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NTIS 바로가기터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.30 no.5, 2020년, pp.473 - 483
윤동호 (서울대학교 에너지시스템공학부) , 송재준 (서울대학교 에너지시스템공학부)
This paper examines the vertical stress change concentrated on mine pillar which occurs due to the stress disturbance from opening excavation at room and pillar mine by FLAC3D, a finite difference method (FDM) software. The mesh size combination is decided with a careful consideration of relative er...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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지류론 설계의 단점은 무엇인가? | 식 (1)에서 σvi는 상부 암반의 하중에 의해 추정되는 수직방향 현지응력(in-situ stress in the vertical direction), γ는 암반의 비중량(specific weight), HOB는 개발 심도(development depth)에 의해 결정되는 상부 암반 두께(height of overburden)를 의미하며, 식 (2)에서 AT는 지류론 하중 면적, WP는 광주 너비, WH는 헤딩(heading, 굴진방향과 평행한 갱도) 너비, LP는 광주 길이, WC는 크로스컷(crosscut, 굴진 방향과 직교하는 갱도) 너비를 의미하고, 식 (3)에서 AP는 광주 단면적을 의미한다. 지류론 설계는 패널 광주에 작용하는 수직응력을 신속하게 예측할 수 있다는 장점이 있으나 실제암반에서는 채광장 굴착으로 인해 암반이 변형될 때 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 변위가 발생하며 채광장을 둘러싼 암반에 의한 지지효과가 더해지기 때문에상부 암반의 모든 하중이 광주에 작용한다고 보기 어려우며, 천정부 처짐에 의한 모멘트 하중과 암반의 아칭효과 등을 고려하지 않으므로 수직응력 예측 정확도가 저하되는 단점이 있다. 횡방향 규모가 충분히 크고 개발 심도가 얕은 경우에는 지류론 방법으로 수직응력을 추정하는 것이 유리할 수 있으나, 일반적인 경우에는 수직응력이 과대평가되어 광산 개발 경제성을 저해하는 것으로 평가된다. | |
지하광산 개발을 위한 광주 및 채광장 설계 시 고려해야 하는 요소는 무엇인가? | 지하광산 개발을 위한 광주 및 채광장 설계 시 채광법, 채광 장비, 작업 효율, 경제성 등을 고려하여 헤딩과 크로스컷 너비 등의 채광장 규격을 설정하고, 채광장 굴착에 따라 광주에 집중되는 상부암반의 하중을 안정적으로 지지할 수 있는 광주 규격을 설정하여야 한다. 이때 광주에 작용하는 수직응력을 추정하기 위하여 Fig. | |
지류론 추정법의 응력 수준이 과대 평가되어 광산 개발 경제성이 저하되는 단점을 보완하기 위해 수행된 연구에는 무엇이 있는가? | 지류론 추정법은 광주에 작용하는 수직응력을 신속하게 계산할 수 있다는 장점이 있으나, 응력 수준이 과대평가되어 광산 개발 경제성이 저하되는 단점이 있는 것으로 알려져 있다. 이를 보완하기 위해 응력 아치 연구(Poulsen, 2010), 수치해석 연구(Hauquin et al., 2016) 등의 선행 연구가 수행된 바 있으나 아직까지 적용성이 부족하고 검증이 불충분하므로 이에 대한 추가 연구가 필요하다. 본 논문은 광산 개발 경제성 제고를 위해지류론의 단점을 보완하고 광주의 수직응력 평가 정확도를 향상시킴으로써 지하광산갱도설계 최적화 기술을 개발하는 것을 목적으로 하였다. |
Esterhuizen, G.S., Dolinar, D.R. and Ellenberger, J.L., 2011, Pillar strength in underground stone mines in the United States, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 48, No. 1, 42-50.
Ghasemi, E., Ataei, M. and Shahriar, K., 2014, An intelligent approach to predict pillar sizing in designing room and pillar coal mines, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 65, 86-95.
Hauquin, T., Deck, O. and Gunzburger, Y., 2016, Average vertical stress on irregular elastic pillars estimated by a function of the relative extraction ratio, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 83, 122-134.
Jang, M.H. 2018, Probabilistic Evaluation of the Panel Life Time Using Steel Beam for Panel Mining in Soft Rock, Tunnel and Underground Space, Vol. 28, No. 4, 325-342.
Jang, M.H. and Lee, S.E., 2017, Possibility and Countermeasures of Subsidence according to Mining Method and Current Status in the Operation Mines, Tunnel and Underground Space, Vol. 27, No. 6, 366-376.
Poulsen, B.A., 2010, Coal pillar load calculation by pressure arch theory and near field extraction ratio, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 47, No. 7, 1158-1165.
Yoon, D.H. and Song, J.J., 2019, Review on Design of Underground Mine Openings in Korea and Overseas, Tunnel and Underground Space, Vol. 29, No. 1, 30-37.
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