• 대한기계학회논문집A
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• 제39권6호
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• pp.575-581
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• 2015

드릴비트는 암반에 직접적으로 타격력과 회전력을 전달함으로써 연속적으로 암반을 파쇄, 분쇄하는 천공기의 핵심 구성요소이다. 일정한 속도로 회전하는 동시에 회전축 방향으로 타격하며 암반을 파쇄하기 때문에 암반 파쇄효율을 높이기 위해서는 드릴비트의 배열 최적설계가 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 버튼배열 최적화를 수행하기 위한 선행연구로써 버튼배열의 성능을 정량적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 버튼의 중복타격 면적, 비 타격 면적, 천공편향 모멘트와 같은 평가지표를 활용하여 버튼배열의 파쇄 효율성을 평가하였으며, 더불어 제안된 평가방법을 활용하여 기존 드릴비트 버튼배열의 파쇄 효율성을 검토함으로써 제안한 배열성능 평가방법의 적합성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제23권1호
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• pp.42-53
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• 2013

천공 작업 시 드릴비트 버튼의 타격 속도와 타격 간격은 천공효율을 높이는데 있어 매우 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 버튼의 타격 속도 및 간격에 따른 암반 파쇄성능을 분석하기 위하여 홉킨스바 시험기를 이용한 타격시험을 수행하였다. 먼저, 버튼의 타격속도에 따른 암석파쇄 현상을 분석하기 위하여 단일타격 시험을 수행하였고, 수치해석을 통해 단일 타격 시험에 대한 암석의 파쇄과정을 모사하였다. 다음으로 버튼의 타격 간격에 따른 천공효율을 예측하기 위하여 타격 후 설정된 거리만큼 암석 시료를 이동시키고 재차 타격하는 방식으로 다중타격 시험을 수행하였다. 타격시험 후 암석의 천공부피는 레이저 스캐너를 이용하여 측정하였으며, 타격에너지와 천공부피를 통해 천공성능을 계산하였다. 이러한 시험 결과를 바탕으로 직경 102 mm 드릴비트의 1회 타격 시 천공성능을 예측하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제34권1호
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• pp.11-18
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• 2016

도심지나 보안건물과 근접한 곳에서 폭약을 사용하는 발파작업이 수행되는 경우 지반진동 및 소음의 영향을 최소화 시킬 필요가 있다. 이러한 지반진동과 소음은 암반의 천공내에 장전된 폭약이 기폭되며 주변 암반을 파괴하고 남은 일부 충격에너지에 의하여 발생된다. 최근 천공 내 U형 철재장약홀더를 삽입하여 충격파의 전파방향을 제어하여 자유면방향으로 파쇄효과를 유지하며 암반 내로 전파하는 충격진동을 감쇄시키는 발파 공법이 제안되었다. 본 연구에서는 U형 철재장약홀더를 적용한 암반발파에서 충격파의 전파특성을 파악하기 위하여, AUTODYN 소프트웨어를 이용하여 장약홀더 내 장전된 폭약의 폭굉을 모사하고 주변암반에 전달된 충격파를 측정하였다. 또한 장약홀더 발파의 암파쇄 효과를 파악하기 위하여 동적파괴과정해석코드인 DFPA(Dynamic Fracture Process Analysis)를 적용하여 장약홀더를 이용한 장약조건을 고려한 2자유면 발파를 모사하였다. 일반발파의 장약조건을 고려한 충격파 발생 및 파괴과정해석을 추가적으로 수행하여 장약홀더의 암파쇄효과를 비교하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제22권1호
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• pp.23-32
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• 2004

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.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권2호
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• pp.52-58
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• 2012

싱가포르 DTL2 C915 건설공사 중 TBM 발진을 위한 개착구간의 암발파 공사를 위해 당초 전기뇌관과 ANFO로 발파시공이 계획되었으나 1회 발파공수 제한 및 가시설에 대한 엄격한 진동관리 규정 등으로 인해 작업공정이 많이 지연되어 TBM 발진을 위한 예정된 공기를 준수하지 못하는 것으로 검토되었다. 따라서 암발파 공법의 효율을 개선하고 1회 발파공수 및 파쇄면적의 최대화를 위해 다단장약이 검토되었으며, 다단장약의 효율성을 높이기 위해 정밀성이 장점인 전자뇌관이 선정되었다. 다단장약 적용으로 천공장이 길어짐에 따라 커지는 암반 구속력에 대응하기 위해 폭약의 위력을 증대시키는 방안으로 Emulsion Cartridge 폭약을 적용하였다. 그 결과 발파효율과 시공성을 개선함과 동시에 가시설의 안정성을 확보할 수 있었다.