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대규모 지하 광산 구조물의 규모 결정을 위한 수치해석적 설계 접근
Numerical Design Approach to Determining the Dimension of Large-Scale Underground Mine Structures 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.22 no.2 = no.97, 2012년, pp.120 - 129  

이윤수 (경북대학교 지질학과) ,  박도현 (한국지질자원연구원) ,  선우춘 (한국지질자원연구원) ,  김교원 (경북대학교 지질학과) ,  강중석 (한국지질자원연구원)

초록
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최근 친환경적 광산 개발에 대한 사회적 요구에 따라 갱외 시설물도 갱내화하는 경향이 있다. 지하 광산 구조물은 보통 높이보다 폭이 큰 공간을 필요로 하기 때문에 안정성 평가가 중요하다. 본 연구에서는 강도감소법을 이용하여 안전율을 분석하고, 강도감소법과 다변량 회귀분석을 조합하여 지하 광산 구조물의 규모 결정을 위한 수치해석적 설계의 접근방법을 수행하였다. 설계 매개변수는 암반의 전단강도와 측압계수 그리고 지하 광산 구조물의 폭과 설치심도이다. 지하 광산 구조물의 안정성은 입력된 매개변수의 서로 다른 조건하에서 강도 감소법으로 계산된 안전율의 개념으로 평가되었으며, 다양한 다변량 회귀분석을 통해 안전율에 대한 적합한 함수를 얻었다. 최종적으로 최적의 회귀모델을 사용하여 지하 광산 구조물의 규모 결정에 있어서의 초기 설계 정보를 제공하는 도표를 제안했다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, mining facilities have being installed in an underground space according to a social demand for environment-friendly mine development. The underground structures for mining facilities usually requires a large volume of space with width greater than height, and thus the stability assessment...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 설정된 매개 변수들과 안전율과의 상관관계를 정량적으로 분석하기 위해 다변량 회귀분석(multivariate regression analysis)을 수행하였고, 최적의 회귀모델을 도출하였다. 도출된 상관관계식을 바탕으로 지반정수와 안전율에 따른 대형 지하공동의 굴착 가능 영역을 도출하고자 하였다. 일반적으로 현장에서는 현장 암반물성 시험이 거의 이루어 질 수 없기 때문에 실질적으로 현장에서 수행할 수있는 RMR에 의한 암반평가를 이용하여 보다 쉽게 굴착 가능영역을 결정하는 데 도움을 주기위해 기존의 RMR 과 강도정수의 제안식(김교원, 1993; Trueman, 1988)을 접목시켜 RMR에 따른 굴착 가능 영역을 제시하였다.
  • 정확한 암반의 특성파악 없이 경험적 방법으로 결정된 채광장이나 갱도에서 채굴을 수행할 경우 갱도나 광주의 안정성을 보장하기 어려운 상황이다(선우춘 외, 2005). 따라서 본 연구에서는 대규모 무지보 광산 구조물의 규모(단면 크기)를 합리적으로 결정하기 위한 수치해석적 설계 접근법을 제시하고자 한다.
  • 정확한 암반의 특성파악 없이 경험적 방법으로 결정된 채광장이나 갱도에서 채굴을 수행할 경우 갱도나 광주의 안정성을 보장하기 어려운 상황이다(선우춘 외, 2005). 따라서 본 연구에서는 대규모 무지보 광산 구조물의 규모(단면 크기)를 합리적으로 결정하기 위한 수치해석적 설계 접근법을 제시하고자 한다.
  • 본 연구에서는 다변량 회귀분석을 통해 안전율과 설계 매개변수간의 상관관계를 분석하였다. 적용한 회귀 모형은 다항 회귀모형(polynomial regression model)으로서 식 (3)-(8)과 같다.
  • 이러한 이유에서 터널 및 구조물을 대상으로 한 수치해석은 안전율을 구하기보다는 안정성을 평가하는 데 제한적으로 사용되어 왔다(유광호 외, 2001). 본 연구에서는 정량적인 안정성의 평가를 위해 강도감소법을 이용한 안전율 개념을 도입하였다.
  • 이러한 이유에서 터널 및 구조물을 대상으로 한 수치해석은 안전율을 구하기보다는 안정성을 평가하는 데 제한적으로 사용되어 왔다(유광호 외, 2001). 본 연구에서는 정량적인 안정성의 평가를 위해 강도감소법을 이용한 안전율 개념을 도입하였다.
  • 본 연구에서는 최근 환경적인 문제로 인해 광산에 있어서 갱외 시설물들이 갱내화되고 있는 추세에 발맞춰 강도감소법과 다변량 회귀분석을 토대로 대규모 지하 광산 구조물의 규모를 결정하기 위한 수치 해석적 설계 접근법을 제안하였다. 본 연구의 설계 접근법은 강도감소법을 이용하여 도출된 안전율에 기반하므로 기존의 경험적인 광산 설계 기법과는 다르게 허용 안전율을 토대로 안정성을 고려한 광산 설계가 가능할 것으로 판단 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
광산의 갱도의 특징은 무엇인가? 이와 더불어 환경오염 발생원인 갱외 시설물(파쇄/분쇄/ 집진 설비, 선광/제련/부대설비, 컨베이어 등)들의 지하 갱내화가 계획 중이며, 이를 위해서는 안전한 대형 지하공간의 확보가 필수적이다. 하지만 광산의 갱도는 안정성 보다는 경제성 문제 때문에 암반상태와 갱도규격에 따른 적절한 지보대책을 수립하는 능동적인 지보대책보다는 무지보에 의한 갱도유지가 일반적으로 시행되고 있다(구청모 외, 2008). 또한 국내 광산 현장에서는 채광갱도와 광주 크기의 설계는 대부분 경험적으로 결정하고 있다.
어떤 배경에 따라, 갱외 시설물도 갱내화하는 경향이 생긴것인가? 최근 친환경적 광산 개발에 대한 사회적 요구에 따라 갱외 시설물도 갱내화하는 경향이 있다. 지하 광산 구조물은 보통 높이보다 폭이 큰 공간을 필요로 하기 때문에 안정성 평가가 중요하다.
터널 및 구조물을 대상으로 한 수치해석은 안정성을 평가하는 용도로, 제한적으로 사용되고 있는데 그 이유는 무엇인가? 터널 및 지하공간 구조물의 해석은 사면의 경우와는 달리 파괴면의 형상을 사전에 가정하기 어렵기 때문에 한계평형법에 기초한 해석법 등을 적용하여 안전율을 구하는 데에는 한계가 있다. 이러한 이유에서 터널 및 구조물을 대상으로 한 수치해석은 안전율을 구하기보다는 안정성을 평가하는 데 제한적으로 사용되어 왔다 (유광호 외, 2001).
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참고문헌 (29)

  1. 김치환, 2000, 개별요소법에 의한 터널의 안정성 해석에 있어 설계정수의 결정, 한국암반공학회지, Vol. 10, pp. 278-290 

  2. 선우춘, 정용복, 전양수, 2005, 광주배열과 굴착순서에 따른 지하채광장의 안정성에 대한 수치해석적 연구, KIGAM Bulletin, Vol. 9, No. 3, pp. 47-59 

  3. 장보안, 김효열, 2003, 암반의 풍화등급 및 RMR과 변형계수의 상관관계, 2003 대한지질공학회 정기총회 및 학술발표회, pp.119-124 

  4. Aydan, O., Ulusay, R. and Kawamoto, T., 1997, Assessment of rock mass strength for underground excavations, Int. J. Rock Mech. & Min. Sci., Vol. 34, No. 3-4, ISSN 0148-9062 

  5. Bieniawski, Z. T., 1978, Determination of rock mass deformability: Experience from case histories, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., Vol. 15, pp. 237-247 

  6. Byung-Sik Chun, Yong-Jae Lee, Sang-Hoon Jung, 2006, The Evaluation for Estimation Method of Deformation Modulus of Rock Mass Using RMR System, Journal of Korean geo-environmental society, 17.2, 25-32. 

  7. Chong Kyu Lee and Seo Man Chang, 1996, A Comparative Study on Slope Stability of Analysis Methods, Journal of Korean society of civil engineers, 359-368. 

  8. Choon Sunwoo, Dong-Woo Ryu, Hyung-Mok Kim and Ki-Seog Kim, 2011, Study on the Geotechnical Characteristics of Granite in Korea and their Correlation with Rock Classification Method, 21.3, 205-215. 

  9. Chung-Mo Koo, Seok-Won Jeon and In-Woo Lee, 2008, Underground Mine Design and Stability Analysis at a Limestone Mine, Journal of Korean society for rock, 18.4, 243-251. 

  10. Dawson, E. M., Roth, W. H., Drescher, A., 1999, Slope stability analysis by strength reduction, Geotechnique 49, No. 6, pp. 835-840 

  11. Dohyun Park, Hyung-Mok Kim, Dong-Woo Ryu, Joong-Ho Synn and Won-Kyong Song, 2011, Numerical Study on the Optimal Shape of Concrete Plug for Compressed Air Energy Storage Caverns, Journal of Korean society for rock, 21, 164-173. 

  12. Dongyeob Lee and Chungsik Yoo, 2002, Slope stability analysis using Finite Element analysis based on shear strength reduction method, Journal of Korean society of civil engineers, 2175-2178. 

  13. Giam, S. K. and Donald, I.B, 1988, Determination of critical slip surfaces for slopes via stress-strain calculations, Proc. Fith Australia-New Zealand Corference on Geomech, Sydney, Austrailia, pp. 461-464 

  14. Gyo-Won Kim, 1993, Revaluation of geomechanics classifications of rock masses, Journal of Korean geotechnical society, 33-40. 

  15. Han-Uk Lim, Chi-Hwan Kim and Hwan-Jo Baek, 2001, Stability Analysis of Rock Slope in Limestone Mine by Numerical Analysis, Journal of Korean society for rock, 11.3, 270-278. 

  16. Hoek, E., Brown, E. T., 1980, Underground Excavations in Rock, IMM. 

  17. Kwang-Ho You, Yeon-Jun Park and Gyu-Jin Bae, 2001, A study on quantification of tunnel stability estimation, Technical note of Korean society for rock, 82-95. 

  18. Lechman J. B. and Griffiths D.V., 2000, Analysis of the Progression of Failure of Earth Slopes by finite elements, Geodenver 2000 ASCE special Publication, pp. 250-265 

  19. Matsui, T. and San, K.C, 1992, Finite element slope stability analysis by shear strength reduction technique, Soils and Found, Vol. 32, No.1, pp. 59-70 

  20. Naylor, D.J., 1982, Finite elements slope stability, Numer. Meth in Geomech, Proc. NATO Advanced Study Institute. Lisbon, Portugal, pp. 229-244 

  21. Sang-eun Lee and Yoon-ho Jang, 2010, Stability Assesment of the Slope at the Disposal Site of Waste Rock in Limestone Mine, Journal of Korean society for rock, 20.6, 475-490. 

  22. Serafim, L. J. and Pereira, P.J., 1983, Consideration on the geomechanical classification of Bieniawski, Proc. of the Int. Symp. on Engineering Geology and Underground Construction, Vol.2, pp.33-42 

  23. Taebong Ahn, 2011, The Correlation Between RMR and Deformation Modulus by Rock masses using Pressuremeter, Journal of Korean geo-environmental society, 12, 3-12. 

  24. Trueman, R., 1988, An evaluation of strata support techniques in dual life gateroads, Ph.D Thesis, Univ. of wales. 

  25. Ugai, K., 1989, A method of calculation of total factor of safety of slopes by elasto-plastic FEM, Soils and Foundations, Vol. 29, No. 2, pp. 190-195 (in Japanese) 

  26. Ugai, K. and Leshchinsky, D., 1995, Three-dimensional limit equilibrium and finite element analysis: a comparison of results, Soils and Foundations, Vol. 35, No. 4, pp. 1-7 

  27. Yeon-Jun Park and Kwang-Ho You, 1998, Stability analysis for jointed rock slope using ubiquitous joint model, Journal of Korean society for rock, 8, 287-295. 

  28. Yeon-Jun Park, Young-Su Chae, Kwang-Ho You and Young-Shik Paik, 1997, Slope Stability Analysis by Slice Method and Finite Difference Method- A Comparative Study -, Journal of the Korean geotechnical society, 15.6, 263-282. 

  29. Zienkiewicz, O. C., Humpheson, C. and Lewis, R.W, 1975, Associated and non-associated visco-plasticity and plasticity in soil mechanics, Geotechnique, Vol. 25, No. 4, pp.671-689 

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