KR20140120995A - 발파공 보호용 덮개장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발파공 보호용 덮개장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암반을 발파하기 위해 수직으로 천공된 발파공에 설치되어 발파공 주위의 암분을 덮어 암분유실을 방지하고 빗물에 의해 암분이 젖는 현상을 최소화해 전색작업시 밀장전이 용이하도록 하며, 발파공 내부로 빗물의 유입을 방지하여 장약과정에서 발파공에 고인물을 펌핑하는 번거로움을 해소할 수 있는 발파공 보호용 덮개장치에 관한 것이다.
상기 발명의 발파공 보호용 덮개장치는, 수직 천공되는 발파공에 설치되어 빗물 유입을 방지하는 발파공 보호용 덮개장치에 있어서, 상광하협의 원뿔대 형상으로 발파공으로 내입되어 입구를 막는 마개부와; 상기 마개부의 상단으로부터 상협하광의 갓형태로 외측으로 연장 형성되어 발파공 입구 주변을 덮는 덮개부;로 구성된다.

Description

발파공 보호용 덮개장치{Cover Device for Protection ofBlasting Hole}

본 발명은 발파공 보호용 덮개장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암반을 발파하기 위해 수직으로 천공된 발파공에 설치되어 발파공 주위의 암분을 덮어 암분유실을 방지하고 빗물에 의해 암분이 젖는 현상을 최소화해 전색작업시 밀장전이 용이하도록 하며, 발파공 내부로 빗물의 유입을 방지하여 장약과정에서 발파공에 고인물을 펌핑하는 번거로움을 해소할 수 있는 발파공 보호용 덮개장치에 관한 것이다.

일반적으로 석회석과 같은 광물을 채취하는 대규모 노천채석장이나 건물 건립 또는 골프장과 같은 대규모 부지조성 지역의 지하암반을 파쇄하는 방법으로는 발파방법을 적용하고 있다. 이와같이 노천에서의 발파는 수직으로 장공의 발파공을 다수 천공하는 천공과정과, 천공된 발파공에 뇌관이 장착된 폭약을 장착하는 장약과정과, 장착된 폭약의 상부를 전색물로 막는 전색과정과, 뇌관을 점화시켜 폭약을 폭발시키는 발파과정으로 이루어진다.

이러한 과정에서 천공과정과 전색과정에는 상당한 시간이 소요되는데 이 과정에서 비가 내리면 빗물이 발파공으로 유입되어 빗물이 고이는 문제점이 발생된다. 상기 발파공에 물이 고인 상태에서 장약 및 발파를 수행하면 폭약이 물에 젖어 충분한 폭발력을 제공하지 못하거나 불발되어 2차적인 피해를 야기시킬 수 있고, 고인물로 인해 전색과정에서의 전색이 충분하게 이루어지지 못하여 폭발압력이 발파공 입구로 새어나가 암반발파가 이루어지지 않는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 발파공에 물이 고여 있으면 이를 펌핑하여 제거한 다음 장약 및 전색작업을 수행하여야 하는 등 작업시간이 오래 소요되는 단점이 있다.

또한, 우천시에는 천공된 발파공 입구 주면의 암반이 함수량이 증가됨에 따라 구조강도가 낮아져 붕괴되어 일부 유실되는 경우가 발생된다. 이러한 발파공 입구의 유실은 발파공의 구조강도를 낮추게 되며, 추후 폭발압력을 일부 세어나가게 해 폭발압력이 암반 하부와 측면으로 충분히 전달되지 못하는 단점이 발생될 수 있다.

또한, 천공작업시 암반에서 배출되는 암분은 발파공 주위에 쌓이게 되는데 이는 입자가 작아 전색물로 사용시 발파공의 밀폐력을 향상시킬 수 있어 이를 이용하여 발파공을 메우는 전색과정이 수행된다. 하지만 천공작업 후 비가 내리면 빗물에 의해 암분이 소실되어 전색과정에 사용되는 전색물의 량이 줄어들어 추가 보충해야하는 번거로움이 있고, 암분이 젖으면 암분에 뭉침이 발생되어 폭약과 발파공 사이의 공간으로의 투입이 잘 되지 않아 밀장전이 어려워 폭발압력이 충분하게 암반으로 전달되지 못하는 단점이 있다. 물론 청공작업에서의 부산물을 재활용하지 않고 입자가 작은 다른 물질을 대체 사용하여 전색작업을 수행할 수 있으나 이는 전체 작업비용을 증가시키는 요인으로 작용하고 추가사용된 전색물에 의해 주위 수질이 더 오염될 수 있는 문제점을 야기시킬 수 있다.

이에 기존에는 테이퍼진 마개를 사용하여 발파공 입구를 막아 빗물이 발파공으로 유입되는 것을 차단하면서 발파공 입구의 붕괴로 인한 유실을 방지하는 방법이 사용되고 있다. 하지만 마개 사용도 단순히 발파공 입구 유실 방지와 발파공 내 빗물유입을 차단하는데는 효과가 있으나, 발파공 입구 주면 암분이 젖는 것과 소실되는 것을 방지할 수 없었다.

따라서, 대부분 발파현장에서는 천공작업 후 발생된 암분을 비닐봉지에 담아 천공이 완료된 발파공 위에 안치함으로써 우천시 빗물이 발파공으로 유입되는 것을 차단하고, 발파공 입구 주면의 함수율을 낮춰 붕괴를 최대한 방지하면서 암분이 젖는 것을 방지하는 효과를 제공하고 있다.

하지만 상기 비닐봉지를 이용하는 방법도 암분을 비닐봉지에 담아야 하는 작업을 수행하여야 함으로 인력소모와 작업시간이 증대되는 새로운 문제점이 발생됨으로 이를 해소할 수 있는 새로운 방법에 대한 대안이 필요한 실정이다.

이에 상기 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 발파공 보호용 덮개장치는,

발파공 입구를 막는 마개부와, 발파공 입구에 적층되는 암분을 덮는 덮개부를 함께 구성하여 우천시 빗물이 발파공으로 유입되거나 빗물에 의해 암분이 소실되는 것을 방지할 수 있는 장치의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 다수를 축방향으로 겹쳐 보관할 수 있도록 하여 보관성을 향상시키는 것을 다른 목적으로 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 발파공 보호용 덮개장치는,

수직 천공되는 발파공에 설치되어 빗물 유입을 방지하는 발파공 보호용 덮개장치에 있어서, 상광하협의 원뿔대 형상으로 발파공으로 내입되어 입구를 막는 마개부와; 상기 마개부의 상단으로부터 상협하광의 갓형태로 외측으로 연장 형성되어 발파공 입구 주변을 덮는 덮개부;로 구성된다.

상기 마개부는 하단이 밀폐되고 상단이 개구되어 내부에 수용공간인 수용부가 형성되게 하고, 상기 마개부는 덮개부와 연결되는 상부를 테이퍼지게 형성하여 확장수용부가 형성되도록 할 수 있다.

또한, 상기 마개부는 덮개부와 연결되는 상부의 직경을 점진적으로 확장하되 확장된 부분에는 상부로부터 수용홈이 형성되도록 할 수 있다.

또한, 상기 덮개부의 하단에는 수평방향으로 연장된 환형태의 수평대가 더 형성되고, 상기 수평대의 저면에는 덮개부 하단을 따라 환형태로 다수의 돌기환을 돌출시키거나, 수평대 저면에 실리콘층을 형성하여 발파공 입구 주변과의 접촉면적 증대로 밀폐가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 해결수단에 의한 본 발명의 발파공 보호용 덮개장치는,

마개부가 발파공 입구를 막아 빗물이 유입되는 것을 방지하면서 입구붕괴 또는 붕괴로 인한 막힘현상을 방지할 수 잇고, 발파공 입구 주변을 덮는 덮개부에 의해 발파공 입구 주변에 적층된 암분이 젖는 것을 방지하여 폭약과 발파공 사이를 용이하게 메워 밀장전이 가능하게 함으로써 발파효과를 증대시킬 수 있다.

또한, 원추형의 마개부는 하단이 밀폐되고 상부가 개구된 수용부가 형성되어 상기 수용부에 중량체를 충진하여 발파공 보호장치의 중량을 증가시켜 바람이나 외압에 들려서 이동되는 것을 방지할 수 있으며, 미사용시에는 다수개를 축방향으로 연속 겹치 적재할 수 있어 보관성을 향상시킬 수 있다.

도 1a 내지 도 1c은 본 발명의 실시예에 따른 발파공 보호용 덮개장치를 도시한 사시도 및 단면도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발파공 보호용 덮개장치를 도시한 사시도 및 단면도.
도 3 내지 도 4b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발파공 보호용 덮개장치를 도시한 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 덮개장치의 실시예를 도시한 사시도 및 단면도이다.

참조한 바와같이 본 발명에 따른 발파공 보호용 덮개장치(10)는 발파공(40)에 내입되어 발파공 입구(41)를 막는 마개부(20)와, 발파공 입구 주변을 덮는 덮개부(30)로 구성된다.

상기 마개부(20)는 상광하협의 원뿔대로 형성하되, 마개부의 하단 직경은 발파공 직경보다 작게 형성하고, 마개부 상단직경은 발파공 직경보다 크게 형성하여 발파공에 내입시 중간 부분이 발파공 입구에 걸려 발파공 입구(41)를 밀폐시키도록 한다.

또한, 상기 덮개부(30)는 마개부(20)의 상단으로부터 상협하광의 갓형태로 외측으로 연장형성되어 발파공 입구(41) 주변을 덮도록 구성된다. 상기 덮개부(30)는 하단의 수평면으로부터 내측 상부로 공간이 형성되어 덮개장치(10)를 발파공(40)에 설치시 발파공 입구(41) 주변에 적재된 암분(42)을 포함하여 덮어 외부와 차단시킴으로써 우천시 빗물이 유입되어 암분이 젖는 것을 방지할 수 있다. 상기 덮개부(30)는 도시된 바와같이 원뿔 형태 이외에 삼각뿔, 사각뿔을 포함하는 다각뿔 형태의 갓으로 형성할 수 있다.

이와같은 구조에서 발파공 입구에 끼워지는 마개부(20) 부분과 덮개부(30) 하단이 동일 수평선상에 위치하도록 하여 덮개장치(10)를 발파공(40)에 설치시 마개부(20)에 의해 발파공 입구(41)를 밀폐시킴과 동시에 덮개부(30) 하단이 지면에 접하여 덮개부 내외부를 밀폐시키게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마개부(20)의 축방향 길이는 덮개부(30)의 축방향 길이보다 1.5~3배 길이로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 마개부의 축방향 길이는 덮개부보다 1.5배 보다 작은 길이로 형성하면 발파공에 내입되는 길이가 짧아 발파공에서 쉽게 탈거될 수 있으며, 3배 이상으로 길이를 형성하면 과도한 길이로 인해 제조비가 상승함은 물론 보관성도 떨어짐으로 상기 범위내로 형성하는 것이 바람직하다.

아울러 상기 덮개부(30)의 하단직경은 덮개부의 상단직경의 3~8배로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 덮개부의 상하단 직경이 3배 이내로 형성되면 덮개부가 형성하는 면각도가 45도 이상의 수직에 가깝게 형성되어 측면에서 부는 바람에 의해 덮개장치가 발파공으로부터 탈거될 수 있고, 덮개부 상하단 직경의 8배 이상으로 형성하면 덮개부의 면 각도가 낮아 덮개부 크기가 과도하기 길어지는 단점이 있으므로 상기 범위 내로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 덮개부 하단과 동일한 수평면상의 마개부(20) 직경은 발파공(40) 직경의 0.9~1.1배로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 수평면상의 마개부 직경은 발파공 직경의 0.9 배보다 작으면 마개부와 발파공 입구 사이에 이격틈이 크게 형성되어 폭약을 장약하기 이전에 암분 및 이물질의 내입이 용이해지고, 발파공 직경의 1.1배 이상으로 형성하면 덮개부가 지면과 이격되어 우천시 빗물이 내입될 수 있으므로 상기 범위 내의 비율로 형성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 마개부직경이 발파공 직경과 동일하게 형성하는 것이다.

상기한 바와같이 구성된 덮개장치의 마개부(20)는 도 1b를 참조한 바와같이 하단이 밀폐되고 상단이 개구되어 내부에 수용공간인 수용부(21)가 형성되도록 할 수 있다. 상기 수용부(21)가 형성되면 덮개장치 설치 후 수용부에 여분의 암분 또는 세골재를 채워 덮개장치의 중량을 증대시켜 바람에 의해 덮개가 날라가는 것을 방지하면서 덮개부(30)와 마개부(20)를 중량에 의해 가압하여 덮개부가 지면에 밀착되도록 하거나 마개부가 발파공 입구에 밀착되도록 할 수 있다.

또한, 도 1c를 참조한 바와같이 내부에 수용부가 없는 형태로 마개부(20)를 제공하여 마개부 자체가 중량을 갖도록 해 덮개부와 지면을 밀착시키거나 마개부와 발파공 입구를 밀착시킬 수 있다.

본 발명의 덮개장치(10)는 도 2a와 도 2b를 참조한 바와같이 덮개부와 연결되는 마개부(20) 상부에는 테이퍼지게 형성하여 수용부의 공간을 확장시킨 확장수용부(22)가 형성되도록 할 수 있다. 상기 확장수용부(22)의 상단직경은 하단직경보다 2~5배 크기로 형성하여 상부로 개구된 면적을 증가시킨다. 이러한 확장된 입구는 내부 수용부(21)로의 충전이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. 일예로 우천시에는 증가된 개구 부분을 통해 확장수용부(22)와 수용부(21)가 형성하는 수용공간에 빗물이 포집되어 별도의 중량체를 충전시키지 않아도 중량체 역할을 수행하게 할 수 있다. 따라서 상부로 개구된 부분을 확장시켜 빗물 포집이 용이하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 하지만 상기 5배 이상으로 형성하면 확장수용부(22)가 과다하게 넓어져 덮개부 내측의 공간인 발파공 입구 주면에 적층된 암분을 덮는 공간이 좁아지게 됨으로 상기 범위로 형성하는 것이 바람직하다.

이와같이 확장수용부가 형성된 덮개장치(10)를 도 2c를 참조한 바와같이 천공된 발파공(40)의 입구(41)에 마개부(20)가 삽입되도록 설치하면 마개부에 의해 발파공 입구(41)가 밀폐되어 외부로부터 암분, 세골재 또는 빗물 등의 이물질이 발파공으로 유입되는 것을 차단할 수 있으며, 덮개장치의 덮개부(30)는 발파공 주변의 지면에 접하여 외부와 내부를 분리한다. 또한, 덮개장치가 설치된 상태에서 비가 내리면 빗물은 덮개장치의 확장수용부와 수용부에 포집되어 중량체 역할을 하게 됨으로 덮개장치를 지면으로 가압하여 덮개장치의 마개부와 덮개부가 발파공의 입구와 주변지면에 더욱 밀착되도록 한다.

또한, 확장수용부와 수용부에 포집이 완료된 후 ??개장치로 내리는 빗물 또는 확장수용부 외측으로 내리는 빗물은 덮개부(30)의 외면을 따라 덮개장치 외측으로 흐르기 때문에 덮개장치의 덮개부 내측에 적층된 암분이 젖는 것을 방지할 수 있다. 상기 덮개부하단과 지면 사이로 빗물 일부가 유입되어도 암분이 발파공 입구 둘레를 환형태로 감싸고 있으므로 발파공으로의 유입을 차단 할 수 있고, 암분의 외측 일부만 젖기 때문에 함수량이 낮은 암분을 전색물로서 사용할 수 있다.

아울러 상기 덮개장치(10)는 도 2d를 참조한 바와같이 사용하지 않을때에는 다수개를 축방향으로 적층하여 보관에 필요한 공간을 최소화할 수 있다. 즉, 덮개장치의 마개부는 내부에 빈공간으로 형성되므로 마개부 상부 입구를 통해 다른 덮개장치의 마개부 하단을 내입하여 다수개가 겹쳐 포개지도록 적층할 수 있다.

또한, 본 발명의 덮개장치(10)는 합성수지 또는 고무로 형성하여 중량을 최대한으로 줄이면서 설치시에는 마개부 내측의 수용부나 확장수용부에 다른 중량체를 충전시켜 필요한 중량을 부여할 수 있도록 함으로써 제조비용을 최소화할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 발파공 보호용 덮개장치(10)는 마개부 내부를 일부만 수용공간으로 형성할 수 있다. 도 3의 실시예를 참조한 바와같이 마개부(20)는 확장된 상부를 제외하고는 내부가 빈공간없이 채워지도록 하여 마개부 자체만으로 중량체로써 역할을 수행할 수 있도록 하고, 확장된 마개부는 상부로부터 수용홈(23)이 형성되도록 하여 제조비용을 절감하면서 추가적인 중량을 부여할 수 있도록 할 수 있다.

한편 상기 발파공 보호용 덮개장치(10)는 덮개부 하단과 발파공 입구 주면의 지면과의 접촉면적을 증가시키면서 이물질에 의해 틈이 발생되는 것을 최소화하기 위해 도 4a를 참조한 바와같이 덮개부(30) 하단을 따라 환형태로 형성된 수평대(31)를 더 형성하고, 상기 수평대 저면에는 서로 다른 직경을 갖는 다수의 환형태 돌기환(311)을 형성하여 지면에 접하거나 가압에 의해 지면에 내입되도록 할 수 있다. 상기 수평대는 도시된 바와같이 마개부의 축방향인 내측방향으로 연장형성되거나, 외측방향으로 연장되게 형성될 수 있다.

상기상기 수평대의 저면에 형성되는 돌기환은 적어도 3~5개로 형성하여 덮개장치 내부와 외부를 차단하도록 하는 것이 바람직하며, 발파공 입구 주변지면과의 밀폐가 용이하게 이루어지도록 암분을 일정량 깔아서 평탄화한 다음 그 상부에 안치하는 방법을 적용할 수 있다.

또한, 도 4b를 참조한 바와같이 수평대(31) 저면에 실리콘층(312)을 형성하여 불균일한 지면에 대해 밀폐가 용이하도록 할 수 있다. 상기 실리콘층은 1~5mm로 형성하여 불균일한 지면에 대응하여 형상변화가 이루어지도록 하며, 이러한 형상변화는 마개부 내부의 수용부에 충전되는 중량체의 가압만으로도 가능하게 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 발파공 보호용 덮개장치의 설치과정을 간단하게 설명한다.

먼저 발파구역의 지면에 수직으로 천공하여 발파공(40)을 형성한다.

형성된 발파공에는 본 발명의 확장수용부가 형성된 덮개장치(10)를 이용하여 발파공을 밀폐시키면서 암분을 덮어 외부와 분리시킨 후 다른 장소에서 천공하여 발파지역에 대한 발파공 형성작업을 완료한다. 이때 상기 덮개장치의 덮개부 하단과 발파공이 형성된 지면 사이를 밀착시켜 이물질에 의해 덮개장치가 들려 틈이 발생되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

상기 과정에서 비가 내리거나 바람이 불어도 덮개장치(10)에 의해 발파공(40)을 밀폐시키고 발파공 주면의 암분(42)을 저장함으로 발파공에 이물질 유입을 차단하면서 전색과정에서 사용할 전색물로써의 암분이 젖거나 소실되는 것을 방지할 수 있다.

발파공 형성작업이 완료되면 본 발명의 덮개장치를 개방하고 발파공에 뇌관과 폭약을 장약시키고, 발파공 내벽과 폭약 사이의 공간 및 발파공 내부 전체를 밀장전하여 전색과정을 완료한 후 발파가 이루어지도록 한다.

10 : 덮개장치
20 : 마개부
21 : 수용부 22 : 확장수용부
23 : 수용홈
30 : 덮개부
31 : 수평대
311 : 돌기환 312 : 실리콘층
40 : 발파공
41 : 입구 42 : 암분

Claims (6)

1. 수직 천공되는 발파공에 설치되어 빗물 유입을 방지하는 발파공 보호용 덮개장치에 있어서,
   상광하협의 원뿔대 형상으로 발파공으로 내입되어 입구를 막는 마개부(20)와;
   상기 마개부의 상단으로부터 상협하광의 갓형태로 외측으로 연장 형성되어 발파공 입구 주변을 덮는 덮개부(30);로 구성되는 것을 특징으로 하는 발파공 보호용 덮개장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 마개부(20)는 하단이 밀폐되고 상단이 개구되어 내부에 수용공간인 수용부(21)가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 발파공 보호용 덮개장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 마개부(20)는 덮개부와 연결되는 상부를 테이퍼지게 형성하여 확장수용부(22)가 더 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 발파공 보호용 덮개장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 마개부(20)는 덮개부와 연결되는 상부의 직경을 점진적으로 확장하되, 확장된 부분에는 상부로부터 수용홈(23)을 형성한 것을 특징으로 하는 발파공 보호용 덮개장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 마개부(20)의 축방향 길이는 덮개부(30)의 축방향 길이보다 1.5~3배 길이로 형성하고, 상기 덮개부의 하단 직경은 덮개부 상단 직경의 3~8배로 형성하고, 상기 덮개부의 하단과 동일한 수평면상의 마개부의 직경은 발파공 직경의 0.9~1.1배로 형성하는 것을 특징으로 하는 발파공 보호용 덮개장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 덮개부(30)의 하단에는 수평방향으로 연장된 환형태의 수평대(31)가 더 형성되고, 상기 수평대의 저면에는 덮개부 하단을 따라 환형태로 다수의 돌기환(311)을 돌출시키거나, 수평대 저면에 실리콘층(312)을 형성하여 발파공 입구 주변과의 접촉면적 증대로 밀폐가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 발파공 보호용 덮개장치.
   

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