• 터널과지하공간
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• 제29권1호
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• pp.30-37
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• 2019

해외의 일부 광업 선도국에서는 정량적인 설계지침을 제시하거나 별도의 광산 갱도 설계지침을 개발하여 배포함으로써 지하광산 운영 시 대규모 인적 물적 피해로 이어질 가능성이 높은 낙반 및 붕락 재해의 발생을 최소화하기 위해 노력하고 있다. 국내의 경우에는 광산안전기술기준 등 광산개발 관련 지침을 통해 근로자 사고 방지를 위한 안전수칙과 작업지침을 제공하고 있으나, 갱도설계에 대한 부분에서는 정성적이고 불명확한 시공 지침만을 제공하는 데에 그치고 있다. 최근 국내 환경규제 및 천부 자원 고갈로 인해 광산이 점차 심부화되고 있는 추세이며, 갱도의 안정성을 확보하기 위해 정량적인 설계 규격을 제공할 수 있는 전문적이고 체계적인 광산 갱도설계 지침에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 원고에서는 국내외 광산 갱도설계 실태와 연구동향 및 현행 설계지침에 대한 현황 조사를 통해 국내 갱도 설계지침 개발을 위한 사전연구를 수행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.123-133
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• 2002

광산지역을 통과하는 터널 건설 공사에서, 기존 광산 갱도는 터널의 굴착 시공 뿐만 아니라 장기적 유지관리에 걸쳐 터널 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 기존 광산지역을 통과하는 도로 터널의 시공사례에 대한 현장 조사 및 FLAC을 이용한 수치해석을 통하여, 터널에 대한 기존 갱도의 존재 패턴 및 암반조건에 따른 터널의 안정성을 분석하였다. 그리고 기존 갱도를 포함하는 인접 영역에 대한 그라우팅 보강 방안을 제시하고 터널 안정성을 확보할 수 있는 보강 효과를 수치해석적으로 검증하였다. 이상에서, 광산지역내 도로 터널 건설에 있어서 인접한 기존 갱도 존재와 관련한 터널 안정성 평가는 기존 갱도 규모, 터널과의 거리, 암반상태, 지하수 조건 등에 따라 그 영향 정도가 다르게 나타나므로 이러한 요소들을 복합적으로 고려하여 이루어져야 할 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제27권2호
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• pp.69-76
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• 2017

지하광산 물리모형은 그 시각적인 효과로 인해 광산 개발 및 컨설팅 과정에서 광산공동 설계 또는 공정관리 등의 효율성을 제고하는 데 매우 유용하다. 다양한 기업에서 갱내를 3차원 영상으로 구현하는 기술이 개발된 바 있지만, 현재까지도 갱도 전체를 가시적으로 파악하기 쉬운 물리모형이 널리 이용되고 있다. 기존의 물리모형 제작 방법은 종이나 아크릴 등의 재료를 이용하여 수작업으로 모형을 제작하므로 정밀도가 떨어지고 소요시간 및 비용이 매우 큰 단점이 있다. 따라서, 이 연구에서는 최근 각 분야에서 널리 활용되고 있는 3D프린팅 기술을 적용하여 지하광산 갱도의 물리모형을 저비용으로 정밀하고 신속하게 제작하는 기법을 개발하였으며, 최종적으로, 소프트웨어 "UMine2STL"을 개발하고 광산 갱도 일부를 출력하여 그 활용성을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제19권6호
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• pp.517-525
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• 2009

입체사진측량기법이란 대상면에 대하여 두 장 이상의 사진 영상을 취득한 후 이 영상을 이용하여 대상면의 공간 정보를 추출하는 방법이다. 본 연구에서는 광산 갱도 내에 존재하는 암반절리조사에 입체사진측량기법을 적용하였다. 클리노콤파스를 이용하여 두 곳의 광산터널에서 불연속면 정보를 수집하고, 광산에서의 영상 취득시 조도의 영향을 평가하기 위하여 불연속면 조사 대상면에 대하여 조도 변화를 주어 영상을 취득한 후 입체사진측량기법에 기반하여 분석하였다. 클리노콤파스를 이용한 측정치와의 비교를 통하여 입체사진측량기법에 의한 해석의 정확도를 분석하고 광산 갱도 내에서 입체사진측량기법을 적용하기 위한 적절한 조도범위를 찾고자 하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제35권3호
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• pp.1-8
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• 2017

본 연구에서는 다층 주방식 채광 광산에서 우발적 폭발이 일어났을 때 구조변수가 파괴(낙석 등)에 미치는 영향 및 기여도를 평가 분석하였다. 다층 주방식 광산에서 대형 폭발에 따른 최대진동속도 영향을 산출하기 위해 AUTODYN으로 수치해석을 수행하였으며, 각 인자들의 기여도 분석을 위해 강건설계 실험계획법을 이용하여 설계인자를 분석하였다. 분석에 사용된 직교배열은 $L_9(3^4)$ 이었고 변수는 각각 3수준의 값을 갖는 광주의 높이, 광주의 폭, 갱도 폭, 바닥필라 두께 등으로 하였다. 분석결과 폭발원 갱도로 부터 하부레벨 갱도 천반에서 최대진동속도 발생에 가장 큰 영향을 미치는 것은 광주의 높이이며, 이어서 바닥필라, 갱도 폭, 광주의 폭 순으로 나타났다. 수평인접 갱도 측면중앙의 경우는 광주의 폭, 갱도 폭, 광주의 높이, 바닥필라의 두께 순으로 기여율이 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제24권3호
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• pp.212-223
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• 2014

본 연구에서는 고심도 금속광산갱도에 대한 안정성 해석을 수행하였다. 이를 위해 수압파쇄법으로 암반의 초기지압을 측정하였고, 현장에서 채취한 암석코어로 수많은 실내물성시험을 실시하여 무결암의 물성 값을 산출하였으며, 현장조사를 통해 GSI, RMR 분류법으로 암반을 분류하였다. 암반분류 결과에 대한 시나리오 분석과 확률론적 평가를 통해 광산 갱도를 최상조건, 평균조건, 최하조건으로 구분하였으며, 각 조건별 탄소성해석을 통해 갱도의 안정성을 평가하였다. 또한, 갱도의 형상과 발파손상대의 영향을 고려한 해석을 통해 갱도의 적절한 규격과 지보패턴을 조사하였는데, 본 광산 갱도의 안정성 제고를 위해서는 갱도의 천반 곡률반경을 감소시키거나 천정부 보강이 필요한 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제28권4호
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• pp.358-371
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• 2018

지하광산에서 갱도나 공동의 안정성은 생산성과 안전을 확보해야 하는 광산운영에 있어서 가장 중요한 관심사이다. 공동의 안정성에 영향을 주는 많은 암반조건 중 공동의 폭과 높이는 중요한 설계요소가 된다. 이 논문의 주된 목적은 암반분류법 중에 Q시스템을 이용하여 무지보로 유지할 수 있는 최대 무지보갱도 폭을 국내 석회석 광산현장에서 용이하게 결정하기 위한 것이다. 국내 석회석 광산에서 무지보갱도 규격에 대한 고찰을 위해 여러 석회석 지하광산 200여개의 측점에서 암반분류 측정이 이루어졌다. Q 시스템을 이용한 무지보 갱도폭을 결정하는 관계식과 안정성 그래프법을 이용한 최대 무지보 갱도 폭을 결정하는 관계식을 유도하여 비교검토가 이루어졌다. 또한 현장에서 사용하기 쉽도록 GSI와 RMR을 결합한 새로운 방식의 분류법을 제안한다.

• 터널과지하공간
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• 제28권2호
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• pp.125-141
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• 2018

장기적 광산 개발계획을 위하여 광산의 갱도설계는 장비계획, 운반계획, 운영계획 등의 기본이 되므로 매우 중요하다. ${\bigcirc}{\bigcirc}$광산은 생산성 향상에 중점을 둔 갱도설계가 이루어짐으로써 채광계획 변경이 매우 어렵고, 굴착갱도를 유지하기 위한 많은 노력이 필요하였다. 본 연구에서는 암반의 역학적 특성을 고려한 최적갱도를 설계하고 지보계획을 수립하고자 하였다. 이를 위하여 암반의 역학적 변수(팽윤압력, 변형계수, 지압계수)들에 대한 추정, 다양한 현장조사와 분석 등을 수행하였다. 그 결과 roof bolt 등을 활용하여 갱도유지를 하려면 갱도단면 축소 등을 고려할 필요가 있었으며, 현 갱도규격을 유지하기 위해서는 지보재와 지보방법에 대한 다양한 기능적 기술들이 필요할 것으로 분석되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 지질환경재해 및 복원기술
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• pp.213-234
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• 2002

우리 나라는 70년대까지 광업은 부흥하였으나, 그 이후 급속히 위축되면서 80년대 이후 거의 대부분 광산들이 폐광 또는 휴광된 실정이다. 그 결과 현재 전국 각지에 다수의 폐갱도가 존재하게 되었으며, 이제는 지반침하 및 각종 침출수의 원인자로 간주될 정도이다. 최근 지자체에서는 이런 폐갱도를 지역 자원으로서 가치를 인정하고 지역 활성화를 위해 재 이용하려는 움직임이 보이고 있는데, 구체적으로는 관광시설, 연구시설, 농업생산시설, 저장시설, 폐기물처리시설 등이다. 일본은 폐광된 금속광산 재활용을 위해 입지여건과 주변지역, 입갱 가능성 등 기초조사를 하였다. 조사결과 폐갱도의 문제점으로 입갱이 가능한 광산이 적다는 점을 들 수 있다. 대부분의 광산은 갱구가 함몰되었거나, 갱내에 지하수가 차 있어 접근이 불가능한 경우가 대부분이다. 비교적 양호한 암반 경우는 서브 레벨 스토핑, 잔주, 주방식 등의 채굴법에 의해 대규모 공동이 잔존하고 있는 경우도 있지만 그리 많지 않았다. 폐광된 광산 재활용 여건은 우리 나라와 일본이 대동소이 경우로 현실적으로 활용이 가능한 폐광은 많지 않으며 활용코자 할 때에는 기존갱도를 활용하면서 암반이 견고한 곳에 새로운 갱도를 설치하여야 한다. 그러나 몇몇 곳에서는 매우 유용하게 잘 활용되고 있는 곳도 있고, 연구 검토하면 충분한 활용성이 있다고 생각되는 곳도 있다. 그러므로 현재의 상황을 보고 판단할 것이 아니라, 활용기술과 접목해서 활용성을 검토함으로써 불용 자산의 유용화 방안이 검토되어야 할 것이다. 현재 가행중인 광산은 입지여건 및 암반이 양호하고, 대형갱도를 굴착하는 석회석광산 등을 선택하여 폐광 후 활용이 가능토록 채광기술 발전시켜 나가야 하며, 인간 중심적인 시설 또는 산물 중심적인 시설로 구분하여 폐광 후 복구비용을 우선 지원하는 방식 등을 통하여 시추, 탐광굴진, 현대화, 수갱굴착, 자금융자 등을 지원하는 우리 공사와 산업자원부가 지자체, 산림청, 건교부, 농림부 등과 연계하여 종합적인 지원육성책을 마련하여야 할 것이다. 결과적으로, 지방자치단체 등에서 관심을 갖고 있는 저장시설, 폐기물처리시설, 관광시설, 농업생산시설, 연구시설 등을 중심으로 ＆apos;광산 채굴적을 미래에 어떻게 활용한 것인가＆apos;를 선진외국 사례를 벤치마킹하고, 연구ㆍ검토하여 친환경적인 광산개발이 되도록 기본적인 방향과 개념을 갖도록 하여 관련 정책을 계획적이고, 체계적으로 수립 일관성 있게 추진해 나가야 할 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제25권6호
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• pp.543-555
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• 2015

최근 대단면 갱도로 개발하고 있는 국내 석회석광산은 작업공간 환기를 위하여 과거 석탄광산에 광범위하게 사용되던 형태의 국부 선풍기를 주로 이용하고 있다. 대단면 갱도에서의 낮은 정압손실을 고려할 때 고풍압 선풍기는 과다 설비용량으로 인하여 비용측면에서 심각한 한계를 보이고 있다. 대단면 갱도에서의 최적 선풍기는 안전한 작업환경 유지를 위한 충분한 환기량을 공급할 수 있어야 할 뿐만 아니라 저운전비용도 보장하여야 한다. 본 연구는 대단면 갱도 내에서 높은 환기효율과 경제성을 가지는 저풍압 국부선풍기를 개발함이 목적이다. 이론적 연구와 아울러 2개소의 단면적이 다른 현장 실험 연구를 통하여 저풍압 선풍기의 환기효율을 분석하였다. 본 연구결과는 작업공간 공기질 및 작업환경 개선을 위한 국부선풍기의 경제성과 효율 제고에 적용 가능할 것으로 기대된다.