• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.219-228
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• 2022

The most widely used parameter to represent rock abrasiveness is the Cerchar abrasivity index (CAI). The CAI value can be applied to predict wear in TBM cutters. It has been extensively demonstrated that the CAI is affected significantly by cementation degree, strength, and amount of abrasive minerals, i.e., the quartz content or equivalent quartz content in rocks. The relationship between the properties of rocks and the CAI is investigated in this study. A database comprising 223 observations that includes rock types, uniaxial compressive strengths, Brazilian tensile strengths, equivalent quartz contents, quartz contents, brittleness indices, and CAIs is constructed. A linear model is developed by selecting independent variables while considering multicollinearity after performing multiple regression analyses. Machine learning-based regression methods including support vector regression, regression tree regression, k-nearest neighbors regression, random forest regression, and artificial neural network regression are used in addition to multiple linear regression. The results of the random forest regression model show that it yields the best prediction performance.

• 자원환경지질
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• 제15권4호
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• pp.221-233
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• 1982

Ssangjeon tungsten ore deposits is a complex pegmatite deposits embedded along the contact between pre-Cambrian Buncheon granite gneiss and amphibolite. This pegmatite vein developed 2 km along the strike and thickness varies from 10m to 40m. Mineral constituent of the normal pegmatite are quartz, microcline, plagioclase, muscovite, biotite, tourmaline and garnet. The vein paragenesis is complicated by repeated deposition of quartz but three distinct depositional stage can be recognized. Quartz A stage is the stage of the earliest milky white quartz deposition as a rock forming mineral of normal pegmatite. Quartz B stage is the stage of gray to dark gray quartz replace earlier formed normal pegmatite minerals. Quartz C stage is the stage of latest white translucent massive quartz replace quartz A and B. Tungsten ore minerals and other sulfide minerals were precipitated during quartz B stage. Ore minerals are ferberite and scheelite. Minor amount of molybdenite, arsenopyrite, pyrrhotite, pyrite, chalcopyrite, sphalerite, galena, pentlandite, bismuthinite, native bismuth and marcasite accompanied. Fluid inclusion in quartz A and B are gaseous inclusions and liquid inclusions are contained in quartz C as a primary inclusions. Salinity of inclusions in quartz A and B ranges from 4.5 to 9.5 wt. % and from 5.1 to 6.0 wt. % equivalent NaCl respectively. Homogenization temperature of quartz A; quartz B and quartz C ranges from 415 to $465^{\circ}C$, from 397 to $441^{\circ}C$ and from 278 to $357^{\circ}C$. $CO_2$ content of the ore fluid increased at the ends of quartz B stage.

• 터널과지하공간
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• 제22권4호
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• pp.284-295
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• 2012

본 연구에서는 암석 절삭 장비의 마모에 직접적인 영향을 주는 인자인 암석의 마모도(abrasiveness) 측정에 관한 연구를 수행하였다. 몇 가지 방법 중 세르샤 마모 시험(Cerchar abrasiveness test)을 통하여 암석의 마모도에 영향을 미치는 인자를 확인하고 효율적인 시험을 수행하기 위한 조건들을 연구하였다. 국내 19종 암석에 대한 시험 결과를 통하여, 세르샤 마모 지수(CAI, Cerchar Abrasiveness Index)에 영향을 미치는 암석의 역학적 물성(단축압축강도, 간접인장강도, 탄성계수, 포아송비, 공극률, 쇼어경도)과의 상관관계를 찾아보았고 X선 회절 분석을 통하여 암석의 구성 광물 중 마모도에 가장 큰 영향을 미치는 석영 함량, 등가 석영 함량과의 관계도 확인하였다. 그 결과로 암석의 입자 결합 특성보다 광물의 특성이 CAI에 영향을 더 미치는 것으로 관찰되었고, 단축압축강도와 등가 석영함량의 함수로 CAI를 예측하는 모델을 제시하였으며 핀의 경도가 커질수록 CAI값이 선형적으로 작아짐을 확인하였다. 수치해석적 연구를 통해 세르샤 마모 시험을 모사한 결과 초기 긁힘 거리에서 대부분의 마모가 발생함을 확인하였고 하중이 증가할수록 CAI값이 증가함을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제15권1호
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• pp.17-32
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• 1982

월악 중석-몰리브덴 광상은 옥천충군에 속하는 함력석회질 호온펠스, 호온펠스 그리고 이를 관입한 백악기의 화강암내에 발달한 주향 $NS-N20^{\circ}W$, 수직에 가까운 경사의 열극을 충전한 항중석-몰리브덴 석영맥이다. 광산의 채광장은 서쪽의 동산지구와 동쪽의 광천지구로 나누어져 있다. 두 지구에서 산출되는 광석광물은 철망간중석, 회중석, 휘수연석, 창연, 휘창연석, 황철석, 유비철석 황동석, 큐바나이트, 스태나이트, 자류철석, 섬아연석, 방연석, 백철석, 티단철석, Pb-Bi sulfosalt이다. 맥석 광물로는 석영, 방해석, 녹주석, 형석, 백운모, 능망간석 및 능철석이 산출된다. 유체포유물 연구는 석영, 녹주석, 희중석, 초기의 형석 그리고 말기의 형석을 그 대상으로 하였다. 액체 $CO_2$를 포함하는 포유물은 석영과 초기의 형석에서만 발견된다. 동산지구에서 유체포유물의 염농도는 석영에서 3.9~8.0wt.% 녹주석에서 5.3~7.7wt.%의 범위이며, 광화작용의 말기에 정출한 형석에서는 1.5~3.2wt.%의 범위이다. 광천지구에서의 염농도는 석영에서 3.9~9.6wt.%, 초기의 형석에서 2.9~7.3wt.%, 말기의 형석에서 1.3~1.5wt.%의 범위를 가진다. 유체포유물의 균일화온도는 동산지구의 석영에서 $239^{\circ}{\sim}360^{\circ}C$ 이상, 회중석에서 $360^{\circ}C$ 이상, 녹주석에서 $288^{\circ}{\sim}360^{\circ}C$이상, 말기의 형석에서는 $159^{\circ}{\sim}202^{\circ}C$의 범위를 갖는다. 광천지구에 있어서 유체포유물의 균일화 온도는 석영에서 $240^{\circ}{\sim}360^{\circ}C$ 이상, 초기의 형석에서는 $240^{\circ}{\sim}328^{\circ}C$의 범위이다. 전체적으로 보아 동산지구나 광천지구간에 뚜렷한 광물이나 염농도, 균일화 온도의 차이는 나타나지 않는다. 양지역에 있어서 노두에서 수직으로 약 300m 깊이까지에 걸쳐 상하간에 균일화 온도의 차이는 보이지 않으나 염농도는 하부로 갈수록 약간 증가하는 경향을 보인다. 광화유체는 석영, 녹주석, 초기의 형석등이 정출한 광화작용의 비교적 초기단계에 있어서는 $CO_2$ 농도, 온도와 염농도가 높았으나 말기의 형석의 정출시기에는 $CO_2$ 농도, 온도와 염농도가 현저히 낮아진 것으로 보인다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권4호
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• pp.477-493
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• 2015

In rock drilling, the most important characteristic to clarify is the wear of the drill bits. The reason that the rock drill bits fail with time is wear. In dry sliding contact adhesive wear deteriorates the materials in contact, quickly, and is the result of shear fracture in the momentary contact joins between the surfaces. This paper aims at presenting an overview of the assessment of WC/Co cemented carbide (CC) tricone bit in rotary drilling. To study wear of these bits, two approaches have been used in this research. Firstly, the new bits were weighted before they mounted on the drill rigs and also after completion their useful life to obtain bit weight loss percentage. The characteristics of the rock types drilled by using such this bit were measured, simultaneously. Alternatively, to measure contact wear, namely, matrix wear a micrometer has been used with a resolution of 0.02 mm at different direction on the tricone bits. Equivalent quartz content (EQC), net quartz content (QC), muscovite content (Mu), coarseness index (CI) of drill cuttings and compressive strength of rocks (UCS) were obtained along with thin sections to investigate mineralogical properties in detail. The correlation between effective parameters and bit wear were obtained as result of this study. It was observed that UCS shows no significant correlation with bit wear. By increasing CI and cutting size of rocks wear of bit increases.

• 자원환경지질
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• 제25권3호
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• pp.283-296
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• 1992

The Keumryeong deposits is a low grade copper deposits in which copper minerals form disseminated grains and thin veinlets in felsic volcanics seem to be dacite. Alteration of the volcanics consists mainly pervasive propylitization and silicification. Potassic alteration characterized by biotite developed locally adjacent to southwestern contact of granodiorite body. Principal sulfide minerals in altered zone are mainly pyrite and lesser chalcopyrite. Chalcopyrite content in potassic zone is relatively higher than that of surrounding propylitized zone. Pyrite and chalcopyrite accompanies magnetite, molybdenite, sphalerite, pyrrhotite, arsenopyrite, pentlandite, marcasite, hematite, ilmenite, rutile, bismuthinite and native Bi as disseminations, veinlets and knots. Granodiorite body is propylitized and contains veinlets of pyrite, chalcopyrite and molybdenite. Fluid inclusions in sulfide-bearing quartz veinlets and quartz grains of felsic volcanics and granodiorite in altered zone consist of liquid-rich, vapor-rich, $CO_2-bearing$ and halite-bearing inclusions. These four types of inclusion intimately associated on a microscopic scale and indicate condensing or boiling of ore fluid during mineralization. Homogenization temperature of coexisting fluid inclusions are mostly in the range of 350 to $450^{\circ}C$. High salinity fluid contains 28.6 to 48.4 weight percent NaCI equivalent and moderate salinity fluid cotains 0.5 to 12.5 weight percent NaCl equivalent. Pressure estimated from $CO_2$ mole fraction of $CO_2-bearing$ inclusion range 160 to 375 bars. The Kigu copper deposits is a fissure filling copper vein developed 500 m south from the Keumryong deposits. Mineralogy and fluid inclusion data of the Kigu deposits are similar to that of the Keumryeong deposits. Homogenization temperature of fluid inclusions from the Kigu deposits are reasonable agreement with temperature estimated from sulfidation curve of cubanite-chalcopyrite-pyrite-pyrrhotite and pyrite-pyrrhotite mineral assemblages. Not only mineral occurrence and wall rock alteration in the Keumryeong deposits but also fluid inclusion data such as temperature, salinity, pressure and boiling evidences are similar to those of porphyry copper deposits.

• 자원환경지질
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• 제23권1호
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• pp.25-33
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• 1990

Gold-silver deposits of Deogheun and Beopjeon mines are composed of veins emplaced in Jurassic granite batholith. Based on ore structure and ore mineralogy, four distinct stages of mineral deposition are recognized in these ore deposits. Gold and silver minerals in Deogheun and Beopjeon-A ore deposits are precipitated in stage III and stage II, respectively. Mineral constituents of ores from these deposits are pyrite, sphalerite, arsenopyrite, pyrrhotite, chalcopyrite, galena, tetrahedrite, electrum, quartz and rhodochrosite. Cubanite, argentite and pyrargyrite occur only in Deogheun ore deposits. Ag content of electrum range from 42 to 66 atomic % in both ore deposits. Filling temperature of fluid inclusion from both ore deposits are as follows; stage I, $211-289^{\circ}$ ; stage II, $205-290^{\circ}$ ; stage III, $190-260^{\circ}$ ; stage IV, $136-222^{\circ}$ in Deogheun ore deposits. In Beopjeon-A ore deposits, stage I, $255-305^{\circ}$ ; stage II, $135-222^{\circ}$ ; stage III, $148-256^{\circ}$ ; stage IV, $103-134^{\circ}$. Salinities of fluid inclusions range from 1.6-8.5 wt. % equivalent NaCl in both ore deposits. Sulfur fugacities through stage II and III in Deogheun ore deposits inferred from data of mineral assemblage and fluid inclusion range from $10^{-11.0}-10^{-16.1}$1bars. Fluid pressure estimated from fluid inclusions which reveal boiling evidence range from 30-190 bars during mineralization in Deogheun ore deposits.

• 자원환경지질
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• 제13권4호
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• pp.215-227
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• 1980

The rock units of Goesan area in the Ogcheon metamor phic terrain established on the basis of field criteria should be redefined into following sequence. Based on shear senses in secondary small structures which are usually observable in the investigated area, the stratigraphy can be lithologically divided into the lower pelite, pebbly mudstone, upper pelite, quartzite and psammite unit in ascending order. This conclusion is in discordance with a previous opinion; Munjuri formation and Guryongsan formation may be equivalent to upper pelite unit, Iwonri formation and Hwanggangri formation to pebbly mudstone. From this, it may be inferred that isoclinal overturned folds repeatly occur in the area. The uranium bearing coaly thin layers in upper pelite unit have relatively broad exposures in Deogpyeongri block of Goesan area along culmination zone in the central part of the investigated area. It is believed that structural feature in the block recognized complexly refolded synform plunging to southwest. Mineralogical and radiometric studies were made on 135 representative samples from the Ogcheon Group of Korea. The mineralogy of all black slate samples is qualitatively similar but quantitatively ·different. The uranium distribution in the studied area show approximately log normal. Uranium in the black slates of the Ogcheon Group was deposited together under same physico-chemical environmental conditions. The chemical and geological factors that controlled the abundance of organic carbon and iron oxides also controlled the uranium content. The relationship of the major components to uranium can be expressed by the following regression equation: $Log(U\times10^4+1)$= 1.70999-0.00367(quartz)0.00512(micas)-0.00930 (other silicates)+0.01911 (iron oxides)-0.03389(other opaques)+0.02062(organic carbon).

• 터널과지하공간
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• 제33권6호
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• pp.594-609
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• 2023

TBM 공법은 굴착면 안정성 확보 및 주변환경에 비치는 영향을 최소화하기 때문에 도심지나 하·해저터널 등에서 적용 사례가 증가하는 추세이다. 디스크 커터의 수명을 예측하는 대표적인 모델 중 NTNU모델은 커터수명지수(Cutter Life Index, CLI)를 주요 매개 변수로 활용하지만 복잡한 시험절차와 시험장비의 희귀성으로 측정에 어려움이 있다. 본 연구에서는 다중선형회귀분석과 트리 기반의 머신러닝 기법으로 암석물성을 활용하여 CLI를 예측하였다. 문헌 조사를 통해 암석의 일축압축강도, 압열인장강도, 등 가석영함량과 세르샤 마모지수 등을 포함한 데이터베이스를 구축하였고 파생변수를 계산하여 추가하였다. 다중선형회귀분석은 통계적 유의성과 다중공선성을 고려하여 입력 변수를 선정하였고 머신러닝 예측 모델은 변수 중요도를 기반으로 입력 변수를 선정하였다. 학습용과 검증용 데이터를 8:2로 나누어 모델 간 예측 성능을 비교한 결과 XGBoost가 최적의 모델로 선정되었다. 본 연구에서 도출된 다중선형회귀모델과 XGBoost모델을 선행 연구와 예측 성능을 비교하여 타당성을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.39-58
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• 2024

TBM (Tunnel boring machine)은 터널 굴착 과정에서 여러 디스크 커터를 이용하여 암석을 절삭한다. 디스크 커터는 암석과의 지속적인 접촉과 마찰로 인해 마모된다. 디스크 커터의 표면이 마모되면 절삭 능력이 감소하고 굴착 효율이 떨어진다. 암석의 마모성은 디스크 커터 마모에 큰 영향을 미친다. 높은 마모도를 가진 암석은 커터에 더 큰 마모를 일으키며, 이는 디스크 커터의 수명을 단축시킨다. 세르샤 마모지수(Cerchar abrasivity index, CAI)는 암석의 마모성을 평가하는데 널리 사용되는 지표로 CAI는 암석의 마모특성을 나타내며, 디스크 커터의 수명과 성능 예측에 필수적인 요소로 인식되고 있다. 본 연구의 목적은 암석의 강도, 암석학적 특성과 선형회귀, 머신러닝 기법을 이용하여 CAI를 효과적으로 추정하는 새로운 방법을 개발하는 것이다. 문헌 조사를 통해 CAI, 일축압축강도, 압열인장강도, 등가석영함량이 포함된 데이터베이스를 구축하고 파생변수를 추가하였다. 통계적 유의성과 다중공선성을 고려하여 다중선형회귀분석을 위한 입력변수를 선정하였고, 머신러닝 모델의 입력변수는 변수중요도 분석을 통해 선정하였다. 머신러닝 예측모델 중 Gradient Boosting 모델의 예측 성능이 가장 높게 나타나 최적의 CAI 예측 모델로 선정되었다. 마지막으로 본 연구에서 도출한 다중선형회귀분석과 Gradient Boosting 모델의 예측 성능을 선행연구들의 CAI 예측모델과 비교하여 연구 결과의 타당성을 확인하였다.