[논문]대구경의 발파공을 적용한 터널 발파 패턴의 비용 효과

최원규

doi:10.22156/cs4smb.2020.10.07.147

초록
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본 연구는 발파 설계에 있어서 발파공의 직경과 발파 패턴을 중심으로 비용 효과를 분석하기 위하여 수행되었다. 발파 패턴을 단일 직경 발파공으로 설계한 경우와 직경의 다른 2개의 발파공을 혼합하여 설계한 경우에 대하여 천공 시간, 장약 시간과 화약과 화공품 소모량을 비교 분석하였다. 소요 발파공 수는 단일 직경 발파공으로 설계할 경우와 직경이 다른 두 개의 발파공으로 설계할 경우 각각 138개와 93개로 나타났다. 직경이 다른 두 개의 발파공을 이용하여 설계한 경우, 단일 직경 발파공으로 설계한 경우보다 천공 시간은 139분이 단축되고 천공 효율은 25% 증가되었다. 규격이 다른 두 개의 발파공을 적용하여 설계한 경우, 작업 인원당 장약 단축 시간과 작업 효율 증가는 각각 22.5분과 33%로 분석되었다. 화약 소요량과 뇌관 소요량은 단일 규격 배열시 300개와 138개였으며, 혼합 규격 배열시 242개와 93개로 후자의 경우 각각 58개와 45개 적게 소요되는 것으로 나타났다. 직경이 다른 두 개의 발파공 혼합 설계 패턴은 발파 비용 절감의 잠재성을 가지고 있는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The research is carried out to analyze the cost-effectiveness of blasting patterns with regard to the diameters and design of blasting holes. Blasting patterns for single diameter array, and mixed diameter array were comparatively analyzed with regard to drilling and charging time, and materials req...

The research is carried out to analyze the cost-effectiveness of blasting patterns with regard to the diameters and design of blasting holes. Blasting patterns for single diameter array, and mixed diameter array were comparatively analyzed with regard to drilling and charging time, and materials required. The number of blasting holes required for single array pattern and mixed array pattern were 138 and 93 holes, respectively. From the drilling time analysis, reduction in time and its efficiency of mixed pattern were 139 minutes and 25%, respectively, in comparison with single pattern. Charging time reduction and its efficiency of mixed blasting pattern were evaluated as 22.5 minutes per worker and 33%, respectively, compare to single blasting pattern. The explosive quantities of G1 and G2 required for single array patterns were 270 and 30, while those were 222 and 20 for mixed array patterns for tunnelling 4m. And single pattern required 45 more detonators than the mixed pattern. The evaluation of material required can also be positive parameter for cost reduction of tunnel construction.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. Blasting patterns
그림 Fig. 2. Blasting patterns
그림 Fig. 3. Supplementary blasting patterns
그림 Fig. 4. Drilling angle of blasting holes-1
그림 Fig. 5. Drilling angle of blasting holes-2
그림 Fig. 6. Drilling angle of blasting holes-3
그림 Fig. 7. Charging patterns
표 Table 1. The results of drilling time analysis
표 Table 2. The results of charging time analysis
표 Table 3. The results of materials analysis

AI 본문요약
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문제 정의

The principal factors affecting the costs of tunnel blasting inclusive of drilling and charging time, and explosives and detonators were carefully take into consideration to analyze cost-effectiveness of blasting patterns. The research is focused on the cost-effectiveness of blasting patterns with regard to the small diameter holes single array pattern and small and large diameter holes mixed array pattern by analyzing drilling and charging time, and materials required[8-10].

제안 방법

The detonation was designed in order of supplementary hole, v-cut hole, supplementary hole, outer hole, bottom hole, outer hole and bottom hole with the time delay of 20~40㎳.
The factors affecting the blasting vibration are charging amount, rockmass physical characteristics, distance form blasting center and blasting pattern. The pilot hole blasting tests were carried to acquire relevant data to estimate equations for blasting vibration. The equation 1 for least square scaling and 2 for cube root scaling were estimated by analyzing test data, and the reliability interval of equations was 95%, respectively[9.
It is noted that caution should be taken for planning blasting hole diameter and depth, intervals between holes, and the amount of charges, particularly when the diameters of blasting holes are different. The principal factors affecting the costs of tunnel blasting inclusive of drilling and charging time, and explosives and detonators were carefully take into consideration to analyze cost-effectiveness of blasting patterns. The research is focused on the cost-effectiveness of blasting patterns with regard to the small diameter holes single array pattern and small and large diameter holes mixed array pattern by analyzing drilling and charging time, and materials required[8-10].

성능/효과

From the drilling time analysis, reduction in time and its efficiency of mixed pattern were 139 minutes and 25%, respectively, in comparison with single pattern. Charging time reduction and its efficiency of mixed blasting pattern were evaluated as 22.5 minutes per worker and 33%, respectively, compare to single blasting pattern. The explosive quantities of G1 and G2 required for single array patterns were 270 and 30, while 222 and 20 for mixed array patterns for tunnelling 4m.
And this is the major factors that affects the drilling and charging time, and quantities of explosives and detonators. From the drilling time analysis, reduction in time and its efficiency of mixed pattern were 139 minutes and 25%, respectively, in comparison with single pattern. Charging time reduction and its efficiency of mixed blasting pattern were evaluated as 22.

참고문헌 (12)

Ozgur Satici (2000). Drilling and blasting as a tunnel excavation method(Online). https://www.researchgate.net/publication/285057196
https://www.dynonobel.com
M. Rout & C. K. Parida. (2007). Optimization of blasting parameters in opencast mines(Oline). https://core.ac.uk/
B. H. Chung. (2014). Patent No. 10-1400797. Korean Intellectual Property Office
WallTech. (1999). Patent No. 10-1999-0037866. Korean Intellectual Property Office
Y. Q. Yu & H. S. Mitri. (2012). Physical scale modelling of roadway advance with wedge cut blasting for South Wing rail at Tunliu mine. 2012 Coal Operators' Conference (pp. 169-174). The University of Wollongong
P. K. Singh et al. (2016). Rock fragmentation control in opencast blasting. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8(2), 225-237. DOI : 10.1016/j.jrmge.2015.10.005

상세보기
S. S. Kim & W. G. Choi, (2015). Patent No. 10-1551905. Korean Intellectual Property Office.
West-Seoul Beltway LTD. (2015). The report of ground survey-underground western arterial road construction plan. West-Seoul Beltway LTD
Samho C&M. (2017). The Report of Western Arterial Road Construction Plan. Samho Development
D. S. Shim et al. (2001). U S Patent No US 20010025583A1. Washington. DC : U. S. Patent and Trademark Office.
C. W. Lee et al. (2018). Full-scale tests for assessing blasting-induced vibration and noise. Journal of Shock and Vibration, 2018. 1-14. DOI 10.1155/2018/9354349

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