우리나라에서 전통적으로 사용해 왔던 제2세대의 젤라틴 다이너마이트 폭약은 경제구조와 안전의식 및 생활환경의 급변으로 제5세대의 에멀젼폭약으로 급변, 대체되고 있다. 이제 대량생산 및 발파기술의 도입으로 벌크에멀젼폭약의 상용화가 눈앞에 다가왔다. 그러나 에멀젼 폭약 제조기술의 중요한 요소인 계면활성제에 대한 연구발표가 부족하고 특히 그라스마이크로볼륨(GMB)의 사용기술은 전무한 실정이다. 실험실연구를 통하여 에멀젼 폭약 제조시 최적의 계면활성제를 알고 그의 효율적 사용법(최적반응온도 변화도)과 GMB의 혼합적정온도와 시점을 연구하여 제조공정에서의 경제성과 안전성을 향상시켰다.

성형폭약의 설계변수인 폭약 종류, 폭약 량, 라이너 각도, 라이너 두께, 라이너 재질들을 다원배치법으로 분석하였다. 교호작용이 있는 설계변수는 강건 설계를 통하여 기여비를 산정하여 정량적으로 평가하였다. 연구결과 폭약종류와 라이너 각도는 비교적 독립적인 설계변수였고 약량과 라이너 재질, 라이너 두께는 교호작용이 있었다. 강건설계에 의해 산정된 설계변수의 기여비는 약량이 73.3%, 라이너의 재질이 19.4%, 라이너의 두께가 7.3%이다.

일반적으로 석회석 광산에서의 발파는 ANFO를 사용하여 주로 시행되어지고 있다. Bulk장전 시스템의 도입으로 장약, 발파가 간편하여 효과적으로 발파를 할 수 있고 그 비용도 저렴하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 수공에서의 장약이 불가능하고 낮은 위력으로 인해 저항선 및 공간격의 제한이 커서 이에 따르는 발파효율의 저하가 불가피 하였다. 본 연구는 현재 해외에서 일반화되어 사용되고 있는 Bulk EMX(HiMEX)폭약을 국내 현장에 적용함으로 그 적용 방법과 이점을 규명하고자 시행되었다. 대규모 석회석 광산을 대상으로 적정 패턴을 산출하기 위해 기존의 발파 패턴과 비교하여 시험발파를 시행하여 저항선 및 공간격을 산정 하였으며 이를 토대로 해서 성신양회, 현대시멘트 영월사업소와 함께 장기간 시험발파를 실시하고 그 자료를 검증하였다. 그 결과 HiMEX는 초유폭약에 비해 비중이 높아 공당 장약량은 45%정도 증가하나, 1발파 당 생산 물량이 증가하여 5%이상의 장약량 감소효과를 볼 수 있었다. 또한 35∼50%정도의 천공비용이 감소되는 것으로 나타났다.

터널 발파를 원활히 수행하기 위해서는 암반조건에 적합한 합리적인 설계와 정밀한 천공, 정확한 기폭초시가 기본요소로서 이는 현재 국내 터널 설계.시공 기술 및 기자재의 발달로 만족할 만한 성과를 얻을 수 있다. 특히. 터널발파에서 정확한 기폭초시 부여는 굴진율 및 버럭 파쇄율, 굴착예정선 미려도, 잔여 암반 손상도 등의 시공성에서 뿐만 아니라 소음 및 진동 발생율을 좌우하는 환경적인 측면에서 매우 중요한 요소이다. 기폭요소는 최초 도화선을 활용한 공업뇌관에서 전기뇌관, 비전기식뇌관의 순으로 기폭안전성과 정밀성 면에서 눈부신 성장을 이룩하여 왔으며 특히, 90년대 초에 개발되어 전 세계적으로 최근까지 지속적으로 사용량이 급증하고 있는 전자뇌관은 기폭방식에 일대혁신을 이루었다. 전자기폭 시스템은 기존뇌관의 초시를 결정하는 화약성분의 지연요소 대신에 IC board(전자회로)에 의한 Digital timer로 신호를 발생하여 초시를 결정하는 방식이다. 본 논문에서는 국내 최초로 전자기폭시스템을 활용하여 2003년 9원 23일에서 동년 11월 2일까지 강원도 양구 지역의 $\bigcirc\bigcirc$터널에 전자뇌관을 이용한 시험발파를 실시하였고, 발파에 의한 진동 등을 조사하여 그 효율성을 검토하였다. 이를 위해 전자뇌관의 특성과 장점을 최대한 샅리기 위하여 각공을 발파하는 방식, 즉 1지발에 1공을 발파하는 방식을 채택하고 일반 뇌관과 전자뇌관으로 설계를 하여 각각의 발파효율을 비교하여 보았다. 그 결과 발파진동의 경우 기존뇌관을 이용하여 1공씩을 1지발로 발파를 한 경우에는 18~56%의 진동저감 효과가 있었고. 본선 설계에 의해 진행된 발파에 비하여는 최대 70% 이상의 진동저감 효과가 있는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 철근콘크리트(reinforced connote) 구조물에 대해 발파해체 축소모형실험을 수행하고 이를 전산실험결과와 비교하였다. 적용된 발파해체 공법은 파괴거동을 비교적 쉽게 확인할 수 있는 점진붕괴공법이며, 차원해석(Hobbs(1969))을 실시하여 축소모형실험에 적용될 강도특성을 계산하였다. 이에 따라 석고, 모래, 물의 혼합하여 콘크리트를 대용할 재료로 사용하였으며, 연성을 지니며 축소강도가 철근과 유사한 땜용 납선을 철근 대용 재료로 사용하였다. 이 때 모래와 석고의 중량 비를 다양하게 변화시키면서 이에 따른 강도의 변화를 측정하고 최적의 강도 값을 갖는 배합 비를 결정하여 사용하였다. 모형의 제작은 실내에서 미리 양생된 부재들을 현장으로 옮겨 연결부만을 타설하여 일체화시키는 방법으로 구조물을 축조하였다. 축소모형실험을 전산실험결과와 비교하기 위하여 요소의 파괴거동을 육안으로 확인할 수 있는 개별요소법에 의해 수행되는 상용코드인 PFC2D(Particle Flow Code 2-Dimension)를 사용하여 전산해석을 수행하였다. 먼저 3차원 무근 콘크리트 라멘 구조의 모형을 설계하고 그 축소모형을 발파해체하여 거동을 촬영하였다. 이를 전산실험결과와 비교하여 2차원 해석의 한계는 존재하나 대체로 유사한 형태의 거동을 보임을 알 수 있었다. 그리고, 무근 콘크리트 라멘 구조 해석의 경험과 철근콘크리트 보의 실내 굴곡실험결과를 근거로 하여 철근콘크리트 구조모형의 발파해체 사전해석을 실시하였다. 그 결과, 2차원 해석이라는 한계에도 불구하고 900ms 까지는 거의 유사한 거동을 보이며 붕괴됨을 확인하였다.

우리 나라에서 산업용화약이 사용된 것은 1952년부터이며 이때부터 화약류 사용의 증가와 함께 발파사고가 증가한 것으로 나타나고 있다. 본 연구에서는 터널, 도로, 지하철, 고속도로와 같은 다양한 건설현장에서의 발파사고에 대하여 발파사고의 분석에 필요한 사고조사표를 개발하고, 이를 이용하여 발파사고에 대한 체계적인 분석을 실시하였다. 분석방법으로는 FTA 기법이 이용되었고, 발파사고 중 가장 높은 비율을 차지하는 것이 비석에 의한 사고로 나타났다, 이는 일본의 사례와 유사하며, 분석 결과 안전규칙 미준수, 안전지식결여 등 대부분이 인적요소의 원인에 의한 것으로 나타났다. 또한 발파사고는 몇 가지의 원인이 복합적으로 나타나는 경향을 가지고 있음을 보여주었다. 본 연구의 결과는 화약류 사용현장 안전수칙의 제정 및 준수, 관련단체 및 행정부처에서의 관련법규의 제정 및 개정, 보안대책에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 화약류에 기인한 유사재해 및 동종재해를 미연에 방지하여 귀중한 인명과 재산상의 손실을 최소화하는데 필요한 자료로써의 활용가치가 높을 것이다.

화약발파를 이용한 터널굴착은 지반진동 및 소음과 같은 발파공해적 요소가 수반됨으로써 주위 환경조건에 따라 여러 가지 형태의 피해를 유발할 수 있으며 시공 중에 종종 발생하는 민원의 주요 원인이 되고 있다. 본 연구는 터널 건설과정에서 노선이 통과하는 직상부 지역에 위치한 민가들과 인근의 아파트를 대상으로 발파로 인한 지반진동의 영향여부를 검토함으로써 사전에 발파작업으로부터의 안전성을 확보할 수 있는 근거를 마련코자 실시되었다. 먼저, 대상지역에 위치한 건물들에 대한 발파진동 허용수준은 보수적인 관점에서 0.5cm/sec를 관리수준으로 설정하였고, 터널 굴착과정에서 발생하는 발파진동 발생특성을 실측하기 위하여 총 6회의 굴진 발파에 대하여 총 70개소 이상의 측점에서 현장계측을 실시하였다. 발파진동 영향평가에서는 현장계측으로부터 획득한 자료들을 처리하여 발파로 발생하는 최대진동수준을 예측하기 위한 전파식들을 지상과 지하의 계측장소별로 유도하였다. 지반진동의 영향여부를 결정하기 위한 진동 예측식은 엄격한 기준을 적용하여 전체자료의 95%를 포함하는 식을 채택하였고, 지표 및 지하터널에 대해 각기 별도의 식을 사용할 것을 제안하였다.

도심지 지역의 발파는 건설 공사장 주변의 주민들에게 많은 소음을 초래하므로 우리의 생활에 중요한 화제로 대두되고 있다. 따라서 발파소음을 줄일 수 있는 방법의 개발이 매우 절실한 것이 현실이지만, 발파소음의 실제적인 저감법을 찾는 것은 기본데이터의 부족과 현상연구의 부족으로 인하여 매우 어렵다. 기존 방음벽의 한계를 극복하기 위하여, 새로운 재료의 다층 방음시스템을 개발하여 국사봉 터널 현장에 적용하였으며 여기에서 얻은 소음데이터를 통계적인 방법으로 분석하였다. 이러한 일련의 과정을 통하여, 본 연구에서 개발한 방음시스템이 발파소음을 저감시키는데 매우 유용하다는 것을 확인하였다.

최근 도심지의 가속화에 따라 시가지 인근에서의 암반굴착이 활성화되고 있으며, 특히 보안을 요하는 구조물에 근접한 발과 또는 가동중의 설비 가까이 에서 발파굴착을 실시해야하는 등 주변환경을 충분히 고려하여 진동, 소음 및 비산을 효과적으로 제어할 수 있는 발파기술이 요구되고 있다. 이와 같은 배경에서 미진동 발파굴착을 위하여 콘크리트 파쇄기, 팽창성 파쇄제 등이 개발되어 실용화되고 있다. 국내에서는 (주)한화가 콘크리트 파쇄기(Finecker)를 개발하여 공급해 왔으며, (주)고려 노벨 화약에서는 저폭속(2,000 m/s) 화약을 2중의 Air Gap을 이용하여 진동 및 소음 제어하는 미진동 발파용 화약(Kinecker)을 출시하여 공급하고 있다. 이에 Kinecker의 원리와 특징 그리고 현장적용 사례 및 발파패턴을 소개하고자 한다.

본 연구논문에서는 우리나라 주요 석재인 포천석, 문경석. 일동석 원석을 경기도 포천군 창수면과 신북면에 위치한 삼우석재, 신라석재, 가나석재, 청진석재 등을 방문하여 원석과 판석을 색상, 조직, 구성광물, 입도의 차이에 따라 포천석 원석 42개, 일동석 원석 4개의 원석를 채취하였으며, 경북 상주와 문경시에 위치한 화광산업, 고모치 석재, 세진석재를 방문하여 문경석 원석 12개를 채취하였다. 본 현장에서 채취한 시료에 대한 비중, 공극율, 흡수율. Point Load Test, 삼축압축시험, Brazilim Test, 암석학적 시험 및 분석, 화학적 시험 및 분석을 통해 포천석, 문경석, 일동석 원석의 물리적 특성을 규명하여 석재의 용도에 따른 타당성을 파악하는데 목적이 있다.