• 제목/요약/키워드: blasting

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Predicting blast-induced ground vibrations at limestone quarry from artificial neural network optimized by randomized and grid search cross-validation, and comparative analyses with blast vibration predictor models

  • Salman Ihsan;Shahab Saqib;Hafiz Muhammad Awais Rashid;Fawad S. Niazi;Mohsin Usman Qureshi
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제35권2호
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    • pp.121-133
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    • 2023
  • The demand for cement and limestone crushed materials has increased many folds due to the tremendous increase in construction activities in Pakistan during the past few decades. The number of cement production industries has increased correspondingly, and so the rock-blasting operations at the limestone quarry sites. However, the safety procedures warranted at these sites for the blast-induced ground vibrations (BIGV) have not been adequately developed and/or implemented. Proper prediction and monitoring of BIGV are necessary to ensure the safety of structures in the vicinity of these quarry sites. In this paper, an attempt has been made to predict BIGV using artificial neural network (ANN) at three selected limestone quarries of Pakistan. The ANN has been developed in Python using Keras with sequential model and dense layers. The hyper parameters and neurons in each of the activation layers has been optimized using randomized and grid search method. The input parameters for the model include distance, a maximum charge per delay (MCPD), depth of hole, burden, spacing, and number of blast holes, whereas, peak particle velocity (PPV) is taken as the only output parameter. A total of 110 blast vibrations datasets were recorded from three different limestone quarries. The dataset has been divided into 85% for neural network training, and 15% for testing of the network. A five-layer ANN is trained with Rectified Linear Unit (ReLU) activation function, Adam optimization algorithm with a learning rate of 0.001, and batch size of 32 with the topology of 6-32-32-256-1. The blast datasets were utilized to compare the performance of ANN, multivariate regression analysis (MVRA), and empirical predictors. The performance was evaluated using the coefficient of determination (R2), mean absolute error (MAE), mean squared error (MSE), mean absolute percentage error (MAPE), and root mean squared error (RMSE)for predicted and measured PPV. To determine the relative influence of each parameter on the PPV, sensitivity analyses were performed for all input parameters. The analyses reveal that ANN performs superior than MVRA and other empirical predictors, andthat83% PPV is affected by distance and MCPD while hole depth, number of blast holes, burden and spacing contribute for the remaining 17%. This research provides valuable insights into improving safety measures and ensuring the structural integrity of buildings near limestone quarry sites.

전자산업 공정 설비 작업 안전보건가이드 개발 (Development of a General Occupational Safety and Health (OSH) Guide for Maintenance Work at Electronics Industry Processing Facilities)

  • 김소연;이승희;박정연;한택현;문재진;정인균;조경이;권세영;정광재;박동욱
    • 한국산업보건학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.18-25
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    • 2024
  • Objectives: The primary aim of this study is to create an Occupational Safety and Health (OSH) guide for high-risk maintenance tasks, specifically one designed for maintenance work (MW) in the electronics industry. Methods: The methodology involved a literature review, field investigations, and discussions. An initial draft of the OSH guide was created and then refined through consultations with experts possessing extensive experience in MW for electronic processes. Results: Specific MW tasks within electronics processing facilities identified as high-risk by the research were selected. A comprehensive OSH guide for these tasks was developed consisting of approximately 11 to 12 components and encompassing about 20-25 pages. Implementing safety and health measures before, during, and after MW is crucial for the protection of maintenance personnel. The guide is enriched with real-case scenarios of industrial accidents and occupational diseases to enhance maintenance workers' comprehension of the OSH principles. For a clearer understanding of and adherence to the safety protocols, the guide incorporates visual aids, including cartoons and photographs. Conclusions: This OSH guide is designed to ensure the protection of workers involved in maintenance activities in the electronics industry. It aligns with global standards set by the International Organization for Standardization (ISO) and Semiconductor Equipment and Material International (SEMI) to ensure a high level of safety and compliance.

저심도 지하 수소저장소에서의 가스 폭발 진동에 대한 지반공학적 인자들의 민감도 분석 연구 (Sensitivity Analysis Study of Geotechnical Factors for Gas Explosion Vibration in Shallow-depth Underground Hydrogen Storage Facility)

  • 고규현;우현재;카오반호아;김희원;김영석;최현준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제40권4호
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    • pp.169-178
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    • 2024
  • 최근 급격히 늘어나는 수소 에너지 수요를 감당하기 위해 안정적인 중·대규모의 지하 수소 저장 인프라가 필요한 가운데, 지하수소저장소에서의 가스 폭발에 따른 인접 건축물의 폭발 진동 안전성 평가가 중요해지고 있다. 본 연구에서는 저심도 지하수소저장소의 수소가스 폭발 재난 시나리오를 가정하여 인근 건축구조물에 미치는 진동 안전성에 대한 수치해석을 수행하였다. 메타모델을 활용한 매개변수연구를 수행하여 지반물성 조합 별 지반 동적 거동 변화를 예측하고, 지반공학적 영향인자에 대한 민감도를 분석하였다. 수소 저장소 직상부에서는 지반의 단위중량이 폭발에 의한 지반 진동치 변화에 가장 큰 영향을 미치는 반면 저장소로부터 멀리 떨어질수록 지반의 동적 물성의 민감도가 높게 나타났다. 또한, 도출된 지반 진동치와 국내 발파진동 허용치 자료를 기반으로 지상 건축구조물들의 진동 안정성을 평가한 결과, 대형 철근 콘크리트 구조물의 경우 약 10-30m 수준의 이격거리 확보 시 지반진동 안전성이 보장되는 것으로 평가되었다.

분사처리 후 양극산화 처리한 임플란트 표면이 골모 유사 세포의 반응에 미치는 영향 (The effect of blasting and anodizing-combined treatment of implant surface on response of osteoblast-like cell)

  • 서보용;김영민;최재원;윤미정;전영찬;정창모;김규천;허중보
    • 대한치과보철학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.9-18
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    • 2015
  • 목적: 본 연구는 Tricalcium phosphate 입자를 사용한 모재분사 후 양극산화처리를 한 임플란트 표면의 특성을 분석하고, 골모유사세포의 반응을 평가하고자 하였다. 재료 및 방법: 직경 10 mm, 두께 3.0 mm 크기의 Grade IV 타이타늄 디스크를 시편으로 사용하였으며, 양극산화처리(ASD)군, 모재 분사 후 양극산화(RBM/ASD)군, 대조군(machined surface)으로 나누어 표면처리하였다. 표면처리 후 FE-SEM, 에너지분산분광기와 주사전자현미경을 사용하여 표면특성을 평가하였다. 세포의 부착을 평가하기 위해 골모유사세포를 이용해 crystal violet assay를 통해 세포부착을 평가하고, 세포 형태는 공초점 레이저 현미경을 사용하여 관찰하였다. 세포증식을 평가하기 위해 XTT 시험을, 세포분화는 역전사 중합효소연쇄반응을 사용하였으며 침착된 칼슘의 양을 측정하기 위해 Alizarin red S stain 을 이용하였다. 비교분석은 one-way ANOVA (SPSS version 18.0)로 유의수준 5%에서 검정하였다. 결과: ASD군과 RBM/ASD군에서, 분화구 모양의 표면 형상이 나타났으며, 대조군과 비교하여 산소와 인산 이온이 관찰되었다. 단위면적당 거칠기는 대조군에서 $0.08{\pm}0.04{\mu}m$, ASD군에서 $0.52{\pm}0.14{\mu}m$, RBM/ASD군에서 $1.45{\pm}0.25{\mu}m$를 보였다. 세포반응실험에서, ASD군과 RBM/ASD군이 대조군에 비해 세포의 부착정도가 높았으며 대조군이 세포증식에서 가장 높은 값을 보였다(P<.05). RT-PCR 실험에서, RBM/ASD군이 다른 군들보다 높은 ALP를 보였다(P<.05). ASD군과 비교했을 때 RBM/ASD군은 세포부착과 증식 정도에서 큰 값을 보였다(P<.05). 결론: 본 연구의 한계내에서 모재분사 후 양극산화 처리한 티타늄 표면 처리 방식이 단순 양극산화 처리한 군이나 대조군보다 골모유사세포의 반응에 효과적인 방법임을 확인하였다.

Progress of Composite Fabrication Technologies with the Use of Machinery

  • Choi, Byung-Keun;Kim, Yun-Hae;Ha, Jin-Cheol;Lee, Jin-Woo;Park, Jun-Mu;Park, Soo-Jeong;Moon, Kyung-Man;Chung, Won-Jee;Kim, Man-Soo
    • International Journal of Ocean System Engineering
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    • 제2권3호
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    • pp.185-194
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    • 2012
  • A Macroscopic combination of two or more distinct materials is commonly referred to as a "Composite Material", having been designed mechanically and chemically superior in function and characteristic than its individual constituent materials. Composite materials are used not only for aerospace and military, but also heavily used in boat/ship building and general composite industries which we are seeing increasingly more. Regardless of the various applications for composite materials, the industry is still limited and requires better fabrication technology and methodology in order to expand and grow. An example of this is that the majority of fabrication facilities nearby still use an antiquated wet lay-up process where fabrication still requires manual hand labor in a 3D environment impeding productivity of composite product design advancement. As an expert in the advanced composites field, I have developed fabrication skills with the use of machinery based on my past composite experience. In autumn 2011, the Korea government confirmed to fund my project. It is the development of a composite sanding machine. I began development of this semi-robotic prototype beginning in 2009. It has possibilities of replacing or augmenting the exhaustive and difficult jobs performed by human hands, such as sanding, grinding, blasting, and polishing in most often, very awkward conditions, and is also will boost productivity, improve surface quality, cut abrasive costs, eliminate vibration injuries, and protect workers from exposure to dust and airborne contamination. Ease of control and operation of the equipment in or outside of the sanding room is a key benefit to end-users. It will prove to be much more economical than normal robotics and minimize errors that commonly occur in factories. The key components and their technologies are a 360 degree rotational shoulder and a wrist that is controlled under PLC controller and joystick manual mode. Development on both of the key modules is complete and are now operational. The Korean government fund boosted my development and I expect to complete full scale development no later than 3rd quarter 2012. Even with the advantages of composite materials, there is still the need to repair or to maintain composite products with a higher level of technology. I have learned many composite repair skills on composite airframe since many composite fabrication skills including repair, requires training for non aerospace applications. The wind energy market is now requiring much larger blades in order to generate more electrical energy for wind farms. One single blade is commonly 50 meters or longer now. When a wind blade becomes damaged from external forces, on-site repair is required on the columns even under strong wind and freezing temperature conditions. In order to correctly obtain polymerization, the repair must be performed on the damaged area within a very limited time. The use of pre-impregnated glass fabric and heating silicone pad and a hot bonder acting precise heating control are surely required.

사체의 장골에서 수용부 형성방법에 따른 임플란트 일차 안정성 (PRIMARY STABILITY OF IMPLANTS IN ILIUM OF CADAVER BY THE METHODS OF RECIPIENT SITE PREPARATION)

  • 심정우;조진용;국민석;박홍주;오희균
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제34권2호
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    • pp.180-186
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    • 2008
  • Purpose: This study was performed to evaluate the effect of the implant recipient site preparation methods on primary stability of implants with the instruments of $Osstell^{TM}$ and $Periotest^{(R)}$ in the iliac bone of cadaver. Methods and materials: The 8 iliac bones in 4 cadavers and implants treated with resorbable blasting media (RBM) were used. $Periotest^{(R)}$ (Simens AG, Germany) and $Osstell^{TM}$ (Model 6 Resonance Frequency Analyser: Integration Diagnostics Ltd., Sweden) were used to measure primary stability of implants. Implants were inserted into the iliac crest of the cadaver. In control group, the recipient site was prepared according to the manufacturer's recommendation: 1.8 mm guide drill, 2.0 mm initial drill, 2.7 mm pilot drill, 2.7 mm twist drill, 3.0 mm twist drill, 3.3 mm pilot drill, 3.3 mm twist drill, and 3.3 mm countersink drill as well as tapping drill were used in order. In the group 1, implant recipient sites were prepared by sequentially drilling from 1.8 mm guide drill to 3.0 mm twist drill and then inserted implants without countersinking and tapping. In the group 2, implant recipient sites were prepared to 3.0 mm twist drill and countersink drill and then inserted implants without tapping. In the group 3, the sites were prepared to 3.0 mm twist drill and countersink drill as well as tapping drill. In the group 4, the sites were prepared to 3.3 mm twist drill. In the group 5, the sites were prepared to 3.3 mm twist drill and countersink drill. A total of 60 implants were placed (n=10). The stability was measured using $Osstell^{TM}$ and $Periotest^{(R)}$ mesiodistally and buccolingually. To compare the mean stability of each group statistically, One-way ANOVA was used and correlation of instrument were analyzed using SPSS 12.0. The results obtained were as follows; 1. The stability of group 1 measured using $Osstell^{TM}$ and $Periotest^{(R)}$ buccolingually showed the highest, and there are significant difference statistically between control group and experimental group 1,2,4 in each instruments respectively (p<0.05). 2. The stability of group 1 measured using $Osstell^{TM}$ and $Periotest^{(R)}$ mesiodistally showed the highest. There are significant difference statistically between control group and all experimental groups in $Osstell^{TM}$, and between control group and experimental group 1,2,3,4 (p<0.05). 3. There are high correlation between the measurements of $Osstell^{TM}$ and $Periotest^{(R)}$ (p<0.05). Conclusion: These results indicate that the primary stability of implant can be obtained by the recipient sites preparation with smaller diameter drill than that of implant or minimal drilling.

철도터널 하부 여굴처리 방법에 대한 정적 및 동적 안정성 검토 (Static and Dynamic Analysis for Railway Tunnel according to Filling Materials for overbroken tunnel bottom)

  • 서재원;조국환
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.668-682
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    • 2017
  • 철도의 고속화에 따라 선형의 직선화와 함께 터널이 철도노선에 차지하는 비중은 급격하게 증가하였다. 터널 굴착 시 필연적으로 발생하고 있는 여굴은 터널의 안정성에 큰 영향을 미치고 있다. 또한 여굴은 시공의 경제성에도 매우 중요한 요소이기도 하다. 터널 굴착 시 천단부 여굴은 굴착공법의 발달과 함께 점차 감소하고 있는 추세이다. 그러나 바닥부 여굴은 터널의 안정성에 미치는 영향이 상대적으로 적은 관계로 지속적으로 발생하고 있는 실정이다. 한국철도시설공단에서는 바닥부 여굴에 대하여 10 cm정도의 콘크리트 채움을 시공비로 인정하고 있으나, 그 이상에 대해서는 시공사가 부담하여 채움을 실시하고 있다. 바닥부 여굴에 대한 채움은 콘크리트 채움을 원칙으로 하고 있으나 경우에 따라 버림 콘크리트와 혼합골재를 병행하여 시공하는 곳도 발생하고 있다. 이는 궤도 하부에 연속체 재료와 불연속체 재료의 존재를 발생시키게 되며, 열차 운행 중 발생하는 진동의 전파에 영향을 미치게 된다. 일반적으로 콘크리트와 같은 연속체 재료만 존재하는 경우에는 열차운행에 의한 진동이 터널주면 암반으로 자연스럽게 전파될 수 있는 조건이 발생하나, 불연속체가 존재하면 진동의 전파와 반사에서 다른 특성을 나타낼 수밖에 없게 된다. 이에 본 논문에서는 터널 바닥 채움 재료에 대하여 시멘트 혼합비율을 5%, 11.5%, 18% 등으로 달리하여 시료를 제작하였다. 제작된 시료의 동적 물성시험을 실시하였으며, 이를 바탕으로 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과 모든 재료의 배합은 정적안정성을 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 동적거동에서는 빈배합콘크리트와 시멘트 함유량이 낮은 채움재를 사용하였을 경우 특정 운행속도에서 공진이 발생할 수 있는 것으로 나타났다.

나리의 상자재배시 재식밀도, 배지 및 양액농도가 생육에 미치는 영향 (Effect of Planting Density, Growing Medium and Nutrient Solution Strength on Growth and Development of Lily in Box Culture)

  • 채수천
    • 화훼연구
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    • 제16권1호
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    • pp.36-43
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    • 2008
  • 나리의 상자재배시 재식밀도, 배지 및 양액농도가 생육에 미치는 영향에 대하여 조사 분석한 결과는 다음과 같다. 재식밀도가 나리의 맹아에 미치는 영향은 14, 18 및 22구 처리가 1일 정도 맹아가 빨랐고, 개화는 22구 처리에서 가장 빨랐고 6구 식재처리가 가장 늦어 재식밀도가 높을수록 개화가 빠른 경향을 보였다. 재식밀도가 높을수록 초장생장이 증가되어 절화장이 길었으나 절화중, 화수 등 절화품질은 재식밀도가 낮을수록 증가하였다. 블라스팅이나 생리장해도 22, 18 및 14구순으로 재식밀도가 높을수록 발생율이 증가되었다. 구고, 구폭, 구중, 인편수, 인편중 모두 22구 처리를 제외한 모든 처리에서 정식전보다 우수한 결과를 나타냈으며 재식밀도가 높아질수록 구근비대가 좋지 않았고 부패율도 증가하였다. 배지성분 변화는 구근 정식전에 비해 pH는 모든 처리에서 낮아졌으며, 재식밀도가 높을수록 더욱 낮아지는 경향을 나타내었다. P, K, Ca, Mg 성분은 정식 전에 비해 높아졌으나, K와 Ca 성분은 재식밀도가 높을수록 오히려 낮아지는 경향을 나타내었다. 절화품질은 왕겨+코이어(1:1, v/v)배지가 우수하였으나 다른 배지와 큰 차이는 없었다. 또한 절화 후 구근 비대에서는 나리전용배지, 펄라이트+피트모스(1:1, v/v)배지에서 우수한 결과를 보였으며, 부패율은 왕겨+코이어(1:1, v/v)배지가 가장 높게 나타났다. 화뢰 출현기부터 절화기까지 양액농도별 처리에서 원시 1배액 처리가 절화장, 절화중, 화수 등 절화품질이 가장 좋았으며, 개화는 무처리, 원시 1/3배액 처리 순으로 농도가 낮을수록 개화가 빨랐다. 절화 시 양액 농도별 엽분석 결과 처리농도가 높을수록 N와 K의 흡수율이 높게 나타났으며, Ca와 Mg도 농도가 높을수록 증가추세를 보였으나 P는 모든 처리에서 흡수율이 가장 낮았다.

Sentinel-1 InSAR 긴밀도 영상을 이용한 3월5일청년광산의 지표 변화 탐지 (Surface Change Detection in the March 5Youth Mine Using Sentinel-1 Interferometric SAR Coherence Imagery)

  • 문지현;김근영;이훈열
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.531-542
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    • 2021
  • 노천 채광을 수행하는 광산은 지표 변화와 환경 교란을 발생시킬 수 있기 때문에 지속적인 모니터링이 필요하다. 노천 광산은 채광 작업장에 식생이 거의 분포하지 않아 InSAR 긴밀도 영상을 이용한 모니터링이 가능하다. 본 연구는 최근 개발된 InSAR 긴밀도 영상 기반의 Normalized Difference Activity Index(NDAI)를 적용하여 광산에서 발생하는 활동을 분석하였다. 3월5일청년광산은 2008년 이후 본격적으로 개발이 확장된 북한의 광산이다. 3월5일청년광산을 촬영한 12일 간격의 Sentinel-1 SAR 영상을 이용하여 획득된 InSAR 긴밀도 영상으로 NDAI 분석을 진행하였다. 우선 2000년부터 약 14년간 발생한 75.24 m의 고도 하강 지역과 약 9.85 m의 고도 상승 지역을 채광 작업장 및 광미 적치장으로 정의하였다. 이후 NDAI 영상을 이용하여 기간별 활동 분석을 진행하기 위해 전체 기간의 평균 영상, 1년 단위의 평균 영상, 및 4개월 단위의 평균 영상을 제작하였다. 2017년부터 2019년까지 광산 활동은 평균적으로 채광 작업장의 중심에서 비교적 활발하였다. 보다 자세한 광산의 활동 변화를 확인하기 위해 시간 간격을 좁혀 1년간의 활동을 알아보고자 하였다. 2017년은 지진파 자료의 정보와 NDAI 영상을 이용하여 인공 지진의 발생 시점과 그 전후에 대하여 RGB 합성 영상을 제작하고 채광 작업장의 활동 변화를 분석하였다. 2017년 4월 30일 발생한 대규모 발파 이후 채광 작업장의 서쪽에서 활발한 활동이 감지되었다. 9월 30일의 두 차례의 발파 이후에는 채광 작업장의 크기가 확장된 것으로 추정된다. 2018년 및 2019년의 활동 변화는 4개월 단위의 시간 평균 영상을 RGB 영상으로 합성하여 분석하였다. 연도별 활동을 분석한 결과, 2018년은 채광 작업장의 북동쪽에서 활발하게 활동하는 영역을 찾을 수 있었으며, 2019년은 광미 적치장에서 확장에 따른 특징적인 활동이 확인되었다. NDAI를 이용한 시계열 분석으로 광학 영상으로는 확인하기 어려운 노천 광산의 무작위적인 지표 변화를 탐지할 수 있었다. 특히 현장 자료를 획득할 수 없는 지역의 광산 활동을 원격 탐사를 이용하여 효과적으로 수행할 수 있었다.