• 화약ㆍ발파
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• 제35권3호
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• pp.1-8
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• 2017

본 연구에서는 다층 주방식 채광 광산에서 우발적 폭발이 일어났을 때 구조변수가 파괴(낙석 등)에 미치는 영향 및 기여도를 평가 분석하였다. 다층 주방식 광산에서 대형 폭발에 따른 최대진동속도 영향을 산출하기 위해 AUTODYN으로 수치해석을 수행하였으며, 각 인자들의 기여도 분석을 위해 강건설계 실험계획법을 이용하여 설계인자를 분석하였다. 분석에 사용된 직교배열은 $L_9(3^4)$ 이었고 변수는 각각 3수준의 값을 갖는 광주의 높이, 광주의 폭, 갱도 폭, 바닥필라 두께 등으로 하였다. 분석결과 폭발원 갱도로 부터 하부레벨 갱도 천반에서 최대진동속도 발생에 가장 큰 영향을 미치는 것은 광주의 높이이며, 이어서 바닥필라, 갱도 폭, 광주의 폭 순으로 나타났다. 수평인접 갱도 측면중앙의 경우는 광주의 폭, 갱도 폭, 광주의 높이, 바닥필라의 두께 순으로 기여율이 평가되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권5호
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• pp.463-475
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• 2022

In the mine exploitation stage; one of the critical issues is the stability assessment of post-pillars. The instability of post-pillars leads to serious safety hazards in mining operations. The focus of this study is to assess the stability of post-pillars in the 130# stope in the central ore body at Trepça hard rock mine by employing both conventional (i.e., critical span curve) and numerical methods (i.e., FLAC3D). Moreover, a new numerical based index (i.e., Pillar Yield Ratio-PYR) was proposed. The aim of PYR index is to determine a border line between stable, potentially unstable, and failure state of post-pillars at a specific mine site. The critical value of pillar width to height ratio is 2.5 for deep production stopes (e.g., > 800 m). Results showed that pillar size, mining height and mining depth significantly have affected the post-pillar stability. The reliability of numerical based index (i.e., PYR) is verified based on empirical underground pillar stability graph developed by Lunder, 1994. The proposed pillar yield ratio index and pillar stability graph can be used as a design tool in new mining areas at Trepça hard rock mine and for other situations with similar geotechnical conditions.

• 터널과지하공간
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• 제27권6호
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• pp.406-421
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• 2017

본 연구에서는 LIDAR를 이용하여 채굴적의 형상을 수치적으로 정확히 측량하고 이때 획득된 점군 데이터를 3차원 전산해석에 직접 반영함으로써 구조물의 실제 형상을 전산해석에 그대로 반영하는 과정을 모사하고 있다. 해석 대상은 채수율 향상을 목적으로 개발된 주방식 하이브리드 채광법이 적용되고 있는 지하 석회석광산의 일부 구역이다. 연구대상 구역에 대한 LIDAR 측정을 통해, 상하부 수직 안전광주의 중심축은 NW 방향으로 치우쳐 있고 특히 하부 수직 안전광주의 경우 설계단면인 $100m^2$ 보다 약 $34m^2$ 만큼 작은 것으로 확인되었다. 또한 LIDAR 측량 결과를 바탕으로 전산해석을 실시한 결과, 하부 수직보안광주의 하단부에 응력집중이 발생하면서 수직 안전광주 전체에 전단파괴양상이 나타나는 것으로 확인되어 보강작업이 제안된 바 있다. 따라서 LIDAR에 의한 채굴적의 측정은 안전광주의 기하학적 구조 및 현상을 정량적으로 정확히 분석할 수 있으며 이를 통한 채굴적의 안정성 분석은 보다 높은 신뢰도를 제시할 수 있다는 점에서 매우 효과적인 채굴적 형상 계측 기법의 하나로 제안될 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제30권5호
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• pp.473-483
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• 2020

본 연구에서는 3차원 유한차분법(FDM) 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 주방식 채광장을 모사하고 채굴적 형성에 의한 현지응력 교란으로 광주에 집중되는 수직응력의 변화를 분석하였다. 오차율과 해석시간을 고려하여 적절한 조합의 요소망 크기를 선정하고 지류론 암반을 모사하여 요소망 조합과 개발 심도에 따른 해석 성능을 검증하였다. 본 해석에서는 개발 영역 내에 1개(1×1)~ 121개(11×11)의 패널 광주가 생성되도록 채굴적을 형성하여 가장 높은 수준의 응력집중이 발생하는 중앙부 광주의 상부 수평단면에 작용하는 수직응력을 측정하였다. 40 m~320 m까지 40 m 단위로 굴착심도를 변경하여 동일한 과정을 반복 수행하였다. 해석 결과, 개발 규모(N_P)가 클수록, 개발심도(H_OB)가 작을수록 중앙부 광주의 수직응력 값이 지류론 추정값에 가까워지는 것을 확인하였다. 또한, 개발 규모가 작고 대심도인 경우에는 지류론에 의한 추정 시 수직응력이 과대평가될 수 있으며, 동일한 개발규모인 경우 심도가 증가할수록 수직응력계수(VSF)가 일정한 값으로 수렴하는 경향이 있음을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권4호
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• pp.449-457
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• 2019

Physical model tests were first performed to investigate the failure pattern of multiple pillar-roof support system. It was observed in the physical model tests, pillars were design with the same mechanical parameters in model #1, cracking occurred simultaneously in panel pillars and the roof above barrier pillars. When pillars 2 to 5 lost bearing capacity, collapse of the roof supported by those pillars occurred. Physical model #2 was design with a relatively weaker pillar (pillar 3) among six pillars. It was found that the whole pillar-roof system was divided into two independent systems by a roof crack, and two pillars collapse and roof subsidence events occurred during the loading process, the first failure event was induced by the pillars failure, and the second was caused by the roof crack. Then, for a multiple pillar-roof support system, three types of failure patterns were analysed based on the condition of pillar and roof. It can be concluded that any failure of a bearing component would cause a subsidence event. However, the barrier pillar could bear the transferred load during the stress redistribution process, mitigating the propagation of collapse or cutting the roof to insulate the collapse area. Importantly, some effective methods were suggested to decrease the risk of catastrophic collapse, and the deep-hole-blasting was employed to improve the stability of the pillar and roof support system in a room and pillar mine.

• 화약ㆍ발파
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• 제34권4호
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• pp.35-39
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• 2016

다층 주방식 광체의 개발에서 상부 채광장 천반의 붕락이 하부 편 광주에 미치는 영향을 보기 위하여 AUTODYN으로 수치해석 하였다. 그 결과 하부 채광장 천반에서의 최대 응력은 각각 0.001 mm 및 36 Mpa 정도였고, 광주에서의 최대 변위와 응력은 각각 0.0003 mm및 3 Mpa 정도였다. 상부 채광장의 천반암석의 절반이 붕락하는 상황을 가정했을 때 하부 채광장 광주의 손상도는 0.03 정도로 나타났다.

• 산업기술연구
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• 제24권A호
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• pp.139-155
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• 2004

A room and pillar mining method has been adopting at the Jeungsun limestone mine. To check stability of pillar with multiple and irregular openings, the size, shape and spacing of rib pillar were first designed using some empirical suggestions. The Finite Difference Method(FDM)was used to analyze the pillar stability. Twelve different cases with the variation of K(horizontal/vertical stress)values, different height and different spacing of pillar were used in this study. Finally Mohr-Coulomb criterion was adopted to calculate the safety factors. Horizontal and vertical displacement, maximum and minimum principal stresses, range of plastic zone and safety factors were calculated at each case. As a result of analysis, the size of one block is 160m long, 70m wide, 40m high with 20m wide rib pillar and 20m square column pillar. The overall recovery at this case can be estimated about 40%.

• Geomechanics and Engineering
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• 제27권6호
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• pp.537-550
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• 2021

There are various technical problems need to be solved in the construction process of pre-setting an isolation wall into a double lane in the outburst prone mine. This study presents a methodology that pre-setting an isolation wall into a double lane without a coal pillar. This requires the excavation of two small section roadways to dig a wide section roadway, followed by construction of the separation wall. During this process the connecting lane is reserved. In order to ensure the stability of the separation wall, the required bearing capacity of the isolation wall is 4.66 MN/m and the deformation of the isolation wall is approximately 25 cm. To reduce the difficulty of implementing support the roadway is driven by 5 m/d. After the construction of the separation wall, the left side coal wall is brushed 1.5 m to make the width of the gas roadway reach 2.5 m and the roadway support utilizes anchor rod, ladder beam, anchor cable beam and net configuration. During construction, the concrete pump and removable self-propelled hydraulic wall mold are used to pump and pour the concrete of the isolation wall. In the process of mining, the stress distribution of coal body and isolation wall is detected and measured on site. The results demonstrate that the deformation of the surrounding rock of roadway and separation of roof in the roadway is small. The stress of the bolt and anchor cable is within equipment tolerance validating their selection. The roadway is well supported and the intended goal is achieved. The methodology can be used for reference for similar mine gas control.

• 터널과지하공간
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• 제26권1호
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• pp.1-11
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• 2016

본 연구는 미소진동 계측기술을 국내 광산의 안정성 분석에 적용한 사례연구로서, 계측자료의 분석을 통해 미소진동 기법의 광산 적용성과 한계성을 알아보았다. 적용 광산은 채수율 향상을 위해 주방식하이브리드 채광법이 적용된 석회석광산으로, 수평 단면 $50m{\times}50m$의 시험영역에 대해 각각의 수직 광주에 미소진동 센서를 설치하였다. 측정된 미소진동 신호는 발파와 천공작업으로 인한 신호, 손상에 의한 신호, 전기 잡음에 의한 신호로 구분되었으며, 손상에 의한 신호를 중심으로 안정성 분석을 실시하였다. 시험영역에 근접한 채굴부의 발파작업 후 광주의 손상이 증가하였으며, 주변에서 발생한 낙반을 미소진동 신호로부터 추정할 수 있었다. 또한 일일 미소진동 발생량의 변화로부터 광주와 채굴주변 암반의 안정성을 평가할 수 있었으며, 누적된 계측정보를 토대로 본 광산의 시험영역에 대한 안전관리 기준안을 제시하였다. 그러나 국부적인 센서 배열에 따라 3차원 음원위치를 산정하는 데 어려움이 존재하고, 실시간 계측을 위한 현실적인 대안의 필요성이 제기되었다. 향후 광산적용에서 제기된 문제점을 보완하고, 광산 현장작업과의 유기적인 비교, 분석을 통해 보다 좋은 안전감시의 지시자로서 미소진동 계측기술이 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.497-514
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• 2020

본 연구는 강원도 삼척시 소재의 삼도 석회석광산에서 발생한 채굴공동 상부의 대규모 지반침하지를 대상으로 그 발생원인을 규명하는데 있다. 현장에서 채광, 측량도면 및 지질도 등을 토대로 지반침하지 인근의 갱도 및 산사면 붕괴지에 대한 지질조사 및 전기비저항탐사를 수행하였으며, 그 결과들로부터 지질공학적 평가를 수행하고 다양한 경험식과 수치해석 방법에 의해 지반침하의 원인을 분석하였다. 해석 결과로부터 다양한 불연속면이 발달한 불안정한 지반 내에서 채굴공동의 폭이 넓고 불규칙한 Pillar 설치로 인하여 오랜 기간 동안 채굴적 천단부 및 Pillar가 점진적으로 이완되면서 지반응력의 증가로 단층면을 따라 붕락되어 지반침하가 발생된 것으로 판단된다.