국내 대단면 지하 석회석광산 갱내에서 디젤장비의 사용이 증가함에 따라 배출 오염물질 및 열방출로 인한 작업환경의 악화 문제가 심각해지고 있다. 본 연구에서는 적정 소요환기량의 확보를 통한 갱내 환경의 최적화를 위한 기초연구로 갱내 환기망내 기류분포와 디젤장비의 배출가스 농도분포를 측정하고, 지하 심부화와 기계화에 따른 온 습도 변화를 고려하여 갱내 소요환기량을 추정하였다. 배기팬의 용량 부족 및 갱도 관리의 문제로 인하여 갱내 다수의 지점에서 기류정체가 심하고, 주요 갱도에서의 기류방향이 장비의 이동에 따른 순간적인 변화가 크며 계절별 변화 또한 큰 편이다. 디젤 배출가스인 CO의 경우 적재작업시 규제농도 50 ppm을 자주 초과하였으며, $NO_2$의 경우 천공 및 적재작업동안 대부분 규제농도 3 ppm을 초과하였다. 광산보안법규를 적용하여 구한 갱내 소요환기량에 비하여 실제 환기량이 심각하게 부족하였으며 자연환기력의 영향에 따라 환기량 부족문제는 외부 온도가 낮은 겨울철이 상대적으로 덜 심각하였다.
본 연구에서는 숏크리트의 품질을 안정적으로 만들기 위해 초기 및 장기강도성능을 향상시킨 개량형$C_{12}A_7$계 광물계 급결제의 성능 평가를 실시하였다. 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제는 기존 급결제들이 가지고 있는 장기강도 저하를 극복하고자 개발되었다. 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제의 혼입량에 따른 성능을 평가하기 위해 실내에서 응결시간, 압축강도 및 휨강도를 실시하였다. 실험결과 응결시간은 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제를 6%이상 사용하였을 때 기존 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제에 비해 초결은 느리지만 종결은 빠르게 나타났다. 압축강도 및 휨강도는 기존의 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제가 초기재령 3시간, 1일에서는 높게 나타났지만 7일 이후로 갈수록 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제를 사용한 숏크리트의 강도가 증가하였다. 또한 실내실험에서 도출된 최적혼입률을 적용하여 현장 적용성을 평가하였다. 현장실험으로는 리바운드, 압축강도 및 휨강도를 실시하였다. 현장실험 결과 실내실험과 같이 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제를 사용한 숏크리트의 장기강도성능이 우수하게 나타났다.
최근 AE 센서를 이용하여 지하 구조물 및 터널의 손상을 모니터링 하는 기법이 널리 활용되고 있다. 지하구조물 내 삽입되는 AE 센서는 커플링(coupling) 상태에 따라 신호의 신뢰도가 결정된다. 건전도 모니터링의 신뢰도를 확보하기 위해서는 커플링 재료의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 블리딩(bleeding)특성을 규명하기 위해 커플링 재료로 포틀랜드 시멘트, 마이크로 시멘트, 그리고 석고를 이용하여 실내실험을 수행하였다. 블리딩 특성에 영향을 미치는 실험 인자를 물-시멘트 배합비율, 재료의 종류, 양생 기간, 그리고 총 주입량으로 결정하였다. 실험결과, 물-시멘트 배합비율과 커플링 주입량이 증가하면 커플링 재료의 블리딩 비율은 증가하는 결과를 보였으며, 포틀랜드 시멘트의 경우 가장 영향이 큰 것으로 분석되었다. 그러나 모든 커플링 재료에서 양생 기간이 블리딩에 미치는 영향은 미미한 것으로 분석되었다. 본 연구에서 규명된 커플링 재료의 블리딩 특성결과는 AE 센서 설치 시 적합한 재료 선정을 위하여 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
인류가 육안으로 화성 표면에 대한 연구를 시작한 이래 지금은 최신의 과학적 방법으로 화성에 대한 탐구를 계속하고 있다. 1960년 이후 구소련연방이 화성 코라블(Korable) 4호를 발사한 것을 시작으로 2008년 오늘에 이르기 까지 약 40여 차례의 화성탐사를 시도해 화성에 대한 인류의 궁금 중을 해결해 왔으며, 이제 화성에 인류가 도착하기 위한 곰에도 도전하고 있다. 이 논평은 현재까지의 이루어진 화성연구에 대한 주요 결과를 고찰한다.
우주 자원을 분석하기 위해서는 지구로 가져와야 한다는 단점이 있었다. 하지만, 레이저 유도 분해 분광법(Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)고 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 활용한다면 우주 광물의 실시간 정성 정량적으로 분석이 가능하다. 레이저 유도 분해 분광법은 높은 에너지의 레이저를 물질 표면에 집중시켜 플라즈마를 생성한후, 방출되는 빛을 분광기를 통해 획득하여 원자 구성을 분석하는 분광법이다. 라만 분광법은 레이저를 물질 표면에 조사시켜 산란되는 빛을 측정하여 분자구조를 분석하는 분광법이다. 이 두 가지 분광법은 각각 미지의 광물의 원자 분자를 분석하는 상호보완적인 분광법으로 우주탑재체로서 효율적인 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 주성분 분석법(Principal Component Analysis, PCA)을 활용하여 광물을 정성적으로 분석했다. 또한, 두 가지 광물을 혼합한 시료를 제작하여 구성 성분 비율에 따른 신호 세기로부터 물질의 구성 비율을 예측하는 정량분석을 시행하였다.
본 연구에서는 2003년 10월과 11월에 발생한 강력한 태양활동과 우주환경의 변화에 대한 국내외 관측결과를 분석하였다. 이러한 태양활동은 거대한 흑점군, X급 이상의 강력한 플레어, 연이은 코로나물질 방출(Coronal Mass Ejections: CMEs) 및 프로톤 현상 등으로 특징지어 질 수 있다. 특히 이때 발생한 고속의 CME들은 지구 방향으로 진행하여 매우 강력한 지자기 폭풍을 일으켰다. 미국 해양대기청 우주환경예보센터에서 제시한 우주환경기준(Space Weather Scales)에 따라 국내외 관측 자료를 분석하고 위성 및 통신에 미치는 영향을 예측하였다. 또한 같은 기간동안 우리나라에서 관측된 전리층 총전자함유량(Total Electron Contents: TEC), 오로라, 전리층의 F2 임계주파수, 그리고 아리랑 위성 1호의 궤도자료를 분석함으로서 우주환경변화가 우리나라 상층대기, 위성궤도, 무선통신 등에 미치는 영향을 조사하였다.
국내의 경우 슬러리나 페이스트 형태로 수압식 충전에 대한 연구와 다양한 폐광산 현장에 적용한 사례는 많으나, 공압식 충전에 대한 연구는 진행되지 않고 있다. 기존의 공압식 충전법은 강관의 구부러진 곳에서 충전재 유동에 의한 마모에 의해 강관의 손상이 발생한다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 새로 고안한 개량형 노즐을 이용한 공압식 충전법을 개발하였다. 본 연구에서는 접근이 가능하거나 불가능한 채굴공동을 모사하여 실험실에서 모형실험을 수행하고 그 충전효율을 평가하였다. 갱내 충전법 실험에서는 토출각의 변화, 모래의 투입량 및 입자 크기에 따라 충전효율을 분석하였으며, 지상 충전법 실험에서는 중력식, 재래식 및 개량형 충전방법의 실험으로부터 충전효율을 분석하여 개량형 공압식 충전법의 우수성을 입증하였다.
본 연구는 몽골 오보르항가이(${\ddot{O}}v{\ddot{o}}rkhangai$) 지역에 발달한 광화대 일대를 대상으로, ASTER 밴드를 이용한 비연산 모델을 활용하여 잠재적 변질대 및 광역적 암상정보추출의 가능성에 대한 잠재성 평가를 실시하고, 원격탐사의 활용 가능성을 검토하였다. ABRLO, PBRLO, PrBRLO 비연산 모델을 적용한 결과, 니질 변질대를 이루는 주광물인 점토광물은 열수변질 이외의 작용에 의한 산물로써도 산출이 가능하므로, 현장 샘플을 통한 검증이 필요할 것으로 사료되며, 필릭-프로피리틱 변질대의 경우, 분포양상이 변성퇴적암류-관입체 관계, 구조 및 광화대 위치에 관련된 정보가 상당한 연관성을 보이며, 이는 초기 자원탐사 시 필릭-프로피리틱 변질대와 관련된 지역의 잠재성을 평가하는데 유용할 것으로 판단된다. QI와 MI 비연산 모델을 적용한 결과, 규암화된 변성퇴적암에서보다 상대적으로 변성을 받지 않은 역암, 사암질의 퇴적층을 대상으로 QI가 더 효과적일 것으로 생각되며, MI의 경우 연구지역 내에서 규장질 혹은 고철질의 규산염 암석의 확인에 대한 신뢰도는 상대적으로 미약한 것으로 판단된다. 따라서 QI과 MI 비연산 모델이 신뢰도 높은 암상정보추출에 있어 어려움이 동반될 것으로 사료되나, 현장샘플 및 지표지질조사자료 등이 보충된다면, 기초지질 사전탐사로써 암상정보의 단서를 얻는데 상당한 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
지질자원 분야에서 지질도 및 주제도 제작, 조사 및 관측 사업 등은 실용화상용화 목적의 연구개발사업과 달리 장기적이며 계속적인 연구개발의 성격을 가지고 있다. 이러한 장기적, 계속적인 사업의 경우 연구개발의 종료시점을 제시하기 어려워서 사업 평가 시 해당 연구사업의 현재 진행단계를 제시하기 어려운 면이 있다. 이러한 연구개발 분야의 진행 상태를 나타내는 정량 지표를 제시하기 위해, 기존의 실용화 기술에 적용하였던 NASA 기술개발단계(TRL, Technology Readiness Level)를 지질도 및 주제도 제작, 조사 및 관측 사업 등 지질자원 기반 연구개발 분야에 적용할 수 있게 개발하였다. 지질자원 기반 연구개발 분야에서도 적용범위(coverage) 개념을 적용하여 기본원리이해 기획연구(TRL 1)에서 최종 생산물(product)인 특정지역 및 전세계/전국토 정보 구축, 수요자 맞춤형 보급 연구(TRL 9)로 기술개발단계(TRL)를 제시할 수 있다. 그리고 시범적용 등의 실증연구 절차를 가지는 지질환경 등 분야에서도 실용화 성과를 기반으로 기술개발단계(TRL)를 적용할 수 있게 개발하였다. 시범지구 적용 등 실증연구 시작 단계를 TRL 5, 시범지구의 규모 및 적용 개수 확대를 TRL 6, 실제 규모 1/10 수준 시범지구 적용을 TRL 7로 제시할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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