The Down-the-Hole hammer is one of the pneumatic drill equipment used for grinding, drilling, and mining. One the advantages of which is that a reduction work efficiency at deep site are relatively small compared to other drilling methods. Due to the large vibration in the underground area, it is difficult to measure the performance of the hammer, and hammer testing requires substantial production cost and operating expenses so research on the development of the hammer is insufficient. Therefore, this study has developed a dynamic simulation model that apprehends the operating principles of an 8-inch DTH hammer and calculates performance data such as performance impact force, piston speed, and BPM. By using the simulation model, design factors related to strike force and BPM were selected, and the influence of each design factors on performance was analyzed through ANOVA analysis. As a result, be the most important for BPM and the strike force are position of upper port that push the piston in the direction of the bit and in BPM, the size of the empty space between the bits and the piston is the second most important design factor.
목적: 견갑골 전방 관절와 분쇄 골절에 대해 관절경하 정복 및 AO 무두 압박 나사를 이용하여 골편을 고정한 증례를 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 31세 남자로 내원 2주 전 추락 후 발생한 좌측 견관절의 전방 관절와 분쇄 골절에 대하여 관절경하에서 골절을 정복한 후, 표준 전상방 삽입구를 통해 1.1 mm K 강선을 가이드핀으로 삽입하고 AO 무두 압박 나사로 골편을 고정하였다. 결과: 수술 후 12개월째 견관절의 운동 범위는 정상 범위로 회복 되었으며, 골절은 유합을 얻었고 일상 생활에 불편감은 없었다. 결론: AO 무두 압박 나사는 나사의 길이가 다양하여 작은 관절와 골편에 사용하기 적합하고, 가이드 핀의 길이가 상대적으로 짧으나 1.1 mm K 강선으로 대체가 가능하며, 나사 돌리개 (screw driver)나 천공기 (drill bit) 등의 동반 기구의 길이가 길어 비교적 깊은 위치의 견갑과 골절의 고정에 사용하기 편리하여 관절경적 고정술 시 유용하게 이용할 수 있을 것으로 생각된다.
Qi, Wang;Shuo, Xu;Ke, Gao Hong;Peng, Zhang;Bei, Jiang;Hong, Liu Bo
Geomechanics and Engineering
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제23권1호
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pp.61-69
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2020
The uniaxial compressive strength (UCS) of rock is a basic parameter in underground engineering design. The disadvantages of this commonly employed laboratory testing method are untimely testing, difficulty in performing core testing of broken rock mass and long and complicated onsite testing processes. Therefore, the development of a fast and simple in situ rock UCS testing method for field use is urgent. In this study, a multi-function digital rock drilling and testing system and a digital core bit dedicated to the system are independently developed and employed in digital drilling tests on rock specimens with different strengths. The energy analysis is performed during rock cutting to estimate the energy consumed by the drill bit to remove a unit volume of rock. Two quantitative relationship models of energy analysis-based core drilling parameters (ECD) and rock UCS (ECD-UCS models) are established in this manuscript by the methods of regression analysis and support vector machine (SVM). The predictive abilities of the two models are comparatively analysed. The results show that the mean value of relative difference between the predicted rock UCS values and the UCS values measured by the laboratory uniaxial compression test in the prediction set are 3.76 MPa and 4.30 MPa, respectively, and the standard deviations are 2.08 MPa and 4.14 MPa, respectively. The regression analysis-based ECD-UCS model has a more stable predictive ability. The energy analysis-based rock drilling method for the prediction of UCS is proposed. This method realized the quick and convenient in situ test of rock UCS.
비화산지대에서도 적용 가능한 인공저류층 생성방식의 지열발전기술의 등장으로 막대한 비용이 소요되는 대심도 시추공사를 효율적이고 경제적으로 수행하기 위한 연구개발의 필요성이 증대되고 있다. 그러나 시추공사는 수행과정에서 수많은 불확실한 사건이 발생하여 공기와 비용을 신뢰적으로 예측하기가 매우 어렵기 때문에 계획적이고 효율적으로 공사를 관리하기가 어려운 실정이다. 특히, 비트의 마모로 인해 이산적으로 발생하는 시추장비의 라운드 트립(round trip)은 심도가 깊어질수록 소요시간이 증가하여 공사 성능에 영향을 많이 끼치는 요소로서 발생시점과 깊이를 사전에 평가하여 최적화할 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 비트의 마모상태를 총 8단계로 구분하여 마모단계별 라운드 트립이 발생되는 깊이와 시점을 분석할 수 있는 예측 알고리즘(TOSA)을 개발하였다. 시뮬레이션을 위한 단위구간을 분할할 수 있는 방법론을 제시하였으며, 구간별 시추속도 및 비트의 마모도 예측을 위한 방법으로 Bourgoyne and Young의 모델을 활용하였다. 마지막으로 사용자 편의성을 고려하여 개발된 알고리즘을 시스템화 하였다.
Purpose: The purpose of this study was to investigate the effects of low intensity pulsed ultrasound on TGF-$\beta$1 expression and healing of rat femur penetrating fractures. Methods: Rats were anesthetized with ketamine and xylazine. Using aseptic technique, we exposed the lateral right femoral diaphysis with removal of the periosteum. We made one hole along its long axis with an electrically-driven 1.8 mm diameter drill bit. Postoperatively, rats were divided into two groups (a control group, n=15; an experimental group, n=15). The experimental group was treated with low intensity pulsed ultrasound (pulse rate: 1:4, 0.5 W/$cm^2$, 10 minutes, 1 time per day) for 3 weeks. The control group was treated with sham ultrasound (with the US unit turned off). Results: The experimental group achieved more callus formation and TGF-$\beta$1 expression than the control group at the $7^{th}$, $14^{th}$ and $21^{st}$ days after low intensity pulsed ultrasound treatment. Conclusion: This study suggests that low intensity pulsed ultrasound facilitates bone fracture repair, possibly via increased TGF-$\beta$1 expression.
발파에서 특정한 방향으로 균열 성장을 제어하는데 장약공 노치가 유효하다는 연구결과가 발표되어오고 있다. 본 연구에서는 장약공의 노치가 파단면 형성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 일반 장약공과 노치 장약공에 의한 파단면의 표면을 비교하였다. 암석시편에 노치를 형성하기 위하여 노치비트시스템이 적용되었다. 파단면의 표면은 디지털 영상 계측법을 적용하여 DEM 모델로 재구성하고, 표면 거칠기 지수를 사용하여 파단면의 거칠기를 평가하였다.
사면안정공법 중 락볼트 공법은 터널이나 흙막이공법에도 널리 적용되는 공법이나 불안정한 지반을 보강하기 위한 축력이 시간이 경과됨에 따라 감소되고 천공된 원지반과 충진재 사이의 강도가 현저히 줄어들어 내구성이 떨어지거나 설계 성능을 발현하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 본 연구는 성능저하 문제를 해결할 수 있는 요철형 굴착공법 개발을 목표로 드릴링 장비의 개발 및 적용성 평가를 수행하였다. 개발된 드릴비트의 성능평가를 위해 100MPa이상의 암석을 확공굴착 하여 검증하였고, 요철형성 효과에 대한 평가를 위해 요철유무에 따른 실험체를 제작하여 성능실험 및 평가를 수행하였다. 실험결과 요철이 형성된 모델은 요철이 없는 모델의 인발저항 임계하중인 468.7kN의 약 1.7배로 평균값 801.6kN을 나타내어 그 효과를 충분히 확인하였다. 암석과 그라우트 접촉면이 파괴되기 전 암석의 취성으로 인해 실험체가 먼저 파괴되어 요철형성 모델의 임계하중 측정은 불가능 했으나, 암석 파괴하중 도달 전 그라우트 충진부의 슬립이 전혀 발생하지 않았고, 암석파괴시의 하중이 요철이 없는 모델의 임계하중을 충분히 넘어선 점을 감안하면 요철 확공직경이 20mm 증가했음에도 불구하고 저항능력이 획기적으로 늘어날 것으로 기대된다. 향후 최적 요철형성 락볼트 공법개발을 위한 수치해석 모델개발 및 변수연구와 추가 실험에 본 연구의 결과가 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
This paper develops and evaluates a mechanical machining process which involves drilling on PVS material. According to the material, two treatment experiments were conducted, one involving drilling in a wet condition or using a lubricant and one involving drilling in a dry condition with no lubricant. Drilling in a dry condition showed better performance in terms of the cutting time than in the wet condition. Otherwise, the wet condition has several advantages. The lubricant influenced the burr diameter size and minimized the temperature on the surface of the work piece. During the wet condition drilling process, a smaller burr diameter size was noted as compared to the dry condition. The temperature showed a linear correlation with the drill bit size, where a least-square analysis provided an $R^2$valuewhichexceeded 0.95. The wet condition required more cutting time than the dry condition. In this condition, the water provides a lubrication effect. A thin layer between the cutting edges and the surface of the work piece is formed. The chip formation is affected by the drilling depth. The color on the tips of the chips was darker than in the initial condition. No correlation between the drilling depth and the bore roughness was noted, but the variation of the cutting speed or the RPM influenced the roughness of the bore. The optimum cutting speed ranged from 40 RPM to 45 RPM in the condition which provided the finest roughness surface.
Based on theories of rock mechanics, rock fragmentation, mechanics of elasto-plasticity, and energy dissipation etc., a method is presented for evaluating the rock fragmentation efficiency by using plastic energy dissipation ratio as an index. Using the presented method, the fragmentation efficiency of rocks with different strengths (corresponding to soft, intermediately hard and hard ones) under indentation is analyzed and compared. The theoretical and numerical simulation analyses are then combined with experimental results to systematically reveal the fragmentation mechanism of rocks under indentation of indenter. The results indicate that the fragmentation efficiency of rocks is higher when the plastic energy dissipation ratio is lower, and hence the drilling efficiency is higher. For the rocks with higher hardness and brittleness, the plastic energy dissipation ratio of the rocks at crush is lower. For rocks with lower hardness and brittleness (such as sandstone), most of the work done by the indenter to the rocks is transferred to the elastic and plastic energy of the rocks. However, most of such work is transferred to the elastic energy when the hardness and the brittleness of the rocks are higher. The plastic deformation is small and little energy is dissipated for brittle crush, and the elastic energy is mainly transferred to the kinetic energy of the rock fragment. The plastic energy ratio is proved to produce more accurate assessment on the fragmentation efficiency of rocks, and the presented method can provide a theoretical basis for the optimization of drill bit and selection of well drilling as well as for the selection of the rock fragmentation ways.
이 논문에는 PS강연선이 부식된 PSC보부재의 극한휨거동을 평가하기 위해 수행한 실험연구를 수록하였다. 프리스트레스 감소와 PS강연선의 단면적 감소가 PSC보의 휨강도에 미치는 영향을 평가하기 위해 5개의 PSC보부재를 이용하여 정적하중 재하실험을 수행하였다. 두 개의 PSC보부재는 드릴을 이용해 덕트 내부에 있는 PS강연선 표면을 노출시킨 후 부식촉진장치를 이용해 인위적으로 PS강선들을 부식시켰다. 실험부재의 파괴시까지 정적하중을 재하하면서 철근과 콘크리트의 변형률, 그리고 중앙부의 처짐량 변화를 측정하였으며 또한 음향센서를 콘크리트표면에 부착하여 부식된 PS강선의 파단을 모니터링하였다. 실험결과를 토대로 PS강선이 부식된 PSC보부재의 휨강도 평가방법을 분석하였다. 또한, 사용하중 작용시 후긴장된 PSC보부재 내부의 PS강연선의 부식 여부를 조기 예측할 수 있는 방법을 고찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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