KR20150056706A - 발파수공 또는 건공의 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반 발파방법 - Google Patents

발파수공 또는 건공의 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반 발파방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발파 시 건공과 수공에 관체를 수중에 매장(埋藏)하여 발파 하는 방법으로 ANFO폭약 또는 겔(gel)상태의 벌크(bulk)폭약 내부에 있는 물에 관체가 변형되지 아니하고, 특히 수중에 잘 가라앉을 수 있는 파이프 형상의 관체를 수중에 매장(埋藏)하여 발파하는 장약층 내부에 매장되는 어떤 물질로 충전(充塡)된 관체를 이용한 암반 발파방법에 관한 것으로서, 절취하고자 하는 암반상에 소정깊이 및 소정배열로 천공구멍들을 천공하는 단계와; 상기 천공된 구멍들내에 각각 기폭약 및 뇌관과 폭약들을 장전하되, 천공경보다 작은 직경으로 형성되며 그 내부에 소정 크기의 폭약과 분리되는 갖는 충전관체를 적어도 1개이상 공내로 삽입시킨 후, 공내에 삽입된 충전관체의 외측을 폭약으로 감싸 충전관체가 장약층 내부에 매장되도록 충전관체와 폭약을 순차적으로 장전하여 장약공을 형성하는 단계와; 상기 장약공내에 장전된 폭약의 상측에 전색물로 전색시키는 전색단계와; 발파기로 뇌관을 기폭시켜 장약공내의 기폭약 및 폭약들을 폭발시키는 기폭단계;로 이루어져서, 상기 폭약내에 매장된 충전관체의 체적만큼 폭약의 장전길이가 상부 자유면쪽으로 연장되어 폭발시 자유면쪽의 암반 투사면적을 증가시켜 주고, 또한 전압력을 크게 증가시켜 암반 파괴시 전석의 발생을 줄여주며, 또한 폭약의 사용량을 감소시켜 줄 수 있다.

Description

발파수공 또는 건공의 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반 발파방법{Rock Blasting Method using pipes embeded in Explosive Layers of Blast waterhole}
본 발명은 암반발파방법에 관한 것으로, 특히 장약층 내부에 천공경보다 작은 직경을 갖는 충전관체를 매장(埋藏)시킴으로써, 암반 발파시 비표면적(碑表面積)을 증가시켜 폭발력을 장약공 내의 주변암반에 골고루 분산되게 하여 발파 진동 및 음폭을 감쇠시킬 뿐만 아니라, 상기 폭약내에 매장된 충전관체의 체적만큼 발파공 위쪽으로 폭약의 장전길이가 연장되어 폭발시 자유면쪽의 암반 투사면적을 증가시켜 주고, 또한 폭약의 사용량을 감소시켜 주는 장약층 내부에 매장되는 충전(充塡)관체를 이용한 암반 발파방법에 관한 것이다.
종래의 암반을 굴착하기 위한 발파방법으로 널리 이용되는 방법은 천공구멍에 단순히 폭약과 전색물로 양분하여 전색시켜 발파하는 일반발파방법과, 진동을 감소시키기 위해 천공구멍 내에 폭약과 전색물을 교대로 배열하여 발파하는 분산장약(desk charge)에 의한 발파방법, 법면을 정리할 목적으로 선균열(pre-splitting)발파방법 등이 있다.
그 중 ANFO폭약 또는 벌크(bulk)폭약을 사용하는 일반발파 방법은 도 1a에서 도시하는 바와 같이, 주로 노천의 암반 채취작업에서 계단을 형성시키기 위하여 장약공(1)내에 기폭약(2) 및 뇌관(3), ANFO폭약 또는 벌크폭약(4)을 장전시키고 전색물(5)의 하부쪽으로 집중되어 발파됨으로써 진동과 폭음이 크게 발생되고, 비산의 위험이 있으며, 또한 천공깊이에 비하여 전색물(5)의 길이가 상대적으로 길어서 전색물 주변의 암반에는 폭발력이 미치지 않게 되어 전석(=큰 암석덩어리)의 발생가능성이 높을 뿐만 아니라, 과장약으로 폭약이 과다하게 사용되는 단점이 있는 발파 방법이다.
상기 일반발파 방법이 갖고 있는 단점을 보완하여 도 1b에서 도시하는 바와 같이, 분산 장약(desk charge)에 의한 발파방법을 채택하기도 하나, 이 발파방법은 장약공(1)내에 기폭약(2) 및 뇌관(3)과 ANFO폭약 또는 벌크폭약(6)을 장전하고, 전색물(7)로 전색하는 작업을 교대로 실시하여 층상 장약을 형성하여 발파하는 방법으로서, 뇌관(3)을 층상장약의 수만큼 개별로 장전하여 각각의 뇌관으로 폭약이 동일 천공구멍 내에서 시차를 두고 분리 폭발되어 암반을 발파시키는 방법이다.
이 방법은 층상 장약의 개수만큼 뇌관이 추가로 소요되어 비용이 많이 들고, 또한 ANFO폭약 또는 벌크폭약(6) 및 전색(7)을 층상으로 교대로 장전하는 작업이 상당히 어려워 시공작업이 비효율적일 뿐만 아니라, 비경제적이고, 또한 동일한 폭약량이 사용되어야 하기 때문에 암반 파쇄효과도 그다지 높지 않은 방법이다.
이와 같은 종래의 발파방법들은 도 2에서 도시하는 바와 같이, 장약공(1)내에서 폭약의 폭발길이가 폭약 자체의 길이로 한정될 뿐만 아니라, 천공깊이에 비하여 전색물(5)의 길이(ℓ₁)가 비교적 길게 되는 발파형태들로서, ANFO폭약 또는 벌크폭약(4)이 장약공(1)의 하측으로 치우쳐서 수평 자유면(F2)으로부터 깊게 집중적으로 장전됨에 따라 지반진동을 크게 증가시키게 되는 문제점이 있다.
또한, 폭약 폭발시 파괴경계선(L)을 중심으로 하측으로는 소괴 발생부분(A)으로서 작은 암석형태로 파쇄가 되나, 파괴경계선(L)의 상측, 즉 전색물(5)의 주변부 암반으로는 폭발력이 미치지 않아 큰 암석덩어리 형태인 전석들로 이루어지는 대괴 발생부분(B)의 영역이 크게 형성되어, 발파 후 이 전석들을 처리하기 위하여 다시 발파작업을 하여야 할 뿐만 아니라, 발파비용이 추가적으로 소요되는 문제점이 있었다.
신청 기술은 천공구멍내로 인공의 소자유면을 형성하도록 하는 충전관체와 폭약을 교대로 구분하여 삽입하여 장약공을 형성하여 폭발시키는 기술로서, 폭약이 용기내에 일정한 형상으로 어떤 물질로 채워진 관체를 사용하고, 또한 충전관체가 천공경의 직경과 같거나 약간 작은 것을 사용하여, 폭약을 단순히 지지시켜 장전하는 방법으로 이루어지는 기술로서, 폭발시 폭약의 장전길이를 연장시킴으로써 불필요하게 소요되는 폭약 사용량을 감소시킬 뿐만 아니라, 폭약이 분산되어 발파진동을 크게 감쇠시켜 주며, 또한 전석의 발생을 감소시켜주는 등 발파의 효과가 우수하다는 이점이 있다.
또한, 이 기술은 장약층과 충전관체층의 장전위치가 장약공내에서 그 위치가 확연하게 구분되어지며, 충전관체 외벽쪽으로만 폭약이 연속적으로 장전되기 때문에 순폭적으로 폭발될 수 있어, 충전관체 발파방법의 불폭위험을 최대한 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명자는 그 장약공내로 장전되는 에어튜브를 천공경의 직경보다 작은 공기주머니를 이용하여 삽입함으로써 장약공내에 공기주머니의 삽입이 용이하고, 또한 현장에서 가루형태의 ANFO폭약이나 겔 상태의 벌크폭약을 장약시키기가 용이하며, 또한 장약공내에서 폭약이 연속적으로 밀실하게 채워져 폭약의 순폭력을 크게 향상시켜 줄 수 있기 때문에 불폭의 위험이 제거되고, 폭발시 폭발력을 공벽내 골고루 작용시켜 주도록 하는 기술에 대하여 장약층 내부에 매장되는 공기주머니를 이용한 암반발파방법도 출원한 바 있다. 그러나 이 방법은 물이 가득찬 수중공에서는 에어튜브가 가라앉지 않아서 공기주머니의 삽입이 불가능한 단점이 있다. 그리고 이 공기주머니층이 폭약이 폭발할 때 폭력을 감소시켜서 암반파괴력을 감소시키는 단점도 있다.
이하에서 “자유면(自由面)”이라 함은 암반이 외계(공기나 물)와 접하는 면을 의미하며, 이 자유면은 발파에 큰 영향을 끼치는 것으로 발파효과는 자유면의 수와 폭약 위치가 자유면과의 근접정도에 따라 증가하게 되는데, 그 이유는 자유면쪽은 저항이 없어서 폭발에너지가 암반에 미치는 응력이 많이 작용하기 때문이며, 한편, “전압력(全壓力)”이라 함은 단위폭약이 천공구멍내에 작용하는 힘을 말하며, “비표면적(比表面的)”이라 함은 폭발시 폭발력이 직접적으로 작용되는 암반의 면적을 의미하며, “순폭(殉爆)”이라 함은 1개의 폭약이 폭발했을 때 공기·물·기타의 매체를 통하여 다른 폭약이 감응 폭발하는 현상을 의미하며, “저항선(抵抗線)”이라 함은 자유면과 폭약 중심과의 최단거리를 의미한다.
따라서, 본 발명의 목적은 장약공에 장전되는 폭약 내부에 소정길이로 천공경보다 작은 직경의 적어도 1개층 이상의 충전관체를 물어 고여 있는 발파공에 매장(埋藏)시켜 장약층 내부에 인공의 충전관체층을 형성함으로써, 장약의 폭발길이를 증가시킴과 동시에, 폭약의 폭발력이 장약공내의 주변 암반에 골고루 분산되게 하여 암반 파쇄도를 증가시키는 암반 발파방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 물이 고여있는 장약공내에 천공경보다 가느다란 한 개의 충전관체 또는 다수의 충전관체들이 매장됨으로써, 장약층의 내부에 매장된 충전관체들이 체적만큼 장약량을 감소시켜 주는 것은 물론이고 장약층 내부에 매장되는 충전관체가 장약의 길이를 증가시켜주기 위한 반 발파방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 폭약이 자유면에 가깝게 장약되고 폭발시 폭발력이 암반에 직접 작용하는 비표면적(比表面的)을 증가시켜 폭발시 수직 자유면 쪽으로의 암반에 투사면적이 크게 확대되어 전압력을 크게 증가시킴으로써, 암반의 파괴를 용이하게 할 뿐만 아니라, 전색물의 길이도 짧게 됨으로써 전석의 발생을 크게 감소시켜 주도록 한 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반 발파방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 수공의 장약공내에 장전된 충전관체의 주변 공간에 ANFO폭약 또는 벌크폭약이 밀실하게 연속적으로 채워져 다른 폭약에 비해 순폭도가 낮은 ANFO폭약 또는 벌크폭약의 순폭도를 향상시킴으로써, 수공 또는 건공내의 불폭의 위험을 없애주는 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반발파방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 방법으로 절취하고자 하는 암반상에 소정 깊이 및 소정 배열로 구멍을 천공하는 단계와; 상기 천공된 구멍내에 기폭약 및 뇌관과 ANFO폭약 또는 겔 상태의 벌크폭약을 순차적으로 장전하면서 장약층 내부에 공기주머니가 매장되어지는 장약공을 형성하는 폭약장전단계와; 상기 장약층의 상측을 전색물로 전색시킨 다음, 발파기로 뇌관을 기폭시키는 기폭단계로 구성되어 폭발시킴으로써, 암반을 발파하게 된다.
즉, 본 발명은 장약층 내에 천공경보다 작은 직경의 적어도 1개층 이상의 가느다란 한 개의 충전관체 또는 다수개의 충전관체들을 매장시켜 장약층 내에 밀폐된 공간층을 형성시킴으로써, 그 충전관체층의 체적만큼 장약의 장전길이를 상측으로 올려서 폭발길이를 증가시켜 그 증가에 따라 폭약의 폭발력이 공내에서 최대한 분산되는 효과를 가져오게 할 뿐만 아니라, 발파진동을 2-3 자유면 쪽으로 공기층으로 분산시킬 수 있고, 또한 장약량의 감소와 전석 발생도 크게 줄여줄 수 있게 한다.
본 발명은 발파현장의 지층에 물이 고여있는 장약공내에 천공경보다 작은 직경의 가느다란 충전관체를 삽입시킨 후, ANFO폭약과 벌크폭약을 장전하여 충전관체가 수중에서 장약층 내부에 매장됨으로써, 체적당 장약량을 최소로 하면서 폭약이 폭발할 때 폭발길이를 최대한 증가시킬 수 있으며, 또한 폭약이 장전되는 위치가 2~3자유면에 가까이 장약되도록 설계할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 건공(乾孔)물이 고여 있는 발파공에서 상기 선출원 기술의 장약공내 장전된 천공경과 동일한 에어튜브가 물에 부유하여 발파공에 사용할 수 없었던 단점과 건공에서의 에어튜브가 폭발력을 감소시켰던 단점을 보완하는 발파방법으로서, 수중 또는 건공에서 장약공내 장전되는 폭약이 밀실하게 연속적으로 채워져서 수중 또는 건공에서의 장약장을 길게하여 폭발시 암반의 파쇄효과를 높일 수 있는 장점이 있다.
한편, 일반 발파 작업을 위해 천공할 때 천공경이 천공구멍마다 다르면 장전되는 ANFO폭약 또는 벌크폭약의 폭약량의 체적이 각각의 구멍마다 다르게 됨에 따라, 가루로 된 ANFO폭약 또는 벌크폭약의 폭약량의 조절이 기술적으로 어렵게 되나, 본 발명은 수중발파공에서 이러한 폭약량의 차이를 천공경보다 작은 직경의 충전관체의 길이와 직경의 크기를 조절하거나 매장되는 충전관체의 개수를 조절함으로써, 전색물의 하단부의 위치가 장약공별로 상이하게 되는 전색장 불일치 때문에 발생하는 불규칙한 대괴의 발생을 극복할 수 있는 유일한 장약방법이 될 수 있다.
상기와 같은 본 발명은 첫째, 암반발파시 천공경보다 작은 직경의 가느다란 충전관체 또는 다수개의 충전관체들로 이루어지는 관체를 장약공내에 적어도 1개층이상 매장(埋藏)시켜 장약층내에 공기층을 형성함으로써, 장약의 폭발길이를 연장시킴과 동시에 폭약이 자유면에 가깝게 장약되어 비표면적을 증가시켜 폭약의 폭발력이 장약공 내에서 공기층으로 분산되어 발파진동 및 폭음을 감쇠시켜 주는 효과가 있다.
둘째, 수중 또는 건공 장약공내에서 연속적으로 ANFO폭약과 겔 상태의 벌크폭약이 연속적으로 밀실하게 채워지기 때문에 니트로글리세린계 폭약보다 폭력이 약한 ANFO폭약과 겔 상태의 벌크폭약의 순폭 기능을 증대시켜 주기 때문에 불폭의 위험이 제거되고, 장약층내에 매장되어진 충전관체로 발파진동을 분산시킬 수 있으므로, 발파효과를 높일 수 있다.
셋째, 장약공 또는 장약내에서 충전관체들에 의해 장전된 폭약의 폭발길이가 연장됨으로써 폭발시 자유면쪽으로의 투사면적이 확대되어 전압력을 증가시켜 폭발력이 암반의 파쇄에만 모두 작용하도록 하여 전석 발생량을 크게 감소시키는 발파효과가 있다.
넷째, 폭약 폭발시 폭발력이 암반에 닿게 되는 면적(=비표면적)을 증가시키게 되고, 장약층 매몰된 관체가 확보됨과 동시에, 자유면 가까이 장전되는 관계로 폭약의 체적당 사용량을 20~30%이상 줄일 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 발파방법을 채석장에 적용시킬 시 2차발파(玉石발파)작업이 불필요하므로 2차발파로 인한 공해(폭음)가 발생되지 않으며, 또 2차발파에 소요되는 경비를 절감시킴으로써 원가절감이 가능하여 시공원가를 절약할 수 있는 효과가 있음을 밝혀 둔다.
도 1a는 종래의 벌크폭약에 의한 발파공 장약방법을 나타내는 단면도,
도 1b는 종래의 벌크폭약의 분산장약방법을 나타내는 단면도,
도 2는 종래의 발파방법에 따른 장약공 내에서의 발파개념을 나타내는 도면,
도 2b는 종래의 발파방법에 따른 장약공 내에서의 에어튜브 발파방법을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 여러 위치의 충전관체들에 매장설치된 다양한 실시예들을 나타내는 단면도,
도 4는 벌크폭약에 발파방법에 따른 에어튜브 자립형 발파개념을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 장약공내 1개의 가늘고 긴 충전관체가 장약층 내부에 매장되어 장전된 실시예를 나타내는 단면도,
도 6은 충전관체 표준도면,
도 6a는 본 발명에 따른 에어튜브의 외면에 지지체가 결합되어 장약공내 삽입된 상태를 나타내는 일부 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 장약공내 가느다란 충전관체들이 폭약 내부에 지그재그로 매장되어 장전된 실시예를 나타내는 단면도,
본 발명의 기술구성을 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 절취하고자 하는 암반상에 소정깊이 및 소정배열로 천공구멍들을 천공하는 단계와; 상기 천공된 구멍들내에 각각 기폭약(12) 및 뇌관(13)과 폭약들을 장전하되, 천공경보다 작은 직경으로 형성되며 그 내부에 소정 크기의 관체층을 갖는 충전관체를 적어도 1개 이상 공내로 삽입시킨 후, 공내에 삽입된 충전관체의 외측을 폭약으로 감싸 충전관체가 장약층(14)내부에 매장되도록 충전관체와 폭약을 순차적으로 장전하여 장약공(11)을 형성하는 단계와; 상기 장약공(11)내에 장전된 폭약의 상측에 전색물(18)로 전색시키는 전색단계와; 발파기로 뇌관(13)을 기폭시켜 장약공(11)내의 기폭약 및 폭약들을 폭발시키는 기폭단계;로 이루어져서, 상기 장약층내에 매장된 충전관체의 체적만큼 폭약의 장전길이가 연장되어 폭발시 자유면쪽의 암반 투사면적을 증가시켜서 발파되게 함을 특징으로 한다.
즉, 본 발명은 장약공(11)내에서 ANFO폭약 또는 겔 상태의 벌크폭약의 폭발력이 장약층 내부에 매장되어 있는 충전관체에 의해 변형된 형태로 폭발되는 발파 형태를 갖는다.
본 발명에 따른 암반발파에 대한 발파원리를 설명한다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 장약공내의 바닥에 천공경보다 작은 직경으로 형성된 소정길이의 가느다란 충전관체(15)를 염화비닐수지(Polyvinyl) PVC또는 PET 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen eterephthalate) 재질로 수중에서 변형되거나, 파괴되지 아니하게 제작된 것에 자갈 등 물에 가라앉을 수 있는 무거운 재료를 넣고서 지지체에 끼워 공내의 벽면에 지지시킨다.
이후, 상기 제1장약층(14a)의 상측에 뇌관(13)과 기폭약(12)을 장전하고, 그 위에 ANFO폭약 또는 겔 상태의 벌크폭약을 장전하여 소정길이의 제2장약층(14b)을 형성한 다음, 다시 소정길이의 가느다란 충전관체(15)와 공벽면 사이의 간격 d 만큼 열려있는 개구부를 통하여 공벽과 충전관체의 외면 사이의 공간부에 ANFO폭약 또는 겔 상태의 벌크폭약을 장전하여 충전관체(15)가 매장되는 제3장약층(14c)을 형성하고, 그 위에 제4장약층(14d)을 소정 길이로 장전시킨다.
이후, 소정길이의 가느다란 충전관체(15)를 지지체(16)에 끼워 공내에 지지시켜 가느다란 충전관체(15)와 공벽면 사이의 간격 d 만큼 열려있는 개구부를 통하여 공벽과 충전관체(15)의 외면 사이의 공간부에 ANFO폭약 또는 겔 상태의 벌크폭약을 장전하여 제5장약층(14e)을 형성한 후, 그 위에 마개(17)를 덮고 전색물(18)로 전색시킨다.
따라서, 제1장약층(14a)은 상기 가느다란 충전관체(15)의 체적량 만큼 장전길이가 ℓ₃의 길이만큼 상승되어 장전됨으로써 폭발시 폭발길이가 그만큼 연장되어 장전됨으로써, ANFO폭약 또는 벌크폭약의 폭약량에 비해 그 폭발력이 미치는 비표면적은 증가하게 된다.
이 비표면적의 증가에 의해 폭약의 폭발력이 장약공 내에서 분산되어 발파진동 및 폭음을 감쇠시킬 뿐만 아니라, 폭발시 수직 자유면(F1) 쪽으로의 투사면적이 크게 확대되어 전압력을 증가시켜 암반의 파괴가 용이하게 된다.
상기 제1장약층(14a)의 폭발길이에 더하여 충전관체(15)가 매장되는 장약층인 제3장약층(14c)의 장전길이도 ℓ₃′의 길이만큼 상승되어 상측으로 폭발길이가 더 연장되어지며, 마찬가지로 상기 충전관체(15)가 매장되는 장약층인 제5장약층(14e)의 장전길이도 ℓ₃″의 길이만큼 상승되어 상측으로 폭발길이가 더 연장되어진다.
결과적으로, 장약공(11)내 천공경보다 작은 직경의 가느다란 충전관체(15)들이 매장되어 있는 제1,3,5장약층(14a,14b,14e)이 형성되어 가느다란 충전관체(15)들의 체적량 만큼 장전길이도 ℓ₃+ℓ₃′+ℓ₃″의 길이만큼 상승함에 따라 폭발길이도 연장되어지고, 또한 폭약의 폭발력이 장약공(11)의 내부에 골고루 분산됨으로써 최대한 수직 자유면(F1)과 장약공(11)사이에 있는 암반의 파쇄에만 작용하여 암반에 폭발력이 남아 있지 않게 하여 발파진동을 크게 줄여 줄 수 있다.
뿐만 아니라, ANFO폭약 또는 겔(gel)상태의 벌크폭약의 폭발시 가느다란 충전관체(15)들을 매장한 장약층인 제1,3,5장약층(14a,14b,14e)들 때문에 장약층 내부에 매장되어 있는 상기 가느다란 충전관체(15)들의 체적량 만큼 장약량도 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 ANFO폭약 또는 겔 상태의 벌크폭약의 폭력이 약해져서 진동을 감쇠시켜 주게 된다.
또한, 폭발시 파괴경계선(L)이 가느다란 충전관체(15)들을 매장하고 있는 장약층인 제1,3,5장약층(14a,14b,14e)의 폭발길이가 ℓ₃+ℓ₃′+ℓ₃″의 길이만큼 상측으로 연장됨에 따라, 전색물(18)의 전색길이(ℓ₂)도 짧게 형성함으로써 대괴 발생부분(B)의 영역이 작아져서 발파시 전석의 크기를 크게 감소시켜 주게 된다.
즉, 가느다란 충전관체(15)로 인하여 파괴경계선(L)이 상측으로 올라가서 비표면적이 증가하여 ANFO폭약 또는 벌크폭약의 폭발 에너지가 장약공(11)내에 골고루 분산되어 암반파괴에 많이 작용하므로, 종래의 발파방법보다 적은 에너지가 암반에 남게 되어 진동이 크게 감소되고, 또 가느다란 충전관체(15) 자체가 일반발파 때 채워지는 폭약의 사용량을 감소시키기 때문에 장약량 감소로 인한 진동감소 효과도 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 장약공내 1개의 가늘고 긴 충전관체가 장약층 내부에 매장되어 장정된 실시예를 나타내는 단면도이다.
이 실시예는 장약공(11)내에 천공경보다 작은 직경으로 형성되고 비교적 길이가 긴 가느다란 충전관체(15) 1개를 장약층(14k)내에 매장되게 한 실시예로서, 그 충전관체(15)의 체적량만큼 장약층(14k)의 장전길이 ℓ5가 상측으로 올라가서 폭발길이가 연장되어 발파되는 실시예이다.
이 실시예에 따라 ANFO폭약 또는 벌크폭약의 장전길이가 상측으로 상승하게 됨에 따라 전색물(18)의 길이(ℓ2)를 줄일 수 있게 되고, 장약공(11) 주변 암반의 파괴경계선(L)이 상측으로 올라가게 되어 ANFO폭약 또는 벌크폭약 내에 충전관체(15)가 매장되어진 장약층(14k)이 수평 자유면(F2)에 가까이 장약된다.
그러므로, 앞서의 장약공(11)내에 장약층을 형성한 때와 같이 가느다란 충전관체(15)로 인하여 파괴경계선(L)이 상측으로 올라가서 비표면적이 증가하여 ANFO폭약 또는 벌크폭약의 폭발 에너지가 장약공(11)내에 골고루 분산되어 암반파괴에 많이 작용하므로, 종래의 발파방법보다 적은 에너지가 암반에 남게 되어 진동이 크게 감소되고, 또 가느다란 충전관체(15)자체가 폭약량 감소 역할도 하기 때문에 이로 인한 발파진동을 감소시키는 효과도 있게 된다.
또, ANFO폭약 또는 벌크폭약이 상측으로 연장되어 장전되므로 전색물(18)의 전색길이도 그만큼 짧게 됨에 따라, 파괴경계선(L)이 올라가게 되므로, 발파시에 전석이 발생하는 대괴 발생부분(B)의 영역을 크게 감소시켜 주게 되어 전석의 발생도 크게 감소시켜 주는 효과가 있게 된다.
또한, 가느다란 충전관체(15)의 주변 공간에도 가루형태의 ANFO폭약 또는 겔 상태의 벌크폭약이 밀실하게 채워지게 됨으로써, 폭약사이에 불연속면(층)이 없이 연속적으로 채워지므로 불폭의 우려가 없으며, 이 경우 훨씬 폭발력이 증가하게 된다.
한편, 도 6a에서 도시하는 바와 같이, 장약공(11)내에서 공벽의 중심에 충전관체(15)가 위치되도록 지지체(16)를 충전관체에 끼워 사용하게 되는데, 상기 지지체(16)는 그 중앙부에 관통구멍(16a)이 형성되어 충전관체(15)를 그 안에 수용하여 지지하는 원형의 스트립(16b)과, 이 원형 스트립의 외측 단부에서 일정간격으로 돌출되어 공벽면에 지지되는 적어도 2개이상의 지지부(16c)들이 일체로 형성되어진 구조로 이루어져 있다.
상기 지지체(16)가 공내에서 공벽상에 지지될 때, 원형의 스트립(16b)의 단부와 공벽면 사이에 간격 d만큼 이격됨으로써 지지부(16c)들 사이에 개구부가 형성되며, 이 개구부를 통하여 ANFO폭약 또는 겔 상태의 벌크폭약이 장전되어 공벽과 충전관체 사이의 공간부에 연속적으로 채워질 수 있게 된다.
도 7에 본 발명에 따른 장약공에 장전된 폭약 내에 장약공보다 가느다란 충전관체를 지그재그로 매장되어지는 실시예가 도시된다.
이 실시예는 장약공(11)에 장전된 ANFO폭약 또는 벌크폭약의 장약층(14ℓ)내부에 장약공(11)의 천공경보다 직경이 작은 가느다란 충전관체(15)를 다수개 지그재그 상태로 매장하게 되면 그 충전관체(15)들의 체적량의 계만큼 ANF폭약 또는 벌크폭약이 장전되는 장약층(14ℓ)의 장전길이가 상측으로 ℓ6의 길이만큼 올라가서 장전되는 실시예로서, 도5의 도시와 같이 수직으로 매장하는 경우보다 장전길이가 짧게 되므로 전색물(18)의 길이(ℓ2)를 보다 덜 줄이게 되는 실시예이다.
이 실시예는 장약층(14ℓ)에 장전되는 ANFO폭약 또는 벌크폭약의 장약량을 더 많이 줄여야 할 때 사용할 수 있는 실시예이다.
하기 표1은 본 발명의 구성과 종래 기술의 구성을 대비하여 장단점을 나타낸 도표이다.
구분 종래의 노천에서의 일반발파 방법 본 발명의 가느다란 충전관체발파 방법
장점 . 장약방법이 본 발명보다 비교적 간단하다. ·진동은 40~50%정도 감소한다.
·폭음은 대동소이하거나 약간 감소한다.
·전석의 발생은 80%이상 크게 감소시킨다.
·시공원가를 절감한다.
(폭약량은 체적당 20~30%정도 감소시키고, 분산장약발파의 경우 공당 뇌관 1개를 절약할 수 있기 때문이다.)
·동일 폭약량의 폭발길이가 길어진다.
·공내에서 공기층을 형성시킨다.
·저항선을 크게 할 수 있다.
단점 ·진동 및 폭음의 조절이 어렵다.
·전석의 발생량을 조절할 수 없다.
·비경제적이다.
·폭약을 과다 사용할 위험이 있다.		 ·충전관체 제작 초기에 비용이 많이 든다.
(대량 제작시 일반 매질인 모래보다
염가로 할 수 있음)
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되고, 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
11:장약공 12:기폭약 13:뇌관
14a~14m:장약층 15:충전관체 16:지지체
16a:관통구멍 16b:스트립 16c:지지부
17:마개 18:전색물 F1:수직 자유면
F2:수평 자유면 L:파괴 경계선 A:소괴 발생부분
B:대괴(전석)발생부분

Claims (6)

  1. 절취하고자 하는 암반상에 소정깊이 및 소정배열로 천공구멍들을 천공하는 단계와;
    상기 천공된 구멍들내에 각각 기폭약(12) 및 뇌관(13)과 폭약들을 장전하되, 천공경보다 작은 직경으로 형성되며 그 내부에 소정 크기의 충전 관체층을 이루는 충전관체를 1개 이상 공내로 삽입시킨 후, 건공이나, 수공의 발파공내에 삽입된 충전관체의 외측을 폭약으로 감싸 충전관체가 장약층 내부 또는 수중에 매장되도록 충전 관체와 폭약을 순차적으로 장전하여 장약공(11)을 형성하는 단계와;
    상기 장약공(11)내에 장전된 폭약의 상측에 전색물(18)로 전색시키는 전색단계와;
    발파기로 뇌관(13)을 기폭시켜 장약공(11)내의 기폭약 및 폭약들을 폭발시키는 기폭단계;로 이루어져서, 상기 폭약내에 매장된 공기주머니의 체적만큼 폭약의 장전길이가 연장되어 폭발시 자유면쪽의 암반 투사면적을 증가시켜서 발파되게 함을 특징으로 하는 발파수공 또는 건공의 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반 발파방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 장약공(11) 형성단계에서 장약공(11)내에 장전되는 폭약 내부에 매장되어지는 공기주머니는 소정의 길이로 형성되면서 그 직경이 장약공의 천공경보다 작은 직경으로 형성되고, 그 내부에 공기층이 밀폐되어 있는 충전관체(15)의 형태인 것을 특징으로 하는 발파수공 또는 건공의 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반 발파방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 장약공(11) 형성단계에서 장약공(11) 내에 장전되는 폭약 내에 매장되어지는 공기주머니는 그 직경이 장약공의 천공경보다 작은 직경으로 형성되며, 그 내부에 공기층이 밀폐되어 있는 에어볼(19) 들이 매장되어지는 것을 특징으로 하는 발파수공 또는 건공의 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반 발파방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 충전관체(15) 또는 에어볼(19)은 염화비닐수지PVC(Polyvinyl Chloride) 또는 PET 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen eterephthalate), 또는 폴리에틸렌 중 어느 하나의 재질로 제조하는 것을 특징으로 하는 발파수공 또는 건공의 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반 발파방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 장약공(11) 형성단계에서 공내로 삽입되는 충전관체(15)를 공벽 중심에 위치되도록 간격을 유지시켜 주면서 충전관체(15)의 외면과 공벽면 사이의 공간부를 2개 이상의 개구부로 분할하여 주는 지지체(16)가 1개 이상 충전관체(15)의 외면에 끼워져서 장약공(11)내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 발파수공 또는 건공의 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반 발파방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 장약공(11) 형성 단계에서 장약공내로 장전되는 폭약은 가루형태의 ANFO폭약 또는 유동성이 좋은 겔 상태의 벌크폭약인 것을 특징으로 하는 발파수공 또는 건공의 장약층 내부에 매장되는 충전관체를 이용한 암반 발파방법.
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