KR20200080690A - 벤토나이트를 이용한 발파방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발파성능이 향상되기 때문에 상대적으로 적은 량의 폭약으로도 높은 발파효과를 얻을 수 있으므로 폭약 사용량을 줄일 수 있어서 경제적이고 환경피해를 줄일 수 있는 새로운 방식의 벤토나이트를 이용한 발파방법에 관한 것으로서,
본 발명은 벤토나이트를 물로 반죽하여 벤토나이트 겔을 만드는 과정; 장약공을 천공하는 과정; 상기 장약공의 바닥면에 상기 벤토나이트 겔을 넣는 과정; 상기 장약공에 뇌관이 연결된 폭약을 장약하는 과정; 상기 장약공의 입구를 전색물로 전색시키는 과정; 및 상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

벤토나이트를 이용한 발파방법{Blasting method using bentonite}

본 발명은 벤토나이트를 이용한 발파방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발파효율이 향상되어 상대적으로 적은 양의 폭약으로도 높은 발파효과를 얻을 수 있어서 경제적이고 환경친화적인 새로운 방식의 벤토나이트를 이용한 발파방법에 관한 것이다.

건설공사, 구조물의 해체 현장 등에서 암반 파쇄, 구조물 해체를 위해 폭약을 이용한 발파공법이 많이 적용되고 있다. 폭약을 이용한 발파공법은 장약공을 천공하는 단계, 천공된 장약공에 폭약을 장약하는 단계; 장약공을 전색물로 메우는 전색단계 및 발파단계로 이루어진다.

그런데 이러한 발파공법에서 폭약의 폭발 시에 발생되는 에너지는 크게 충격파 에너지와 가스압 에너지로 구분되는데, 일반적으로 폭약의 폭발에 의한 암석의 파괴 과정에서 충격파의 영향은 15% 정도이고, 가스압의 영향이 85%로서, 폭약의 폭발에 의한 암석의 파괴는 주로 가스압의 작용에 기인하는 것으로 알려져 있다.

따라서 발파효율을 향상시키기 위해서는 가스압이 유실되지 않도록 효과적으로 잘 밀폐시켜서 폭발시 가스압을 극대화시킬 필요가 있다.

한편, 이러한 발파공법은 발파작업시 발생하는 지반진동, 소음, 엄청난 분진과 발파잔여물이 대량 발생하는 문제점을 가진다. 특히, 발파잔여물, 즉, 폭약성분이 주변으로 확산되어, 폭약에 의한 토질 및 수질오염 등이 유발된다. 폭약물질은 고도로 산화된 물질로 구조적으로 난분해성 물질이며, 독성이 강하기 때문에 사람뿐만 아니라 토양 및 수질오염을 비롯하여 생태계에 심각한 피해를 주는데, 특히, 폭약물질이 하천이나 지하수로 쉽게 유입되기 때문에, 오염지역 범위가 빠르게 확산되는 문제점도 가진다.

대한민국 등록특허 제10-0467483호(2005. 01. 14.) 대한미국 등록특허 제10-1263902호(2013. 05. 07)

본 발명은 상기와 같은 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 발파성능이 향상되기 때문에 상대적으로 적은 량의 폭약으로도 높은 발파효과를 얻을 수 있으므로 폭약 사용량을 줄일 수 있어서 경제적이고 환경피해를 줄일 수 있는 새로운 방식의 벤토나이트를 이용한 발파방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 벤토나이트를 물로 반죽하여 벤토나이트 겔을 만드는 과정; 장약공을 천공하는 과정; 상기 장약공의 바닥면에 상기 벤토나이트 겔을 넣는 과정; 상기 장약공에 뇌관이 연결된 폭약을 장약하는 과정; 상기 장약공의 입구를 전색물로 전색시키는 과정; 및 상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤토나이트를 이용한 발파방법이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 벤토나이트를 물로 반죽하여 벤토나이트 겔을 만드는 과정; 장약공을 천공하는 과정; 상기 장약공의 바닥면에 뇌관이 연결된 폭약을 장약하는 과정; 상기 장약공에 장약된 폭약 위에 상기 벤토나이트 겔을 넣어서, 상기 장약공의 폭약이 상부를 벤토나이트 겔로 덮는 과정; 상기 장약공의 입구를 전색물로 전색시키는 과정; 및 상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤토나이트를 이용한 발파방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 장약공의 입구를 전색물로 전색시키는 과정 전에, 상기 장약공에 벤토나이트 겔을 넣는 과정과 폭약을 장약하는 과정을 추가로 행하여서, 상기 장약공에 벤토나이트 겔과 폭약이 상호 교호되게 배치되도록 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 벤토나이트 겔을 넣는 과정과 폭약을 장약하는 과정을 추가로 행하기 전에 전색물을 주입하는 과정이 추가로 행해져서, 상기 폭약, 벤토나이트 겔 및 전색물이 상호 교호되게 배치되도록 한다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명은 장약공에 장약후 벤토나이트 겔을 넣어 줌으로써, 폭약이 폭발시 벤토나이트 겔에 의해 밀폐되는 공간에 위치하게 되고, 폭발시 발생되는 가스압이 벤토나이트 겔에 의한 밀폐된 공간에 작용되기 때문에 폭약의 폭발력이 향상된다.

따라서 상대적으로 적은 양의 폭약으로 높은 발파효과를 얻을 수 있으므로 폭약 사용량을 감소시킬 수 있어서 경제적이며, 폭약 사용량의 감소로 인해 환경피해도 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

특히, 폭약 잔여물이 벤토나이트 겔의 부착성에 의해 벤토나이트 겔에 부착되기 때문에, 폭약 잔여물이 지하수나 하천으로 유입되거나 토양 깊숙이 침투되는 것을 방지되므로 폭약에 의한 오염범위를 줄일 수 있고, 폭약 잔여물에 의한 환경피해를 최소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공정도
도 2 내지 도 9는 본 발명의 제2 내지 제9실시예에 의해 장약공에 장약 및 전색된 상태를 보인 단면도

이하에서, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 제조공정도이며, 본 발명은 도시된 바와 같이, 다음과 같은 공정으로 이루어진다.

1) 벤토나이트 겔(gel)을 만드는 과정;

미세하게 분쇄된 벤토나이트에 물을 혼합하고 반죽하여 벤토나이트 겔을 만든다. 벤토나이트는 수분에 의한 겔화 팽창능을 가지는데, 벤토나이트를 물로 반죽하면 점착성을 가지는 겔이 된다. 벤토나이트 겔이 건조되지 않도록 용기 또는 비닐에 담아서 보관한다.

2) 장약공 천공과정

발파 굴착하고자 하는 장소에 장약공(2)을 소정 깊이로 천공한다.

3) 장약공(2)에 벤토나이트 겔을 넣는 과정

천공한 장약공(2)의 바닥면에 벤토나이트 겔(10)을 넣는다.

본 실시예에서는 벤토나이트 겔(10)을 먼저 만들고, 장약공(2)을 천공하는 것으로 설명하였으나, 장약공(2)을 천공하고 벤토나이트 겔(10)을 만들 수도 있을 것이다.

4) 장약과정

벤토나이트 겔(10)이 삽입된 장약공(2)에 뇌관(3)과 연결된 폭약(4)을 설치한다.

5) 폭약의 상부를 벤토나이트 겔(10)로 덮는 과정

장약공(2)에 설치된 폭약(4)의 상부를 벤토나이트 겔(10)로 덮는다. 이와 같이 하면, 장약공(2) 내부에는 벤토나이트 겔(10)에 의해 폭발시 밀폐된 공간이 형성되고, 이 공간에 폭약(4)이 위치된다.

6) 전색과정

장약공(2)의 입구를 전색물(6)로 전색한다,

7) 뇌관 기폭과정

뇌관(3)을 발파기로 기폭시켜서 폭약(4)을 터트려 발파시킨다.

이와 같은 공정으로 이루어지는 본 발명은 폭약(4)이 벤토나이트 겔(10)에 의해 폭발시 밀폐된 공간에 위치되기 때문에, 폭약이 폭발하여 발생되는 가스압이 외부로 누설되지 않고, 벤토나이트 겔(10)에 의한 밀폐된 공간에 작용되어, 가스압이 향상되기 때문에 폭발력이 향상된다. 따라서 상대적으로 적을 양의 폭약으로 높은 발파효과를 얻을 수 있으므로, 폭약 사용량을 줄일 수 있어서 경제적이다. 또한, 폭약 사용량의 감소에 따라 발파 후 발생되는 폭약 잔여물의 발생량도 감소되므로 이에 따라 환경오염도 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 폭발 가스압에 의해 벤토나이트 겔이 장약공에서 주변으로 비산되는데, 이때 폭약 잔여물이 벤토나이트 겔에 부착되어 비산거리도 짧아져서 폭약 잔여물에 의한 오염범위가 줄어들 뿐만 아니라, 폭약 잔여물이 지하수나 하천으로 유입되는 것도 방지되므로 폭약 잔여물에 의한 환경피해를 줄일 수 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예를 설명하되, 전술한 실시예와 동일한 구성 및 효과에 대해서는 설명을 생략한다.

도 2와 도 3은 본 발명의 제2, 3실시예에 따라 장약공에 장약 및 전색을 한 상태를 보인 단면도이다. 제2실시예에서는 장약공(2)에 폭약(4)을 장약하고 벤토나이트 겔(10)을 넣은 다음에 전색물(6)로 전색한 것이고, 제3실시예에서는 장약공(2)에 벤토나이트 겔(10)을 먼저 넣고 폭약(4)을 장약한 다음에 전색물(6)로 전색한 것이다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 제4실시예 내지 제 7실시예에 따라 장약공(2)에 장약 및 전색을 한 상태를 보인 단면도로서, 각각 장약공(2)에 벤토나이트 겔(10)과 폭약(4)을 반복적으로 주입 및 장약하여 벤토나이트 겔(10)과 폭약(4)이 상호 교호되게 배치된다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 제8, 9실시예에 따라 장약공(2)에 장약 및 전색을 한 상태를 보인 단면도로서, 각각 장약공(2)에 벤토나이트 겔(10)과 폭약(4)을 주입하고 전색물(6)을 주입한 다음에, 벤토나이트 겔(10)과 폭약(4)을 반복적으로 주입 및 장약하여 벤토나이트 겔(10)과 폭약(4), 전색물(6)이 상호 교호되게 배치된다.

Claims (4)

1. 벤토나이트를 물로 반죽하여 벤토나이트 겔을 만드는 과정;
   장약공을 천공하는 과정;
   상기 장약공의 바닥면에 상기 벤토나이트 겔을 넣는 과정;
   상기 장약공에 뇌관이 연결된 폭약을 장약하는 과정;
   상기 장약공의 입구를 전색물로 전색시키는 과정; 및
   상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤토나이트를 이용한 발파방법.
   
2. 벤토나이트를 물로 반죽하여 벤토나이트 겔을 만드는 과정;
   장약공을 천공하는 과정;
   상기 장약공의 바닥면에 뇌관이 연결된 폭약을 장약하는 과정;
   상기 장약공에 장약된 폭약 위에 상기 벤토나이트 겔을 넣어서, 상기 장약공의 폭약이 상부를 벤토나이트 겔로 덮는 과정;
   상기 장약공의 입구를 전색물로 전색시키는 과정; 및
   상기 뇌관을 기폭시켜서 상기 폭약을 터트리는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤토나이트를 이용한 발파방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 장약공의 입구를 전색물로 전색시키는 과정 전에
   상기 장약공에 벤토나이트 겔을 넣는 과정과 폭약을 장약하는 과정을 추가로 행하여서, 상기 장약공에 벤토나이트 겔과 폭약이 상호 교호되게 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 벤토나이트를 이용한 발파방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 벤토나이트 겔을 넣는 과정과 폭약을 장약하는 과정을 추가로 행하기 전에 전색물을 주입하는 과정이 추가로 행해져서, 상기 폭약, 벤토나이트 겔 및 전색물이 상호 교호되게 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 벤토나이트를 이용한 발파방법.

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