• 제목/요약/키워드: 파쇄효율

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TBM 커터 관입에 의한 암석 파쇄의 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Rock Fragmentation by TBM Cutter Penetration)

  • 백승한;문현구
    • 터널과지하공간
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    • 제13권6호
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    • pp.444-454
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    • 2003
  • 최근 TBM등의 기계식 터널 굴착에 널리 사용되는 커터 디스크 관입에 의한 암석 파쇄 기술은 커터디스크 관입에 따라 국부적으로 높은 응력이 발생하고 미소균열이 생성 및 전파되는 과정이며, 이러한 현상은 암석의 불균질성에 기인한다. 따라서 본 연구에서는 수치해석적으로 TBM에 의한 파괴 메카니즘을 규명하기 위하여. Weibull 분포함수를 이용하여 암석의 불균질 강도 물성을 고려하였으며, 파괴후 물성 저하를 고려하기 위하여 저감지수를 도입하였다. 본 연구결과로부터 단일 커터 디스크 관입시 측압이 매우 중요한 영향을 미치며, 측압이 작을수록 관입에 저항하는 강도는 약하여 커터 디스크와 접촉하는 면과 수직한 방향으로 파괴가 잘 발생하고 측압이 클수록 암석 표면을 따라 chipping 현상이 잘 나타났다. 또한 두 개의 커터 디스크가 작용하는 경우 파괴영역이 전파되고 상호 연합되어 최종적으로 파괴가 발생하는데, 커터 디스크 간격이 70 mm인 경우가 40 mm와 100 mm인 경우 비해 좋은 파쇄효율을 나타내었다. 이상의 결과로부터 커터 디스크 관입에 의한 암석의 chipping 과정 및 메카니즘의 이해와 TBM 터널 설계를 위한 다양한 검토를 해석적 기법으로서 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

수압파쇄 적용을 위한 셰일의 취성의 개념 고찰 및 취성도 간의 상관관계 분석 (Comparisons of Brittleness Indices of Shale and Correlation Analysis for the Application of Hydraulic Fracturing)

  • 박정아;박보나;민기복
    • 터널과지하공간
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    • 제24권4호
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    • pp.325-333
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    • 2014
  • 대표적인 비재래에너지자원인 셰일가스 생산을 위해서는 수압파쇄가 핵심적인 기술이다. 암석의 취성도는 셰일가스 생산을 위한 수압파쇄 효율결정의 가장 중요한 물성 중 하나이며, 셰일의 취성도가 클수록 셰일가스 생산량이 증가하는 관계를 보인다. 암석의 취성은 다양하게 정의되며 표준화된 정의가 없어 혼란이 존재한다. 본 논문에서는 취성도의 다양한 개념들을 살펴보고 실내 실험값을 이용하여 취성도를 측정하고 각기 다르게 정의된 취성도간의 상관관계에 대해서 고찰해보았다. 일반적으로 일축압축강도와 인장강도의 비율로 나타내는 취성도와, 탄성계수와 포아송비를 이용한 취성도를 비교하였을 때 같은 암석에 대한 취성도 간에 매우 약한 양의 상관관계를 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 포아송비의 경우 취성도에 미치는 영향이 명확하지 않은 것으로 나타났다. 수압파쇄 결과를 예측하기 위한 지표로써 취성도를 적용하기 위해서는 취성도의 개념의 표준화가 필요한 것을 알 수 있다.

비대칭 V-cut의 갱내 광산에 대한 적용성 연구 (Study on Applicability of Asymmetry V-Cut method in Underground Mine)

  • 김정규;정승원;김준하;김종관
    • 터널과지하공간
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    • 제31권6호
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    • pp.520-533
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    • 2021
  • 갱내채광개발의 안정성 문제로 굴착단면을 축소하였을 때 발생한 경제적 손실을 최소화하기 위해 발파효율을 증가시킬 필요가 있으며, 이를 위해 새로운 발파 설계를 제안하였다. 본 연구에서는 현장의 생산발파, 생산발파에 확대공을 2열 추가한 1차 제안발파 그리고 확대공에 1열만 추가하여 비대칭을 이루는 2차 제안발파의 발파효율을 비교하였다. 발파효율 평가지표로는 굴진율과 파쇄입도로 선정하였다. 굴진율의 경우 일반대비 1차 제안발파는 6.07%, 2차 제안발파는 4.65% 향상하였고, 파쇄입도의 경우 P80 기준으로 일반발파 대비 1차 제안발파는 약 58%, 2차 제안발파는 약 47% 파쇄입도가 감소하였다. 평가지표에 따라 1차 제안발파가 2차 제안발파보다 좋은 발파효율을 보이지만, 평가지표의 결과의 차이가 미비하여 1차 제안발파에 추가적으로 소요된 작업시간과 비용을 고려하였을 때 2차 제안발파인 비대칭 V-cut이 현장에 더 적합한 발파설계라 판단된다.

토양물리성개선(土壤物理性改善) 및 진단시비(診斷施肥)가 무논골뿌림직파(直播) 벼의 질소이용효율(窒素利用效率)과 수량(收量)에 미치는 영향(影響) (Effects of Improvement of Soil Physical Property & Diagnostic Fertilization on Yield and N-Use Efficiency in Puddled-Soil Drill Seeding of Rice)

  • 강승원;유철현;한상수
    • 한국토양비료학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.254-260
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    • 1999
  • 본 연구(硏究)는 호남평야지(湖南平野池) 논토양(土壤)의 대표토양(代表土壤)인 전북통(全北統)에서 벼 무논골뿌림직파물리성개선(直播物理性改善) 및 진단시비(診斷施肥)에 의한 쌀 안정(安定) 증수방법(增收方法)을 구명(究明)하고자 관행(慣行), 진단시비(診斷施肥), 진단시비(診斷施肥)+심경(深耕), 심토파쇄(心土破碎), 진단시비(診斷施肥)(LCU80%) + 심토파쇄(深土破碎), 무질소구(無窒素區) 등(等) 6처리(處理)로 하여 2년간(年間)('97~'98)에 걸쳐 검토(檢討)한 시험결과(試驗結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 심경(深耕) 및 심토파쇄시(心土破碎時) 관행(慣行)에 비하여 경도(硬度), 용적밀도(容積密度)가 낮아지고 공극률(孔隙率)이 증가(增加)하여 물리성(物理性) 개선효과(改善效果)가 현저하였으며 화학성분중(化學成分中) 유기물(有機物), 인산(燐酸), 가리함량(加里含量)이 크게 증가(增加)하였다. 시비질소(施肥窒素)의 토양중(土壤中) $NH_4-N$ 용출량(溶出量)은 관행대비(慣行對比) 진단시비(診斷施肥) + 사양물리성개선구(士壤物理性改善區)에서 크게 증가(增加)하였으며, 시비질소(施肥窒素)의 흡수량(吸收量)과 이용률(利用率)은 진단시비(診斷施肥)(LCU80% 전량기비(全量基肥))+심토파쇄구(心土破碎區)에서 가장 많았으며 엽색(葉色)과 경엽중(莖葉中) 질소농도(窒素濃度)는 관행(慣行)에 비하여 진단시비(診斷施肥)+토양특리성개선구(土壤特理性改善區)에서 최고분벽기(最高分蘗期)부터 출수기(出穗期)기까지 높았으며 이들 상호간(相互間)의 유의성(有意性)이 인정(認定)되었다. 쌀수량(收量)은 관행(慣行)보다 진단시비(診斷施肥) 6%, 진단시비(診斷施肥) + 심경구(深耕區) 18%가 증수(增收)하였으나 진단시비(診斷施肥)(LCU80% 전량기비(全量基肥))+심토파쇄구(心土破碎區)에서 23%가 증수(增收)되었고 시비효율(施肥效率)도 가장 높았다.

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소형 고철 장입재를 활용한 신속 저에너지 주철 용해 - Part II. 저주파 용해로 적용 및 에너지 측면 특징 (Rapid and Low-Energy Melting of Cast Iron using Small Scrap Steel as a Charge Material - Part II. Application of Small Scrap Steel in Low-Frequency Induction Melting Furnace and Energy Characteristics)

  • 이상환
    • 한국주조공학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.132-138
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    • 2021
  • 본 연구에서는 16t/h 저주파 유도 용해로에서 주철의 용해 시, 생압고철(Press Scrap)과 파쇄고철(Shredded Scrap)을 사용함에 따른 에너지 원단위(Power Basic Unit)를 비교하였다. 생압고철 대신 파쇄고철을 장입하면, 에너지 원단위가 약 5% 향상되는 것으로 확인되었다. 고철의 형상, 크기에 따른 에너지 측면 특징과 용해로 크기의 영향을 고찰하였다. 마지막으로 본 기술의 활용성을 제고하기 위한 전략을 제안하였다.

HiTRONIC-II 전자뇌관 해외현장 적용 기술사례 (A Case Study on the Application of HiTRONIC-II Electronic Detonators to Overseas Site)

  • 이동희;정민수;황남순;김태현
    • 화약ㆍ발파
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    • 제37권3호
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    • pp.34-42
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    • 2019
  • 여러 가지 Type의 다양한 작업방식으로 사용이 가능한 전자뇌관 시스템이 개발되어 실용화되었다. 새롭게 개발된 HEBS (Hanwha Electronic Blasting System) II 장비는 Scanning, Logging 및 Tagging의 3가지 모드에서 작업이 가능하도록 기능 구현이 되어있으며, 현장 여건에 적합한 기능을 선택하면 된다. 금번 시험발파에서는 기존 비전기뇌관 사용 시와 비교하여 발파진동, 파쇄입도, Digging time 개선사항과 전자뇌관의 대표적인 작업방법인 Scanning 모드, Logging 모드, Tagging 모드의 작업 효율성을 동일현장에서 비교하였다. 발파진동은 약 45%, 파쇄입도는 약 31%가 감소하였으며, Digging time도 약 13%가 감소되는 것으로 나타났다. 이 결과는 새로운 시스템이 현장의 작업조건 하에서도 Scanning 모드와 Logging 모드, Tagging모드를 불문하고 공히 우수한 작업 효율성을 지니고 있음을 말해준다.

수압암반절개시스템을 이용한 벤치컷 현장 적용 사례 연구 (Application of a Hydraulic Rock Splitting System to Bench-Cut Field Experiments)

  • 박종오;우익
    • 지질공학
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    • 제32권4호
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    • pp.725-733
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    • 2022
  • 본 연구에서는 기존 패커를 개량한 하이브리드패커를 장착한 수압암반절개시스템을 벤치컷 공법에 적용하였다. 하이브리드패커는 주입압을 이용하여 수압파쇄균열을 생성시키고 고무패커를 팽창시켜 수압파쇄균열을 확장하고 연장시키는 두 가지 기능을 하나의 패커에 접목시킨 패커시스템으로, 무소음·무진동 수압암반절개에 효율적으로 적용할 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서는 벤치컷 굴착을 위해 사면 최상단에 설치된 실험공과 자유면으로부터의 이격거리와 주입설정 등 실험조건을 조정하면서 현장실험을 수행하여 주입 조건에 따른 암반 굴착 효율성을 비교하였다. 5 m의 이격거리를 지닌 조건에서는 굴착이 이루어지지 않은 부분이 발생하였으나 1 m의 이격거리에서는 굴착되지 않은 부분이 발생하지 않았다. 주입압에 의해 생성된 수압파쇄균열은 대체적으로 자유면과 평행하게 발달하여 고무팽창에 의해 확장 및 연장되어 벤치컷 굴착이 용이하게 이루어졌다. 벤치컷 암반 굴착에 수압암반절개공법을 체계적으로 적용하기 위해서는 다양한 암반 상태에 대하여 실험조건을 변화하면서 현장실험 결과를 축적하여야 할 것으로 판단된다.

Air Deck 발파공법의 현장적용에 관한 연구 (A Case Study of Air Deck Blasting Method)

  • 이신;김상욱;강대우
    • 터널과지하공간
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    • 제16권2호
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    • pp.156-165
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    • 2006
  • 근래 쾌적한 생활환경에 대한 요구가 높아지고 규제가 엄격해지며, 폭음과 진동으로 인한 분쟁이 증가되면서 발파의 효율과 경제성이 떨어지고 심한 경우 종종 발파공사자체가 불가능한 일도 발생하고 있다. 이런 문제를 해결하면서 파쇄도를 증가시키기 위해 외국에서는 공기층을 이용하는 발파방법이 이용되어지고 있으며, 외국발파현장에서 공기층을 형성하기 위한 목적으로 vari-stem gas-bag, power deck, air ball 등의 제품이 이용되고 있다. 본 연구에서는 일반발파방법과 공기층을 만들기 위해 새로 개발된 에어볼 제품과 국내에 사용되어지고 있는 에어튜브 제품을 이용한 에어덱 발파방법의 발파효과를 비교하여 분석하였다. 그 결과 에어덱 발파 방법은 진동이 약 $21{\sim}41%$ 정도의 감쇄효과가 나타났고, 화약량의 경우 $17{\sim}30%$ 정도의 감소를 보였다. 또한 파쇄도의 경우 에어덱 발파방법이 일반발파에 비하여 파쇄물의 평균크기($X_{50}$)와 최대크기의 분석에서 작고, 균질한 파쇄입도를 나타내었다.

순환잔골재 건식생산시스템의 메커니즘에 관한 연구 (A Study on the Mechanism of Recycled Sand Dry Manufacturing System)

  • 최형길;김영봉;나철성;이의배;김규용;김무한
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.481-484
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    • 2008
  • 본 연구에서는 경제성, 환경부하저감성 및 순환잔골재의 품질개선효과가 우수한 순환잔골재 건식생산기술로서 고속회전충격식 비중분리장치 및 원심력 미분말 집진장치 등으로 구성된 건식생산시스템을 개발하고 각 공정별 건식생산기술의 주요 메커니즘을 규명함으로서 향후 레미콘용, 2차 제품용 등 고부가가치용의 고품질 순환잔골재 활용을 위한 기초자료를 확보하고자 한다. 그 결과 고속회전충격에 의한 순환잔골재의 파쇄작용, 원심력 및 질량차에 의한 미분말과 미세분진의 분리 및 집진작용에의해 순환잔골재의 고품질화에 효과가 있을 것으로 사료된다. 또한 파쇄장치의 효율, 고속회전충격식 비중분리장치 회전날개의 구성, 파쇄분리공정의 배치 등에 따른 연구가 추가적으로 진행되어야 할 것으로 판단되며, 향후 투입된 폐콘크리트의 체계적인 품질관리와 더불어 파쇄장치 및 고속회전충격식 비중분리장치 등의 꾸준한 개선을 통해 순환잔골재 건식생산기술에 의해서도 고품질 순환잔골재의 생산이 가능한 것으로 사료된다.

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소형 고철 장입재를 활용한 신속 저에너지 주철 용해 - Part I. 중주파 용해로 적용 및 사용 측면 특징 (Rapid and Low-Energy Melting of Cast Iron using Small Scrap Steel as a Charge Material - Part I. Application of Small Scrap Steel in Medium-Frequency Induction Melting Furnace and Usage Characteristics)

  • 이상환
    • 한국주조공학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.11-15
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    • 2021
  • 주철공장의 용해 공정에 사용되는 고철 장입재는 거의 대부분 생압고철(Press Scrap)이다. 생압고철은 에너지 손실, 작업성, 안전 등 문제들을 야기할 수 있다. 생압고철 대신 파쇄고철(Shredded Scrap)을 사용함에 따라, 앞서 언급한 문제들을 해결할 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구에서는 3t/h 중주파 유도 용해로에서 주철의 용해 시, 생압고철과 파쇄고철을 사용함에 따른 에너지 원단위(Power Basic Unit)를 비교하였다. 생압고철 대신 파쇄고철을 장입하면, 에너지 원단위가 약 15% 향상되는 것으로 확인되었다. 고철의 형상, 크기에 따른 사용 측면 특징과 제약사항을 고찰하였다.