KR910006768B1 - 무진동암반발파공법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

무진동암반발파공법

제1도는 본 발명을 실시하기 위해 암반에 뚫은 구멍속에 설치한 암반발파장치의 준비상태를 나타낸 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 암반 2 : 구멍

3 : 튜브 4 : 캡슐

5 : 폭약 6 : 뇌관

7 : 전선 8 : 전원

9 : 공기 10 : 공기주머니

11 : 충격흡수재 12 : 충격흡수유니트

17 : 밀봉재 F : 유체

본 발명은 화약을 무진동발파시켜 암반을 파쇄하는 방법에 관한 것으로, 특히 암반에 장입시켜 진 화약을 폭발시킬 때 외부로 폭발력이 누출되지 않도록 하면서 대상암반을 효과적 발파할 수 있도록 된 무진동암반발파공법에 관한 것이다.

일반적으로 지하터널을 뚫는 경우, 암반지형이나 채석장에서 거대한 암반을 적당한 크기로 파쇄해서 분해할 때에는 암반파쇄기를 쓰거나 화약등을 쓰게 되는 바, 화약을 쓰게 되는 경우에는 대상암반에 착압기로 구멍을 뚫어 화약을 장전한 다음, 화약에 충격력을 주기 위해 외부의 파워케이블과 연결된 내관을 설치하고서, 그 위에다 주변의 잡석 같은 것을 채워 뇌관을 매개로 화약을 터뜨려 발파하도록 되어 있다.

그러나 이와 같은 발파방법은, 화약의 폭발력에 의해 암반이 파쇄되기는 하지만, 암반의 파쇄와 함께 화약위에 채워진 잡석이 날아가면서 주변물체 또는 작업자에게 손상을 주게 됨은 물론 굉음을 일으키게 하고, 폭발의 손실로 인한 발파효율이 떨어지게 되며, 한편 상기 구멍에서 폭발된 화약이 대상암반에 불규칙한 폭발력을 전달하게 됨으로서 폭발부위가 일정하게 되지 않아 파쇄된 바위덩어리의 이용률을 떨어뜨리는 등의 문제점이 있었다.

그리고, 특히 이러한 화약발파식 암반파쇄방법은 도시의 건물지하굴착이나 지하철굴착과 같은 경우에는 화약발파 때 발생하게 되는 진동 때문에 사용할 수 없게 되는 단점도 있었다.

한편, 이러한 단점들을 해소하기 위해 무진동화약을 사용해서 암반을 무진동으로 파쇄하는 방법이 제안되어져 있기는 하나, 이러한 무진동화약은 그 자체가 화학반응을 일으키면서 화약이 설치된 주변의 암반을 고온으로 가열하면서 균일파쇄하도록 되어 있기 때문에, 기온이 높은 여름철에는 그런대로 유효하나 겨울철에는 거의 효과를 얻을 수 없다고 하는 단점이 있고, 또 이러한 화약은 암반을 파쇄하는 부위가 극히 제한되기 때문에 암반의 파쇄효율이 아주 낮다고 하는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로, 화약의 폭발력과 그 폭발에 의한 진동이 외부로 누출되지 않으면서 암반이 거의 완전한 무진동으로 발파될 수 있도록 하는 무진동암반발파공법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 먼저 대상암반에 소정의 직경과 길이로 구멍을 뚫는 단계와, 이 구멍길이의 절반에 해당하는 만큼의 아래쪽에 유체가 채워진 튜브를 삽입설치하는 단계, 이 유체튜브위에 화약과 뇌관을 설치하기 위한 캡슐을 설치하는 단계, 이 캡슐위에 충격력을 흡수하기 위한 공기주머니를 설치하는 단계, 이 공기주머니위에 미리 소정의 직경과 폭을 갖도록 만들어져 내부에 충격흡수재가 충전된 여러개의 충격흡수유니트를 설치하는 단계, 이 충격흡수유니트위에 접착력이 큰 밀봉재를 충전시켜 상기 구멍을 밀봉시키는 단계 및, 상기 캡슐의 뇌관이 연결된 전선에 전류를 인가함으로써 화약을 폭발시켜 그 폭발력과 함께 상기 튜브속에 채워진 액체가 팽창하는 힘으로 암반을 파쇄하도록 하는 암반파쇄단계로 이루어져 있다.

상기와 같은 방법에 의하면, 장약에 전류를 인가하게 되면 화약이 폭발할 때 그 폭발력이 상기 캡슐에 의해 아래쪽으로 전달됨과 더불어 이 캡슐을 통해 구멍의 위쪽으로 전달되는 약간의 진동과 폭발력이 캡슐위에 차례로 설치된 공기주머니와 충격흡수유니트에서 흡수되게 되고, 또 화약이 폭발할 때 직접적으로 가해지는 폭발력과 상기 캡슐에 의해 반사, 전달되는 폭발력에 따라 상기 튜브속에 채워진 유체가 팽창되면서 구멍길이방향으로 암반이 파쇄되게 됨으로써, 화약의 폭발력과 유체의 팽창력에 의해 암반이 효과적으로 파쇄되어지게 됨과 더불어 특수한 무진동폭약을 사용하지 않고 일반적인 폭약을 쓰더라도 발파지역주변에 진동이 전달되지 않게 된다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 제1도에 도시된 바와 같이, 대상암반(1)에 착암기등으로 소정의 직경(D)과 깊이(H)를 갖는 구멍(2)을 뚫고, 이 구멍(2) 깊이(H)의 절반(H/2)에 해당하는 길이로 유체가 내장되도록 비닐등으로 만든 튜브(3)를 삽입한다.

여기서 튜브(3)는 구멍(2)의 형태와 크기에 따라 적절히 변형되면서 삽입되어질 수 있도록 가소성을 갖고 폭발력에 의해 쉽게 파괴될 수 있는 재질을 사용하는 것이 좋다.

그리고 이 튜브(3)에 충전되는 유체(F)는 물과 같은 비압축성 유체가 바람직하나, 필요에 따라서는 LPG등과 같은 유체를 충전시켜 이 유체의 2차적인 폭발력을 이용할 수도 있다.

이와 같이 설치된 튜브위에는 위쪽을 향해 굴곡되면서 강철판등으로 만들어진 캡슐(4)을 설치하되, 이 캡슐(4)속에 폭약(5)과 뇌관(6)을 설치하고, 이 뇌관(6)을 전선(7)을 매개로 전원(8)과 연결시켜 뇌관(6)에 전류를 인가해 줌으로써, 폭약(5)이 폭발하도록 한다. 여기서 상기 캡슐(4)을 위쪽으로 굴곡되게 형성시키는 것은 상기 폭약(5)이 폭발할 때 발생되는 폭발력이 가능한 한 구멍(2)의 아래쪽으로 전달되도록 하기 위한 것이고, 이 캡슐(4)을 단단한 강철판으로 만드는 것은 상기한 바와 같이 폭발력이 이 캡슐(4)에 의해 가능한 아래쪽으로 모두 반사되도록 함과 더불어 상기 폭발력이 구멍(2)의 위쪽으로 가능한 한 전달되지 않도록 하기 위함이다.

그 다음 상기 캡슐(4)위에는 공기(9)가 충전된 공기주머니(10)를 설치하게 되는데, 이 공기주머니(10)는 상기 캡슐(4)을 통해 구멍(2)의 위쪽으로 전달되는 폭발력을 원천적으로 제거하기 위한 것으로서, 이러한 공기주머니(10)는 미리 구멍(2)의 칫수에 맞춰 준비해 둠으로써 발파현장에서 간단히 구멍(2)속으로 주입하기만 하면 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 공기주머니(10)위에는 내부에 모래나 톱밥 등과 같은 충격흡수재(11)가 튜브속에 충전된 적당한 칫수의 충격흡수유니트(12)를 다수개 적층 설치하게 되는데, 이 충격흡수유니트(12) 역시 구멍(2)의 칫수에 따라 미리 적정한 칫수로 만들어 놓음으로써 발파현장에서는 단순히 구멍속으로 삽입시켜 주기만 하면 되도록 한다. 이때 구멍(2)의 깊이에 따라 이 충격흡수유니트(12)의 적층갯수는 임의 결정되어지게 하되, 이 구멍(2)의 최상단에는 상기 충격흡수유니트(12)의 1개폭만큼의 간격을 남겨둔다.

이렇게 충격흡수유니트(12)를 다수층으로의 적층되게 쌓아주는 것은, 공기주머니(10)를 거쳐 구멍(2)위쪽으로 전파되는 폭발력을 가능한 한 최대로 막아 암반(1)이 묻혀 있는 지반 등에 영향을 주지 않도록 하기 위한 것이다.

이어 마지막으로 상기 적층된 충격흡수유니트(12)위에다 진흙등과 같은 점착성이 강한 재질의 밀봉재(13)로 구멍(2)의 최상단입구를 막아 밀봉시켜주게 되는데, 이 밀봉재(13) 역시 마지막으로 폭발력의 충격이 구멍(2)바깥쪽으로 누출되는 것을 막아줌으로써 폭발력에 의한 진동이 암반(1)자체이외에는 거의 전달이 되지 않도록 함과 더불어 상기 폭약(5)이 장입된 구멍(2)을 완전히 밀봉시켜줌으로써 폭약(5)의 폭발력이 거의 완전히 암반(1)에만 전달되도록 해서 암반(1)의 파쇄효과를 증대시켜 주기 위함이다.

한편, 상기와 같이 캡슐(4)속에 장입된 뇌관(6)에 연결된 전선(7)으로부터 구멍(2)의 바깥에 있는 전원(8)과 연결된 전선은, 공기주머니(10)와 충격흡수유니트(12) 및 밀봉재(13)의 옆으로 유도되어 구멍(2)의 바깥쪽으로 인출시키게 된다.

이와 같은 셋팅을 끝낸 상태에서 전원(8)으로부터 뇌관(6)에 전류를 인가해주게 되면 폭약(5)이 폭발하면서 발생하게 되는 폭발력이 거의 완전히 구멍깊이(H)의 절반(H/2) 아래쪽에 설치되어 유체(F)가 내장된 튜브(3)를 파열시키면서 유체(F)를 가압하게 되는 바, 이때 상기 유체(F)는 물과 같은 비압축성 유체로 되어 있기 때문에 유체(F)에 전달된 충격력(폭발력)이 그대로 암반(1)에 전달되게 되어 구멍(2)의 길이방향으로 암반(1)을 파쇄하게 된다.

그리고 이때 발생하는 충격력이 첫 번째 캡슐(4)에 의해 아래쪽으로만 반사되게 됨과 더불어 공기주머니(10)와 다층의 충격흡수유니트(12) 및 밀봉재(13)에 의해 흡수되게 되므로서 거의 구멍(2) 밖으로는 누출되지 않게 되어 특수한 무진동폭약이 아닌 일반폭약을 사용하더라도 무진동폭약과 같은 효과가 얻어질 수 있게 됨과 더불어, 큰 폭발력으로 암반을 파쇄할 수 있게 된다. 또한 폭약이 폭발력에만 의존하는 것이 아니라 이 폭발력이 상기 튜브(3)속에 들어있는 유체(F)를 매개로 암반(1)의 깊은곳까지 전달됨으로써 파쇄효과가 증대되게 된다.

한편 상기 튜브(3)속에 내장되는 유체(F)는 물과 같은 비압축성 유체를 사용해도 좋지만, LPG와 같은 폭발력 있는 개스를 사용하여 폭약(5)의 폭발력이외에 이 개스의 2차적인 폭발력을 이요함으로써 더욱 큰 파쇄효과를 얻을 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 폭약(5)의 폭발력이 구멍(2)의 아래쪽에서만 전달되게 되어 폭발력의 누출이 없게 됨과 더불어 폭약(5)의 폭발에 의한 진동등이 외부지반등으로 누출전달되지 않게 됨으로써 무진동 효과가 얻어지게 되고, 또 상기 폭발력이 튜브(3)속에 장입된 유체(F)를 매개로 암반(1)에 전달되게 됨으로써 암반의 파쇄효과가 증대시켜질 수 있게 된다.

그리고 상기 튜브(3)와 공기주머니(10) 및 충격흡수유니트(12)등을 미리 소정의 칫수로 준비해 놓게 되면 발파현장에서 간단히 설치해서 사용할 수 있게 되는 효과도 얻을 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 암반(1)에 소정의 직경과 깊이로 구멍(2)을 뚫어 구멍깊이(H)의 절반(H/2)에 해당하는 만큼의 아래쪽에 유체(F)가 채워진 튜브(3)를 삽입설치하는 단계와, 이 유체튜브(3)위에 폭약(5)과 뇌관(6)을 설치하기 위한 캡슐(4)을 설치하는 단계, 이 캡슐(4)위에 충격력을 흡수하기 위한 공기주머니(10)를 설치하는 단계, 이 공기주머니(10)위에 미리 소정의 직경과 폭을 갖도록 만들어져 내부에 충격흡수재(11)가 충전된 여러개의 충격흡수유니트(12)를 적층 설치하고 나서 이 충격흡수유니트(12)위에다 점착력이 큰 밀봉재(13)를 충전시켜 상기 구멍(2)을 밀봉하는 단계 및, 상기 캡슐(4)의 뇌관(6)에다 연결된 전선(7)에 전류를 인가함으로써 폭약(5)을 폭발시켜 그 폭발력과 함께 상기 튜브(3)속에 채워진 액체(F)의 팽창력으로 암반(1)을 파쇄하게 된 암반파쇄단계로 이루어진 무진동암반발파공법.
2. 제1항에 있어서, 상기 튜브(3)에 내장된 유체(F)로 비압축성 유체를 쓰도록 된 것을 특징으로 하는 무진동암반발파공법.
3. 제1항에 있어서, 상기 튜브(3)에 내장된 유체(F)로 폭발성 유체를 쓰도록 된 것을 특징으로 하는 무진동암반발파공법.

Images