• 화약ㆍ발파
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• 제19권1호
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• pp.53-62
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• 2001

주변 보안물건에 직전각인 피해를 유발시킬 수 있는 발파진동은 암반의 파쇄를 위해 화약의 폭박력을 이용하는 발파작업에서 발생하는 대표적인 발파공해로 이러한 발파진동을 저감시키기 위한 많은 연구들이 수행된 바 있다. 본 연구에서는 2자유면 발파시 최소저항선과 대구경 무장약공을 자유면으로 활용하는 터널 심발발파시 무장약공과 첫 번째 심발발파공의 중심사이 거리가 발파진동에 영향을 정량적으로 평가하기 위해 균질한 모르타르 시험체에 대한 소규모 단일공 시험발파를 수행하였다. 11g의 화약을 장약한 2자유면 단일공 시험발파시 발파진동의 크기는 최소저항선을 표준장약의 경우인 150mm에서 2/3 수준인 100mm로 줄인 경우 삼승근 환산거리 $10~40{\;}m/kg^{1/3}$인 범위에서 약 13~38% 작아지는 것으로 나타났다. 또한 직경이 180mm인 무장약공을 자유면으로 활용하는 첫 번째 심발 시험발파공에 22g의 화약을 장약하여 수행한 단일공 시험발파시 무장 약공 중심으로부터 발파공 중심까지의 공간격이 짧아질수록 발파진동이 더 작아지는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.403-419
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• 2024

터널 발파에서 굴진율은 공사기간과 공사비에 영향을 미치는 중요한 요소이므로 굴진율 증대를 위한 발파공법개발 연구가 계속해서 이루어지고 있다. 본 논문에서는 굴진율 증대를 위한 새로운 발파패턴 개발을 위한 기초자료 확보를 목적으로 2, 3 자유면 발파의 굴진율과 비장약량의 차이를 비교하고자 하였다. 대형 시멘트 모르타르 시험체를 제작하여 2, 3 자유면 발파실험을 수행하고, 실험 결과를 수치해석 결과와 비교하였다. 동일 조건하에서 2자유면 발파보다 3자유면 발파 시 귤진율이 크게 증가하였고, 비장약량은 감소하였다. 본 연구의 결과는 3자유면을 활용한 발파패턴 개발에 활용될 것이며, 이를 통한 터널 및 노천 발파에 있어서의 굴진율 증대 및 천공 수와 화약량 감소 효과를 기대한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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• pp.235-240
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• 1997

터널발파는 벤치발파와 달리 일반적으로 심발발파, 주변공발파, 조절발파를 적용하는 최외곽공 발파로 나눌 수 있는데, 본 연구에서는 심발공법별 터널발파의 진동특성을 자유면의 수를 고려하여 해석하였다. 또한 터널발파의 발파효율에 가장 큰 영향을 미치는 심발발파 발파공들간의 지연지차를 서로 달리하면서 시험발파를 수행하였다. 국내 고속전철 건설현장의 터널발파시 측정한 진동속도의 파형분석결과 1자유면 발파인 심발발파시 발생하는 발파진동이 2자유면 발파인 주변공 발파시 발생하는 발파진동보다 30% 이상 더 크게 나타났고, 조절발파용 화약을 사용한 최외곽공 발파의 경우는 주변공발파보다 20% 정도 작은 진동속도를 나타내었다. 심발공법별 비교에서는 SUPEX-Cut의 경우가 국내에서 가장 널리 사용되는 V-Cut에 비해 20-30% 정도 더 작은 진동속도를 나타내었다. 또한 심발공들을 동시에 발파한 경우와 각 발파공의 시차를 서로 다르게 한 경우의 심발 시험발파 결과를 분석한 결과, 발파공간의 발파시차를 60msec 이상으로 하였을 때, 각 발파공의 발파시 발생한 진동이 서로 중첩되는 것을 방지할 수 있는 것으로 나타났다.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권2호
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• pp.29-42
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• 2012

발파 시 자유면의 이동은 대상암반의 역학적 특성 및 발파조건, 특히 암반의 불연속면 특성과 폭약의 종류, 장약량, 저항선, 공간격, 공간 또는 열간 기폭시차 및 전색상태 등 여러 가지 변수들에 의해 달라지며, 이는 발파진동의 크기, 폭음 및 파쇄도에 커다란 영향을 미친다. 현재 국내 노천발파 현장의 발파설계는 대부분 인접 보안물건에 대한 안전성을 최우선으로 하고 있으나 대규모 발파가 이루어지는 노천현장에서는 발파 시 자유면의 이동을 분석하여 진동을 제어하고 파쇄도를 향상시키기 위한 최적 조건의 발파 설계를 하는 것은 매우 중요하다. 고속 디지털 동영상 분석을 통하여 발파 후 최초 자유면 암반의 움직임, 전색의 적정성, 발파암의 이동 궤적, 발파암의 이동방향과 속도, 최적의 기폭시스템 분석이 가능하다. 외국에서는 이와 같은 방법이 발파설계 및 평가를 위한 유용한 도구로 활용되고 있으나 국내에서는 그 연구가 미미하다. 따라서 본 연구는 디지털 고속 동영상 분석에 의한 최적 발파설계 및 평가에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 셰일과 화강암으로 구성된 대규모 노천 발파현장 2개소에서 Emulsion과 ANFO 두 종류 폭약에 대한 암반 파쇄과정을 촬영한 디지털 고속동영상을 분석하여 자유면 암반의 변위, 이동속도 등을 분석하고 2차원 유한요소 해석 프로그램인 AUTODYN을 사용하여 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 암반에 변위가 발생되는 반응시간, 발파 후 자유면 암반의 이동형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 디지털 고속 동영상을 분석한 결과, 암반의 종류에 관계없이 발파공 전면 자유면 암반의 이동형상은 주상 장약부의 중간 부근에서 변위 및 이동속도가 가장 크게 발생되어 가운데 부분이 활처럼 휘어진 형상을 나타내었다. 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 자유면 암반에 변위가 발생되는 반응시간의 경우 Emulsion 폭약이 ANFO보다 폭굉압력 및 폭속이 크고 초기 변위 반응시간이 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.49-57
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• 2013

기존 발파를 이용한 암반굴착 공법은 효율적이나 심각한 수준의 발파진동 및 여굴/미굴을 발생시킨다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 본 연구에서는 워터젯 절삭기술을 이용하여 터널 계획선을 따라 자유면을 형성한 후 발파하는 공법을 제안하고 있다. 제안공법은 (1) 발파진동/소음을 저감시키고, (2) 여굴/미굴을 최소화 시키고, (3) 굴착효율 극대화가 가능하다. 제안공법의 효과를 검증하기 위해 기존에 널리 쓰이고 있는 스무스 블라스팅(smooth blasting) 공법을 실험 대조군으로 설정하여 동일한 조건에서 현장실험을 수행하였다. 실험결과, 발파 진동은 최대 55% 감소하고 여굴/미굴은 거의 발생하지 않는 것으로 확인되었다. 또한 굴착효율은 기존공법에 비해 뛰어난 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제안하고 있는 워터젯 자유면을 이용한 암반 발파공법은 도심지 굴착공사뿐만 아니라 지하구조물 구축공사에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 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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• 제42권3호
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• pp.49-57
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• 2024

선행이완발파는 본 굴착 전에 대상 암반에 균열을 유도하는 발파이고, 선행이완발파의 일종으로 터널내 기계굴착을 위해 막장을 사전 취약화하는 프리프랙쳐링발파가 개발되었다. 본 연구는 일반 발파 설계의 절반의 장약을 이용하여 프리프랙쳐링발파의 효과를 검증하고자 하였다. 가평에 위치한 채석장에서 시험 시공한 결과, 일반 발파에 비해 소음이 공당 장약량 감소로 인해 2.7 dB 줄어들었고 정밀진동제어발파 수준으로 진동이 제어되었다. 암반 취약화는 표면 및 코어 관찰에서 유도된 균열을 통해 확인되었으며, 저항선 증가에 따라 발파에 의한 취약화 효과가 감소함을 관찰하였다. 시험 시공에서 일반 발파의 진동이 프리프랙쳐링발파보다 작게 측정되었으나, 장약량, 저항선, 자유면 등의 발파 설계 요인보다 절리와 같은 지반 조건이 진동 저감에 더 큰 영향을 미쳤기 때문으로 분석되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.669-670
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• 2007

본 논문은 천공수 산출기법에 의해 천공수를 산출하여 크롤러드릴을 이용한 기계천공으로 1회에 필요한 깊이를 천공하고, 장약공과 무장약공을 구분하여 장약 및 전색을 하고, 지발뇌관에 의한 순차적 발파 시공방법에 관한 것으로 현장 적용시 심빼기 발파효과와 동시에 무장약공에 의한 2차 자유면을 얻는 효과로 진동, 소음, 비석을 줄이고 암반지대의 정밀한 철탑기초굴착이 가능한 기술에 관한 연구이다.

• 기술사
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• 제23권2호
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• pp.81-93
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• 1990

서울 지하철 3,4호선은 고층빌딩, 각종 상점및 문화재등이 위치하고 있는 도심지를 통과하기 때문에 발파로 인한 지반의 진동이 이들 시설물 및 인체에 큰 영향을 미치고 있다. 따라서 지반 진동으로 인한 피해를 방지하기 위하여 발파진동치의 크기를 여측하고, 또 주어진 한계치내에서 지반당 최대 장약량을 산정함으로써 시설물의 피해 방지와 아울러 효과적인 시공을 도모토록 하는데 본 연구의 목적이 있다. 이를 위하여 3,4호선 건설 예정지를 자유면의 수에 따라 1) 오푼컷트 공법에서 바닥파기, 2) 오푼컷트 공법에서 계단발파, 3) 턴널의 심발 발파, 4)심발 발파후의 틴널발파등으로 나누고, 한국에서 생산되는 폭약중 제란틴, 초안폭약, 함수폭약을 위 4가지 조건과 암질이 서로 다른곳 10개 지역을 선정하여 시험발파를 하면서 Sprengneter, VME, Rion 등 진동 측정기로 측정하여, 다음과 같은 결과식을 구하였다. V=K(D / Wb)$^{-n}$ 에서 n 및 k는 각각 1.60-l.78, 48-138이다. 따라서 위 결과식을 이용하여 현장에서 쉽게 장약량등 발파방법을 결정할 수 있도록 nomogram 등을 제시하였다. 이상의 연구 결과를 토대로 효과적인 건설을 할 수 있었기에 금반 그 내역을 발표코저 한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제24권2호
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• pp.51-63
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• 2006

인도네시아 파시르 탄광에서는 전형적으로 일자유면 발파방법이 사용되고 있다. 일반적으로 이 방법은 노천에서 지표면을 유일한 자유면으로 한 발파법이므로 구속이 커서 화약의 에너지가 저항선의 파괴에 효율적으로 사용되지 못하고 발파의 부작용으로 간주되는 지반진동의 유발에 많이 소모된다. 현재 파시르 탄광에서는 모암의 제거를 위한 굴착발파에 이와 같은 일자유면 발파방법을 적용하고 있지만 이는 노천광산에서 일반적으로 적용되는 이자유면 발파인 계단식 발파에 비해 큰 지반진동을 유발할 가능성이 높다 더욱이 파시르 탄광의 경우 노천 채굴적의 양안이 연약사면으로 이루어진 곳이 많아 높은 지반진동 수준은 이들 사면의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다 또한, 진동문제와는 별도로 일자유면 발파는 저항선이 하나뿐이므로 암반파괴의 측면에서도 발파효율이 좋지 않다. 따라서 파시르 탄광에서 나타나고 있는 발파의 비효율성과 진동증가 문제를 개선할 목적으로 새로운 발파공법에 대한 연구가 착수되었으며, 이 연구의 일환으로 현행 발파공법에 대한 조사가 기 수행된 바 있다. 본 논문에서는 파시르 탄광에서 수행한 지반진동의 계측과정과 결과를 현행 발파공법과 함께 제시하고, 측정된 자료에 대한 통계처리를 통해 대상지역에서의 지반진동의 전파특성을 분석하였다.