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A Study on the Ground Vibration Reduction Characteristics of Air-Deck Blasting Method Using Paraffin Waxed Paper Tube

파라핀 지관 구조체를 활용한 Air-Deck 발파공법의 지반진동 저감특성에 관한 연구

  • 민경조 (전북대학교 공과대학 토목/환경/자원에너지공학부) ;
  • 김영근 ((주)테라엔지니어링 기술사 사무소) ;
  • 신찬휘 (전북대학교 공과대학 에너지 저장/변환공학대학원) ;
  • 조상호 (전북대학교 공과대학 토목/환경/자원에너지공학부)
  • Received : 2023.03.16
  • Accepted : 2023.03.23
  • Published : 2023.03.31

Abstract

Environmental regulations in Korea for blasting at industrial sites have conservative standards, which often result in reduced efficiency and cost-effectiveness due to the consideration of environmental regulations and public complaints. Therefore, there is a need for blasting methods that can reduce environmental damage while improving construction efficiency and cost-effectiveness. In this study, we analyzed the effects of the PA-Deck (Paraffin Air-Deck) blasting method, which is a kind of Air Decoupled Charge method in principle utilizing a paraffin-infused paper tube as an air gap, on reducing blasting hazards and improving blasting efficiency. The analysis also evaluated the effectiveness of newly applied equipment for collecting blasting vibration data, and derived the relationship between the explosion velocity and vibration velocity of explosives, and performed frequency analysis of the vertical component. The results of the blasting vibration velocity analysis showed that the Paraffin Waxed Paper Tube-based blasting method exhibited significantly lower vibration velocities compared to conventional blasting methods, and it was judged that more uniformly small-sized fragmented rocks were generated.

국내의 환경규제는 산업현장에서 발파를 수행하는데 있어 상당히 보수적인 기준을 가지고 있다. 이에 따라, 환경 규제 및 민원의 발생을 고려한 발파 설계가 진행되어 불가피하게 발파의 효율 및 경제성이 저하되는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 따라서, 발파공해를 저감하는 동시에 시공성 및 경제성을 향상시키는 발파공법이 요구되는 실정이다. 본 연구에서는 파라핀 지관을 에어갭으로 활용한 원리상 일종의 Air Decoupled Charge 공법을 적용한 PA-Deck(Paraffin Air- Deck) 발파공법의 발파 공해 저감 및 발파 효과에 대한 분석을 수행하였다. 또한, 발파 진동 자료를 수집하는데 있어 새롭게 적용한 장비의 효용성을 검토하고 폭약의 폭굉속도와 진동속도간의 관계를 도출하였다. 발파 진동속도 분석 결과, PA-Deck 발파공법이 일반 발파공법에 비하여 현저히 낮은 진동속도를 보이는 것으로 확인되었으며, 균일한 작은 형태의 파쇄석들이 더욱 많이 발생하는 것으로 판단되었다.

Keywords

References

  1. 강대우, 허원호, 양국정, & 박동철, 2011, 석회석 광산에서 기존 일반발파와 이중분상 Air Deck 발파공법의 비교연구, 화약발파, Vol. 29, No. 2, pp. 13-31.
  2. 강대우, & 허원호, 2011, 에어데크 적용 시 발파공 내압력변화 특성에 대한 수치해석, 화약발파, Vol. 29, No. 1, pp. 1-9.
  3. Chiappetta, R. F., 2004, New blasting technique to eliminate subgrade drilling, improve fragmentation, reduce explosive consumption and lower ground vibrations, Journal of explosives engineering, Vol, 21, No, 1, pp. 10-12.
  4. Fourney, W. L., Barker, D. B., & Holloway, D. C., 1981, Model studies of explosive well stimulation techniques, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, Vol. 18, No. 2, pp. 113-127.
  5. Jhanwar, J. C., Jethwa, J. L., & Reddy, A. H., 2000, Influence of air-deck blasting on fragmentation in jointed rocks in an open-pit manganese mine, Engineering Geology, Vol, 57, No. 1-2, pp. 13-29. https://doi.org/10.1016/S0013-7952(99)00125-8
  6. Liu, L., & Katsabanis, P. D., 2020, Numerical modelling of the effects of air decking/decoupling in production and controlled blasting, In Rock Fragmentation by Blasting, pp. 319-330.
  7. Melnikov, N. V., & Marchenko, L. N., 1970, Effective methods of application of explosion energy in mining and construction, In The 12th US Symposium on Rock Mechanics (USRMS).
  8. Mertuszka, P., Fulawka, K., Pytlik, M., & Szastok, M, 2020, The influence of temperature on the detonation velocity of selected emulsion explosives, Journal of Energetic Materials, Vol. 38, No. 3, pp. 336-347. https://doi.org/10.1080/07370652.2019.1702739
  9. Moxon, N. T., Mead, D., & Richardson, S. B., 1993, Air-decked blasting techniques: some collaborative experiments, Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy, Section A. Mining Industry, pp. 102.