Application of Fuzzy Reasoning Method for Prediction of Subsidence Occurrences in Abandoned Mine Area

폐광산 지역에서의 지반침하예측을 위한 퍼지추론기법 적용 연구

  • 최성웅 (강원대학교 공과대학 지구시스템공학과) ;
  • 김재동 (강원대학교 공과대학 지구시스템공학과) ;
  • 최광수 (한국광해관리공단 광해기술연구소 암반공학팀)
  • Published : 2009.10.30

Abstract

Many old domestic mines were excavated with the room and pillar method or the sublevel caving method and they involve the great possibility of surface subsidence, especially in the shallow depth mines. In most of these cases, the mine roadways and openings are very irregular in shape and the information about the local geology is uncertain. Consequently it is not simple to standardize the estimation method for the possibility of subsidence, especially the sinkhole subsidence. In this study, the fuzzy reasoning method has been applied for development of estimating the possibility of subsidence occurrence in abandoned mine area. This method has the advantage in producing the reliable estimation results with a simple performance procedure even when the precise information on the local geology and mining conditions is rare. For the verification of applicability of this method, the developed method has been applied to Kumho mine in Bonghwa, Kyungbook province and the Choong-ju mine in Iryu, Choongbook province where the surface subsidence occurred already.

국내 광산에서 많이 적용되어 왔던 주방식 채굴법 및 위경사 중단붕락법은 그 특성상 지표, 특히 천부에서의 침하 발생 가능성을 많이 내포하고 있다. 특히 이들 광산에 대한 갱내도 및 채굴작업에 대한 기록이 완전하지 않고, 또한 국부적인 지질학적 정보가 충분치 않아 지반침하, 특히 싱크홀 형태의 침하를 예측할 수 있는 기법을 표준화하기가 매우 힘들다. 본 연구에서는 폐광산 지역에서의 지반침하 가능성을 예측하기 위해 퍼지추론기법을 적용하였다. 이 기법은 지반침하의 발생가능성을 예측함에 있어서 그 과정의 단순함은 물론, 지반 및 광산에 대한 정밀한 자료가 부족하더라도 비교적 신뢰도 있는 예측결과를 만들어 낼 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 프로그램은 이미 지반침하가 발생한 경북 봉화지역의 금호광산 및 충주 이류지역의 충주본산광산에 대해 적용됨으로써, 퍼지추론기법을 바탕으로 하는 지반침하 발생가능성 예측 프로그램의 적합성을 도출하였다.

Keywords

References

  1. Deb, D., 2003, Analysis of coal mine roof fall rate using fuzzy reasoning techniques, Int. J. Rock Mech and Mining Sci., 40:251-257 https://doi.org/10.1016/S1365-1609(02)00133-8
  2. Gray, R.E., Bruhn, R.W. and Turka, R.J., 1977, Study and Analysis of Surface Subsidence over Mined Pittsburgh Coalbed, In Final Report, Formally US Bureau of Mines, Contract J0366047, NTISPB 282511, 362p
  3. Klir, J. and Folger, T.A., 1988, Fuzzy Sets, Uncertainty, and Information, Prentice Hall Publication, NJ-07632
  4. Kratzsch, H., 1985, Mining Subsidence Engineering, Springer-Verlog Publication
  5. Liao C.P., 1993, Fuzzy influence function method for calculating mine subsidence in a horizontal seam, Geotechnical and Geological Engineering, 11:235-247 https://doi.org/10.1007/BF00466366
  6. Peng, S.S., 1992, Surface Subsidence Engineering, SME Publication
  7. Sonmez, H., Gokceoglu, R. and Ulusay, R., 2004, A Mamdani Fuzzy Inference System for the Geological Strength Index (GSI) and Its Use in Slope Stability Assessments, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 41, 3: (Paper No. 3B 01 – SINOROCK2004 Symposium)
  8. Whittaker, B.N. and Reddish, D.J., 1989, Subsidence occurrence prediction and control, Elsevier Publication
  9. 광해방지사업단 보고서, 2007, 금곡광산 지반안정성 기본조사 보고서, 기술총서 2007-47, 177p
  10. 최성웅, Debasis Deb, 2004, 퍼지이론을 이용한 지반침하 평가 연구, 2004 IDER 심포지엄 논문집, 강원대학교 자원개발연구소, p.107-129
  11. 한국자원연구소 보고서, 1993, 부평광산 개발구역 안전진단 및 평가연구, 284p
  12. 한국자원연구소 보고서, 1997, 지반침하 우려지역의 안정성 평가기법 및 대책연구, KIGAM Research Report, KR-97(C)-33, 102p
  13. 한국지질자원연구원 연구보고서, 2005, 지반침하재해 저감기술 개발, 과학기술부, QAA2004034-2005(2), 325p