨어진 곳에 배치할 수 있어서, 1회 발파 작업을 하여 상당한 양의 광석을 채벽으로부터 제거할 수 있다.

방향성 가스 압력 시스템은 암석을 쪼개거나 건물을 철거하는데 사용되는 에너지 양의 관점에서 보면 폭발물 장약보다 효과적이다. 예를 들어, 폭발물 장약에 비교되는 방향성 가스 압력시스템을 사용하는 경우, 매우 적은 먼지가 발생된다. 이것은 2가지 이점을 갖는다. 첫째, 폭발물 장약이 사용되는 장소에 비해 방향성 가스 압력시스템을 사용하여 파괴하는 암석에 더 근접하여서 작업을 할 수 있다. 지하 광산의 경우, 일반적으로 발파가 일어나는 동안 전체 채굴갱이 비워져야 하는 반면에, 방향성 가스 압력시스템이 사용되는 장소에서는 암석이 파괴되는 지역에서 매우 가까운 곳에서 작업을 계속할 수 있다. 방향성 가스 압력 시스템의 다른 이점은 충전물이 본질적으로 폭발물보다 훨씬 안전하다는 점이다. 충전물 사용에 대한 분류 및 규정이 그 이점을 반영한다. 이 시스템의 다른 이점은 고성능 폭약보다 훨씬 적은 소음을 발생하며 독성 가스의 방출 문제를 일으키지 않는다는 것이다.

상술한 바와 같이, 방향성 가스 압력장치가 구멍 내에 삽입되고, 구멍은 모래 또는 다른 적절한 밀봉재료로 다시 채워진다. 모래를 사용하는 뒤채움 공정은 재료의 측면에서는 저렴한 비용이 들지만, 노동력을 필요로 하며 암석이 파괴되는 장소로 모래를 공급해야 하는 것이다. 또한, 모래는 구멍의 방향이 수평선 위로 경사진 곳에서만 사용할 수 있다. 그렇지 않으면 모래는 구멍 밖으로 빠져나가며, 이 경우에 암석은 파괴되지 않을 것이며 방향성 가스 압력장치는 안전하지 않을 것이다. 또한, 다짐(stemming)에 사용된 모래의 일관성(consistency)이 중요하다. 예를 들어, 모래가 너무 건조하거나 젖었으면, "블로우 아웃(blow out)"이 발생할 수 있다. 모래 입자가 너무 크거나 일정한 형상이 아닌 경우에도 블로우 아웃이 발생할 수 있다.

다른 뒤채움 재료가 사용될 수 있지만, 이들은 비싸다. 예를 들어, 수지를 기초로 하는 충전물(filler)을 사용할 수 있지만, 이런 필러 재료를 사용하더라도 구멍이 수평선 아래에 위치하는 곳에서는 구멍이 예를 들어 에어포켓 없이 적절하게 채워지기가 어렵다는 문제는 남는다. 수지를 사용하면 때때로 드릴링 머신의 남아있는 오일 또는 물이 수지에 나쁜 영향을 미칠 수 있으며, '블로우 아웃'을 발생시킬 수 있다.

공개된 영국 특허출원 2341917호는 상술한 유형의 방향성 가스 압력장치에 대해 기재하였다.

국제특허 공개번호 WO 2006/063369호는 발화 장치용 용기를 기재하였다. 이 발명은 장치가 운반 시 다른 폐쇄 장비에 대한 경우보다 덜 엄격한 규정을 받게 발화 장치의 용기를 폐쇄(close)하는 것에 관한 것이다.

따라서, 그 작동에서 뒤채움 공정이 필요하지 않은 방향성 가스 압력장치가 제공되기를 원할 것이다.

미국 2008/0047455호는 암석 파괴 카트리지를 기재하였다. 상기 장치에서는 장약이 캡에 의해 일측 단부가 폐쇄된 관(tube)에 수용된다. 상기 관의 중간부분은 다짐 재료(예, 모래)로 채워지며, 다른 단부는 1쌍의 ?지(wedge)로 폐쇄된다. 파괴되는 암석의 구멍 내로 장치가 삽입되면, ?지 중의 하나가 관 안으로 더 들어가 구멍에 장치를 고정시킨다. 상기 장치는 중간 충전물을 갖지 않고 사용될 수 있으며, 이 경우에 장치는 ?지에 의해 구멍 내에 유지되며, ?지는 장치 내의 가스 압력에 의한 압력을 받아 더 멀어진다.

상술한 장치는 뒤채움 공정이 필요하지 않지만, 그 사용이 비교적 낮은 가스 압력으로 제한을 받는다. 이것은 장치가 가스 압력에 의존하여 ?지에 의해 억제되기 때문이다. ?지가 잘못되는 경우, 증가된 가스 압력은 구멍의 밖에서 장치를 점화(fire)시킬 수 있다.

채광은 전형적으로 채벽에서 추출되는 재료를 파괴하며, 그 재료를 운반수단에 적재하며, 재료를 가공공장으로 전달하는 공정을 포함한다. 상술한 바와 같이, 폭발물이 채벽으로부터 재료를 파괴하는 데 사용되지만, 폭발물의 사용은 전형적으로 광산을 깨끗하게 비워두어야 하게 한다. 발파는 일반적으로 광부들이 없는 동안, 예를 들면 아침 작업을 시작하기 전이나 교대하는 사이에 수행된다. 그러나, 이것은 비교적 대량의 재료가 채벽으로부터 파괴되어 광부들이 작업하는 동안 이동되어 광부들에게 충분한 작업량을 제공함을 의미한다. 또한, 확인되지 않은 사람이 발파 시 있을 수 있는 위험도 있다.

따라서 가능한 폭발물을 사용하지 않고 광석을 채굴하는 것이 바람직하다.

어떤 채광은 예를 들어 기계를 사용하며, 발파 없이 수행된다. 특허 출원 CA 2060288호는 다중 절삭 블레이드를 사용하여 채벽으로부터 광석을 잘라내는 장치를 기재하였다. 그러나, 상기 장치는 모든 상황에서 사용할 수 있는 것이 아니며, 레일 및 기타 기반시설의 설치가 필요하며, 매우 비싼 것이다.

그렇지만 발파가 사용되는 장소에서, 어느 정도까지는 발파를 자동화시킬 수 있다. 예를 들어, 특허출원 WO97/21068호는 채벽에 구멍을 뚫어 장약을 삽입하는데 사용되는 차량을 기재하였다.

광석이 발파가 사용되는 경우에 비해 비교적 소량이면서 보다 일정하게 채벽으로부터 파괴될 수 있는 개량된 채광법이 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명의 1면에 따라 각 단부에 개구를 가진 본체, 각 단부에 대한 폐쇄부재, 본체를 통해 신장하는 타이(tie)부재를 포함하는 방향성 가스 압력장치가 제공되며, 상기 폐쇄부재는 타이부재에 부착되며, 상기 폐쇄부재는 본체 내에 보유된 발화 충전물 재료의 폭발 시 크기가 증가하게 형성된다.

상기 본체는 바람직하게 내관을 포함한다.

바람직하게, 각 폐쇄부재는 본체의 단부에서 개구 내에 설치되게 형성된 단부 캡을 포함한다. 상기 단부 캡은 타이 로드(rod)에 활주식으로 장착될 수 있다. 단부 캡은 사용 시 내관의 외벽과 본체의 내벽 사이에서 본체 내로 신장하게 형성된 칼라를 포함할 수 있다.

폐쇄부재는 유리하게 복수개의 ?지를 포함하며, 상기 ?지는 서로 연결된다. 1실시예에서, 폐쇄부재는 다수개의 ?지(예, 4개)를 포함한다. 바람직하게, ?지는 타이 로드에 활주식으로 장착된다.

상기 폐쇄부재는 보스(boss)를 포함하며, 상기 보스는 타이 로드에 대해 고정되어 배치된다. 예를 들어, 상기 보스는 타이 로드와 일체적으로 형성되거나, 나사 스레드(screw thread)에 의해 타이 로드에 부착될 수 있다. 유리하게, 보스는 경사 면을 갖고, 상기 경사 면에 대해 ?지가 활주할 수 있다. 따라서, 장치를 작동하면, ?지가 장치의 방사방향으로 외향하여 압력을 받아서, 장치가 구멍 내의 제 위치에 고정된다.

유리하게, ?지는 단일 플라스틱 요소로 형성되며, 각각의 ?지는 ?지를 제조하는 동안 상기 플라스틱 요소에 도입되는 취약한 영역(regions of weakness)에 의해 한정된다. 예를 들면, 플라스틱 재료부분이 각각의 ?지를 한정하게 절삭될 수 있거나, 또는 스코어 라인이 각각의 ?지 사이의 재료에 만들어질 수 있다.

바람직하게, 타이 로드, ?지 및 보스는 경성(hard)재료로 형성된다. 바람직한 경성재료는 연강(mild steel)의 특성과 유사한 응력, 변형 및 경도 특성을 가진 플라스틱 재료이다. 그런 플라스틱 재료의 1예로 알려진 유리가 충전된 나일론(glass filled nylon)이 있다.

단부 캡은 상기와 같은 재료로 형성되는 것이 바람직하다.

본체는 폴리프로필렌 또는 폴리우레탄과 같은 플라스틱 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 본체의 벽은 예를 들어 0.5mm와 1mm 사이와 같이 비교적 얇은 것이 바람직하다.

본 발명의 1실시예에서, 폐쇄부재는 타이부재에 제거 가능하게 부착된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 폐쇄부재 중의 1개는 타이 로드에 고정되며, 나머지는 타이 로드에 제거가능하게 부착된다. 타이 로드 및 타이 로드에 고정된 폐쇄부재는 예를 들어 성형(moulding)에 의해 단일 구성요소로 형성될 수 있다. 다른 폐쇄부재는 나사 스레드에 의해 타이 로드에 부착될 수 있다.

사용 시, 구멍이 채석장 또는 광산의 암석 또는 채벽에 뚫리며, 본 발명의 방향성 가스 압력장치는 상기 구멍 내에 삽입되며, 상기 구멍으로부터 개시선(initiation wire)(들)이 돌출된다. 장치는 전기적 개시제(electric initiator)를 통해 전류를 흐르게 하여 작동된다. 발화 혼합물의 연소는 전기적 개시제가 작동하여 발화재료가 대량 가스를 방출하여 일어나며, 장치 내의 압력을 증가시켜 폐쇄부재에 압력을 가하여 이들을 본체로부터 떨어지게 이동시킨다. 그러나, 폐쇄부재는 타이 로드에 의해 구속된다. 폐쇄부재는 구멍을 밀봉하도록 발화재료로부터 가스를 방출할 때 크기가 증가하게 형성된다.

20g의 발화재료로 충전된 본 발명의 1실시예에서 피크(peak) 압력은 2733.2psi 이었다.

30g의 발화재료로 충전된 본 발명의 다른 실시예에서 피크 압력은 4497.9 psi 이었다.

40g의 발화재료로 충전된 본 발명의 또 다른 실시예에서 피크 압력은 6479.5psi 이었다.

50g의 발화재료로 충전된 본 발명의 또 다른 실시예에서 피크 압력은 12980.8psi 이었다.

30g의 발화재료로 충전된 본 발명의 또 다른 실시예에서 피크 압력은 16863.0psi 이었다.

본 발명은 또한 다음의 단계를 포함하는 채광 방법을 제공하는 것이다:

i) 광산 채벽의 제한된 구역에 구멍을 뚫는 단계;

ⅱ)각 구멍 내에 본 발명에 따른 방향성 가스 압력장치를 삽입하는 단계;

ⅲ) 상기 가스 압력장치를 작동시키는 개시 단계; 및

ⅳ) i) 내지 ⅲ)단계를 반복하며, 상기 단계를 반복하는 동안 광산 채벽으로부터 쪼개진 광석을 수집하는 단계.

도 1은 본 발명에 따른 방향성 가스 압력장치의 폭발-전(pre) 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 방향성 가스 압력장치의 폭발-후(post) 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 방향성 가스 압력장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 광산 또는 채석장 채벽에서 광석을 추출하는 본 발명에 따른 방법을 나타낸 광산 채벽을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 방향성 가스 압력장치의 폭발-전 상태의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 방향성 가스 압력장치의 폭발-전 상태의 평면도이다.
도 7a는 도 6의 방향성 가스 압력장치의 단면도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 방향성 가스 압력장치의 폐쇄부재를 확대도시한 도면이다.
도 8은 도 7a에 도시된 방향성 가스 압력장치의 ?지를 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하여 본 발명에 따른 방향성 가스 압력장치의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 방향성 가스 압력장치(1)는 폴리프로필렌 또는 폴리우레탄 등과 같은 적절한 단단한(tough) 재료로 형성된 외관(2)을 포함한다. 내관(3)은 외관(2) 내에 동심적으로 배치된다. 외관(2)과 내관(3) 사이에 형성된 공간(void)은 폭발이 개시되었을 때 가스를 방출시키는 발화재료(4)로 채워진다. 방출된 주요 가스는 이산화탄소와 일산화탄소이다. 전형적으로, 발화재료는 전기적인 개시(electrical initiation)로 점화된다. 내관의 내경 및 타이 로드(5)의 외경은 대체로 대응하며, 타이 로드(5)의 직경은 내관(3)의 내경보다 약간 작아서, 타이 로드(5)가 내관(3)에 활주하여 들어갈 수 있다. 외관(2) 및 내관(3)의 벽은 0.5와 1.0 mm 사이가 바람직하다.

로드(5)는 그 각 단부에 스레드 단부(6, 6')를 갖는다. 내관(3)에 배치되었을 때, 스레드 단부(6, 6')는 내부 및 외관(3, 2)의 단부 너머로 신장되어 관 폐쇄부재(7, 7')를 상기 스레드 단부에 부착시킬 수 있게 한다.

관 폐쇄부재(7, 7')는 시일(8, 8' : 9, 9'), ?지(10, 10'), 보스(11, 11')를 포함한다. 보스(11, 11')는 암나사가 형성된 구멍을 포함한다. 시일(8, 8' : 9, 9')은 중심으로 정렬된 구멍을 포함하며, 상기 구멍의 직경은 시일(8, 8')의 경우에는 내관(3)의 외경에 대응하며, 시일(9, 9')의 경우에는 타이 로드(5)의 외경에 대응한다. 조립 시에, 시일(8, 8')은 본체의 단부에 설치되어, 그 단부에 이어진 칼라(12, 12')가 내부 및 외관(2, 3) 사이에 위치하게 한다. 시일(9, 9')은 각각 칼라(12, 12')의 표면에 위치한다. 복수개의 ?지(10, 10')를 포함하는 칼라는 보스(11, 11')와 시일(9, 9') 사이에 위치한다. ?지(10, 10')의 내면(15, 15')은 장치의 종축에 대해 경사진다. 보스(11, 11')의 면(14, 14')은 ?지(10, 10')의 면(15, 15')과 대체로 동일한 각도로 경사진다. 따라서, 내면(15, 15')에 보스의 면(14, 14')이 계합하여, 보스(11, 11') 쪽으로 향하는 ?지(10, 10')의 이동이 상기 ?지를 외향하여 이동하게 한다.

도 5는 폐쇄부재(7)의 보스(11)가 예를 들어 적절한 플라스틱 재료를 성형하여 타이 로드(5)로 일체적으로 형성되는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 폐쇄부재(7')는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된다.

도 6 및 도 7은 폐쇄부재(7, 7')가 시일(8, 8'), ?지(10, 10') 및 보스(11, 11')를 포함하며, 이전 실시예의 시일(9, 9')이 제외된 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도 6은 다른 실시예의 평면도이며, 도 7a는 도 6의 A-A선을 따라 절취된 다른 실시예의 단면도이며, 도 7b는 폐쇄부재(7, 7')를 확대 도시한 도면이다. 이 실시예에서는 내관(3)이 없으며, ?지(10, 10')는 이전 실시예에서 이들이 형성된 것과는 다른 구조를 갖는다. 도7b 및 도8은 각각 새로운 ?지(10, 10')의 단면도 및 사시도이다. 도시된 바와 같이, ?지(10, 10')는 테이퍼진 보스(11, 11')를 보충하는(complement) 절두-원추 형상이며, 그 길이부분을 따라 슬롯(27)을 포함하여 취약점(point of weakness)을 제공한다. 상기 취약점은 ?지(10, 10')의 단부가 폭발시 구멍(23)의 벽 내로 들어가게 돕는다. ?지(10, 10')의 외부 면(28)에서의 슬롯(27)의 깊이는 ?지(10, 10')의 내부 면(29)에서의 슬롯(27)의 깊이보다 낮다. 도 6 및 도 7에 도시된 예에서, ?지(10, 10'), 폐쇄부재(7, 7'), 타이 로드(5) 및 보스(11, 11')는 모두 대체로 비슷한 경도를 가진 플라스틱 재료로 형성된다.

도 4를 참조하여 광산 채벽(20)을 설명한다. 본 발명의 방향성 가스 압력장치를 사용하여 채벽(20)으로부터 암석을 파괴하기 위해서, 암석에 복수개의 구멍(23)을 뚫는다. 다음, 장치(1)를 구멍(23)에 삽입한다. 그러나, 폭발 전에 채굴갱의 루프(21)와 플로어(22)에 바로 인접한 채벽을 잘라낸 각진 슬롯(24, 25)을 구비하여, 깨끗하고 평평한 파괴가 일어나게 한다. 보스(11, 11')는 장치(1)를 구멍(23) 내에 삽입하기에 앞서 적당히 타이트하게 한다. 다음, 장치(1)를 작동하여, 채벽(20)을 파열시켜 채벽에서 떨어져 나온 암석(24)이 조각이 되게 한다. 다음, 파괴된 암석은 주향구곡(strike gully)(26)을 통해 광산 채벽으로부터 이송된다.

여기에서는 구멍을 다짐제(stemming agent)로 다시 채울 필요는 없다. 장치(1)를 작동하면, 발화 재료(4)가 가스를 방출하기 시작하여, 장치(1) 내의 압력이 증가한다. 이런 압력의 증가는 시일(8, 8')이 타이 로드(5)를 축 방향을 따라 시일(9, 9') 및 그에 따른 ?지(10, 10')를 향하는 방향으로 이동하게 하며, 따라서 ?지(10, 10')가 동일한 축방향으로 이동하게 된다. 대응 경사 면(14, 14' : 15, 15')의 작용은 ?지(10, 10')가 그 안에 장치(1)가 배치된 구멍의 벽과 계합하게 외향하여 이동하여 구멍을 밀봉시킨다. 따라서, 압축 가스는 장치가 배치된 구멍으로 제한된다. 구멍(23)은 장치(1)의 직경보다 큰 공칭 직경 1mm를 갖게 뚫린다. ?지(10)와 보스(11)의 형상 및 치수는 ?지의 단부가 최대 5mm까지 외향하여 이동하여, 구멍의 벽이 불규칙한 면이 있는 장소이더라도, ?지가 구멍(23)의 벽과 계합되게 한다. 따라서, 장치(1)는 그 양쪽 단부에서 구멍에 고정된다. 또한, 가스 압력은 타이 로드(5)에 의해 억제된다. 가스 압력의 증가에 의해 발생한 힘은 일반적으로 구멍(23)의 벽 안으로 ?지의 단부를 밀어 넣기에 충분하다.

개방 ?지는 그를 통해 가스가 흘러나갈 수 있는 갭을 제공하지만, 이것이 크게 장치의 효율성을 보장하지는 않는다. 효율성에 대해서는 여러 이유가 있다. 시일(9, 9') 및 ?지(10, 10')보다 연성인 플라스틱 재료로 형성되는 시일(8, 8')을 포함하는 예에서, 장치 내의 가스 압력의 증가는 시일(8, 8')이 변형하게 하며, 상기 변형은 시일(8, 8')의 두께의 감소와 직경의 증가를 포함한다. 따라서, 시일(8, 8')의 둘레 벽이 구멍(23)의 벽과 계합하게 된다. 또한, 발화재료(4)에 의한 가스의 배출은 상당한 열 방출이 수반되며, 상기 열 방출은 경성 플라스틱 재료가 가단성(malleable)이 되게 하여, 확장되어 구멍(23)의 벽에 대해 밀봉시킨다. 또한, 개방 ?지(10, 10')에 의해 제공된 도관은 비교적 작으며, 가스가 장치 주변 지역에서 구멍 내의 압력의 지나친 증가를 막기 위해 공기가 빠른 속도로 빠져나가지 않게 한다. 상술한 바와 같이, 시일(8, 8')이 본 발명에 필수적인 것은 아니다. 발화 충전물은 시일(9, 9')의 변형을 일으켜 장치를 밀봉시킨다.

발생 효과는 다른 방향성 가스 압력장치와 동일하다. 즉, 암석이 파괴된다. 그러나, 다짐제는 필요하지 않다. 이것은 방향성 가스 압력장치(1)가 현재 가스 압력장치가 사용될 수 없는 적용대상에 사용될 수 있음을 의미한다. 또한, 모든 적용대상에서, 그런 장치를 사용하는 방법은 블래스터(blaster)가 다짐제를 가질 필요가 없거나, 다짐제로 구멍을 다시 채울 필요가 없거나, 다짐제를 다시 채우는데 필요한 공구를 가질 필요가 없기 때문에 간단하게 된다.

또한, 본 발명은 3팀의 직원이 서로 연관하여 작업하는 개선된 채광 방법을 제공한다. 다시 도 4를 참조하여 설명하면, 제1팀은 본 발명의 장치가 안으로 삽입되는 구멍을 뚫는다. 제2팀은 본 발명의 방향성 가스 압력장치를 사용하여 암석을 파괴하며, 그 동안 제3팀은 제2팀 뒤에서 파괴된 암석을 치우는 작업을 한다. 이것은 채광작업이 거의 연속적인 작업이 되게 하는 이점을 갖는다. 여기서, 작은 암석은 박층(seam)으로부터 파괴되며, 그런 암석은 다음 암석이 박층으로부터 파괴되기 전에 치워진다. 그것은 일반적으로 가능한 연속적으로 채광을 하게 만드는데 효과적이다. 충분한 재료를 발파하여 전체 근무 인력이 작업을 하게 하는 것은 자체적인 곤란함을 나타낼 수 있다.

Claims (20)

1. 방향성 가스 압력장치는 각 단부에 개구를 가진 본체, 각 단부에 대한 폐쇄부재, 본체를 통해 신장되는 타이부재를 포함하며, 상기 폐쇄부재는 타이부재에 부착되며, 상기 폐쇄부재는 본체 내에 보유된 발화 충전물 재료로부터의 가스 폭발 시 폐쇄부재의 크기가 증가하게 형성된 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 본체는 내관을 포함하는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 폐쇄부재는 본체의 단부의 개구 내에 설치되게 형성된 단부 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단부 캡은 타이 로드에 활주식으로 장착되는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 단부 캡은 내관의 외부 벽과 본체의 내부 벽 사이에서 본체 내로 신장하게 형성된 칼라를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄부재는 복수개의 ?지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
7. 제6항에 있어서, ?지들 중의 적어도 2개는 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, ?지는 타이 로드에 활주식으로 장착되는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄부재는 보스를 포함하며, 상기 보스는 타이 로드에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 보스는 타이 로드와 일체적으로 형성되거나, 나사 스레드에 의해 타이 로드에 부착되는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 보스는 경사 면을 갖고, 상기 경사 면에 대해 ?지가 활주할 수 있는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, ?지는 단일 요소로 형성되며, 각각의 ?지는 ?지를 제조하는 동안 상기 요소에 도입되는 취약선에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 타이로드, ?지 및 보스는 경성재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 단부 캡은 경성재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄부재 중 적어도 1개는 타이부재에 제거 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 타이 로드 및 폐쇄부재의 1개는 단일 구성요소로 형성되는 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 개시제를 부가로 포함하며, 가스는 상기 개시제의 점화 시 발화 충전물 재료로부터 방출되게 형성한 것을 특징으로 하는 방향성 가스 압력장치.
18. 채광 방법에 있어서, 상기 채광 방법은:
    i) 광산 채벽의 제한된 구역에 구멍을 뚫는 단계;
    ⅱ)각각의 구멍 내에 청구항 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 의해 청구된 방향성 가스 압력장치를 삽입하는 단계;
    ⅲ) 상기 장치 내에 보유된 발화 충전물 재료가 가스를 방출하게 하는 단계; 및
    ⅳ) i) 내지 ⅲ)단계를 반복하며, 상기 단계를 반복하는 동안 광산 채벽으로부터 쪼개진 광석을 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채광 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 구멍은 광산 채벽의 평면에 대해 대체로 수직방향으로 뚫리는 것을 특징으로 하는 채광 방법.
20. 첨부 도면에 도시되고 첨부 도면을 참조하여 기술된 바와 같은 방향성 가스 압력장치.
    

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