• 화약ㆍ발파
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• 제22권3호
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• pp.85-95
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• 2004

국가의 발파진동과 소음에 대한 규제 기준은 공학적인 기술검증 절차에 의해 설정되어져야 한다. 발파진동에 의한 공해는 인체에 미치는 영향과 구조물이나 시설물에 미치는 영향이 전혀 다르게 나타나므로 각각의 특성에 맞는 기술적인 검증을 거쳐 규제기준이 설정되어져야한다. 현재 국가에서 규정하고 있는 발파진동에 대한 규제 기준은 환경부의 소음 진동 규제법과 건설교통부의 터널시방서의 발파진동허용기준이 전부이다. 환경부의 발파진동 규제기준은 사람의 주거환경을 대상으로 설정하였으므로 인체에 대한 발파진동의 반응현상을 근거한 선진국의 연구자료와 법규정 등을 인용하여 부분적으로는 문제점이 있으나 비교적 타당성이 있는 기준이 설정되었다고 사료된다. 그러나 건설교통부에서 발파진동 규제 기준으로 제시한 터널시방서의 발파진동허용기준은 발파공학적인 기술특성을 알지 못한 상태에서 부실하게 규제 기준을 만들어 정상적인 발파 공사를 방해할 뿐만 아니라 선진국과 국내에서 지극히 정상적으로 발파 공사를 수행하고 있는 공법까지도 발파진동허용기준에 저촉되어 공법을 폐기해야하는 문제점이 발생되었다. 본고는 건설교통부의 발파진동허용기준에 대한 문제점을 지적하고 합리적인 발파진동허용기준에 대한 방안을 제시하고자 한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제33권2호
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• pp.15-24
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• 2015

일반적으로 발파진동은 지하공동 주벽의 절리나 단층 등의 불연속면에 작용하여 이들 불연속면들에 의해 구분되는 암반블록들에 상대적인 운동을 유발함으로써 지하공동을 불안정하게 만들 가능성이 있다. 본 연구에서는 국내의 한 노천 석회석 광산에서 대규모 지하 조쇄실(crusher room; CR룸) 공동의 발파 안정성을 확보할 수 있는 발파지침을 마련하였다. 이 지침은 안전한 발파가 되기 위해서 사용할 수 있는 최대 지발당 장약량을 계산할 수 있는 기준의 형태로 제시하였다. 대상 지하공동에 대한 허용 가능한 최대입자속도는 FLAC2D를 이용한 수치해석 결과를 토대로 결정하였다. 아울러 필요한 지반진동 자료들은 현장 계측을 통하여 획득하였다.

• 시멘트 심포지엄
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• 5호
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• pp.50-51
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• 1977

미 $\cdot$ 일에서 기 개발 운영되고 있는 대형 노천 광산 및 광산 장비 제작 공장에 대한 전반적인 실태 파악을 통하여 향후 대형화로 국제 규모화될 당사 석회석 광산의 운영 및 기술적인 방향을 모색코저 함이 금번 출장의 목적이었다. 이에 당사 광산분야 기술자 6명으로 team을 구성, 76년 하반기에 약 1개월은 미국에서, 약 1개월은 일본에서 양국 굴지의 10여 open pit mine 및 3개 장비 메이카를 방문 견학하였다. 금번 방문결과 다음과 같은 점을 느꼈다. 첫째 금번 당사의 560만톤 증설은 사실상 미 $\cdot$ 일을 앞지르고 국제적으로 굴지의 규모임을 확인할 수 있었고 둘째 광상의 지리적 여건 비교에서는 미국의 것에는 뒤지나 일본의 조건에 비해서는 우리의 것이 결코 악조건이 아니며 세계 특히 일본 석회석 광산업계가 안고 있는 제반문제점의 심각성(광구 경계 인접에 따른 분쟁, 시가지 인접에 따른 공해문제, 개발 여건의 불량 등)에 비추어 볼 때 국내광산 기술자들의 노력 여하에 따라 일본은 충분한 경쟁대상이 될 수 있으며 국내 시멘트업계, 광산의 지리적 지질적 여건상 일본광산보다 더욱 우수한 광산을 만들 수 있다는 자신감을 얻었다. 그러나 첫째 장기적인 측면에서의 광산 개발의 결여, 둘째 맥석과 폐토 처리 및 quarry QC의 불가피성, 셋째 사회적 요소의 낙후(M.S 뇌관부재, 메이카 출장에 의한 장비의 수리, 화약류의 산원(山元) 혼합사용 등) 등은 두드러진 우리의 결함이라고 느꼈으며 이들 결함의 시정, 보완을 위해서 사내외적으로 기존질서의 재검토가 이루어져야 할 것으로 생각된다. 미 $\cdot$ 일 광산에서 일반화되어 있는 radio(walkie-talkie) system 및 electric shovel, 주우시멘트사 산구사무소에서 시도된 belt반전장치, 인력의 확대관리 등은 조기도입하여 실용화 할 수 있는 대상이라 생각하며 일철의 조형산개발(72년 생산 개시, 광산 개발비 200억원, 년산능력 800만톤)은 괄목할만한 것이었다. 또한 앞으로 국내업계 여건이 허락하는 한 광산 기술자의 해외파견 회수를 증가시켜 더 많은 사람들이 직접 보고 느끼어 우리의 것을 개선 창조해 나갈 수 있는 기회를 많이 가져 국내는 물론, 국제 경쟁에 대처할 수 있는 업계 기술자의 자질 향상을 바란다.

• 시멘트
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• 통권67호
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• pp.25-41
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• 1977

미$\cdot$일에서 기 개발 운영되고 있는 대형 노천광산 및 광산장비 제작 공장에 대한 전반적인 실태 파악을 통하여 향후 대형화로 국제규모화될 당사 석회석 광산의 운영 및 기술적인 방향을 모색코자 함이 금번 출장의 목적이었다. 이에 당사 광산분야 기술자 6명으로 팀을 구성, 76년 하반기에 약 1개월은 미국에서, 약 1개월은 일본에서 양국 굴지의 10여 open pit mine 및 3개 장비 메이커를 방문 견학하였다. 금번 방문 결과 다음과 같은 점을 확인할 수 있었다. 첫째 금번 당사의 560만톤 증설은 사실상 미$\cdot$일을 앞지르고 국제적으로 굴지의 규모임을 확인할 수 있었고, 둘째 deposit(광상)의 지리적 여건비교에서는 미국의 것에는 뒤지나 일본의 조건에 비해서는 우리의 것이 결코 악조건이 아니며, 세째 특히 일본 석회석 광산업계가 안고 있는 제반문제점의 심각성(광구 경계 인접에 따른 분쟁, 시가지 인접에 따른 공해문제, 개발 여건의 불량 등)에 비추어 볼 때 국내 광산 기술자들의 노력 여하에 따라 일본은 충분한 경쟁대상이 될 수 있으며 국내시멘트업계 광산의 지리적, 지질적 여건상 일본광산보다 더욱 우수한 광산을 만들 수 있다는 자신감을 얻었다. 그러나 (1) long term 한 측면에서의 광산개발의 결여 (2) dyke와 폐토 처리 및 quarry QC의 불가피성 (3) 사회적 요소의 낙후(M.S 뇌관부재, 메이커 출장에 의한 장비의 수리, 화약류의 산원 혼합사용 등)등은 두드러진 우리의 결함이라고 느꼈으며 이들 결함의 시정, 보완을 위해서 사내외적으로 기존질서의 재검토가 이루어져야 할 것으로 사료된다. 미$\cdot$일 광산에서 일반화되어 있는 radio(walkie-talkie) system 및 electric shovel 주우 Cement Co., 산구사업소에서 시도된 belt 반전장치, 인력의 확대관리 등은 조기도입하여 실용화할수 있는 대상이라 생각하며 일철의 조형산 개발(72년 생산 개시, 광산 개발비 200억원, 연산 능력 800만톤)은 괄목할만한 것이었다. 또한 앞으로 국내업계 여건이 허락하는 한 광산 기술자의 해외파견 회수를 증가시켜 더 많은 사람들이 직접 보고 느끼어 우리의 것을 개선 창조해 나갈 수 있는 기회를 많이 가져 국내는 물론 국제 경쟁에 대처할 수 있는 업계 직원의 자질 향상을 바란다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2009년도 학술대회 초록집
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• pp.155-159
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• 2009

화약류를 이용한 균열제어공법은 자원 및 석유개발, 토목 등 다양한 분야에서 적용되어 오고 있다. 암반을 대상으로 균열제어설계를 위해서는 다양한 암반의 물성과 가압방식의 변화에 따른 파괴과정을 이해할 필요가 있다. 본 연구에서는 반무한 암반 내 시추된 원형공벽에 임의의 입사파가 작용하여 주변에 균열이 전파하는 동적파괴현상을 수치해석적으로 모사하였다. 탄성정수는 국내의 암반분류에서 적용하는 물성치를 사용하였으며 하중가압속도는 1-100MPa/${\mu}s$의 범위까지 변화시키며 암반 내 균열전파양상을 살펴보았다.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권1호
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• pp.27-39
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• 2010

측정된 지반진동의 최대입자속도 자료에 대한 통계분석을 통해 환산거리 개념에 기초한 제어발파 설계조건식은 구할 수 있다. 이들 설계조건식들은 안전발파를 위한 다양한 허용기준에 따라 사용할 수 있는 환산거리의 최소값을 정의하는 형태로 되어 있다. 국내에서 널리 사용되는 환산거리에는 자승근 환산거리(SRSD)와 삼승근 환산거리(CRSD)의 두 가지가 있다. 따라서 SRSD와 CRSD의 설계조건식들은 각각 $D/\sqrt{W}{\geq}30m/kg^{1/2}$와 $D/\sqrt[3]{W}{\geq}60m/kg^{1/3}$의 형태가 된다. 제어발파 설계 시에는 이들 조건식들과 이격거리를 알고 있으므로 지반진동에 대해 구조물의 안정을 보장할 수 있는 최대 지발당장약량를 계산할 수 있다. 그러나 SRSD와 CRSD의 최대 지발당장약량은 각각 $W=O(D^2)$와 $W=O(D^3)$의 차원으로 나타난다. 따라서 SRSD에 비해 CRSD의 장약량은 두 회귀식의 유사한 적합도에도 불구하고 두 함수의 교점을 지나면 기하급수적으로 증가하게 된다. 따라서 본 논문에서는 CRSD의 지나치게 많은 장약량으로 인해 발생할 지도 모를 구조물의 피해를 방지하기 위해 CRSD는 어떤 특정한 거리 이내에서만 사용하도록 제한한다. 그 정확한 한계는 SRSD와 CRSD의 장약량 차가 교점 이내에서의 양자 간의 최대차를 초과하기 시작하는 점까지이다.

• 화약ㆍ발파
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• 제34권4호
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• pp.19-27
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• 2016

전기뇌관을 사용하는 발파장소에서는 비전기뇌관을 사용하는 개소에 비해 더 많은 주의를 기울여야 한다. 왜냐하면 전기뇌관은 큰 미주전류가 발파회로 속으로 흘러 들어가면 조발이나 불발을 일으킬 수 있기 때문이다. 만일 암석의 전기전도도가 높거나 전기비저항이 낮으면 이런 위험은 더 증가한다. 왜냐하면 이런 암석은 미주전류가 발파회로 속으로 흘러 들어갈 수 있는 통로를 더 많이 제공할 것이기 때문이다. 본 연구에서는 국내의 한 발파장소에서 채취한 몇 개의 암석시편들을 대상으로 전기비저항 시험을 실시함으로써 대상현장에서의 전기뇌관의 사용가능성 여부를 평가하였다. 시험 결과, 황화금속 광물의 함량이 높은 암석시편에서는 전기비저항 값이 $39{\sim}47{\Omega}{\cdot}m$로 나타났으며, 이는 여타의 보통암석에서의 $15000{\sim}21000{\Omega}{\cdot}m$에 비하면 매우 낮은 수치이다. 특히, 전기비저항이 $39{\Omega}{\cdot}m$인 암석의 경우, 뇌관의 발화전류를 0.4 A로 가정했을 때 암석 1 m를 통해 미주전류가 흐른다면 외부전압이 2 V만 인가되어도 뇌관이 기폭될 수 있는 것으로 나타났다. 발파현장에 황화금속을 다량 함유하고 있는 암석이 많이 분포하고 있다는 점을 고려할 때, 이 시험결과는 대상현장에서는 전기식 발파를 지양해야 함을 의미한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제33권3호
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• pp.29-50
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• 2015

측정된 지반진동의 최대입자속도 자료에 대한 통계분석을 통해 환산거리 개념에 기초한 안전발파 설계조건식을 구할 수 있다. 국내에서 널리 사용되는 환산거리에는 자승근 환산거리(SRSD)와 삼승근 환산거리(CRSD)의 두 가지가 있다. 하지만 SRSD와는 대조적으로, CRSD의 장약량 함수는 두 회귀식의 유사한 적합도에도 불구하고 두 함수의 교점을 지나면 기하급수적으로 증가하게 된다. 따라서 CRSD의 지나치게 많은 장약량으로 인해 발생할 지도 모를 구조물의 피해를 방지하기 위해 본 논문에서는 CRSD는 어떤 특정한 거리 이내에서만 사용하도록 제한한다. 한편, 진동의 주파수 스펙트럼에 대한 충분한 고려도 없이 PPV로부터 진동레벨(vibration level; VL)을 예측하거나 환산거리에 따라 VL을 추정하려는 시도들이 있다. 이 시도들은 발파공사 과정에서 소음진동관리법을 충족시키려는 목적으로 이루어지는 것으로 보인다. 소음진동관리법은 생활소음과 생활진동을 주로 취급하고 있다. 그러나 원칙적으로 전체 주파수 스펙트럼 상에서는 속도나 가속도 피크치 사이에는 아무런 상관관계도 존재할 수 없다. 따라서 이러한 상관관계나 추정식의 유도작업은 반드시 동일하거나 매우 유사한 주파수 스펙트럼을 지니는 파동들에 한해서 수행되어야 한다. 끝으로, 구조물의 손상은 PPV 수준과 관련이 있는 것으로 알려져 있으므로 구조물에 대한 지반진동 규제기준에서는 주파수대역별 PPV를 사용하는 것이 바람직하다고 본다.

• 화약ㆍ발파
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• 제9권1호
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• pp.3-13
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• 1991

발파에 의한 지반진동의 크기는 화약류의 종류에 따른 화약의 특성, 장약량, 기폭방법, 전새의 상태와 화약의 장전밀도, 자유면의 수, 폭원과 측간의 거리 및 지질조건 등에 따라 다르지만 지질 및 발파조건이 동일한 경우 특히 측점으로부터 발파지점 까지의 거리와 지발당 최대장약량 (W)간에 깊은 함수관계가 있음이 밝혀졌다. 즉 발파진동식은 $V=K{\cdot}(\frac{D}{W^b})^n{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (1) 여기서 V ; 진동속도, cm /sec D ; 폭원으로부터의 거리, m W ; 지발 장약량, kg K ; 발파진동 상수 b ; 장약지수 R ; 감쇠지수 이 발파진동식에서 b=1/2인 경우 즉 $D{\;}/{\;}\sqrt{W}$를 자승근 환산거리(Root scaled distance), $b=\frac{1}{3}$인 경우 즉 $D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W}$를 입방근환산거리(Cube root scaled distance)라 한다. 이 장약 및 감쇠지수와 발파진동 상수를 구하기 위하여 임의거리와 장약량에 대한 진동치를 측정, 중회귀분석(Multiple regressional analysis)에 의해 일반식을 유도하고 Root scaling과 Cube root scaling에 대한 회귀선(regression line)을 구하여 회귀선에 대한 적합도가 높은 쪽을 택하여 비교, 검토하였다. 위 (1)식의 양변에 log를 취하여 linear form(직선형)으로 바꾸어 쓰면 (2)式과 같다. log V=A+BlogD+ClogW ----- (2) 여기서, A=log K B=-n C=bn (2)식은 다시 (3)식으로 표시할 수 있다. $Yi=A+BXi_{1}+CXi_{2}+{\varepsilon}i{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$(3) 여기서, $Xi_{1},{\;}Xi_{2} ;(두 독립변수 logD, logW의 i번째 측정치. Yi ; ($Xi_1,{\;}Xi_2$)에 대한 logV의 측정치 ${\varepsilon}i$ ; error term 이다. (3)식에서 n개의 자료를 (2)식의 회귀평면으로 대표시키기 위해서는 $S={\sum}^n_{i=1}\{Yi-(A+BXi_{1}+CXi_{2})\}\^2$을 최소로하는 A, B, C 값을 구하면 된다. 이 방법을 최소자승법이 라 하며 S를 최소로 하는 A, B, C의 값은 (4)식으로 표시한다. $\frac{{\partial}S}{{\partial}A}=0,{\;}\frac{{\partial}S}{{\partial}B}=0,{\;}\frac{{\partial}S}{{\partial}C}=0{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (4) 위식을 Matrix form으로 간단히 나타내면 식(5)와 같다. [equation omitted] (5) 자료가 많아 계산과정이 복잡해져서 본실험의 정자료들은 전산기를 사용하여 처리하였다. root scaling과 Cube root scaling의 경우 각각 $logV=A+B(logD-\frac{1}{2}W){\;}logV=A+B(logD-\frac{1}{3}W){\;}\}{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (6) 으로 (2)식의 특별한 형태이며 log-log 좌표에서 직선으로 표시되고 이때 A는 절편, B는 기울기를 나타낸다. $\bullet$ 측정치의 검토 본 자료의 특성을 비교, 검토하기 위하여 지금까지 발표된 국내의 몇몇 자료를 보면 다음과 같다. 물론, 장약량, 폭원으로 부터의 거리등이 상이하지만 대체적인 경향성을 추정하는데 참고할수 있을 것이다. 금반 총실측자료는 총 88개이지만 환산거리(5.D)와 진동속도의 크기와의 관계에서 차이를 보이고 있어 편선상 폭원과 측점지점간의 거리에 따라 l00m말만인 A지역과 l00m이상인B지역으로 구분하였다. 한편 A지역의 자료 56개중, 상하로 편차가 큰 19개를 제외한 37개자료와 B지역의 29개중 2개를 낙외한 27개(88개 자료중 거리표시가 안된 12월 1일의 자료3개는 원래부터 제외)의 자료를 computer로 처리하여 얻은 발파진동식은 다음과 같다. $V=41(D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W})^{-1.41}{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (7) (-100m)(R=0.69) $V=124(D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W})^{-1.66){\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (8) (+100m)(R=0.782) 식(7) 및 (8)에서 R은 구한 직선식의 적합도를 나타내는 상관계수로 R=1인때는 모든 측정자료가 하나의 직선상에 표시됨을 의미하며 그 값이 낮을수록 자료가 분산됨을 뜻한다. 본 보고에서는 상관계수가 자승근거리때 보다는 입방근일때가 더 높기 때문에 발파진동식을 입방근($D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W}$)으로 표시하였다. 특히 A지역에서는 R=0.69인데 비하여 폭원과 측점지점간의 거리가 l00m 이상으로 A지역보다 멀리 떨어진 B지역에서는 R=0.782로 비교적 높은 값을 보이는 것은 진동성분중 고주파성분의 상당량이 감쇠를 당하기 때문으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.82-89
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• 2020

탄약내의 화약류 특히, 지연제의 지연시간에 대한 온도의 영향은 우리나라와 같이 연평균 최고최저 온도차가 뚜렷한 환경에서 충분히 존재할 수 있음에도 불구하고 이와 관련한 연구는 아직까지 국내에 보고된 바가 없다. 이에 본 연구는 우리나라 탄약류에 주로 사용되는 Zr/Ni계 지연제에 대해 주변 온도에 따른 연소속도 변화를 실험적으로 확인하였다. 이를 위해, K413 수류탄용 K414 신관에 Zr/Ni계 지연제를 충전하고 우리나라 기상환경을 고려한 주변 온도구간(-40 ℃ ~ 50 ℃)에서 온도변화에 따른 K414 신관의 지연시간 변화를 확인 및 분석하였다. K414 신관의 지연시간은 상기 시험 온도구간 내에서 시험온도를 10 ℃ 씩 변화시켜가며 측정하였고, 측정된 지연시간은 Zr/Ni계 지연제 충전 시에 기록한 지연제의 높이를 이용하여 연소속도로 환산되었다. 시험결과, Zr/Ni계 지연제의 지연시간은 주변 온도가 증가함에 따라 선형적으로 감소하는 경향이 있으며, Zr/Ni계 지연제 온도가 1 ℃ 상승할 때 마다 지연시간이 4.18 ms 감소하고, 연소속도는 2.73 mm/ms 로 빨라진 것으로 분석되었다. 즉, 연평균 최고최저 온도차이가 20 ℃ 이상인 주변 온도 환경에서는 약 80 ms 의 지연시간 차이가 발생하므로, Zr/Ni계 지연제의 시험평가 기준수립 시, 지연제가 노출된 주변 온도 조건을 반영한 지연시간이 고려되어야 할 것으로 사료된다.