• 터널과지하공간
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• 제33권2호
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• pp.95-107
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• 2023

본 연구에서는 휴·폐광산 채굴 공동을 다른 목적으로 사용코자 할 경우, 특히 갱도 내에서 발생하는 반복 교통 진동이 채굴 공동의 장기적인 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 대상 광산은 주방식 채광법이 적용된 지하 석회석 광산이며, 해당 광산이 물류 창고로 활용되는 상황을 가정하여 동적 수치해석을 수행하였다. 특히 해당 광산에서 광산차량의 운행으로 실제 발생하는 교통진동을 직접 측정하여 이를 진동파형 형태로 동적수치해석용 입력자료로 반영하였다. 20,000회의 교통 진동이 반복된 상황을 고려한 동적수치해석 이후, 채굴 공동은 안정적인 것으로 분석되었지만, 해석 단면 전체에 걸쳐 최대주응력의 증가와 탄소성 거동 영역의 추가 발생이 확인되었다. 또한 채굴 공동 벽면의 변위와 체적 변형률, 최대주응력의 변화 양상에서 반복 교통 진동이 지속될 경우, 공동 주변의 응력 변화로 인해 공동의 불안정성이 증대될 수 있음을 확인하였다. 채굴 공동에 작용하는 교통 진동의 영향을 분석한 국내 연구 사례가 부족한 상황에서 본 연구는 국내 휴·폐광산 활용을 위한 기초연구자료로 활용될 것을 기대한다.

• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.173-180
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• 2012

본 연구에서는 방사성 폐기물 처분장 설계 시 필요할 수 있는 공기 유동 방향의 제어에 이점을 가진 Diagonal 환기 회로에 대해서 연구하였다. 연구 결과, Diagonal 환기 회로에서도 Diagonal 갱도(Branch)로 유입시킬 공기량과 공기 유동 방향을 미리 정한다면 다른 직 병렬 회로와 마찬가지로 수식이나 프로그램에 의한 공기량을 산정할 수 있음을 알 수 있었다. 이를 적용하기 위해 앞으로 처분될 고준위 방사성 폐기물의 추정 데이터를 통해 Diagonal 환기 회로와 병렬식 환기 회로가 적용된 고준위 방사성 폐기물 처분장의 설계안을 마련하였다. 마련된 설계안 별 비교 및 예상 운영 결과를 얻기 위해서 환기 네트워킹 프로그램인 Ventsim 프로그램을 통해 환기 네트워크 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 저항 증가가 큰 수치로 발생할 것으로 예상되었던 Diagonal 처분장은 병렬식 환기 회로가 적용된 처분장과 비교하였을 때, 팬 압력은 1570 pa, 총 유량 84 $m^3/s$, 팬 효율 76.4%, 팬 소요 전력 181.2 kW 및 연간 팬 운영 비용 178,710,838원으로 압력과 유량값에서 최대 8% 정도의 차이를 보였고, 운영 비용 측면에서는 1.5%의 차이를 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제25권6호
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• pp.568-576
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• 2015

본 연구에서는 압축공기에너지저장 설비를 운영함에 있어 위험성이 크다고 분석된 '내조시스템 파손에 따른 압축공기 유출'과 '접근갱도 내 화재 발생' 리스크를 대상으로 시나리오를 작성하여 분석을 실시하였다. Bernoulli 방정식과 운동량 방정식을 결합하여 압축공기 분출에 따른 충격력을 계산하기 위한 식을 유도하였다. 이 식을 바탕으로 시나리오를 작성하여 충격력을 계산한 결과 충격력은 균열 직경의 제곱 및 압축공기의 압력에 비례하는 것으로 나타났다. 계절의 변화 및 화원의 위치에 따른 연기 확산 거동을 분석하기 위하여 4가지의 화재 시나리오를 작성하였다. 저장 공동 벽면 근처에서 화재가 발생한 경우는 10 m 떨어진 지점에서 화재가 발생한 경우보다 연기가 호흡한계선까지 하강하는 데 소요되는 시간이 더 짧은 것으로 나타났는데 이는 연기 파선단 전파로 인해 발생한 것으로 예측된다. 갱내로의 공기 유동 방향에 따라 연기의 확산 거동이 달라지기 때문에 겨울에 화재가 발생한 경우는 여름에 발생한 경우보다 연기의 확산속도가 빠르고 더 멀리까지 연기가 퍼지는 것으로 나타났다. 피난 시뮬레이션 해석 결과 여름과 겨울 화재에서의 피난요구시간(RSET)은 각기 262, 670 s로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제27권3호
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• pp.161-171
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• 2017

고품위 석회석에 대한 수요는 점차 증가하고 있는 반면, 국내 석회석 광산에서의 고품위 석회석 생산은 체계적인 개발 계획의 부재, 고품위 광체에 대한 선택적 채광 기술의 부족, 환경보호에 대한 사회적 인식 제고에 따른 고비용 갱내 채광으로의 전환, 채수율 제고를 위한 채광기술의 개발 노력 부족, 산업의 영세성 등과 같은 여러 문제들로 인하여 원활하게 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 3D 모델링 기법을 활용하여 대성MDI 동해 사업소 대평지구의 지질구조 및 광체, 갱도 및 채굴적을 포함하는 3D 모델을 구축하였으며, 이를 토대로 주방식 하이브리드 채광법을 시험 적용하여 확정매장량, 가채광량 및 채수율을 산정하고 이를 기존의 주방식 채광법에 의한 결과와 비교 분석하였다. Test-bed 구역에서 주방식하이브리드 채광법의 시험 적용 결과를 분석한 결과 채수율이 71.6%로, 약 26%p. 향상되는 결과를 얻었다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.108-109
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• 2010

IMPACT Silver 주식회사는 Zacualpan 프로젝트의 Royal Mines(이하 로얄 광산)을 인수했다. $124.5\;km^2$에 해당하는 지역의 소유권은 두 개의 멕시코 사기업으로부터 가행중인 광산의 채굴권 구입과 운영 중인 기반시설의 임대를 조건으로 한다. 프로젝트 지역은 멕시코시티로부터 남서방향으로 100 km와 Taxco Silver 광산으로부터 북서방향으로 25 km 떨어진 지점에 위치한다. 기반시설은 비포장 도로, 충분한 전력과 물의 공급 및 숙련공들을 갖추어 우수한 평가를 받고 있다. 소유권은 멕시코인의 개인소유 하에서 무한한 매장량 혹은 자원량을 갖고 운영된 채광과 가공시설을 인수하는 것이다. 소유권 지역을 대상으로 한 IMPACT Silver사의 주 탐사목적은 이미 알려진 광화대의 확장을 위한 잠재성 평가와 다른 지역에서 신규 광상의 유망지역을 발견하는 것이다. Zacualpan 프로젝트의 로얄 광산은 남동 Guerrero terrane의 북부에 위치한다. Teloloapan subterrane은 주로 저변성 녹색편암상으로 구성된 쥬라기 후기에서 백악기 초기의 화산성 퇴적층으로 구성된다. 대부분의 유망지역은 Lower Villa de Ayala층의 중성 내지 염기성 화산성 쇄설암을 모암으로 한다. 다상의 변성작용은 지역 전반에 걸쳐 나타나고, Zacualpan 광산지역에서 수반되는 광화작용을 규제한다. Zacualpan 광산지역은 Sierra Madre del Sur로 알려진 유망 광화대에 해당한다. 이 지역은 화산성 괴상 황화광상과 천열수 맥상광상이 우세하다. 대부분의 천열수 광화작용은 3.2-3.8억 년 전 마그마의 생성이 활발한 판구조 체제 동안 발생하였다. 역사적으로 가장 주요한 지역은 Lipton Vein이다. 현재 Zacualpan 지구에서 채광량은 은 200-500 g/t 정도로 보고되고 있다. 일부 지역은 고품위 은 광화작용(은 1,000 g/t 이상)을 수반하고 있으며, 이는 탐사의 주 타겟이 되고 있다. Zacualpan에서 은 광화작용은 은이 부화된 중유황 천열수 맥상광상으로 상당히 유명하다. Fresnillo, Pachuca 및 Taxco 광산을 포함한 멕시코 소유의 대규모의 잘 알려진 광산들이 이에 해당한다. 이러한 광산들은 부산물로서 금, 아연, 연이 생산된다. 이러한 광상들은 맥상과 각력상 및 산점상 또는 망상세맥의 형태로 산출된다. 광화작용은 석영과 탄산염 맥 내에 주로 황철석과 다양한 섬아연석, 방연석, 은 혹은 금 광물들을 수반한다. 경제성을 갖는 광화작용의 수직적인 연장은 평균적으로 대략 300 m이고, 멕시코 중부에 위치한 Fresnillo의 광화작용은 100 m에서 960 m의 연장을 갖는 것으로 알려져 있다. 아주 오랫동안 Zacualpan에서 광산관계자의 관측과 IMPACT Silver에서 최근 작업의 결과를 토대로, Zacualpan 광산지역의 탐사모델은 새로운 광상의 탐사를 위한 가이드로서 개발되었다. Zacualpan 광산지역에서 가장 높은 경제성을 갖는 광화작용은 북서와 남북방향의 맥 구조를 따라 수반된다. 이러한 맥 구조들은 종종 이 지역을 가로질러 수 km까지 추적되지만, 경제성을 갖는 광화작용은 맥 구조를 따라서 구조적으로 유리한 지역에서 부광대를 형성한다. 부광대를 형성하기 위한 가장 유리한 구조적 지역은 북서와 남북방향으로 발달한 맥 구조들이 교차하는 지역이다. 지난 30년간 채광된 주요 부광대는 폭이 2-6 m 이고 수평연장은 30-150 m 그리고 수직연장은 230-300 m에 이른다. 가장 높은 생산량을 보이는 부광대는 남북방향의 이차 맥들이 Guadalupe 광산의 Lipton 맥을 가로지르는 지역에서 발달한다. 남동쪽으로 현재 Compadres 광산의 Silver Shoot No. 1으로부터 고품위 은을 생산하는 지역은 북서방향의 San Agustin 맥이 북향의 Cometa Navideno 맥에 의해 절단되는 지역에서 산출한다. 모암은 광화작용을 규제하는 또 다른 중요한 요소이다. 광산지역에서 경제성을 갖는 모든 광화작용은 중성 내지 염기성 화산암 특히 안산암과 관련 모암에 배태된다. 부광대가 셰일 혹은 편암으로 전이되는 지역에서, 맥들은 소규모의 세맥으로 나뉘어 진다. Zacualpan의 전형적인 천열수 광상에서 부광대는 상부로 가면서 은의 함량이 증가하고, 하부로 가면서 연 아연의 함량이 증가하는 수직적 대상을 보인다. 금의 함량 변화는 보다 예측이 어려우나 상당히 중요하다. Zacualpan 광산지역의 탐사모델에 사용된 토양 채취, 정밀지도제작, 트렌치 및 시추탐광은 현재 IMPACT Silver사가 이 지역을 대상으로 한 가장 효율적인 탐사방법으로 입증되었다. Zacualpan 프로젝트의 로얄 광산은 하루 500 톤을 제련하는 기반시설과 수반된 채굴권을 갖는 가행 광산들을 포함한다. 현재 IMPACT Silver사는 두 곳의 타겟 지역에서 정밀지도제작, 토양 및 암석 채취, 12공 총 1866 m의 시추탐광에 의한 사전조사로 구성된 4 단계 탐사를 수행했다. 암석 1,953개, 토양 1,631 개, 389 개의 시추코어 시료가 채집되고 분석되었다. 이러한 작업은 추가탐사를 요구하는 수많은 유망 광화대를 규명했다. Compadres 광산에서 현재 가행중인 지하갱 시료는 레벨 1에서 0.9 m의 폭을 갖는 광체에서 은 680 g/t과 금 0.3 g/t, 레벨 3에서 1.67 m의 폭을 갖는 광체에서 은 12,591 g/t과 금 12.07 g/t의 품위를 갖는 것으로 나타났다. 레벨 1에서 3까지 2-3 m의 폭과 30-40 m 연장으로 채광되었다. 시추탐광은 고품위를 갖는 몇몇의 중첩된 맥을 발견했다. Compadres 광산에서 남동방향으로 200 m지점에 위치한 Soledad 지역에서 5 개의 시추공으로부터 동일 맥 시스템이 발견되었고, 고품위 부광대의 상부로 간주되는 몇몇 중요 지점이 발견되었다. 초기 단계의 탐사는 유망 시추탐광 지역인 중간정도 내지 고품위 유망 광화대를 규명했다.