• Geomechanics and Engineering
• /
• 제24권5호
• /
• pp.471-478
• /
• 2021

Water damage is one of the five disasters that affect the safety of coal mine production. The erosion of rocks by water is a very important link in the process of water inrush induced by fault activation. Through the observation and experiment of fault filling samples, according to the existing rock classification standards, fault sediments are divided into breccia, dynamic metamorphic schist and mudstone. Similar materials are developed with the characteristics of particle size distribution, cementation strength and water rationality, and then relevant tests and analyses are carried out. The experimental results show that the water-rock interaction mainly reduces the compressive strength, mechanical strength, cohesion and friction Angle of similar materials, and cracks or deformations are easy to occur under uniaxial load, which may be an important process of water inrush induced by fault activation. Mechanical experiment of similar material specimen can not only save time and cost of large scale experiment, but also master the direction and method of the experiment. The research provides a new idea for the failure process of rock structure in fault activation water inrush.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제25권3호
• /
• pp.233-243
• /
• 2021

Rib spalling is a major issue affecting the safety of steeply inclined coal seam. And the failure coal face and support system can be affected with each other to generate a vicious cycle along with inducing large-scale collapse of surrounding rock in steeply inclined coal seam. In order to analyze failure mechanism and propose the corresponding prominent control measures of steeply inclined coal working face, mechanical model based on coal face-support-roof system and mechanical model of coal face failure was established to reveal the disaster mechanism of rib spalling and the sensitive analysis of related factors was performed. Furthermore, taking 3402 working face of Chen-man-zhuang coal mine as engineering background, numerical model by using FLAC3D was built to illustrate the propagation of displacement and stress fields in steeply inclined coal seam and verify the theory analysis as mentioned in this study. The results show that the coal face slide body in steeply inclined working face can be observed as the failure height of upper layer smaller than that of lower layer exhibiting with an irregular quadrilateral pyramid shape. Moreover, the cracks were originated from the upper layer of sliding body and gradually developed to the lower layer causing the final rib spalling. The influence factors on the stability of coal face can be ranked as overlying strata pressure (P) > mechanical parameters of coal body (e.g., cohesion (c), internal fraction angle (φ)) > support strength (F) > the support force of protecting piece (F') > the false angle of working face (Θ). Moreover, the corresponding control measures to maintain the stability of the coal face in the steeply inclined working face were proposed.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권7호
• /
• pp.25-36
• /
• 2010

동해안을 따라 미고결 퇴적층을 포함하는 신생대 제3기 퇴적분지가 소규모로 산재하여 분포한다. 이들 지역에서는 항만이나 대규모 단지 개발이 진행됨에 따라 양질의 매립재에 대한 수요가 증가하고 있다. 도로성토나 매립현장 주변에서 발생되는 유용암을 경제성을 고려하여 도로 성토재나 매립재로 사용되는 경우가 있으나 이러한 골재를 도로성토나 매립재로 사용하는 경우 품질기준의 적합성을 판단하기가 매우 어렵다. 미고결된 암석에 대한 실험 및 분석 결과, 적용된 실험방법에 따라 암석의 판정결과가 다르게 나타날 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 제 3기 퇴적분지 지역과 같이 미고결 지층에서 암반분류와 지반정수 산정시에는 일반적으로 사용되는 암반분류 기준과는 다른 기준의 설정 및 적용이 필요한 것으로 판단되었다. 또한, 산성배수에 의한 환경영향에 대한 고려도 필요한 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
• /
• 제56권2호
• /
• pp.125-138
• /
• 2023

수계 내 세슘(cesium: Cs)을 제거하기 위하여 개발된 대부분의 기존 Cs 흡착제들은 원재료 값이 고가라는 단점과, 해수와 같이 높은 이온 강도와 낮은 Cs 농도를 가지는 대규모의 오염수를 실질적으로 정화하는데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 석탄광산배수를 처리하는 과정에서 생성되는 슬러지(CMDS)에 Na와 S를 첨가하여 친환경적이고 높은 Cs 제거 효율을 가지는 Cs 흡착제를 개발하였다. Fe 및 Ca 함량이 풍부한 CMDS를 1차 소재로 사용하였고, 열처리 과정으로 Na와 S를 첨가하여 새로운 Cs 흡착제를 제조하였다(이하 본 연구에서 개발한 흡착제는 Na-S-CMDS라 명명함). Na-S-CMDS의 Cs 흡착능 및 흡착 기작을 평가하기 위해 실험실 규모의 실험과 흡착 동역학 및 등온 모델링 연구를 수행하였으며, XRF, XRD, SEM/EDS, XPS 등의 분석을 통해 Na-S-CMDS의 물리화학적, 광물학적 특성을 조사함으로써 Cs 흡착 기작을 규명하였다. 흡착 배치 실험 결과, Cs은 빠르게 Na-S-CMDS에 흡착되어 1시간 내 평형에 도달하였으며, 낮은 Cs 농도(0.5 mg/L) 조건에서도 높은 Cs 제거 효율(> 90.0%)을 보였다. 흡착 등온 모델링 결과, 단일 흡착을 가정하는 Langmuir 흡착 등온 모델에 대응되는 경향을 보였으며, 흡착 동역학 모델링 결과 흡착 경향이 유사 2차 속도(pseudo second order kinetic) 모델과 일치하는 경향을 보였고, 이러한 결과는 단순한 물리적 흡착보다 이온 교환과 같은 화학적 흡착이 우세함을 의미한다. 고농도의 Cs 용액으로 반응시킨 Na-S-CMDS의 XRF/XRD 분석 결과, Na-S-CMDS 내 Na 함량은 감소하고 흡착 전 존재하던 erdite (NaFeS₂·2(H₂O))가 관찰되지 않는 것을 통해, Na⁺과 Cs⁺ 사이에서 활발한 이온 교환 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. XPS 분석 결과, Na-S-CMDS에서 Cs와 S 사이의 강한 결합 작용이 관찰되었으며, 이러한 Cs와 S(또는 S-복합체)내 결합에너지 감소도 Na-S-CMDS의 Cs 흡착능을 증가시키는 요인으로 판단되었다. 본 연구를 통해 기존에 폐기물로 처리되었던 석탄광산배수슬러지를 개량하여 제조한 Na-S-CMDS는 기존의 Cs 흡착제보다 제조 비용이 저렴하고, 해수 및 지하수와 같이 이온 강도는 높지만 Cs 농도가 낮은 대규모 오염 수계에서도 Cs 흡착능이 높게 유지되어, 현장에서 효과적인 Cs 흡착제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
• /
• 제40권4호
• /
• pp.419-443
• /
• 2007

최근 국내에서는 외국기업의 국내진출에 따른 M&A, 미국과의 자유무역협정에 따른 시장개방에 따라 부지환경평가 (토양환경평가)의 결과를 반영할 필요성이 점차 증가되어 왔다. 따라서 이 연구에서는 연안매립지역에 위치한 대규모 화학공장부지에 대한 실제적인 부지환경평가를 통하여 국내의 토양환경평가 지침의 문제점을 보완하고 효율적, 경제적 평가를 위한 복합적 조사기법들을 이용하였다. 이 연구는 기초조사, 부지현황조사, 시료채취와 분석, 관측정 설치와 수리지질 조사, 자료 분석의 6단계로 진행되었다. 각각의 조사단계에서는 기존자료조사, 선구조분석, 지표지질조사, 지구물리탐사, 시추조사, 수리전도도, 지하수의 유향유속측정, 시료채취 및 분석 결과를 조합하여 복합적으로 해석하였다. 연구결과, 부지환경평가를 위한 이러한 다양한 조사기법들의 적용은 부지의 오염현상, 지하매질에 대한 부지특성화에 매우 효과적이었다. 국내에서는 '토양환경평가 지침'에 의한 기초조사에 있어 기존자료의 이용, 가용한 자료의 보관상태, 평가를 위한 관계자 인터뷰 등에 있어 매우 열악한 여건을 가지고 있다. 따라서 '부지환경평가'를 수행하는데 있어 이러한 복합조사기법의 적용은 더욱 경제적이고 효율적이며, 토양과 지하수오염을 연계하여 평가하는데 있어서도 매우 유용할 것으로 기대된다.