• 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.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권6호
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• pp.697-706
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• 2022

In order to explore the stable anchoring conditions of coal side under the mining disturbance of soft section coal pillar in Wangcun Coal Mine of Chenghe Mining Area, the distribution model of the anchoring support pressure at the coal pillar side was established, using the strain-softening characteristics of the coal to study the distribution law of anchoring coal side support pressure. The analytical solution for the reinforcement anchorage stress in the coal pillar side was derived with the inelastic state mechanical model. The results show that the deformation angle of the roadway side and roof increases with the roof subsidence due to the mining influence at the adjacent working face, the plastic deformation zone extends to the depth of the coal side, and the increase of anchorage stress can effectively control the roof subsidence and further deterioration of plastic zone. The roadway height and the peak support pressure have a certain influence on the anchorage stress, the required anchorage stress of the coal side rises with the roadway height and the peak support pressure. The required anchorage stress of the coal pillar side decreases as the cohesion between the coal seam and the roof and floor and the anchor length increases. Then, applied the research result to Wangcun coal mine in Chenghe mining area, the design of anchor cable reinforcement support was proposed for the section of coal pillars side that has been anchored and deformed, which achieved great results and effectively controlled the convergence and deformation of the side, providing a safety guarantee for the roadway excavation and mining.

• 터널과지하공간
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• 제26권6호
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• pp.508-515
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• 2016

본 연구에서는 필라의 강성도와 필라의 중첩률이 다른 4가지 모형에 대한 축소모형실험을 통하여 주방식 채광 광주의 안정성을 비교하였다. 실험모델은 석고 모델 2개(필라 중첩률이 0%, 100%)와 시멘트 모델 2개(필라 중첩률이 0%, 100%)이다. 필라의 강성도는 석고 모델은 연암, 시멘트 모델은 경암을 모델링하였다. 본 연구에서 실시한 실험은 계산된 축소율이 반영된 강도 값을 갖는 모형재료를 사용하지 않았기 때문에 현장상태를 그대로 실험실에서 재현한 진정한 의미의 축소모형실험은 아니다. 실험을 통해 주방식 채광법을 적용한 광산에서 편간 불일치 필라가 광산의 안정성에 어느 정도 영향을 줄 수 있는 인자 중의 하나임을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제30권3호
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• pp.226-241
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• 2020

지하 광산 공동의 안전성은 광주의 강도와 밀접한 관계가 있다. 광주의 강도를 알고 있다면 광주의 위험성을 판단할 수 있고 그에 따른 적절한 조치를 취할 수 있다. 광주의 강도는 광주 내에 존재하는 불연속면의 특성과 광주의 형상에 영향을 받는다. 본 연구에서는 광주를 관통하는 불연속면과 광주의 종횡비, 광주 내부에 존재하는 소규모의 내포 절리에 따른 강도 변화를 PFC 3D를 이용하여 분석하였다. 그 결과, 광주의 강도는 불연속면의 경사각에 영향을 받으며, 광주의 폭이 넓어질수록 강도가 증가하고 내포 절리의 수가 증가할수록 강도가 감소함을 확인하였다. 내포 절리로 인해 광주 표면에 나타나는 절리선 길이의 총합과 광주 강도와의 관계를 지수 함수로 회귀한 결과, 두 인자 사이의 높은 상관계수를 얻었다. 따라서 하나의 절리군이 존재할 때, 지수 함수식을 통해 절리선 길이의 총합으로부터 광주의 강도를 예측할 수 있다. 마지막으로 경사각이 60°, 30°인 두 절리군이 존재할 때 절리선 길이의 총합으로부터 광주 강도를 추정할 수 있는 식을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제8권2호
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• pp.118-129
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• 1998

A three dimensional boundary element method-BEAP3D was applied to the stability analysis of the mine openings not only to improve the stability during mining operations but also to serve the evaluation of the mine openings for further utilization. Stability analysis on the stability of the room-and-pillar stopes underneath of the old mine openings and the openings to be created by the newly proposed sublevel stoping method at the Nowhado Pyrophyllite Mine, showed that rock mass around the old and new stopes would be stable. Six stopes of a sublevel stoping designed for the Choongmu Limestone Quarry would be stable, too. A sublevel stoping method consisting of six stopes was similarly suggested for the Keumpyung Quartzite Mine. The stability can be guaranteed through out six stopes. Since mining starts from the bottom 1st sublevel to the uppermost sublevel, the safety of the stopes will improve together with the mining process. It would highly be recommended to investigate in-situ rock properties and the rock stresses for future studies. Even though the rock around the uppermost part and bottom of all the stopes have a very high factor of safety, spot reinforcements such as rock bolting would be recommended to mitigate the intermediate and minor principal stresses acting in a tensile mode.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.585-597
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• 2013

본 연구에서는 주방식 지하구조물의 안정성 검토방안을 마련하기 위해 암주와 천장부의 거동을 수치해석 방법으로 검토하였다. 또한, 기존 자원개발 분야에서 고려하는 주방식 공법의 설계 개념과는 달라져야 하는, 공간 확보차원에서의 합리적인 주방식 공법의 설계 절차 및 개념을 제시하였다. 주어진 지반 조건에서 암주의 형상비와 천장부의 길이에 따른 수치해석을 수행하였으며 초기 이완이 시작되는 시점에서의 파괴유형과 위치 변화를 검토하였다. 해석결과, 천장부 폭과 암주 폭과의 비(w/s)와 파괴시점의 상재하중간의 관계는 선형관계를 보였으며, 천장부 폭과 암주 폭의 비가 주방식 채광 설계에서는 매우 중요한 설계인자로 다루어지는 암주의 폭과 높이 비(w/H)보다 구조물의 안정성 확보차원에서는 더욱 민감한 설계인자인 것으로 나타났다. 이는, 암주의 안정성 만을 확보하는 차원에서 수행되는 주방식 채광 설계법과는 달리, 암주부와 함께 구조물 천장부 및 어깨부의 안정성까지도 함께 고려하여 지하구조물의 안정성을 확보할 수 있는 구조물 설계가 되어야 함을 의미한다. 또한, 지하구조물의 형상에 따라 초기 이완대가 발생하는 위치와 전단 또는 인장파괴 등 파괴유형도 다르게 나타나, 주방식 지하구조물에 대한 설계는 상재하중에 따른 천장부와 암주의 안정성을 연계하여 수행하는 것이 필요하다.

• 터널과지하공간
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• 제18권4호
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• pp.243-251
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• 2008

최근 환경문제 및 법적규제의 강화로 광산의 개발이 노천채광에서 갱내채광으로 전환됨에 따라 지하채굴 공동의 안정성이 광산의 운영 및 생산성 부분에서 최대 관심사로 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 갱내채광 설계와 안정성 평가의 입력 자료로 활용하기 위해 지질조사, 불연속면 조사, 실내 암석실험, 암반분류를 수행하였으며, 암반분류 결과를 이용하여 무지보로 안정을 유지할 수 있는 채굴 공동과 광주의 규격을 결정하였다. 또한, 경험적 방법(stability graph, 한계 공동폭 곡선)과 3차원 수치해석을 통하여 지하채굴 공동의 안정성을 평가하였다.

• 터널과지하공간
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• 제34권1호
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• pp.54-70
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• 2024

생산이 완료된 노천광산 채굴적을 광미(광물찌꺼기) 적치 장소로 활용하는 방안은 기존 광미 적치 시설(TSF, Tailing storage facility)의 설치 공간 및 운영비용 문제 해결을 위한 대안으로 제시된다. 하지만 장기간에 걸쳐 적치된 광미는 주변 암반에 추가적인 하중으로 작용하여 광산의 역학적 안정성을 저해할 위험성이 존재한다. 본 연구에서는 호주 Marymia 광산의 사례를 참고하여 약 60,400 시간에 걸친 광미 적치 시나리오를 구축하였으며, 다양한 지하 채광장 형태 및 암반 조건에 따른 천반 수평필러의 역학적 안정성을 Sigma/W 해석 소프트웨어를 활용하여 분석하였다. 분석 결과, 광미 적치가 장기간 지속됨에 따라 천반 수평필러의 파괴 가능성이 유의미하게 증가함을 확인하였다. 해당 결과는 노천채굴적 내 광미 적치 시 광산 구조에 대한 역학적 안정성 고려가 필수적임을 시사한다.

• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.126-140
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• 2023

본 연구에서는 석회석 광산에서 발생한 지반침하지에 대해 라이다 기반 정밀 형상 모델을 활용하여 침하 원인을 분석하였다. 드론 및 지상 기반 라이다 시스템을 활용하여 침하지 지표 및 갱도에 대한 정밀 형상 모델 구축을 수행하고 현장 지질조사 및 암반 분류 결과를 활용하였다, 정밀 형상 모델을 통해 침하지 주변부 크라운필러 두께 및 단층 분포, 침하지 및 침하 적치물 부피 계산, 침하 지표 경사 분석을 수행하였다. 이와 같은 분석을 통해 석회석 광산에서 발생한 지반침하 원인을 규명하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권1호
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• pp.77-87
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• 2019

In this paper, the interaction between two neighboring tunnel has been investigated using PFC2D. For this purpose, firstly calibration of PFC was performed using Brazilian experimental test. Secondly, various configuration of two neighboring tunnel was prepared and tested by biaxial test. The maximum and minimum principle stresses were 0.2 and 30 MPa respectively. The modeling results show that in most cases, the tensile cracks are dominant mode of cracks that occurred in the model. With increasing the diameter of internal circle, number of cracks decreases in rock pillar also number of total cracks decreases in the model. The rock pillar was heavily broken when its width was too small. In fixed quarter size of tunnel, the crack initiation stress decreases with increasing the central tunnel diameter. In fixed central tunnel size, the crack initiation stress decreases with increasing the quarter size of tunnel.