고품위 석회석에 대한 수요는 점차 증가하고 있는 반면, 국내 석회석 광산에서의 고품위 석회석 생산은 체계적인 개발 계획의 부재, 고품위 광체에 대한 선택적 채광 기술의 부족, 환경보호에 대한 사회적 인식 제고에 따른 고비용 갱내 채광으로의 전환, 채수율 제고를 위한 채광기술의 개발 노력 부족, 산업의 영세성 등과 같은 여러 문제들로 인하여 원활하게 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 3D 모델링 기법을 활용하여 대성MDI 동해 사업소 대평지구의 지질구조 및 광체, 갱도 및 채굴적을 포함하는 3D 모델을 구축하였으며, 이를 토대로 주방식 하이브리드 채광법을 시험 적용하여 확정매장량, 가채광량 및 채수율을 산정하고 이를 기존의 주방식 채광법에 의한 결과와 비교 분석하였다. Test-bed 구역에서 주방식하이브리드 채광법의 시험 적용 결과를 분석한 결과 채수율이 71.6%로, 약 26%p. 향상되는 결과를 얻었다.
고품위 석회석에 대한 수요는 점차 증가하고 있는 반면, 국내 석회석 광산에서의 고품위 석회석 생산은 체계적인 개발 계획의 부재, 고품위 광체에 대한 선택적 채광 기술의 부족, 환경보호에 대한 사회적 인식 제고에 따른 고비용 갱내 채광으로의 전환, 채수율 제고를 위한 채광기술의 개발 노력 부족, 산업의 영세성 등과 같은 여러 문제들로 인하여 원활하게 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 3D 모델링 기법을 활용하여 대성MDI 동해 사업소 대평지구의 지질구조 및 광체, 갱도 및 채굴적을 포함하는 3D 모델을 구축하였으며, 이를 토대로 주방식 하이브리드 채광법을 시험 적용하여 확정매장량, 가채광량 및 채수율을 산정하고 이를 기존의 주방식 채광법에 의한 결과와 비교 분석하였다. Test-bed 구역에서 주방식하이브리드 채광법의 시험 적용 결과를 분석한 결과 채수율이 71.6%로, 약 26%p. 향상되는 결과를 얻었다.
Demand for high-grade limestone is increasing, but the production in the domestic mines has been limited due to the lack of systematic development plans and efforts to develop mining technology to improve the recovery ratio, transition to high-cost underground mining due to increasing social awarene...
Demand for high-grade limestone is increasing, but the production in the domestic mines has been limited due to the lack of systematic development plans and efforts to develop mining technology to improve the recovery ratio, transition to high-cost underground mining due to increasing social awareness of environmental protection, and the smallness of the domestic mining industry, etc. In this study in connection with this issue, an analysis on the recovery change by improvement of mining method was executed. 3D modeling technique was used to construct a 3D model. 3D model includes the geological structure, the limestone ore body and the underground pits and tunnels excavated at the Daepyeong District of Daesung MDI Donghae District. By using the 3D model, measured resources, reserves and ore recovery were evaluated from the results of pilot operation of the room and pillar hybrid mining method, which is a variant of room and pillar mining method. These results were compared with those obtained from the conventional mining method. The ore recovery obtained by hybrid mining method was found to be up to 71.6%, showing about 26%p. increase compared with the case of conventional mining method.
Demand for high-grade limestone is increasing, but the production in the domestic mines has been limited due to the lack of systematic development plans and efforts to develop mining technology to improve the recovery ratio, transition to high-cost underground mining due to increasing social awareness of environmental protection, and the smallness of the domestic mining industry, etc. In this study in connection with this issue, an analysis on the recovery change by improvement of mining method was executed. 3D modeling technique was used to construct a 3D model. 3D model includes the geological structure, the limestone ore body and the underground pits and tunnels excavated at the Daepyeong District of Daesung MDI Donghae District. By using the 3D model, measured resources, reserves and ore recovery were evaluated from the results of pilot operation of the room and pillar hybrid mining method, which is a variant of room and pillar mining method. These results were compared with those obtained from the conventional mining method. The ore recovery obtained by hybrid mining method was found to be up to 71.6%, showing about 26%p. increase compared with the case of conventional mining method.
본 연구는 국내 석회석 광산에 주방식하이브리드 채광법을 적용하여 나타나는 가채량의 변화를 3D 모델링을 통하여 정량화하며, 채수율을 지표로 하여 생산효율의 향상을 입증하고자 하였다. 본 연구의 수행 과정에서 얻어진 결과를 정리하면 다음과 같다.
제안 방법
이 광산은 현재 전형적인 주방식 채광법을 적용하고 있는 지하채광 광산이며 운반은 대규격 갱도(8 m × 6m)를 통한 트럭 운반 방식을 사용하고 있다. 본 연구에서는 먼저 부존하는 고품위 석회석 광체 및 지역의 지질구조에 대한 3D 모델을 구축하고 확정매장량을 산정한 후, 기존의 주방식 채광에 의해 굴착된 갱도 및 채굴적을 반영한 3D 채광 모델로부터 가채량 및 채수율을 분석하였다. 주방식하이브리드 채광법의 시험 적용은 현 채광지역 내에 test-bed 지역을 설정하여 진행되고 있는데 본 연구에서는 주방식하이브리드 채광법의 가채량 및 채수율 분석 결과에 대한 신뢰도를 높이기 위하여 채굴적에 대한 3D 모델링과 3D 스캐닝에 의한 실측을 중복 실시하였다.
본 연구에서는 먼저 부존하는 고품위 석회석 광체 및 지역의 지질구조에 대한 3D 모델을 구축하고 확정매장량을 산정한 후, 기존의 주방식 채광에 의해 굴착된 갱도 및 채굴적을 반영한 3D 채광 모델로부터 가채량 및 채수율을 분석하였다. 주방식하이브리드 채광법의 시험 적용은 현 채광지역 내에 test-bed 지역을 설정하여 진행되고 있는데 본 연구에서는 주방식하이브리드 채광법의 가채량 및 채수율 분석 결과에 대한 신뢰도를 높이기 위하여 채굴적에 대한 3D 모델링과 3D 스캐닝에 의한 실측을 중복 실시하였다. 3D 스캐너를 활용한 연구로는 Park et al.
대상 데이터
본 연구의 목적은 채광법 변화에 의해 나타나는 채수율의 변화를 분석하는 데 있다. 따라서 분석 대상지역은 현재 채광이 활발하게 진행되고 있는 지역 중 광산에서 오랜 시간동안 적용하여 온 주방식 채광 패턴에 의해 채광하고 있는 지역과 변형된 주방식 채광법인 주방식하이브리드 채광법을 적용하여 시험 채광한 두 지역을 선정하였다. 연구는 매장량 산정 조건의 설정, 매장량 산정, 채광법에 따른 가채량 산정과 채수율 분석의 순서로 진행되었다.
데이터처리
7의 대평지구 3D 지질광상모델은 어느 정도 까지는 추정에 의해 작성된 결과가 포함되어 있다고 할 수 있다. 따라서 이에 대한 신뢰성을 평가하기 위해 시추 결과와 3D 광체모델에 대한 비교 분석을 실시하였다.
성능/효과
주방식하이브리드 채광법을 시험 적용한 지역은 540갱 내 일부인 test-bed 지역으로서 가로 50 m, 세로 50 m, 높이 44 m이고 확정매장량은 297,000 ton이었다. 주방식 채광법과의 차이점은 총 3편의 채광에서 1편과 2편 사이의 수평광주 두께 7 m 를 채광하는 것으로, 채광법 변화에 의한 효과를 실증하기 위하여 3D 모델에 의한 가채량의 산정과 3D 스캐너로 실측하는 가채량의 산정 방법을 병행한 결과, 분석된 채수율은 3D 모델의 경우 68.7%, 3D 스캔의 경우 71.6%로 나타나 주방식하이브리드 채광법의 적용이 생산효율 면에서 채수율 약 30%p의 뚜렷한 상승효과를 나타낸 것으로 분석되었다. 가채량 산정 방법에 따른 채수율의 차이는 약 3%p정도로 나타났다.
현장의 채광작업에서는 광주 및 채굴적의 설계에 따라 채광이 이루어지기는 하나 이는 부분적으로 과굴착이 발생한 것에 기인한 것으로 보인다. 주방식하이브리드 채광법을 시험 적용한 범위가 소규모 test-bed 지역에 국한되었기는 하나 분석 결과는 채광법의 변화에 의한 생산효율의 향상이 뚜렷하게 나타난 것을 보여주고 있다.
후속연구
본 연구의 결과는 고품위 석회석 광산 개발을 위한 정량적인 지표를 객관적인 기준 하에 공학적인 과정을 거쳐 제시함으로써 앞으로 자원개발 산업이 고도화된 기술집약 산업으로 발전하는 데 기여할 수 있기를 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고풍위 석회석의 채광이 가능한 광량의 비율을 높이기 위한 채광법은 무엇이 있는가?
,2006). 채수율 향상을 위한 노력의 일환으로 2015년 국내 기술진에 의해 기존의 주방식 채광법을 변형시킨 주방식하이브리드 채광법(Korea Patent No. 10-1565789)이 제안된 바 있으며 현재 가행 중인 국내 석회석 광산에서 이 방법을 적용한 시험 채광이 진행되고 있다. 본 연구에서는 주방식 채광법 적용의 경우와 주방식하이브리드 채광법 적용의 경우 각각에 대하여 가채량 및 채수율의 변화를 정량적으로 분석하고자 하였다
고품위 석회석의 용도는 무엇인가?
국내 석회석 광산은 2015년 기준으로 총 179 개가 가행되고 있다. 파악된 가채광량은 약 88억 4천만 톤 규모이며 이 중 저품위인 시멘트용에 비해 광물의 가격이나 활용도에 있어 상대적으로 뛰어나 제철용 및 화학용으로 쓰이는 고품위 석회석의 양은 약 16억 6천만 톤 정도이다(KORES, 2015b). 그러나 석회석의 광물가격이 타 광물에 비해 상대적으로 낮아 계획적이고도 체계적인 개발을 위한 사전 탐광에 대한 투자가 미진하여 지금까지 파악된 가채광량에 대한 신뢰도 또한 그리 높지 않은 추정치에 해당한다고 보아야 할 것이다.
국내 석회석 광산에서의 고품위 석회석 생산이 원활하게 진행되지 않는 이유는 무엇인가?
고품위 석회석에 대한 수요는 점차 증가하고 있는 반면, 국내 석회석 광산에서의 고품위 석회석 생산은 체계적인 개발 계획의 부재, 고품위 광체에 대한 선택적 채광 기술의 부족, 환경보호에 대한 사회적 인식 제고에 따른 고비용 갱내 채광으로의 전환, 채수율 제고를 위한 채광기술의 개발 노력 부족, 산업의 영세성 등과 같은 여러 문제들로 인하여 원활하게 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 3D 모델링 기법을 활용하여 대성MDI 동해 사업소 대평지구의 지질구조 및 광체, 갱도 및 채굴적을 포함하는 3D 모델을 구축하였으며, 이를 토대로 주방식 하이브리드 채광법을 시험 적용하여 확정매장량, 가채광량 및 채수율을 산정하고 이를 기존의 주방식 채광법에 의한 결과와 비교 분석하였다.
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