KR20190001317A - 다단식 붐을 구비하는 천공시스템과 이를 이용한 비탈면 천공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다단식 붐을 구비하는 천공시스템과 이를 이용한 비탈면 천공방법에 관한 것으로, 그 목적은 대형크레인 또는 비계구조물의 설치없이 다단식 붐의 신장범위를 벗어나는 높은 비탈면에 대하여, 상하좌우 방향으로 이동하면서 정확한 위치에 천공작업을 수행할 수 있는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템과 이를 이용한 비탈면 천공방법에 관한 것이다.
본 발명은 주행로프에 의해 비탈면의 상단을 따라 주행하는 무한궤도형 가이더 카부; 비탈면에 대하여 천공작업을 수행하는 천공드릴부; 천공드릴부가 연결설치되고, 가이더 카부와 인양로프에 의해 연결되며, 제1,2다단붐을 구비하는 천공드릴 리프팅부;를 포함하여, 제1,2다단붐의 신장과 인양로프 및 천공드릴 리프팅부와 가이더 카부의 이동에 의해 비탈면의 높이에 관계없이 비탈면을 따라 상하좌우 이동되면서 천공작업이 수행되도록 구성되어 있다.

Description

다단식 붐을 구비하는 천공시스템과 이를 이용한 비탈면 천공방법{Slope perforation system with a multistage boom cylinder and boring method using the same}

본 발명은 다단식 붐을 구비하는 천공시스템과 이를 이용한 비탈면 천공방법에 관한 것으로, 대형 크레인 없이도 비탈면의 높이에 관계없이 비탈면을 따라 상하좌우방향으로 이동되며 비탈면에 대한 천공작업을 수행할 수 있는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템과 이를 이용한 비탈면 천공방법에 관한 것이다.

국토가 좁고 산지가 많은 우리나라의 경우 대규모 토지조성공사, 도로공사, 철도공사 등에 수반하여 사면(斜面)을 개발하는 것은 필수적으로 요구되고 있다. 그러나, 사면은 토사와 암반이 불균질하게 분포되어 있어 폭우, 지진 등의 자연재해로 인해 사면이 붕괴 되거나, 활동(Sliding) 되어 귀중한 인명과 재산을 손실시키는 불안요소가 되기도 한다. 따라서, 사면을 안정화시키기 위한 사면보강공법이 다양하게 개발되어 토목현장에서 적용되고 있다.

이러한 사면보강공법에는 낙석방지용 그물망을 설치하기도 하지만 경사면의 토사 유실은 여전하고, 그물망의 훼손이나 망실 등에 의해 여전히 불안요소를 가지고 있으므로 사면 보강의 근본적인 대책이 될 수 없다. 그에 따라, 사면의 내부로 보강재를 삽입한 후 보강하는 공법으로 앵커(anchor)공법, 소일-네일링(soil-nailing)공법과 락볼트(rock bolt) 공법이 널리 알려져 있다.

상기와 같은 사면보강공법을 실시하기 위해서는 앵커, 네일 또는 락볼트가 사면에 삽입될 수 있도록 경사면에 천공작업을 수행해야 하며, 이와 같은 천공작업은 드릴과 같은 천공수단이 구비된 천공장비에 의해 이루어지고 있다.

종래의 천공작업은 크레인의 암 끝단에 천공장비를 설치하여 경사면에 천공홀을 천공하거나, 비계구조물을 경사면과 마주보도록 설치하여 비계구조물에 천공장비를 고정하고, 이를 이용하여 경사면에 천공홀을 천공하였다.

그러나, 상기와 같이 크레인 또는 비계구조물을 이용한 경사면의 천공방법은 경사면의 바닥을 통해 크레인 또는 비계구조물이 진입 또는 설치될 수 있도록 넓은 공간이 확보된 경우에만 가능하다. 즉, 크레인이나 비계구조물이 진입 및 설치될 수 있는 공간이 있어야 가능한 문제점이 있었다.

또한, 비탈면의 하측에 크레인 또는 비계구조물의 설치공간이 없을 경우, 비탈면 상측에 대형 크레인이 위치하고, 상기 대형크레인의 와이어를 이용하여 천공장비를 매달아, 비탈면의 천공위치로 인양하여 천공하는 방법이 사용되어지기도 하나, 상기 대형크레인은 고가의 장비일 뿐 아니라, 대형크레인을 운용할 수 있는 고도의 전문기사를 필요로하고 있어, 공사비용이 과도하게 증가되는 문제점이 있었다.

특히, 대형크레인은 그 크기로 인하여 진입로가 있다고 하더라도 비탈면의 상측으로 이동시키기가 매우 어려우며, 와이어에 의해 천공장치를 매달아 천공위치로 이동시키므로, 수직방향에 대해서는 높이별로 천공이 가능하지만 좌우방향으로 천공하기 위해서는 대형크레인이 협소한 비탈면의 상측에서 좌우방향으로 이동되어야 하므로, 대형크레인의 지지작업 및 천공작업이 매우 복잡해지게 되고, 비탈면으로의 추락 위험성이 증대되는 등 여러가지 문제점이 있었다.

공개특허공보 공개번호 특2001-0107222(2001.12.07)

본 발명의 목적은 대형크레인 또는 비계구조물의 설치없이 다단식 붐의 신장범위를 벗어나는 높은 비탈면에 대하여, 상하좌우 방향으로 이동하면서 정확한 위치에 천공작업을 수행할 수 있는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템과 이를 이용한 비탈면 천공방법에 관한 것이다.

본 발명은 주행로프에 의해 비탈면의 상단을 따라 주행하는 무한궤도형 가이더 카부; 비탈면에 대하여 천공작업을 수행하는 천공드릴부; 천공드릴부가 연결설치되고, 가이더 카부와 인양로프에 의해 연결되며, 제1,2다단붐을 구비하는 천공드릴 리프팅부;를 포함하여, 제1,2다단붐의 신장과 인양로프 및 천공드릴 리프팅부와 가이더 카부의 이동에 의해 비탈면의 높이에 관계없이 비탈면을 따라 상하좌우 이동되면서 천공작업이 수행되도록 구성되어 있다.

이와 같이 본 발명은 제1,2다단붐을 구비하는 천공드릴 리프팅부에 의해 천공드릴부가 이동되도록 되어 있어, 대형 크레인의 설치없이도 비탈면에 대한 천공작업이 가능할 뿐 아니라, 비탈면 하측의 바닥면이 협소하더라도 천공드릴부에 의한 천공작업이 가능하다.

본 발명은 천공드릴 리프팅부가 다단식 붐을 구비하고, 주행이 가능한 이동바퀴 및 지지붐바퀴를 구비하도록 되어 있어, 비탈면을 따라 소단으로 천공드릴 리프팅부의 이동이 가능하며, 이로 인해 제1,2다단붐의 신장길이를 초과하는 비탈면에 대해서도 천공작업이 용이하게 진행될 수 있다.

본 발명은 대형크레인이 불필요하므로, 고가 장비의 사용에 따른 공사비용을 절감할 수 있다.

본 발명은 천공드릴부가 각도조절실린더 및 지반지지실린더에 의해 드릴지지붐과 비탈면에 대하여 지지되므로, 천공작업이 안정적으로 진행될 수 있는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 전체구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 가이더 카부의 구성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 천공드릴부 및 천공드릴 리프팅부의 구성을 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 천공드릴부 및 천공드릴 리프팅부의 일측면 구성을 보인 예시도
도 5 는 본 발명에 따른 이동바퀴부 및 지지기반부의 구성을 보인 예시도
도 6 은 본 발명에 따른 이동대의 구성을 보인 예시도
도 7 은 본 발명에 따른 붐지지실린더 및 천공드릴부의 결합관계를 보인 예시도
도 8 은 본 발명에 따른 이동대의 작동을 보인 예시도
도 9 는 본 발명에 따른 제1,2다단붐간의 간격조절을 보인 예시도
도 10은 본 발명에 따른 천공드릴부의 좌우 이동상태를 보인 예시도
도 11은 본 발명 천공시스템을 이용한 비탈면 천공방법을 보인 블록예시도
도 12는 본 발명에 따른 이동단계의 작동과정을 보인 예시도
도 13은 본 발명에 따른 이동단계의 작동과정을 보인 또다른 예시도
도 14는 본 발명에 따른 이동단계의 또다른 작동상태를 보인 예시도

본 발명은 주행로프에 의해 비탈면의 상단을 따라 주행하는 무한궤도형 가이더 카부(100);

비탈면에 대하여 천공작업을 수행하는 천공드릴부(200);

천공드릴부가 연결설치되고, 가이더 카부와 인양로프에 의해 연결된 천공드릴 리프팅부(300);를 포함하여,

천공드릴 리프팅부(300)와 가이더 카부(100)에 의해 천공드릴부(200)가 비탈면(900)을 따라 상하좌우 이동되어 비탈면에 대한 천공작업이 수행되도록 구성되어 있다.

상기 가이더 카부(100)는 동력수단을 가능한 무한궤도 타입으로 이루어져 있어 자체적으로 주행이 가능하도록 구성되어 있으며, 지지로프(400)에 의해 비탈면 상단 즉, 산마루 주변에 위치하는 지지수단(700)에 연결되어 추락이 방지되도록 되어 있다. 이때, 상기 지지수단(700)은 일예로 식재되어 있는 나무 또는 별도 설치된 구조물 등이 사용될 수 있다.

상기 가이더 카부는(100) 도 2 에 도시된 바와 같이, 무한궤도형 주행대차(110)와, 주행대차(110)의 상측에 설치되어 인양로프(800)가 연결되는 인양로프 고정단(120)과, 주행대차(110)의 상측에 설치되어 지지로프(400)가 권취되는 다수의 지지로프 유압드럼(130)과, 주행대차(110)의 상측 양단에 위치하도록 설치되어 주행로프(600)가 각각 권취되는 전진유압드럼(140) 및 후진유압드럼(150)을 포함한다.

상기 지지로프(400)는 일측단이 지지수단(700)에 고정설치되고, 타측이 지지로프 유압드럼(130)에 권취되도록 설치되어 있다.

상기 주행로프(600)는 전진유압드럼(140)과 연결되는 전진주행로프(610)와, 후진유압드럼(150)에 연결되는 후진주행로프(620)를 포함하고, 상기 전진주행로프(610)는 일측단이 지지수단(700)에 고정설치되고, 타측이 전진유압드럼(140)에 권취되며, 상기 후진주행로프(620)는 일측단이 지지수단(700)에 고정설치되고, 타측이 후진유압드럼(150)에 권취되도록 설치된다.

상기와 같이 구성된 가이더 카부(100)는 지지로프(400)가 연결된 다수개 지지로프 유압드럼(130)의 개별구동에 의해 비탈면(900)에 대하여 미끄러짐없이 지지되며, 주행로프(600)가 권취되는 전/후진유압드럼(140,150)의 구동에 의해 비탈면(900)을 따라 주행이 이루어지게 된다.

또한, 상기 가이더 카부(100)는 인양로프 고정단(120)으로 연결되는 인양로프(800)를 가이드하는 인양로프 미끄럼받침대(160) 및, 지지로프 유압드럼(130)으로 연결되는 지지로프(400)를 가이드하는 지지로프 미끄럼받침대(170)가 더 설치되어 있으며, 상기 인양로프 미끄럼받침대(160) 및 지지로프 미끄럼받침대(170)의 양단에는 각각 로프의 이탈을 방지하는 이탈방지턱(161,171)이 더 형성되어 있다.

상기 천공드릴 리프팅부(300)는, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이,

이동바퀴부(314)를 구비하고 유압에 의해 길이가 신축되는 제1,2다단붐(310,310`);

제1,2다단붐(310,310`)의 메인붐(311) 하단에 양단이 각각 고정설치되는 붐지지실린더(320);

제1,2다단붐의 메인붐(311)에 형성된 평기어(312)를 따라 이동되는 이동대(330)와,

이동대(330)에 회전가능하도록 연결설치되고 비탈면(900)에 접촉되는 지지붐바퀴(343)가 유압에 의해 전후방향으로 이동되도록 구비되며, 각도조절실린더(341)에 의해 각도가 조절 및 유지되는 드릴지지붐(340)과,

드릴지지붐(340)에 고정설치되고 인양로프가 권취되는 인양로프 유압드럼(360)과,

제1,2다단붐(310,310`)에 연결설치된 드릴지지붐(340)에 양단이 각각 고정되고 소정거리 이격되어 서로 평행하도록 설치되어 천공드릴부(200)가 연결설치되어 이동되는 지지횡실린더(350)를 포함한다.

상기 제1,2다단붐(310,310`)은 평기어(312)가 형성된 메인붐(311)과, 상기 메인붐(311)내로 신장가능하게 삽입되는 복수개의 보조붐(313)을 포함한다.

상기 제1다단붐(310) 및 제2다단붐(310`)은, 동일 구성으로 이루어져 있으며, 소정거리 이격되어 서로 평행하도록 설치되고, 붐지지실린더(320)에 의해 사이간격이 조절된다.

또한, 상기 제1,2다단붐(310,310`)은, 제1,2다단붐(310,310`)을 지지 및 이동시키는 이동바퀴부(314)가 하부에 설치되고, 이동바퀴부(314)의 일측에 제1,2다단붐의 위치를 고정지지하는 지반지지부(315)가 설치되어 있다.

상기 이동바퀴부(314)는 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 보조붐(313) 중 최하단에 위치하는 최하단 보조붐(313a)에 구동유압모터(314b)에 의해 구동되는 이동바퀴(314a)가 바퀴지지대(314c)에 의해 연결설치되어 있다.

또한, 상기 이동바퀴부(314)는 이동바퀴(314a)의 조향이 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 이동바퀴부(314)는 도 5 에 도시된 바와 같이, 보조붐(313) 중 최하단에 위치하는 최하단 보조붐(313a)에 연결설치되는 바퀴지지대(314c)와, 바퀴지지대(314c)내로 상측이 회전가능하도록 삽입설치되고 하측에 구동유압모터(314b)에 의해 구동되는 이동바퀴(314a)가 설치된 회전체(314e)와, 바퀴지지대(314c) 외측에 위치하도록 회전체(314e)의 둘레를 따라 일체로 형성된 조향기어(314f)와, 바퀴지지대(314c)의 일측에 연결설치되고 조향기어(314f)에 일측이 치합되는 회전구동기어(314g)가 축결합된 회전유압모터(314d)를 포함한다.

상기 지반지지부(315)는 천공작업이나 제1,2다단붐의 신장작동시, 제1,2다단붐이 미끄러지지 않도록 지반을 지지하는 것으로, 도 3 내지 도 5 에 도시된 바와 같이, 이동바퀴부(314)의 바퀴지지대 일측에 연결설치되는 삽날실린더(315a)와, 삽납실린더(315a)에 의해 상하이동이 가능하도록 고정설치되는 삽날(315b)을 포함한다. 즉, 상기 지반지지부(315)는 삽날실린더의 작동에 의해 삽날(315b)이 상하이동되어 지반에 박히게 됨으로써, 이동바퀴부(314)의 위치를 고정지지하게 된다.

상기와 같이 구성된 제1,2다단붐(310,320)은 구동유압모터(314b)의 구동에 의한 이동바퀴(314a)의 회전에 의해 이동이 이루어지고, 회전유압모터(314d)의 구동에 의해 이동바퀴(314a)의 조향이 이루어지며, 지반지지부(315)에 의해 이동바퀴(314a)의 위치 및 제1,2다단붐의 위치가 고정지지되게 된다.

상기 붐지지실린더(320)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 일측단이 제1다단붐(310)에 고정되고, 타측단이 제2다단붐(310`)에 고정되도록 또한, 지지횡실린더(350)와 평행하도록 설치된다. 일예로 상기 붐지지실린더(320)는 피스톤로드(321)가 제1다단붐(310)에 고정되고, 실린더몸체(322)가 제2다단붐(310`)에 고정되도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 붐지지실린더(320)가 연결되는 제1,2다단붐(310,310`)의 메인붐(311) 하단에는 붐보강대(316)가 더 설치될 수 있다.

상기 이동대(330)는 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 구동모터(331)에 축결합되어 구동되는 구동기어(332)와, 상기 구동기어(332)의 양측에 치합되도록 설치되고 메인붐의 평기어(312)에 치합되는 2개의 이동기어(333)와, 구동모터(331) 및 2개의 이동기어(333)가 연결설치되어 지지되고 드릴지지붐(340)에 회전가능하도록 힌지축(335)에 의해 연결설치되는 이동하우징(334)과, 메인붐의 일측면에 접촉되도록 이동하우징(334)내에 설치되는 평베어링(336)을 포함한다.

이와 같이 구성된 이동대(330)는 구동모터(331)에 의해 구동기어(332) 및 2개의 이동기어(334)가 회전구동되어 메인붐의 평기어(312)를 따라 드릴지지붐이 연결설치된 이동하우징(334)이 이동되도록 되어 있다. 즉, 상기 이동대(330)의 작동에 의해 도 8 및 도 9 에 도시된 바와 같이, 드릴지지붐(340), 지지휭실린더(350) 및 천공드릴부(200)가 메인지지붐(311)의 평기어(312)를 따라 이동된다.

상기 드릴지지붐(340)은 도 7 에 도시된 바와 같이, 내부에 설치된 유압실린더(344)에 의해 지지붐바퀴(343)가 비탈면(900) 방향으로 전후이동되고, 각도조절실린더(341)에 의해 각도가 조절되며, 지반지지실린더(342)에 의해 위치가 지지되도록 되어 있다.

즉, 상기 드릴지지붐(340)은 각도조절실린더(341)의 작동에 의해 이동대의 힌지축(335)을 중심으로 회전되어 각도가 조절되고, 지반지지실린더(342)의 작동에 의해 비탈면(900)으로부터 지지되어, 천공작업시 드릴지지붐(340)의 위치 및 각도가 지지되도록 되어 있다.

상기 각도조절실린더(341)는 도 7 에 도시된 바와 같이, 드릴지지붐(340)의 하부에 일측단이 회전가능하도록 연결되고 타측단이 이동대(330)의 일측 즉, 이동대의 이동하우징(334)에 회전가능하도록 연결설치되어 있으며, 상기 지반지지실린더(342)는 각도조절실린더(341)의 전방 즉, 각도조절실린더(341)와 비탈면(900) 사이에 위치하도록 드릴지지붐(340)의 하부에 실린더몸체가 회전가능하게 연결설치되어 있다.

이때, 상기 지반지지실린더(342)는 일측이 드릴지지붐(340)의 선단하부에 회전가능하게 연결되고 타측이 지반지지실린더(342)에 회전가능하게 연결되는 보조실린더(345)에 의해 각도가 조절된다.

상기 지지붐바퀴(343)는 유압실린더의 로드(344a)에 연결설치되어 있으며, 일측에 설치된 유압모터(도시없음)에 의해 회전구동된다.

또한, 상기 지지붐바퀴(343)는 조향이 가능하도록 구성될 수 있다. 지지붐바퀴(343)의 회전구성은 이동바퀴부(314)의 구성에 대응하여 구성될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 드릴지지붐(340)은 비탈면에 대하여 위치를 지지하도록 유압실린더의 로드(344a) 일측에 위치지지부(346)가 더 설치되어 있다. 상기 위치지지부(346)는 지반지지부(315)와 동일한 구성을 구비하고 유압에 의해 삽날이 작동되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 인양로프 유압드럼(360)은 도 3 에 도시된 바와 같이, 드릴지지붐의 상단 일측 바람직하게는 이동대의 힌지축(335)이 연결되는 부위에 위치하도록 설치되어 있으며, 가이더 카부(100)의 인양로프 고정단(120)에 연결설치된 인양로프(800)가 권취된다.

상기 지지휭실린더(350)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 일측단이 제1다단붐(310)에 연결된 드릴지지붐에 고정되고, 제2다단붐(310`)에 연결된 드릴지지붐에 고정되도록 드릴지지붐의 전/후방측에 서로 평행하도록 설치된다.

또한, 상기 지지휭실린더(350)는 제1,2다단붐에 연결설치되는 붐지지실린더(320)와 평행하도록 설치되며, 지지휭실린더(350), 붐지지실린더(320)는 유압 또는 공압이 병렬연결되어 있어, 동시에 동일한 길이로 신축작동된다.

상기 천공드릴부(200)는 도 7 내지 도 9 에 도시된 바와 같이, 비탈면에 대하여 천공작업을 수행하는 천공드릴(210)과, 천공드릴(210)이 거치되고 주행롤러(230)에 의해 지지횡실린더(350)를 따라 이동되도록 설치되는 드릴거치대(220)와, 천공드릴(210) 하측에 위치하도록 드릴거치대(220)의 상면에 설치되는 와이어로프 유압드럼(240)과, 와이어로프 유압드럼(240)과 드릴지지붐(340)에 연결되는 와이어로프(250)를 포함한다.

상기 천공드릴(210)은 유압 또는 공압에 의해 천공작업을 수행하는 공지의 천공드릴이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 드릴거치대(220)는 하측에 설치된 주행롤러(230)에 의해 도 9 및 도 10 에 도시된 바와 같이, 지지횡실린더(350)를 따라 좌/우방향으로 이동된다.

상기 주행롤러(230)는 도 7 에 도시된 바와 같이, 드릴거치대(220)의 하면에 일체로 고정설치되는 바퀴프레임(231)과, 상기 바퀴프레임(231)에 회전가능하도록 설치되고 지지휭실린더(350)의 상면(351)에 접촉되어 구름작동되는 상단롤러(232)와, 상기 바퀴프레임(231)에 회전가능하도록 설치되고 지지휭실린더(350)의 하면(352)에 접촉되어 구름작동되는 하단롤러(233)를 포함한다.

즉, 상기 주행롤러(230)는 지지휭실린더(350)의 상하면(351,352)에 상단롤러(232) 및 하단롤러(233)가 접촉되고, 상기 상단롤러(232) 및 하단롤러(233)는 바퀴프레임(231)에 회전가능하도록 연결설치되어, 지지휭실린더(350)를 따라 드릴거치대(220)가 이동되도록 설치되어 있다.

이때, 상기 지지휭실린더(350)는 주행롤러(230)의 이동성을 향상시키기 위하여, 사각기둥타입으로 형성되는 것이 바람직한다.

또한, 상기와 같이 구성된 주행롤러(230)는 지지휭실린더(350)를 중심으로 상하에 상단롤러(232)와 하단롤러(233)가 위치하고, 좌우에 바퀴프레임(231)이 위치하게 되어, 지지휭실린더(350)로부터 이탈이 방지되게 된다.

상기 와이어로프 유압드럼(240)은 도 9 에 도시된 바와 같이, 드럼 중간에 칸막이(243)에 의해 제1유압드럼(241)과 제2유압드럼(242)으로 구분되고, 상기 제1유압드럼(241)에는 제1다단붐(310)에 연결된 드릴지지붐에 일측단이 고정된 제1와이어로프(251)가 권취되고, 상기 제2유압드럼(242)에는 제2다단붐(310`)에 연결된 드릴지지붐에 일측단이 고정된 제2와이어로프(252)가 권취되어 있다.

즉, 상기 와이어로프(250)는 제1,2와이어로프(251,252)로 이루어져 있으며, 제1와이어로프(251)은 제1다단붐(310)에 연결된 드릴지지붐(340)과 와이어로프 유압드럼의 제1유압드럼(241)에 연결되고, 제2와이어로프(252)은 제2다단붐(310`)에 연결된 드릴지지붐(340)과 와이어로프 유압드럼의 제2유압드럼(242)에 연결되며, 제1,2와이어로프(251,252)는 서로 반대되는 방향으로 제1,2유압드럼(241,242)에 각각 권취되어 있다.

이와 같이 구성된 와이어로프 유압드럼(240)은 회전구동시, 일측 와이어로프가 감기면서 또다른 와이어로프는 풀리게 된다. 즉, 상기 와이어로프 유압드럼(240)이 제1와이어로프가 감기는 방향으로 회전구동될 경우, 제1와이어로프는 감기게 되는 반면 제2와이어로프는 풀리게 되며, 와이어로프 유압드럼(240)의 회전구동방향 변경에 의해 제1와이어로프가 감겨지거나, 제2와이어로프가 감겨지게 된다.

이때, 상기 와이어로프 유압드럼(240) 및 와이어로프(250)는 하나 이상이 설치된다. 도면에는 2개의 와이어로프 유압드럼(240) 및 와이어로프(250)가 설치된 상태가 도시되어 있다.

이와 같이 구성된 천공드릴부(200)는 와이어로프 유압드럼(240)의 작동에 의한 와이어로프가 감기는 방향으로 드릴거치대가 이동되어, 드릴거치대의 주행롤러가 제1,2지지횡 실린더를 따라 구름작동됨으로써, 천공드릴이 비탈면에 대하여 좌우방향으로 이동되게 된다.

상기 인양로프(800)는 상측끝단이 가이더 카부의 인양로프 고정단(120)에 고정설치되고, 하측이 인양로프 유압드럼(360)에 권취되도록 연결설치된다.

이하, 상기와 같이 구성된 다단식 붐을 구비하는 천공시스템를 이용한 비탈면 천공방법을 상세히 설명한다.

도 11 은 본 발명 천공시스템을 이용한 비탈면 천공방법을 보인 블록예시도를 도시한 것으로,

본 발명은,

비탈면(900)의 상단에 가이더 카부(100)가 설치되는 가이더 카부 설치단계;

비탈면(900)의 하단에 천공드릴부(200) 및 천공드릴 리프팅부(300)가 설치되는 천공드릴 리프팅부 설치단계;

가이더 카부(100)와 천공드릴 리프팅부(300)를 인양로프(800)에 의해 연결하는 인양로프 설치단계;

인양로프(800) 및 천공드릴 리프팅부(300)에 의해 비탈면을 따라 천공위치로 천공드릴부(200)를 이동시키는 천공드릴부 위치설정단계;

천공드릴부(200)에 의해 천공작업을 수행하는 천공단계;를 포함한다.

상기 가이더 카부 설치단계는 가이더 카부(100)를 비탈면의 최상측으로 이동시키고, 비탈면 상단 즉, 산마루 주변에 식재되어 있는 나무 또는 별도 설치된 구조물을 지지수단(700)으로 하여, 지지로프(400) 및 주행로프(600)에 의해 카이더 카부(100)를 연결설치한다. 이와 같이 설치된 가이더 카부(100)는 지지로프(400) 및 주행로프(600)의 권취정도 및 권취방향에 따라 비탈면의 좌우방향으로 주행이 이루어지게 된다.

상기 천공드릴 리프팅부 설치단계는, 비탈면의 하단(910)에 천공드릴부(200)가 탑재되도록 천공드릴 리프팅부(300)를 조립설치한다.

이때, 상기 천공드릴 리프팅부(300)는 도 9 에 도시된 바와 같이, 붐지지실린더(320)의 작동에 의해 제1,2다단붐(310,310`)간의 거리가 최대가 되도록 조절되고, 지지횡실린더(350)에 의해 제1,2다단붐에 연결되어 있는 드릴지지붐(340)간 거리가 최대가 되도록 조절된다. 상기 붐지지실린더(320)와 지지횡실린더(350)는 제1,2다단붐(310,310`)이 평행하게 이동되도록 동기화되어 작동된다.

또한, 상기 천공드릴부(200)는 드릴지지붐(340)내에 설치된 유압실린더의 작동에 의해 지지붐바퀴(343)가 비탈면에 접촉되어 지지되고, 각도조절실린더(341)에 의한 드릴지지붐(340)의 각도조절에 의해 소정각도로 지지된다.

상기 인양로프 설치단계는 비탈면의 상측에 위치하는 가이더 카부(100)의 인양로프 고정단(120)과 천공드릴 리프팅부(300)의 인양로프 유압드럼(360)에 인양로프(800)를 연결설치한다.

상기 천공드릴부 위치설정단계는 지반지지부(315)에 의해 천공드릴 리프팅부의 제1,2다단붐(310,310`)의 위치가 고정된 후, 인양로프 유압드럼(360)의 작동에 의한 인양로프(800)의 권취 및, 제1,2다단붐(310,310`)의 신장작동에 의해 천공드릴부(200)가 비탈면(900)을 따라 천천히 상승이동된다. 이때, 천공드릴 리프팅부(300)는 드릴지지붐의 지지붐바퀴(343)가 비탈면(900)에 접촉구동된다.

또한, 상기 천공드릴부(200)는 와이어로프 유압드럼(240)의 작동에 의해 지지횡실린더(350)를 따라 좌우방향으로 이동된다.

즉, 상기 천공드릴부(200)는 제1,2다단붐(310,310`) 및 인양로프(800)에 의해 비탈면(900)을 따라 상하방향으로 이동되고, 와이어로프(250)에 의해 비탈면(900)에 대하여 좌우방향으로 이동되어 천공위치로 정확하게 이동되게 된다.

상기 천공단계는 천공드릴부(200)에 의해 비탈면(900)에 천공작업을 수행한다. 이때, 천공드릴부(200)는 천공드릴 리프팅부의 보조실린더(345)에 의해 지반지지실린더(342)의 각도가 조절되고, 지반지지실린더(342)의 작동에 의해 그 끝단이 비탈면(900)에 접촉지지되어 천공작업을 위한 지지력이 확보된다.

상기 천공작업은 천공드릴부에 설치되어 있는 공지의 천공드릴(210)에 의해 이루어지므로, 천공드릴에 의한 천공작업의 설명은 생략한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은, 제1,2다단붐(310,310`)의 신장범위내에서, 천공드릴부 위치설정단계 및 천공단계가 반복수행되면서 비탈면에 복수의 천공홀이 형성되게 된다.

또한, 본 발명은 제1,2다단붐(310,310`)의 신장가능한 범위내에서의 천공작업 완료 후, 천공드릴부(200) 및 천공드릴 리프팅부(300)를 비탈면의 상단방향으로 이동시키는 이동단계를 더 포함한다.

상기 이동단계는 제1,2다단붐(310,31`)의 신장길이를 초과하는 높이의 비탈면 즉, 복수의 소단(일측 비탈면과 그 상측에 위치하는 비탈면 사이에 형성되어 있는 편평한 지반)을 구비하는 높은 비탈면일 경우, 천공드릴 리프팅부를 비탈면의 하단(910)에서 임의의 소단으로 상승이동시켜 고정하면서 천공작업을 수행하도록 하기 위한 단계이다.

도 12 및 도 13 은 본 발명에 따른 이동단계의 작동과정을 보인 예시도를 도시한 것으로,

상기 이동단계는 인양로프 유압드럼(360)과 제1,2다단붐(310,310`)의 신장 및 붐지지바퀴부(343)의 구동에 의해 드릴지지붐(340)과 지지횡실린더(350) 및 천공드릴부(200)가 상측에 위치하는 소단(920)의 하단까지 상승이동되고 지반지지실린더(342)가 작동되어 드릴지지붐(340) 및 천공드릴부(200)가 지지되는 1차이동단계;

천공드릴 리프팅부(300)의 각도조절실린더(341)와 지반지지실린더(342) 및 보조실린더(345)의 작동에 의해 지지붐바퀴(343)가 소단(920)의 상측에 위치하도록 드릴지지붐(340) 및 천공드릴부(200)의 각도가 조절되는 경사각조절단계;

드릴지지붐(340)의 유압실린더에 의해 이동되어 지지붐바퀴(343)가 소단 상측에 위치하는 또다른 비탈면(901)에 접촉지지되는 지지붐바퀴 이동단계;

지반지지실린더(342)에 따른 드릴지지붐(340)의 지지력이 해제되고 인양로프 유압드럼(360)과 제1,2다단붐(310,310`)의 신장 및 붐지지바퀴(343)의 구동에 의해 천공드릴부(200)가 또다른 비탈면(901)을 따라 상승이동되는 2차이동단계;

제1,2다단붐(310,310`)이 최대로 신장되면, 천공드릴 리프팅부(300)의 지반지지실린더(342) 및 보조실린더(345)가 작동되어 또다른 비탈면(901)에 천공드릴부(200) 및 드릴지지붐(340)을 지지하는 지지단계;

지지단계 후, 제1,2다단붐(310,310`)의 지반지지부가 작동되어 제1,2다단붐(310,310`)의 위치고정이 해지는 고정해지단계;

고정해지단계 후, 제1,2다단붐의 메인붐(311)내로 복수의 보조붐(313)이 삽입되도록 제1,2다단붐(310,310`)이 작동됨과 동시에, 구동유압모터(314b)에 의해 이동바퀴(314a)가 구동되어 비탈면(900)을 따라 제1,2다단붐(310,310`)이 상승 이동되는 다단붐 인양단계;

제1,2다단붐의 이동바퀴(314a)가 소단(920)으로 이동되면, 지반지지부(315)의 작동에 의해 소단(920)에 제1,2다단붐(310,310`)의 위치가 고정되는 위치고정단계;를 포함한다.

이와 같은 이동단계에 의해 제1,2다단붐(310,310`)은 비탈면의 하단(910)에서 소단(920)으로 이동되어 위치가 고정되게 된다.

즉, 본 발명은 비탈면의 소단으로 천공드릴부(200)가 탑재된 천공드릴 리프팅부(300) 전체가 이동되도록 되어 있으며, 이와 같은 이동에 의해, 제1,2다단붐의 신장길이 이상을 구비하는 높은 비탈면에 대해서도 천공작업이 가능하게 된다.

또한, 도 14 는 본 발명에 따른 이동단계의 또다른 작동상태를 보인 예시도를 도시한 것으로, 3개의 소단을 구비하는 비탈면에 대하여 비탈면 하단(910)에 설치되어 있던 천공드릴 리프팅부(300)를 소단(920)으로 이동시켜 고정하는 작동이 도시되어 있다.

또한, 본 발명은 천공단계 또는 이동단계 후, 비탈면(900)을 따라 횡방향 즉, 좌우방향으로 천공드릴부(200)가 탑재된 천공드릴 리프팅부(300)를 이동시키는 횡방향 이동단계;를 더 포함한다.

상기 횡방향 이동단계는 가이더 카부(100) 및 천공드릴 리프팅부(300)를 비탈면(900)의 횡방향으로 이동시켜 천공작업을 수행하도록 하기 위한 것으로,

상기 횡방향 이동단계는 주행로프 유압실린더(150,160) 및 지지로프 유압실린더(130)의 작동에 의해 비탈면(900)의 횡방향(B)으로 가이더 카부(100)가 이동됨과 동시에, 이동바퀴(314a) 및 지지붐바퀴(343)가 구동되어 가이더 카부(100)와 함께 천공드릴부(200)가 탑재된 천공드릴 리프팅부(300)가 비탈면(900)의 횡방향으로 이동된다. 이때, 가이더 카부와 천공드릴 리프팅부는 이동속도가 동기화되도록 천천히 이동된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

(100) : 가이더 카부 (110) : 주행대차
(120) : 인양로프 고정단 (130) : 지지로프 유압드럼
(140) : 전진유압드럼 (150) : 후진유압드럼
(160) : 인양로프 미끄럼받침대 (161) : 이탈방지턱
(170) : 지지로프 미끄럼받침대 (171) : 이탈방지턱
(200) : 천공드릴부 (210) : 천공드릴
(220) : 드릴거치대 (230) : 주행롤러
(231) : 바퀴프레임 (232) : 상단롤러
(233) : 하단롤러 (240) : 와이어로프 유압드럼
(241) : 제1유압드럼 (242) : 제2유압드럼
(243) : 칸막이 (250) : 와이어로프
(251) : 제1와이어로프 (252) : 제2와이어로프
(300) : 천공드릴 리프팅부 (310) : 제1다단붐
(310`) : 제2다단붐 (311) : 메인붐
(312) : 평기어 (313) : 보조붐
(314) : 이동바퀴부 (314a) : 이동바퀴
(314b) : 구동유압모터 (314c) : 바퀴지지대
(314d) : 회전유압모터 (314e) : 회전체
(314f) : 조향기어 (314g) : 회전구동기어
(315) : 지반지지부 (315a) : 삽납실린더
(315b) : 삽날 (316) : 붐보강대
(320) : 붐지지실린더 (321) : 피스톤 로드
(322) : 실린더 몸체 (330) : 이동대
(331) : 구동모터 (332) : 구동기어
(333) : 이동기어 (334) : 이동하우징
(335) : 힌지축 (336) : 평베어링
(340) : 드릴지지붐 (341) : 각도조절실린더
(342) : 지반지지실린더 (343) : 지지붐바퀴
(344) : 유압실린더 (344a): 유압실린더 로드
(345) : 보조실린더 (346) : 위치지지부
(350) : 지지횡실린더 (351) : 상면
(352) : 하면 (360) : 인양로프 유압드럼
(400) : 지지로프 (600) : 주행로프
(700) : 지지수단 (800) : 인양로프
(900) : 비탈면

Claims (11)

1. 주행로프에 의해 비탈면의 상단을 따라 주행하는 무한궤도형 가이더 카부(100);
   비탈면에 대하여 천공작업을 수행하는 천공드릴부(200);
   천공드릴부가 연결설치되고, 가이더 카부와 인양로프에 의해 연결되며, 제1,2다단붐(310,310`)을 구비하는 천공드릴 리프팅부(300);를 포함하여,
   제1,2다단붐(310,310`)의 신장, 인양로프의 작동 및, 천공드릴 리프팅부(300)와 가이더 카부(100)의 이동에 의해, 비탈면의 높이에 관계없이 비탈면을 따라 상하좌우방향으로 천공드릴부가 이동하면서 천공작업이 수행되도록 구성된 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템.
   
2. 청구항 1 에 있어서;
   가이더 카부는(100), 무한궤도형 주행대차(110)와, 주행대차(110)의 상측에 설치되어 인양로프(800)가 연결되는 인양로프 고정단(120)과, 주행대차(110)의 상측에 설치되어 지지로프(400)가 권취되는 다수의 지지로프 유압드럼(130)과, 주행대차(110)의 상측 양단에 위치하도록 설치되어 주행로프(600)가 각각 권취되는 전진유압드럼(140) 및 후진유압드럼(150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템.
   
3. 청구항 1 에 있어서;
   천공드릴 리프팅부(300)는,
   이동바퀴부(314)를 구비하고 유압에 의해 길이가 신축되는 제1,2다단붐(310,310`);
   제1,2다단붐(310,310`)의 메인붐(311) 하단에 양단이 각각 고정설치되는 붐지지실린더(320);
   제1,2다단붐의 메인붐(311)에 형성된 평기어(312)를 따라 이동되는 이동대(330);
   이동대(330)에 회전가능하도록 연결설치되고 비탈면(900)에 접촉되는 지지붐바퀴(343)가 유압에 의해 전후방향으로 이동되도록 구비되며, 각도조절실린더(341)에 의해 각도가 조절 및 유지되는 드릴지지붐(340);
   드릴지지붐(340)에 고정설치되고 인양로프가 권취되는 인양로프 유압드럼(360);
   제1,2다단붐(310,310`)에 연결설치된 드릴지지붐(340)에 양단이 각각 고정되고 소정거리 이격되어 서로 평행하도록 설치되어 천공드릴부(200)가 연결설치되어 이동되는 지지횡실린더(350);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템.
   
4. 청구항 3 에 있어서,
   제1,2다단붐(310,310`)은, 이동바퀴부(314)의 일측에 제1,2다단붐의 위치를 고정지지하는 지반지지부(315)를 구비하되,
   상기 지반지지부(315)는 이동바퀴부(314)의 바퀴지지대 일측에 연결설치되는 삽날실린더(315a)와, 삽납실린더(315a)에 의해 상하이동이 가능하도록 고정설치되는 삽날(315b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템.
   
5. 청구항 3 에 있어서;
   이동대(330)는, 구동모터(331)에 축결합되어 구동되는 구동기어(332)와, 상기 구동기어(332)의 양측에 치합되도록 설치되고 메인붐의 평기어(312)에 치합되는 2개의 이동기어(333)와, 구동모터(331) 및 2개의 이동기어(333)가 연결설치되어 지지되고 드릴지지붐(340)에 회전가능하도록 힌지축(335)에 의해 연결설치되는 이동하우징(334)과, 메인붐의 일측면에 접촉되도록 이동하우징(334)내에 설치되는 평베어링(336)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템.
   
6. 청구항 3 에 있어서;
   드릴지지붐(340)은, 각도조절실린더(341)의 작동에 의해 이동대의 힌지축(334)을 중심으로 회전되어 각도가 조절되고, 지반지지실린더(342)의 작동에 의해 비탈면(900)으로 부터 지지되어, 천공작업시 드릴지지붐(340)의 위치 및 각도가 지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템.
   
7. 청구항 1 에 있어서;
   천공드릴부(200)는,
   비탈면에 대하여 천공작업을 수행하는 천공드릴(210)과,
   천공드릴(210)이 거치되고 주행롤러(230)에 의해 지지횡실린더(350)를 따라 이동되도록 설치되는 드릴거치대(220)와,
   천공드릴(210) 하측에 위치하도록 드릴거치대(220)의 상면에 설치되는 와이어로프 유압드럼(240)과,
   와이어로프 유압드럼(240)과 드릴지지붐(340)에 연결되는 와이어로프(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템.
   
8. 청구항 7 에 있어서;
   와이어로프 유압드럼(240)은, 드럼 중간에 칸막이(243)에 의해 제1유압드럼(241)과 제2유압드럼(242)으로 구분되고, 상기 제1유압드럼(241)에는 제1다단붐(310)에 연결된 드릴지지붐에 일측단이 고정된 제1와이어로프(251)가 권취되고, 상기 제2유압드럼(242)에는 제2다단붐(310`)에 연결된 드릴지지붐에 일측단이 고정된 제2와이어로프(252)가 권취되는 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템.
   
9. 비탈면(900)의 상단에 가이더 카부(100)가 설치되는 가이더 카부 설치단계;
   비탈면(900)의 하단에 천공드릴부(200) 및 천공드릴 리프팅부(300)가 설치되는 천공드릴 리프팅부 설치단계;
   가이더 카부(100)와 천공드릴 리프팅부(300)를 인양로프(800)에 의해 연결하는 인양로프 설치단계;
   인양로프(800) 및 천공드릴 리프팅부(300)에 의해 비탈면을 따라 천공위치로 천공드릴부(200)를 이동시키는 천공드릴부 위치설정단계;
   천공드릴부(200)에 의해 천공작업을 수행하는 천공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템을 이용한 비탈면 천공방법.
   
10. 청구항 9 에 있어서;
    다단식 붐을 구비하는 천공시스템을 이용한 비탈면 천공방법은,
    제1,2다단붐(310,310`)의 신장가능한 범위내에서의 천공작업 완료 후, 천공드릴부(200) 및 천공드릴 리프팅부(300)를 비탈면의 상단방향으로 이동시키는 이동단계를 더 포함하되,
    상기 이동단계는.
    인양로프 유압드럼(360)과 제1,2다단붐(310,310`)의 신장 및 붐지지바퀴부(343)의 구동에 의해 드릴지지붐(340)과 지지횡실린더(350) 및 천공드릴부(200)가 상측에 위치하는 소단(920)의 하단까지 상승이동되고 지반지지실린더(342)가 작동되어 드릴지지붐(340) 및 천공드릴부(200)가 지지되는 1차이동단계;
    천공드릴 리프팅부(300)의 각도조절실린더(341)와 지반지지실린더(342) 및 보조실린더(345)의 작동에 의해 지지붐바퀴(343)가 소단(920)의 상측에 위치하도록 드릴지지붐(340) 및 천공드릴부(200)의 각도가 조절되는 경사각조절단계;
    드릴지지붐(340)의 유압실린더에 의해 이동되어 지지붐바퀴(343)가 소단 상측에 위치하는 또다른 비탈면(901)에 접촉지지되는 지지붐바퀴 이동단계;
    지반지지실린더(342)에 따른 드릴지지붐(340)의 지지력이 해제되고 인양로프 유압드럼(360)과 제1,2다단붐(310,310`)의 신장 및 붐지지바퀴(343)의 구동에 의해 천공드릴부(200)가 또다른 비탈면(901)을 따라 상승이동되는 2차이동단계;
    제1,2다단붐(310,310`)이 최대로 신장되면, 천공드릴 리프팅부(300)의 지반지지실린더(342) 및 보조실린더(345)가 작동되어 또다른 비탈면(901)에 천공드릴부(200) 및 드릴지지붐(340)을 지지하는 지지단계;
    지지단계 후, 제1,2다단붐(310,310`)의 지반지지부가 작동되어 제1,2다단붐(310,310`)의 위치고정이 해지는 고정해지단계;
    고정해지단계 후, 제1,2다단붐의 메인붐(311)내로 복수의 보조붐(313)이 삽입되도록 제1,2다단붐(310,310`)이 작동됨과 동시에, 구동유압모터(314b)에 의해 이동바퀴(314a)가 구동되어 비탈면(900)을 따라 제1,2다단붐(310,310`)이 상승 이동되는 다단붐 인양단계;
    제1,2다단붐의 이동바퀴(314a)가 소단(920)으로 이동되면, 지반지지부(315)의 작동에 의해 소단(920)에 제1,2다단붐(310,310`)의 위치가 고정되는 위치고정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템을 이용한 비탈면 천공방법.
    
11. 청구항 9 에 있어서;
    천공단계 후, 천공드릴 리프팅부를 비탈면을 따라 횡방향 즉, 좌우방향으로 이동시키는 횡방향 이동단계;를 더 포함하되,
    상기 횡방향 이동단계는, 주행로프 유압실린더 및 지지로프 유압실린더의 작동에 의해 비탈면의 횡방향으로 가이더 카부가 이동됨과 동시에, 이동바퀴 및 지지붐바퀴가 구동되어 가이더 카부와 함께 천공드릴 리프팅부가 비탈면의 횡방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 다단식 붐을 구비하는 천공시스템을 이용한 비탈면 천공방법.

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