Determining Parameters of Dynamic Fracture Process Analysis(DFPA) Code to Simulate Radial Tensile Cracks in Limestone Blast

석회암 내 방사상 발파균열을 예측하기 위한 동적파괴과정 해석법의 입력물성 결정법에 관한 연구

  • 김현수 (전북대학교 자원.에너지공학과) ;
  • 강형민 (전북대학교 자원.에너지공학과) ;
  • 정상선 (전북대학교 자원.에너지공학과) ;
  • 김승곤 (전북대학교 자원.에너지공학과) ;
  • 조상호 (전북대학교 자원.에너지공학과)
  • Received : 2013.12.02
  • Accepted : 2013.12.22
  • Published : 2013.12.31

Abstract

Recently, complaints or environmental problems caused by the noise and dust generated from crusher of the mine and quarry are emerging. Therefore mining facilities such as crushers and mills have been installed in an underground. In order to facilitate crusher equipments in the underground, excavation of large space is required and then the stability of the large space underground structure is an important issue. In this study, the blast experiments, which use a block of the limestone, are performed. Based on the blast experiments, the numerical model was prepared and simulated using dynamic fracture process analysis code(DFPA) with considering the rising time of applied borehole pressure and microscopic tensile strength variation. Comparing the non-dimensional crack length and no-dimensional tensile strength obtained from blast experiments and numerical analyses, the input parameters of DFPA code for predicting a radial tensile crack in limestone blasting were determined.

최근 채석장 및 광산의 파쇄설비로부터 발생되는 소음 및 분진에 의한 민원과 환경적인 문제가 대두되고 있으며, 이러한 파쇄설비를 지하공동으로 옮기는 사례가 증가하고 있다. 파쇄설비 및 가공시설을 갱내에 설치하기 위해서는 넓은 공간의 굴착이 이루어져야 하고, 대형공동 주변암반의 안정성이 확보되어야 한다. 지하공동 주변암반의 안정성은 굴착 시공 시 발생되는 굴착손상영역과 밀접한 관계가 있어, 최종파단면을 형성시키는 최외곽 발파공에 대한 정밀한 설계가 필요하다. 본 연구에서는 석회석 지하광산에서 대형공동 및 영구갱도 굴착시 발생 가능한 발파균열길이 및 손상영역을 예측하기 위한 수치해석기법을 제안하였다. 먼저 석회암블록에 대한 발파실험을 수행하고 발생된 인장균열수 및 길이를 분석하여, 동적파괴과정해석코드의 주요 입력변수인 평균 미시적 인장강도를 결정하였다.

Keywords

References

  1. 조상호, 양형식, 가네꼬 카츠히꼬, 2004, SB발파에서 지발뇌관의 기폭초시오차가 암반파괴 과정에 미치는 영향, 터널과 지하공간(한국암반공학회지), Vol. 14, No. 2, pp. 121-132.
  2. Fairhurst, C., 1999, Rock mechanics and nuclear waste repositories, Proceedings of the International Workshop on the Rock Mechanics of Nuclear Waste Repositories, American Rock Mechanics Association. pp. 1-44.
  3. Malmgren L., D. Saiang, J. Toyra, and A. Bodare, 2007, The excavation disturbed zone(EDZ) at Kiirunavaara mine. Eng. Geol. Vol. 61, pp. 1-15.
  4. Sato, T., Kikuchi, T., and Sugihara, K., 2000, In-situ experiments on an excavation disturbed zone induced by mechanical excavation in Neogene sedimentary rock at Tono mine. Central Japen. Eng. Geol., Vol. 56, pp. 97-108.
  5. Stephansson, O., 1999, Rock mechanics and rock engineering of spent nuclear fuel and radioactive waste repositories in Sweden, Proceedings of the International Workshop on the Rock Mechanics of Nuclear Waste Repositories. America Rock Mechanics Association. pp. 205-227.