[논문]Top-Hammer 천공기 국내외 기술동향 분석

송창헌; 권기범; 신대영; 황운규; 임종혁; 조정우

doi:10.7474/tus.2013.23.4.271

Top-Hammer 천공기 국내외 기술동향 분석
Trend Analysis of Drilling Technology for Top-Hammer Drilling Machine 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.23 no.4, 2013년, pp.271 - 279

송창헌 (한국생산기술연구원 건설기계부품연구그룹) , 권기범 (한국생산기술연구원 건설기계부품연구그룹) , 신대영 (한국생산기술연구원 대경본부 연구부문) , 황운규 (에버다임 선행개발팀) , 임종혁 ((주)에버다임 드릴사업본부) , 조정우 (한국생산기술연구원 건설기계부품연구그룹)

초록
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본 기술보고에서는 천공장비의 종류와 작동방식에 대해 간략히 소개하였다. 이 중 탑해머 방식의 천공기에 탑재되는 부품 및 세부 기술을 조사하였다. 탑해머 천공기술에 연관된 국내외 기술현황을 분석하고, 국내 기술수준과 선진기술 수준을 비교하였다. 이를 바탕으로 천공 관련 융복합 기술의 연구개발 필요성을 토의하고, 선진국과 기술격차를 줄이기 위한 천공산업의 미래 전략을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This report introduced the types of drilling equipment and their operation mechanisms. The state of the art technologies of the Top-hammer drill equipment were investigated and the technology level of Korean drill industry was compared to that of the advanced country. Based on the investigation, the necessity of fusion research and development in the Korean drilling technology and industry was discussed, and the future strategy to catch up with the advanced technology was suggested.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 기술보고에서는 천공장비의 종류와 작동방식에 대해 간략히 소개하였다. 그리고 천공산업과 연관된 국내외 기술현황을 조사하고, 선진기술을 국내 기술수준과 비교하였다.
그리고 천공산업과 연관된 국내외 기술현황을 조사하고, 선진기술을 국내 기술수준과 비교하였다. 이를 바탕으로 천공기술의 연구개발 필요성 및 미래 전략에 대해 논의하였다.

제안 방법

본 기술보고에서는 천공장비의 종류와 작동방식에 대해 간략히 소개하였다. 그리고 천공산업과 연관된 국내외 기술현황을 조사하고, 선진기술을 국내 기술수준과 비교하였다. 이를 바탕으로 천공기술의 연구개발 필요성 및 미래 전략에 대해 논의하였다.
본 기술보고는 국내외 천공기술 현황을 조사하고, 국내 기술수준을 선진국의 기술수준과 비교하였다. 천공산업의 유공압 분야의 핵심기술은 선진국 대비 2-3년 이내로 기술격차가 줄어든 상황이지만, 전자제어 및 IT 기술 등의 융합기술 분야는 약 5-8년 정도 격차가 줄어들지 않고 있다.

성능/효과

암반을 천공하는 과정에서 이러한 드릴비트 버튼의 타격 지점은 드리프터의 운용 조건에 따라 달라지게 된다. 전체적으로 고른 타격 지점을 갖도록 드리프터를 운용하는 것이 효율적인 암반 천공을 위하여 이상적이지만, 특정 운용조건에서는 Fig. 10과 같이 버튼의 타격 지점이 중복되어 천공 효율이 낮아질 수 있다. 현재의 기술로는 현장에서 항상 고른 타격 지점을 갖도록 드리프터를 운용한다는 것이 어렵다.

후속연구

따라서 천공효율을 제고하기 위해서 특정 운용조건에서도 버튼이 같은 지점을 중복 타격하지 않는 독자적인 버튼 배열설계 기술이 국내에서 개발된 바 있다(Kwon 외, 2013). 국내에서도 독자적인 연구 사례 및 현장시험 데이터가 축적이 되면 선진 제품과의 기술격차를 해소하는 시작점이 될 수 있을 것으로 기대된다.
본 기술보고에서 언급된 융합기술이 향후 국산화된다면 선진국형 제품 생산 및 출시가 가능할 것으로 기대된다. 또한 현재 THD 장비에 집중되어 있는 국내 천공산업 구조도 DTH와 RD 장비 등의 중대형 고부가가치 제품을 생산하는 다품종 구조로 재편될 것으로 판단된다. 그러기 위해서 천공 기술력 축척과 다양한 분야의 전문 인력 확보로 신기술이 개발이 꾸준히 요구된다.
본 기술보고에서 언급된 융합기술이 향후 국산화된다면 선진국형 제품 생산 및 출시가 가능할 것으로 기대된다. 또한 현재 THD 장비에 집중되어 있는 국내 천공산업 구조도 DTH와 RD 장비 등의 중대형 고부가가치 제품을 생산하는 다품종 구조로 재편될 것으로 판단된다.
세계시장에서 경쟁력을 가지기 위해서는 향후 금속소재공학 및 암반공학의 접목으로 독자적 기술개발이 반드시 필요하다. 이를 통해 선진업체와의 기술격차를 최소화한 후, 중대형 기술집약형 신제품을 출시하여 세계시장 진출에 적극 도전해야 한다.
그리고 드릴비트와 암반의 동적인 충돌 과정을 유변학적 모델(rheological model)로 모사한 연구가 있다(Franca, 2011). 이 연구에서는 암석을 스프링 모델로만 모사한 한계가 있다.
향후 국내외 천공장비의 시장동향을 고려할 때 친환경과 지능형 기술을 접목한 고부가가치의 천공장비를 개발하면 세계시장 경쟁력을 갖출 수 있다. 이를 위해서는 국산 천공기 및 부품제조 변수에 따른 천공모듈 운용 데이터 축적을 바탕으로 천공기술 분야에 대한 원천 및 응용기술을 꾸준히 확보해 나가야 한다.
향후 한-미 FTA, 한-EU FTA에 선제적으로 대응해서 국산화, 자립화 기술개발이 꾸준히 요구된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	천공기란?	천공기(drilling machine)는 추진력(feed force), 회전력(rotation force), 충격력(percussion force)을 이용하여 암반을 천공하는 장비이다. 천공기는 노천광산이나 토목공사 현장에서의 지표면 천공, 터널 또는 지하광산에서의 천공, 석유시추와 지하수개발 등 자원개발을 위한 천공, 암벽 절개면의 보강을 위한 천공 등 다양한 목적으로 사용된다.
	천공기의 사용 목적은?	천공기(drilling machine)는 추진력(feed force), 회전력(rotation force), 충격력(percussion force)을 이용하여 암반을 천공하는 장비이다. 천공기는 노천광산이나 토목공사 현장에서의 지표면 천공, 터널 또는 지하광산에서의 천공, 석유시추와 지하수개발 등 자원개발을 위한 천공, 암벽 절개면의 보강을 위한 천공 등 다양한 목적으로 사용된다. 천공작업 방식에 따라 Top hammer drilling(THD), Down the hole drilling(DTH) 그리고 Rotary drilling(RD)으로 크게 3가지 천공방식으로 구분된다.
	천공기의 작업 방식은 어떻게 구분되는가?	천공기는 노천광산이나 토목공사 현장에서의 지표면 천공, 터널 또는 지하광산에서의 천공, 석유시추와 지하수개발 등 자원개발을 위한 천공, 암벽 절개면의 보강을 위한 천공 등 다양한 목적으로 사용된다. 천공작업 방식에 따라 Top hammer drilling(THD), Down the hole drilling(DTH) 그리고 Rotary drilling(RD)으로 크게 3가지 천공방식으로 구분된다. 이 중 THD와 DTH 방식은 추진력, 회전력, 충격력 3가지 힘을 모두 사용하고, RD방식은 일반적으로 추진력과 회전력, 2가지 힘만을 사용하는 메커니즘을 가지고 있다.

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The freedonia Group Inc., 2009, Industry Study 2562: World Mining Equipment.

저자의 다른 논문 :

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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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