[논문]석회석 광산 채석발파에서 Gassed Bulk Emulsion의 적용

민형동; 정민수; 박윤석; 이응소; 이원욱

석회석 광산 채석발파에서 Gassed Bulk Emulsion의 적용
The Application of Gassed Bulk Emulsion to Quarry Blasting in Limestone Mine 원문보기

화약·발파 = Explosives & blasting, v.25 no.2, 2007년, pp.61 - 70

민형동 ((주)한화 화약기술팀) , 정민수 ((주)한화 화약기술팀) , 박윤석 ((주)한화 화약기술팀) , 이응소 ((주)한화 보음공장) , 이원욱 (성신양회 단양공장)

초록
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2000년도 초반 한국의 대규모 석회석 광산에서는 ANFO의 단점을 보완하고 생산성 향상을 위하여 벌크 에멀젼 폭약을 도입하였다. 벌크 에멀젼 폭약이 상용화됨에 따라 전체적인 발파효율은 향상되었나, 폭발열 및 가스량이 부족하여 동일 장약량 적용 시 moving 및 heaving이 감소하는 경향이 나타났다. 따라서 기존 벌크 에멀젼의 발파효율을 증가시키기 위한 방안으로 chemical gassing 기술을 도입하였다. chemical gassing이란 기존 벌크 에멀젼의 예감제로 사용되는 GMB(Glass Micro Balloon)를 gassing agent로 대체하여 화학적으로 예감화하는 기술을 말한다 본 논문에서는 한국의 대규모 석회석광산에서 성공적으로 chemical gassing을 적용한 사례를 소개하였으며, 발파효율 및 작업성 등을 비교 평가 결과 상부파쇄도 및 toe 개선효과, moving의 향상을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Korean large limestone mines started to employ bulk emulsion explosives to improve the productivity in early 2000s. As the application of the bulk emulsion explosives became common in the mid 2000s, the bulk emulsion application increases overall performance but it tends to decrease the moving and heaving because it lacks in gas volume and heat energy. Therefore, the chemical gassing technique was introduced to improve the blasting efficiency of the existing bulk emulsion explosives. The chemical gassing is a technique to replacing GMB(Glass Micro Balloon), which is used for a sensitizer, with gassing agent to chemically sensitize it. This paper introduces the case of successful application of chemical gassing in a Korean large limestone mine. We also compared and evaluated the blast and work efficiency between bulk emulsion GMB & gassing agent (chemical gassing). The results indicate that the replacement of GMB with gassing agent improved fragmentation in the upper part and toe of a bench as well as moving efficiency of the material.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그 러나 gassing 실패 시 불발의 위험이 있으므로 높은 수준의 관리가 필요하다. 본 연구에서는 한국의 주 요 석회석 광산 중 하나인 'OO양회 OO광산'에서 chemical gassing의 적용성을 검증하기 위하여 총 8회의 시험발파를 실시하여 발파효율, 작업성 등을 비교 평가하였다.
본고에서는 한국의 대규모 석회석광산에서 성공 적으로 chemical gassing을 적용한 사례를 소개하 였다. 기존 여감제로 사용되는 GMB를 chemical gassing 기술을 적용하여 gassing agent로 대체 시 파쇄도 및 toe 개선 효과와 moving의 향상을 확인 할 수 있었다.
또한 여기에 물과 가연제의 계면장력을 떨어트려 분산상을 유지하고, 골고루 섞이게 하는 유화제가 혼합되게 된다. 이렇게 완성된 에멀젼 매트릭스에 기폭감도를 높일 목적으로 예감제를 추가한다. 표 1은 에멀젼 폭약의 주요성분을 나타낸 것이다.

제안 방법

5. 9 - 11일 까지 총 8회에 걸쳐 시험발파를 실시하였으며, 그에 따른 발파효율(파쇄도, moving 등), 작업성 및 환경성에 대한 부분을 종합적으로 검토하였다. 표 5는 현장 시험발파 패턴을 나타낸 것이다.
acid 함량 조절시 팽창속도의 변화를 확인하기 위 해 gassing agent를 0.4%로 고정시키고, acid 함량 을 0.2~0.6(%)까지 증가시키며, gassing 속도를 관찰하였다. 그림 5에 그 결과를 도시하였다.
chemical gassing 적용 시 상, 하부의 밀도차를 확인하기 위해 직경 0102mm, 길이 3m의 아크릴 파이프를 제작하여, 바닥, 중간 및 상부에서 밀도차 이를 즉정하였다. 이때 acid및 gassing agent 함량 은 각각 0.
gassing agent 함량 조절시 팽창률의 변화를 확 인하기 위해 acid를 0.4%로 고정시키고, gassing agent를 0.4%~0.6%까지 증가시키며 팽창률을 측 정하였다. 아래 그림 6 및 그림 7에 그 결과를 나타 내었다.

대상 데이터

이 러한 영향을 검증하기 위해 모의시험이 수행되었으 며, 주요내용은 아래와 같다. 모의시험에 사용된 재 료는 102mm 아크릴 파이프로, 현장에서 적용중인 공경과 동일하게 적용하였다.
현장시험은 국내 대표적인 석회석광산인 OO양 회 OO광산에서 실시되었으며, 아래 표 4에 시험 현장 암석의 대표적인 물리적 특성을 나타내었다.표 4에서와 같이 시험 현장의 암석은 경암에 해당 되며, 대부분 시멘트 원료용으로 채광되고 있다.

데이터처리

각 시험발파를 통해서 얻어진 파쇄석을 Split-Desktop 2.0을 이용하여 파쇄도를 분석하였 다(표 7, 그림 12). 기존 예감제로 사용되던 GMB 를 chemical gassing 기술을 적용하여 gassing agent로 대체 시 비교 시험발파 결과에 의하면 평 균파쇄입도는 각각 평균 28.

성능/효과

그림 5에 그 결과를 도시하였다. acid 함량의 증가에 따라 gassing 속도는 증가하는 양상 을 보였으며, 20분 이후는 거의 gassing이 완료된 상황을 볼 수 있다.
본고에서는 한국의 대규모 석회석광산에서 성공 적으로 chemical gassing을 적용한 사례를 소개하 였다. 기존 여감제로 사용되는 GMB를 chemical gassing 기술을 적용하여 gassing agent로 대체 시 파쇄도 및 toe 개선 효과와 moving의 향상을 확인 할 수 있었다.
0을 이용하여 파쇄도를 분석하였 다(표 7, 그림 12). 기존 예감제로 사용되던 GMB 를 chemical gassing 기술을 적용하여 gassing agent로 대체 시 비교 시험발파 결과에 의하면 평 균파쇄입도는 각각 평균 28.5cm 및 27.3cm로 나타 나 chemical gassing 적용 시 추가적인 파쇄입도 향 상을 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 원인 은 chemical gassing 적용 시 공내 장약칼럼의 팽창 으로 인한 낮은 밀도의 상부 장약장 증가로 장약 상 부에서 대괴의 발생량이 감소하였기 때문으로 판단 된다.
작업효율성을 판단하는 자료중 하나로, 파쇄석의 moving 및 heaving을 들 수 있으며, 파쇄도와는 별 개로 암석이 파쇄 후 분포된 상태는 버럭처리 시간 및 상차의 용이성에 영향을 미친다. 비교 시험발파 결과 chemical gassing 적용 시 moving 및 heaving 이 개선된 것으로 나타났다. 이러한 원인은 chemical gassing 적용 시 공내 밀도 차의 발생으로 인해 하부 장약밀도가 증가하고, 이에 따라 발파위 력이 증가하기 때문으로 판단된다.
표 6 및 그림 11 은 비교시험 결과를 보여주고 있다. 전체적으로 chemical gassing 적용 시 암반의 이동 및 파쇄도 가 개선된 것으로 판단된다.
아래 그림 4에 각각의 폭약을 비교하여 나타내었다.최초 동일한 장약장(50cm)에서 관찰결과, 30분 후 ANFO 및 HiMEX-GMB의 경우 변화가 없으나, HiMEX-Gassing의 경우 10cm 정도(20%) 팽창함 을(최종높이 60cm) 확인할.수 있었다.
또한 이와 동시에 팽창 률을 측정하였으며, 그 결과를 그림 8 및 그림 9에 나타내었다. 측정 결과 초기 높이 2.3m에서 최종 높이 2.75m로 약 20% 팽창함을 확인 할 수 있었 다. 다만 실제 석회석 광산의 경우 대부분 천공장이 10m이상이고, 현장조건이 다양하므로, 향후 추가적 인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
당 현장 시험발파 시 측정된 발파진동을 그림 13 에 나타내었다. 측정거리의 차이가 있으므로 환산 거리를 적용하여 비교하였으며, 비교 결과 chemical gassing 적용 시 상대적으로 진동속도가 크게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 원인으로는 chemical gassing 적용 시 하부 밀도의 증가(1.
이러한 원인 은 chemical gassing 적용 시 공내 장약칼럼의 팽창 으로 인한 낮은 밀도의 상부 장약장 증가로 장약 상 부에서 대괴의 발생량이 감소하였기 때문으로 판단 된다. 특히, 하부 장약의 밀도 증가에 따른 toe의 개 선효과를 확인할 수 있었다.

후속연구

30)°!] 기인하는 것으로 판단된다. 그러나 인근 보안물건에서 발파진동 관리기준치를 초과하 지 않고, 소수의 시험결과로 이러한 원인을 판단하 기는 어려우므로 지속적인 관찰이 필요할 것으로 판단된다.
3m에서 최종 높이 2.75m로 약 20% 팽창함을 확인 할 수 있었 다. 다만 실제 석회석 광산의 경우 대부분 천공장이 10m이상이고, 현장조건이 다양하므로, 향후 추가적 인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

참고문헌 (5)

(주)한화, 2003, 벌크 에멀젼(HiMEX)폭약의 현장시험 보고서
(주)한화, 2007, HiMEX Chemical gassing 평가결과 보고서
정천재, 2000, 벌크에멀젼 블랜드 폭약의 특성 고찰, 대한화약발파공학회지, Vol. 18. No.3, pp. 15-28

원문보기 상세보기
Pal Roy, P., 2006, Rock blasting, effects & operations, A.A Balkema, Leiden, 345p
Langefors, U. and B. Kihlstrom, 1978, The modern technology of rock blasting, John Wiley & Sons, New York, 438p

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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