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대규모 노천 석탄광산의 한계사면높이 결정과 사면파괴 예측을 위한 계측자료 해석
Determination of Critical Slope Height for Large Open-pit Coal Mine and Analysis of Displacement for Slope failure Prediction 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.18 no.6 = no.77, 2008년, pp.447 - 456  

정용복 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ,  선우춘 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ,  이종범

초록

노천광산에서 사면설계는 안정성과 경제성 측면에서 동시에 접근하여 결정해야 한다. 또한 일반 도로나 철도 연변의 사면과는 달리 대부분 지보나 보강없이 굴착해야 하기 때문에 사면각도가 가장 중요한 설계 변수이다. 본 연구에서는 인도네시아 파시르에 위치한 노천채광방식의 대규모 석탄광산 사면에 대하여 안정성 측면에서의 사면 각도 및 한계사면높이를 결정하였으며 이러한 설계가 가지고 있는 불확실성을 보완할 수 있는 계측 및 계측자료 해석을 수행하였다. 연구 결과, 사면각도(Overall Elope angle) $30^{\circ}$를 유지하는 경우 안전율 1.5를 확보하는 최대개발심도는 $353{\sim}438m$로 계산되었으나 강도정수에 대한 민감도분석결과를 고려할 때 사면높이는 300m를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 또한 변위계측자료에 대한 역변위속도 분석 결과가 현장사면 사례와 잘 일치하여 이 방법을 통해 사면의 불안정성 및 파괴시기를 대략적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Open-pit mine slope design must be carried out from the economical efficiency and stability point of view. The overall slope angle is the primary design variable because of limited support or reinforce options available. In this study, the slope angle and critical slope height of large coal mine loc...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 세계적으로도 규모가 큰 인도네시아의파시르 노천 석탄 광산의 사면 설계와 이러한 설계가 가지고 있는 불확실성을 보완할 수 있는 계측 및 계측자료 해석에 대하여 소개한다.
  • 본 연구에서는 이러한 대규모 노천광산의 사면에 대하여 개발한계심도 및 안전율을 실험자료에 근거하여 평가하였으며 GPS를 이용한 사면 변위측정을 통하여 사면파괴 시점을 예측하고 이에 대응할 수 있는 체계를 구축하였다. 현재 실험자료 및 민감도 분석 결과 전체 사면 높이는 300 m를 초과하지 않는 것이 바람직하며소단의 높이도 30 m를 초과하지 않는 것이 유리한 것으로 나타났다.
  • 초기에 경사계를 사용하여 계측을 시도하였으나 절대 변위량이 커서 경사계 측정한계를 초과하였다. 본 연구에서는 이러한 점과 광산 여건을 고려하여 주기적으로 채굴현황을 측량하는 GPS측량팀의 협조를 통해 주요 불안정 사면에 대하여 GPS를 이용한 사면 변위계 측을 수행하였다.
  • 이때 지하수 조건은 일반적인 조건 (GW=3)과 완전침수조건(GW=5)을 사용하였다. 이는 연직으로 발달한 현장의 지층 특성상 사면 내 지하수위 분포추정이 매우 어려워서 일반조건과 침수조건에 대하여 분석을 수행하여 보수적으로 판단하고자 한 것이다.

가설 설정

  • 소규모로 발생하기도 하기 때문에 사면 전체의 거동을 파악하는데 적절하지 않다. 따라서, 본 논문에서는 사면의 바닥(toe)에서 상부까지 연장되는 파괴 면을 가정하는 Hoek & Bray의 개념을 적용하였다. 이때 지하수 조건은 일반적인 조건 (GW=3)과 완전침수조건(GW=5)을 사용하였다.
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참고문헌 (8)

  1. 정소걸, 선우춘, 한공창, 신희순, 박연준, 2000, 인도네시아 파시르 탄전에서의 노천채탄장 사면의 안정성 해석, 터널과 지하공간, vol.10, pp.430-440 

  2. 정용복, 선우춘, 이종범, 임동규, 2007, 노천석탄광산내 대규모 암반사면 안정성 해석, 2007 한국암반공학회 특별심포지움, pp.409-418 

  3. 최병희, 류동우, 선우춘, 2006, 인도네시아 파시르 탄광에서의 노천발파공법에 대한 고찰, 한국지구시스템공학회 86회 학술발표회, pp.248-252 

  4. Eberhardt, E., 2007, The role of advanced numerical methods and geotechnical field measurements in understanding complex deep-seated rock slope failure mechanims, Canadian Geotechnical Journal, vol.45, pp.484-510 

  5. Fukuzono, T., 1985, A new method for predicting the failure time of a slope, Proc. of 4th Int. Conference & Field Workshop on Landslides, pp. 145-150 

  6. Hoek, E and Bray, J. W., 1981, Rock Slope Engineering, Instn Min. Metalll, London 

  7. KIGAM, 2003, Geotechnical study on the stabilization for the slopes of the Pasir coal mine, KIGAM Report No. KJA/02P/XII/01, Daejeon, Korea, 167p 

  8. Steffen, O. K. H., 1997, Planning of open pit mines on a risk basis, The Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy, pp.47-56 

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