• 터널과지하공간
• /
• 제27권1호
• /
• pp.1-11
• /
• 2017

국내 지하 석회석 광산은 대부분 대단면 갱도로 개발되고 있으며 갱내통기는 주요 선풍기에 의한 통기방식보다는 자연통기 및 국부통기에 의존하고 있다. 국부통기는 국부선풍기와 풍관을 이용한 급배기 통기방식을 적용하고 있으나 대단면 갱도 특성과 갱내 굴진 운반장비의 디젤화에 따라 소요통기량이 대폭 증대하여 통기의 효율 및 경제성 확보가 주요과제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 대단면 갱내 작업장 국부통기를 위한 선풍기 용량 최적화를 위하여 축류식 및 프로펠러 선풍기를 개발하여 갱내 승압력 및 통기효과를 비교 분석함을 목적으로 한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제23권4호
• /
• pp.288-296
• /
• 2013

본 연구에서는 가행광산 및 휴 폐광산에 대하여 선정과정을 거쳐 최종적으로 총 13개의 광산을 연구대상으로 하여 현장실측을 하였다. 이후 스프레드시트를 이용한 열역학적 방식의 자연통기력에 대한 계산을 시도하였다. 이를 바탕으로 각 광산들의 자연통기력을 정량화 하였다. 또한, 광산 심부화를 가정한 자연통기에너지(NVE)의 변화와 자연통기압력(NVP)을 예측하고, 이 값을 갱도 조건에 적용하여 유량변화를 관찰하였다. 국내 광산의 자연통기력은 약 5~300 Pa의 범위로 계산된다. 심도가 깊어짐에 따라 온도차에 의해 NVP은 커지나 저항 또한 증가하므로 NVP와 갱도 저항의 관계에 의해 깊이가 증가할수록 유량은 일정한 값으로 수렴하는 경향을 보인다. 깊이 200~300 m 까지는 높이차가 있는 수직갱을 이용한 자연통기가 효과적이나 약 200~300 m 이상에서는 NVP에 따른 유량변화율이 미미하므로 300 m 이상 심부화가 진행될 경우 자연통기압력으로 충당치 못하게 되어 기계통기를 통한 추가적인 압력이 필요하다.

• 청정기술
• /
• 제22권3호
• /
• pp.168-174
• /
• 2016

석탄 광산의 심부화 및 운행갱도의 증가로 인한 온도상승으로 작업환경이 점차 악화되는 광산에서 작업환경의 개선을 위하여 A광업소를 대상으로 통기평가를 하였으며 갱내의 통기 효율을 증가시키기 위하여 작업장의 온도 저하를 위한 선풍기 통기 방식에 대해 유동해석 프로그램을 이용하여 통기방식에 따른 운반갱도의 온도분포를 해석하였다. 연구결과 A 광업소의 소요환기량은 17,831 m³ min^-1으로 산출되었으며, 실제 총 입기량은 16,474 m³ min^-1로 환기량이 1,357 m³ min^-1 부족한 것으로 나타났고 운반갱도에서 작업장까지의 온도는 송기식 통기보다 배기식 통기방식이 2~3℃ 낮게 분포하였다. 운반갱도에서 작업장까지의 길이가 긴 경우 송기식 보다는 배기식 통기방식을 운용 하는 것이 더욱 효과적일 것이다.

• 터널과지하공간
• /
• 제28권6호
• /
• pp.609-619
• /
• 2018

주선풍기가 설치된 통기수갱이 굴착된 국내 석회석 광산에서 수행한 통기수갱의 통기효과 분석결과 자연통기 및 기계통기 효과가 뚜렷하게 나타났다. 수갱을 통하여 입기되는 자연통기량은 최대 $11.7m^3/s$이었으며 갱내 공기온도의 측정에 의하여 비교적 정확한 정량적 예측이 가능하였다. 선풍기 가동에 의한 배기 통기량은 $20.3{\sim}24.8m^3/s$로 통기량의 변동은 갱도내 장비의 이동에 의한 통기특성곡선의 상향이동에 따른 선풍기 운전점의 변화에 의한 결과이므로 통기저항의 저감 노력이 요구된다. 갱구로부터 수갱까지 총 1912 m 갱도내 난류확산계수는 $15m^2/s$, $18m^2/s$로 나타나 오염물질은 기류보다 상대적으로 빨리 확산되므로 공기질 제어를 위하여 신속한 배기가 요구된다. 따라서 통기용 수갱은 급격히 심부화 및 대형화되고 있는 국내석회석광산의 지속적 개발을 위한 필수적 갱내 환경제어 시설로 권장되어야할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제29권2호
• /
• pp.108-123
• /
• 2019

최근 전 세계적으로 지하 광산 내 안전관리의 중요성이 부각됨에 따라 실시간 작업자 위치추적, 모니터링 시스템, 원격 제어 등 정보통신기술을 접목한 광산안전관리 기술 개발이 한창 진행 중이다. 이러한 기술들은 네트워크 구축의 유연성을 위해 주로 무선 통신 방식이 적용되고 있으며, 국내에서도 지하 광산 내 무선 통신 네트워크를 통한 모니터링 시스템을 구축한 사례들이 있지만 국내 기준에 맞는 기술 개발이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지그비 기술을 활용하여 실시간 환경 모니터링 시스템을 개발하고 국내 석회석 광산에 적용한 결과를 고찰하였다. 나아가 개발된 환경 모니터링 시스템을 실시간 통기 모니터링 인터페이스인 $VentSim^{TM}$ LiveView와 연동하여 활용성을 검토하였다. 본 연구는 향후 통기 설비 제어 등 광산 통기 시스템 최적화에 관한 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제27권1호
• /
• pp.12-25
• /
• 2017

국내 석회석광산은 주로 자연통기에 의존하고 있으나 자본 및 운전비용이 과다하게 소요되는 광산 전체통기방법보다 풍관과 선풍기를 이용한 국부통기방법이 바람직한 방법으로 평가된다. 국내 대단면 장대 광산갱도에 풍관이 접속된 국부선풍기를 직렬로 연결 설치하는 경우에 통기시스템의 경제성과 효율의 최적화가 반드시 요구된다. 최적화를 위한 가장 중요한 두가지의 설계변수는 벽면 이격거리와 풍관 간의 이격거리이다. 본 연구에서는 경제적 및 환경적으로 최적화된, 즉 풍관간의 이격 공간을 통한 압력손실, 누기 그리고 오염된 공기의 재유입을 최소화할 수 있는 두 설계변수 값을 도출하기 위하여 광범위한 CFD분석을 시행하였다. 기존 연구결과와 권고기준들을 고려하여 이들 변수의 연구대상 범위를 선정하였다. 본 연구의 궁극적 목표는 국내 장대 광산갱도내 설치되는 풍관 접속 선풍기의 직렬연결 국부통기시스템의 최적화를 통하여 깨끗하고 안전한 작업장 환경을 제공하기 위함이다.

• 터널과지하공간
• /
• 제28권3호
• /
• pp.209-231
• /
• 2018

지하광산 내 심각한 사고가 전 세계적으로 끊임없이 발생하고 있다. 작업자의 생명과 건강을 확보하고 생산성을 향상시키기 위해서 최근 갱내 무선센서 네트워크 기반 환경 모니터링 및 통신 시스템의 구축을 위한 수많은 연구가 진행되고 있다. 국내에서도 최근 정보통신기술의 도입으로 이러한 시스템의 개발 및 구축 사례가 증가하기 시작했지만 갱내통기를 고려한 환경 모니터링에 대한 국내연구는 미비하다. 본 연구에서는 갱내 무선센서 네트워크의 구축 및 환경 모니터링에 관련한 해외의 다양한 연구 동향을 분석하였고, 특히 환경 모니터링 시스템의 갱내통기와 관련한 7가지 세부 주제에 대하여 고찰하였다. 또한 실시간 모니터링을 수행한 연구의 동향을 통기 네트워크 해석에 활용되는 상용 소프트웨어 별로 정리하여 고찰하였다. 본 연구를 통해 국내광산에 적용하기 위해 추후 연구가 필요한 주제와 국내에 적용 중인 갱내환경 기준에 대해 논의하였다. 본 논문은 국내 지하광산 내 무선센서 네트워크 기반의 환경모니터링과 통신 시스템의 구축과 관련한 향후 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제28권4호
• /
• pp.372-386
• /
• 2018

뒷채움한 작업장의 공기질은 채움재의 양생기간 및 이후에 걸쳐 현저히 악화된다. 복합탄산염 기반의 채움재로 뒷채움한 채굴적으로부터 장기간에 걸친 NH3 및 CO2의 유출은 작업공간 내부에서 뿐만 아니라 지표상에서도 관찰된다. 가행광산에서는 가스의 유출은 작업환경을 급격히 악화시키므로 오염된 공간을 희석 시키기 위한 충분한 양의 통기량의 공급, 그리고 유해 가스 유출과 확산을 제어하기 위한 통기방안의 연구가 필요하다. 본 연구는 채움공간내 가스제어를 위한 압력균형 통기기술의 적용성 연구를 목적으로 한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제29권6호
• /
• pp.480-507
• /
• 2019

본 논문은 무풍관 선풍기를 이용한 대단면 갱내 국부통기시스템의 최적화를 목적으로 한다. 갱내 맹갱도 형태의 작업공간을 대상으로 일련의 CFD분석과 현장실험을 수행하였다. 선풍기 위치, 운전방식 및 배치가 최적화의 주요 대상변수이다. 국부선풍기에서 토출되는 제트류는 대부분의 경우, 풍속이 15m/s이상으로 고속이므로 토출 후 갱도 바닥, 내벽, 천정 그리고 다른 선풍기에서 토출되는 제트류와 충돌할 가능성이 있다. 따라서 충돌시 상당한 에너지 손실이 발생하므로 통기 효율이 급격히 저하될 수 있다. 본 논문에서 최적 선풍기 간격은 제트류가 충돌 없이 최대의 유동거리를 유지할 수 있는 거리로 정의하며, 반면 단면상의 최적 위치란 갱도내벽과의 충돌 가능성이 최소화된 위치로 정의하였다. 따라서 선풍기 설치위치의 최적화는 통기의 효율뿐만 아니라 에너지 비용 또한 최소화가 가능하다. 3차원 CFD분석을 위하여 다양한 갱내 맹갱도 작업공간을 가정하였다. 무풍관 국부통기의 설계 및 최적화를 위하여 풍속 및 CO농도 분포를 CFD분석하였으며 동시에 비교 목적으로 현장실험을 수행하였다. 본 논문의 궁극적인 목적은 풍관을 사용하기 않는 국부통기시스템을 최적화함으로써 대단면 맹갱도 작업공간에 고효율, 저비용 국부통기를 가능케하여 깨끗하고 안전한 작업환경을 확보하기 위함이다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제39권3호
• /
• pp.15-23
• /
• 2021

통기 수갱은 지하공간 개발시 분진 또는 매연 등을 제거하기 위해 광산과 터널에서 사용되는 통로이다. 광산에서는 통기 수갱 개발을 위해 10~20m 구간의 크라운필라 영역을 1회의 장공발파로 굴착하는 공법이 적용 가능하다. 이 경우 천공오차를 파악하기 위해 장약공을 완전히 천공하였을 때 장약공 하부가 구속되지 않으며, 또한 이는 폭약 장약과 발파효율을 떨어트리는 문제를 발생시킨다. 이는 장약공 하부에 전색을 사용함으로 장약공 하부를 전색하여 폭약 장약의 문제를 해결하고 발파효율을 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 ANSYS AUTODYN 2D SPH(Smooth particle hydrodynamics) 해석기법을 이용하여 장약공 직경(45, 76mm)과 다양한 전색장을 달리한 통기 수갱 발파 시뮬레이션을 실시하였다. 또한 발파에 따른 하부의 대괴 사이즈, 저항선을 확인하여 최적의 하부전색장을 도출하였다. 해석 결과 하부전색장 30cm 이하의 경우 발파효율이 저하되며, 발파효율을 높이기 위해서 30cm 이상의 전색장을 적용하여야 함을 확인하였다.