인류의 역사에서 "제2의불"의 발견이라고 하는 것이 화약의 발명이다. 이 화약은 활용성과 기능성 및 안전성에 따라 흑색화약으로부터 에멀젼(Emulsion)폭약에 이르기까지, 그리고 공업 뇌관에서부터 비전기식 뇌관에 이르기까지 부단히 개발 발전되어 왔고, 그 응용범위도 다양해졌다. 또한 "불의 예술"이라고도 하고 "밤하늘의 서사시"라고도 일컬어지는 연화를 사용한 불꽃놀이가 각종 기념행사 때 볼거리로 모든 이를 즐겁게 하여준다. 이에 화약류의 올바른 이해와 사용을 위해 연화를 포함한 화약류의 역사를 살펴보고 화약기술의 발전방향을 전망해 보고자 한다.를 살펴보고 화약기술의 발전방향을 전망해 보고자 한다.

국내에서는 Heavy ANFO로 더 잘 알려져 있는 Emulsion Blends는 왁스 대신 오일을 사용 하여 상온에서 펌핑이 가능하도록 한 에멀젼과 ANFO(또는 초안)의 혼합물을 일컫는다. ANFO는 저렴하고 안전하며 장약이 쉽고 밀장전되는 장점이 있지만, 내수성이 거의 없고 폭발 속도가 느리며 장약 비중이 0.75∼0.90g/cc 정도로 낮아 폭약으로서 그 위력이 작은 단점을 갖고 있다. Blends는 수용성 ANFO 입자 사이의 빈 공간을 내수성 에멀젼이 태우고 있는 형태로서 에멀젼 함량 25%부터 내수성이 나타나기 시작하여 에멀젼 함량 40% 이상에서는 완전한 내수성을 갖게 되며, 에멀젼의 함량이 증가할수록 폭발속도는 카트리지 에멀젼 폭약에 근접하게 된다. 장약 비중은 에멀젼의 함량이 증가하여 45% 근처에서 1.25∼ 1.30g/cc의 최대 값을 갖지만, 그 이상의 에멀젼 함량에서는 기폭 감도 저하로 예감제를 사용하여 비중을 감소시키는 것이 바람직하다. Blends는 자체에 물을 함유하고 있으므로 열역학적으로 계산된 단위 중량당 반응열은 ANFO에 비해 매우 적지만, 폭발속도, detonation pressure(폭굉압), borehole pressure(폭발압력) 등이 ANFO에 비해 크므로 폭발압력에서부터 암석의 파괴가 가능한 압력가지의 단위 중량당 유효한 에너지의 양은 암석의 강도가 커질수록 ANFO에 비해 매우 적지만, 폭발속도, ANFO와 비슷해진다. 따라서 장약 비중이 ANFO의 130∼145%로 높은 Blends는 동일한 천공에 더 많이 장약할 수 있어 단위 천공당 암석 파괴에 이용되는 유효 에너지의 총 양이 커지게 되므로, 공간격과 저항선을 늘릴 수 있어 총 천공수를 감소시킬 수 있다. 결론적으로, Blends의 장점은 내수성과 함께 비장약량은 비슷하거나 약간 증가하는데 비해, 천공수는 크게 감소하여 전체적으로는 발파 현장의 경제성이 향상된다는데 있다.

Emulan은 ANFO와 bulk Emulsion(Emulite)의 흔합물로서 ANFO입자 사이의 공간은 내수성을 가진 Emulite로 채워지기 때문에 에너지와 밀도가 확실하게 증가하며 뛰어난 내수성을 가진다. 따라서 높은 장전밀도와 고 함유 에너지로 인하여 ANFO 대비 천공 미터당 암석 파쇄량을 40 %이상 증가시킬 수 있으며 저항선과 공간격을 각각 20%이상 증가시킬 수 있다. 특히, 습윤상태가 심한 장소에서 ANFO를 대신하여 가장 경제적인 폭약임이 확인되었다. 본 연구에서는 최신 Bulk-type의 폭약(Emulan)과 AFPO 및 Emulsion계 폭약을 각각 사용하여 현장의 적용성, 상호 발파효과 및 효율성과 경제성 비교를 통하여 앞으로의 대규모 노천현장이나 석산에서 보다 적절하게 사용할 수 있는 화약류에 대하여 알아보고자 하였다.

최근 들어 산업용화약류의 사용이 급증하고 있으며, 발파작업시 화약의 효율적인 사용을 하기 위해서는 폭약이 장전된 공을 전색하여야 한다. 즉, 굵은 모래나 쇄석으로 채워야 한다. 조립질의 물질을 전색재료로 사용한 경우에 좋은 전색효과가 발휘된다 할지라도 흔히 천공시 발생하는 잔재물을 사용하고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 암석발파시 가장 효율적인 전색재료를 구하고, 국내 산업용 화약류에 적용하기 위하여 시도되었다. 시험발파에 의한 모래 전색물과 STM의 발파진동 및 암석 파쇄상태를 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 모래 전색물을 사용한 경우에 암석 파쇄상태는 양호이상이 19%이었으나 STM은 91%로서 STM은 발파효율을 상승시킨다. 또한 STM은 발파진동의 저감효과가 있는 것으로 나타났다.

본 논문은 양면발파에 의한 채석기술에서 주로 양면발파 장약패턴 및 다이아몬드 와이어쏘절삭기술에 관한 내용을 중심으로, 현재 각 석재광산에서 시행하고 있는 채석기술과 연구소 에서 시행한 현장 시험발파 결과를 기술한 것이다. 첫째, DA석재광산에서는 제트버너를 이용하여 자유면을 형성하고, 일면발파법과 양면발파법의 작업시간을 비교한 결과 양면 발파할 때에 37%이상의 작업시간 절약효과가 있었으며, 인원은 36%이상의 감소효과가 있었다.둘째, DH석재광산에서는 다이아몬드 와이어쏘를 이용하여 자유면을 형성하고 양면발파 작 업시간과 타 광산에서 일반적으로 사용하고 있는 제트버너에 의한 양면발파 작업시간을 비교하였을 때에 21%이상의 절감효과가 있었고, 작업인원도 21%이상의 감소효과가 있었다. 다이아몬드 와이어쏘를 이용하여 양측면에 자유면을 형성하고 양면 발파하는 채석기술은 소음 및 분진에 의한 환경공해를 방지할 수 있었으며, 작업공정 및 경제성 면에서도 매우 유 리하나 실패시 다른 채석기술에 비해 모암의 손상으로 인한 경제적 손실이 커질 수 있다는 단점도 있으므로 정밀한 발파설계 및 기술이 필요하다.

"Air Tube" 발파공법에 대한 연구는 기존의 일반 발파 방법의 단점을 크게 보완하여, 이 에 따른 진동, 폭음(소음), 전석 발생 등 이러한 문제점들을 해결하기 위해 고안된 것으로 기존 Air Decking 기술을 응용한 것이다. 본 연구는 폭약의 하부, 폭약과 폭약사이, 폭약의 상부와 전색 사이에 일정 길이의 "Air Tube"를 장착시켜 폭약의 투사면적을 증가시키고, 진동의 감쇠와 전석이 감소되어 특히 도심지에서 발생하는 민원의 대상이 될 수 있는 진동 및 폭음도 크게 줄일 수 있는 효과적인 발파 기술이다.일 수 있는 효과적인 발파 기술이다.

현재까지 폭풍압은 음압과 음압레벨로 측정되어 왔다. 그러나 발파 소음에 의한 인체의 반응이나 가축의 피해 산정 등의 문제에서는 현행 소음진동규제법에서 명시하는 바, 인체의 청감보정이 이루어진 소음레벨을 사용하므로 변환문제가 발생한다. 본 연구에서는 발파 진동 계측기기로 계측한 데이터를 디지털 필터로 처리하여, 소음레벨로 변환하는 프로그램을 개발하고, 이를 실제 발파계측결과에 적용하였다. 그 결과, 국내에서 널리 사용되고 있는 Instantel Inc,의 Blast1ate series에서 계측된 소음데이터가 정밀도 높은 소음레벨로 변환이 가능하였다. 비슷한 정밀도로 계측결과를 ASCII file로 송출할 수 있는 기종에서 계측된 자료도 같은 정도로 처리할 수 있을 것으로 판정되었다.

국내 지진관측소로부터 분석된 지진기록에는 자연지진 이외의 상당수의 인공발파를 포함하는 것으로 해석된다. 자연지진에 대한 지진특성연구, 지질학적 지진의 진원지연구 등을 위 해서는 지진목록에서 인공발파를 식별할 필요가 있다. 한국자원연구소는 인공발파 식별을 위한 연구의 일환으로 지진-공중음파 관측망을 운영 중에 있다. 지진-공중음파 자료분석으로 구분된 인공발파 기록의 대부분이 발파를 실시하는 산업현장과 일치하고 있음이 확인되었다. 발파장의 위치, 발파시간, 규모 및 발파방법 등의 정보는 공중음파를 이용한 인공발파 식별에 관한 정량적 연구와 자연지진에 관한 연구 등에 기본적인 정보(Ground Truth Database)를 제공하리라 판단되므로 국내에서 실시되는 인공발파에 대한 정보가 요구된다.

최근 노후화 된 콘크리트 및 털 구조물에 대하여 환경 공해가 발생하지 않는 해체 기술의 필요성이 급증하고 있어서 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 결과 콘크리트 구조물을 일시에 해체하기 위하여 사용되고 있던 화약을 이용한 발파해체공법 및 군용 폭파 공법 등으로부터 응용되어 특수한 형태의 크기로 제작된 성형폭약을 철골구조물에 부착시킨 후 이를 폭발 시켜서 순간적으로 철골구조물의 철판(또는 빔이나 기타 부자재)을 절단 해체할 수 있게 되었다. 그 동안은 성형폭약의 폭발절단 효과에 영향을 주는 요소들인 대상 구조물의 재질 및 형상, 두께와 강도 특성, 성형폭약의 형상, 폭약의 종류, 장약량, Liner의 종류, Stand-off Distance, 성형폭약의 폭 및 너비, 기폭방법에 따른 영향과 폭발 절단시 발생되는 폭풍압에 의한 진동 및 소음의 영향 등에 대한 연구가 대부분이었다. 따라서 본 연구에서는 성형폭약의 주 구성요소인 화약과 금속성 Liner를 유연성이 탁월하고 조성 성분들의 혼합성과 성형성이 우수한 가소화제를 사용하여 제작된 성형폭약의 가소화 정도가 폭발절단력에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위하여 본 연구는 PETN 과 RDX 화약이 각각 25wt% 및 75wt%로 흔합된 화약원료를 85wt%로 하고 폴리이소부틸렌(P.I.B) 성분이 80 wt% 이상인 폴리부텐(P.B) 7wt% 와 부틸고무 4wt% 그리고 디에칠헥실세바케이트 4wt%로 구성된 가소화제를 사용하여 실험하였다.

The geology of Nogsan industrial estate area, Pusan, Korea consists mainly of andesitic rocks, rhyolitic rocks and hornblende granite. They are then intruded by basic and acidic dikes. All of the igneous activities in this area are in Cretaceous time, that is the lower part of Silla group in Gyoungsang basin. Andesitic volcanic rocks are distributed in two separate basines: Saengok basin and Doodong basin. Although both basines contain andesite and andesitic breccia(Kab), younger andesitic activity was more active to the western Doodong basin giving very little influence on the eastern Saengok basin. Sediments in the area are quarternaly alluvium and colluvium. Alluvium is very thick and consists mainly of silt and clay deposited as delta deposits at the mouth of Nakdong river. Colluvium in the area is short distributary channel deposits. The area is largely filled with socks and sediments to build industrial estates especially on the delta deposits at Shinhodong area and on the shoreline mud bed between Yongwondong and Shinhodong. A careful investigation to avoid the possibility of a large scale mud flow is suggested because it could be trigered by many reason such as an earthquake or a flood on the land where a heavily loaded salt-water may soaked into the muddy bed lying on the granitic basement gently dipping toward the ocean. Althouth the area is in the Yangsan fault zone no ground evidence of fault can be seen despite the RESTEC sattlite image gives excelent traces of linearments in the area.