[논문]3차원 모델링을 이용한 재개광 양양철광의 운반시스템 설계

손영진; 김재동

doi:10.7474/tus.2012.22.6.412

3차원 모델링을 이용한 재개광 양양철광의 운반시스템 설계
Mine Haulage System Design for Reopening of Yangyang Iron Mine using 3D Modelling 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.22 no.6 = no.101, 2012년, pp.412 - 428

손영진 (강원대학교 에너지.자원공학과 대학원) , 김재동 (강원대학교 에너지.자원공학과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 재개광을 계획하고 있는 (구)양양철광의 수갱광체를 연구대상으로 설정하고 이를 재개광하기 위한 운반시스템의 구축을 목적으로 광체 및 광체 주변의 지질구조와 구갱도 현황 및 신갱도 개설 계획을 3차원으로 모델링 하였다. 연구에 사용된 software는 GEMCOM사(社)의 GEMS로써 3차원의 매장량평가, 개발타당성 평가, 운영 관리용 프로그램이다. 2차원 지형도와 지표 지질도를 자료로 하여 지표 지형 및 지질을 3차원으로 모델링 하였으며 (구)양양철광 개발 당시 작성된 지질 단면도와 시추자료를 토대로 연구대상지역의 지질 구조 및 광체를 3차원적으로 생성하였다. 수갱광체는 충전된 채굴적, 공동, 잔광으로 구분하여 모델링하고 잔광부의 품위에 대한 시추 정보로부터 지구통계학적 기법을 적용하여 품위별 매장량 평가 결과를 얻을 수 있었다. 또한 기존 2차원 구갱도 개설 현황 자료를 이용하여 구갱도에 대한 3차원 모델링을 수행하였고, 무궤도 운반 시스템의 적용을 고려하여 신갱도의 크기와 배치를 3차원으로 설계하였다. 완성된 광체 및 운반 시스템의 3차원 모델을 이용하여 지하선광장의 위치를 선정하였다. 마지막으로 채취한 시료의 암석 물성값들을 기초로 광체 주위에 부존하는 물성을 암종별로 입력하고 지구통계학적 기법을 통해 미조사 부분에 대한 암석물성을 추정할 수 있는 3차원 공학적 모델링을 수행하였다. 이러한 과정을 통하여 얻어진 재개광 광산의 3차원 모델은 매장량 평가 및 개발계획 수립, 추가 탐사 지역의 선정이나 개발 계획의 변경 등의 문제들을 해결하고 체계적이고도 지속적인 광산 개발 기술 확립에 기여할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

To achieve mine development, a large amount of data concerned with the geological structure and the ore body had to be investigated and collected through geological survey, drilling and geophysical explorations. In most previous cases, however, the data were usually analyzed two dimensionally and those results showed some limits because of their 2D presentation. Those 2D maps such as geological plane sections or longitudinal sections cause lots of difficulties in understanding the complex geological structure or the feature of ore body in a spatial way. In this study, research area was set on the abandoned Yangyang iron mine in Korea and the Sugaeng ore body within the mine was selected as the research target to design a mine haulage system for reopening. A 3D mine model of this area was tried to be constructed using a 3D modelling software, GEMS. An accurate 3D model including the ore body, the geological structure, the old underground mine drifts and the new mine drifts was constructed under the purpose of reopening of the abandoned iron mine. Especially, mine design for trackless haulage system was conducted. New inclines and drifts were planned and modelled 3 dimensionally considering the utilization of old drifts and shaft. In addition to the 3D modelling, geostatistical technique was adopted to generate a spatial distribution of the ore grade and the rock physical properties. 3D model would be able to contribute in solving problems such as evaluating ore reserves, planning the mine development and additional explorations and changing the development plans, etc.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	3차원 기법의 도입은 광업분야에 어떤 영향을 미쳤는가?	이와 같은 선진기법은 신속하고 정확한 작업 환경을 제공하기 때문에 세계의 수많은 광산 현장에서 작업을 수행하는데 매우 효율적인 것으로 인식 되고 있다 (Kapageridis, 2005). 또한 3차원 기법의 도입으로 광산 설계의 기술적 수준이 향상되어 과거의 광산 설계 방식에서 발생하는 광산의 심부화 및 복잡성에 대한 문제를 감소시킬 수 있게 되었다(Kaiser et al., 2002).
	광업분야에 3차원 기법은 언제 처음 도입되었는가?	, 2006). 이러한 3차원 기법은 1980년대 후반 인도에서 금광의 폐석을 효율적으로 처리하기 위하여 처음 도입 되었으며 최근의 기술은 자원개발 회사나 학계의 많은 연구에 의해 개발되어 자리 잡게 되었다(Ray, 2000).
	본 연구에서 재개광하는 (구)양양철광의 수갱광체를 연구대상으로 설정하고광체와 광체 주변의 지질 구조를 3차원으로 모델링한 결과는 어떠한가?	지질, 탐사 및 시추 조사 자료와 채광 작업에 대한 자료 - 지형도, 지질도, 시추탐광자료, 광산보안도, 매장량 산출도, 공동현황도, 갱도개설 복합평면도 - 등과 현장 조사 결과를 자료로 하여 지표 지형 및 지질과 광체에 대해 모델링을 수행한 결과 이로부터 광체의 형상, 규모, 심도 등의 정보와 광체 주변 지역에 대한 지질 구조 및 갱도현황을 파악할 수 있게 되었다. 광체는 다시 채굴적과 잔광을 구분하여 모델링 하였으며 가시적인 모델링뿐만 아니라 잔광에 대해 지구통계학적 기법을 적용하여 품위별 매장량을 평가하였다. 이러한 공간적 분포를 통해 종합적인 매장량 평가가 가능한 3차원 모델을 구축할 수 있었다. (구)양양철광의 2차원 구갱도 개설 현황 자료를 이용 하여 수평 주 운반 갱도와 두 개의 수갱을 3차원으로 모델링 하였다. 그 결과 심도별 갱도현황과 광체와 갱도와의 공간적 거리, 각 갱도의 구배 및 경사 등을 쉽게 분석할 수 있으며 구갱도를 고려한 신갱도의 갱도 설계가 정확하고 신속하게 진행될 수 있게 되었다. 완성된 3차원 구갱도 모델을 토대로 양양철광의 재개 광을 고려하여 무궤도 채광을 위한 운반 시스템을 3차원으로 설계하였다. 구축된 3차원 갱도 모델에는 암석 물성 자료와 갱도굴진 전의 시추탐사 결과, 굴진 중 막장에서 관측된 RMR 및 Q 분류치, 절리구조 등의 정량적 수치 등을 입력할 수 있으므로 이후 추가적으로 갱도의 안정성 해석을 수행할 수 있는 기반을 마련하였다. 본 연구에서는 완성된 광체 및 운반 시스템의 3차원 모델로 부터 최적화된 갱도 설계 시나리오를 분석하여 지하 선광장의 위치를 선정 하였다. 아울러 현장에서 채취한 시료의 암석 물성값들을 기초로 광체 주위에 부존하는 물성을 암 종별로 입력하고 지구통계학적 기법을 통해 미조사 부분에 대한 암석물성을 추정할 수 있는 3차원 공학적 모델링을 수행하였다. 그 결과 암석이나 광체 내에 개설된 갱도 또는 채굴적 등에 대한 안정성 해석 모델을 구성할 수 있어 합리적인 광산 설계가 가능하게 되었다.

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저자의 다른 논문 :

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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