• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.623-646
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• 2021

국내외적으로 전기화의 가속으로 인해 전력수요가 급증됨에 따라, 석탄화력발전소의 수요가 늘어나고 있다. 석탄화력발전소는 경제적으로 많은 이점이 있지만, 대기오염물질 증가, 발전회의 매립 처분에 의한 오염 유발 가능성 등의 환경적인 문제를 수반하고 있다. 특히, 발전부산물인 발전회의 경우에는 재활용률이 70%에 그치고 있으며, 나머지는 전량 매립되고 있다. 본 연구에서는 발전회의 재활용률을 증대시키고 지하에 위치하는 폐광산의 지반 안정성을 확보하기 위하여, 발전회를 폐광산 채움재로 이용하여 지하 폐광산의 채굴 공동을 충전하는 방안에 대한 기초연구를 수행하였다. 암반과 폐광산 채움재의 접합부에서 상호작용에 의한 충전 및 지반보강 효과를 분석하기 위하여, 다양한 거칠기를 갖는 절리면 모사 시료를 제작하여 접합강도 시험과 직접 전단시험을 수행하고 이에 대한 통계분석을 수행하여 절리면의 거칠기와 재령일에 따른 접합 및 전단거동 특성을 규명하였다. 또한 접합부 거동특성이 전산해석 기법을 이용한 지반안정성 분석에 미치는 영향을 검토하기 위하여 지하광산을 모델링하고 접합부 유무에 따른 거동특성을 비교하였다.

• 자원환경지질
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• 제35권1호
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• pp.55-66
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• 2002

태백지역 동해광산 일대는 여러 개의 폐광된 탄광들이 있다. 연구지역에는 소로천과 사내천의 두 개의 하천이 있으며 산성광산배수의 유입으로 인하여 하천의 바닥에 적갈색, 황갈색 및 흰색의 침전물이 형성된다. 동해탄광 주위의 암석은 크게 석회암, 사암 셰일로 구분된다. 산성광산배수의 근원이 되는 폐석은 주로 황철석과 녹니석으로 구성되며, 석회암은 방해석과 약간의 돌로마이트, 사암은 석영과 일라이트, 셰일은 엽납석과 석영, 녹니석을 포함한다. 산성광산 배수가 유입되는 하천은 Fe, Ca, Ma, Al, Si, SO$_{4}$ 등이 비 오염하천 보다 높게 나타난다. 산성광산배수 지역에서 높은 함량을 나타내는 Ca는 방해석, Mg, Al Si는 주로 녹니석, 엽납석과 같은 알루미노규산염 광물에 의해 Fe와 SO$_{4}$는 황철석의산화에 의해 하천수에 부가된 것으로 추정된다. 초기 침출수나 상류지역 하천수의 Fe, Al, Si, SO$_{4}$의 함량이 높게 나타나지만 하류로 갈수록 낮아지는 경향이 있다. 이것은 비 오염하천수의유입에 의한 희석효과와 하천수의 지구화학적 환경 변화에 따라 하천의 바닥에 산화/수산화물이나 황산염광물로 침전되기 때문인 것으로 추정된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.44-55
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• 1998

소위 강릉 탄전 지대의 중앙부에 위치한 강원도 강릉시 강동면 지역에는 많은 하천들이 폐탄광으로부터의 산성 광산 배수에 의해 심하게 오염되고 있으며, 그 중 임곡천은 그 오염 정도가 가장 심각하다. 임곡천 오염의 주범은 영동 탄광 배수인데, 이로부터 임곡천에 유입되는 오염 성분은 Mg, Fe, Al, Si, Ca, Mn 및 SO$_4$, 등의 용존 주성분들과 Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Cd, Pb 및 U 등의 용존 부성분들이다 이들은 임곡천에 유입된 후 부유 고형물 보다는 주로 용존 고형물의 형태로 이동한다. 부유 고형물은 Fe와 Al 성분이 우세하며, 주로 하천으로부터 침전되고 있는 또는 그 이전에 침전한 화합물들로 구성되어 있다. 용존 오염 성분은 유로를 따라 이동하면서 가장 하류에 도달하기까지 많은 양이 침전 및 희석에 의하여 하천수로부터 제거되어, 임곡천 수는 동해로 유입되기 직전에 오염되지 않은 일반 하천수의 수질과 크게 다르지 않은 수질을 갖게 된다. 이는 임곡천 자체는 탄광 배수에 의해 심하게 오염되고 있으나, 동해는 탄광 배수에 의한 오염이 거의 진행되고 있지 않음을 나타내는 것이다. 동해가 탄광 배수에 의해 거의 오염되지 않고 있음은 해수 및 해저 퇴적물의화학 분석을 통하여 확인할 수 있다. 임곡천 하구수 및 해수의 화학조성은 세계 평균 해수의 함량과 별다른 차이를 보이지 않으며, 해저 퇴적물 내의 오염 성분의 함량도 어떠한 분포 및 경향성도 나타내지 않는다. 따라서 현재 탄광 배수로부터 공급된 오염 물질들이 임곡천을 통해 동해로 유입되는 양은 미미하며 또한, 해수의 막대한 양에 쉽게 희석되어 동해에 심각한 오염을 야기 시키지는 못할 것으로 생각된다. 그러나, 시간이 흐르면서 임곡천으로 유입되는 지류들이 탄광 배수에 의해 오염되고, 그 결과 오염 물질이 좀 더 하류쪽으로 다량 이동된다면, 동해도 가까운 장래에 탄광 배수에 의한 심각한 오염 가능성이 있다. 그러므로, 현재 심각한 오염이 진행중인 임곡천의 수질 개선 및 환경 개선에 대한 구체적인 방안 마련은 물론이고, 아직 동해의 오염이 심각하지 않은 지금 탄광 배수에 의한 동해의 오염 발생에 대한 대책과 예방책을 마련하는 것이 필요할 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.15-22
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• 2011

본 연구에서는 폐광산의 산성광산배수(Acid Mine Drainage, AMD)의 발생을 억제하기 위해 산성광산배수의 주원인인 황철석 표면을 천연광물 및 시멘트를 사용하여 화학적으로 코팅하여 산성광산배수의 문제를 해결하고자 한다. 표면 코팅에 필요한 철이온의 생성을 위해 먼저 산화제 $H_2O_2$, NaClO 를 이용하여 표준황철석, 영동탄광, 신림광산 시료의 표면을 산화시켰다. 그리고 천연광물(인회석(Apatite), 석회석(Limestone), 망간광(Mangnite), 돌로마이트(Dolomite), 벤토나이트(Bentonite), 시멘트(Cement))를 이용하여 발생된 철이온과 천연광물의 이온을 결합시켜 표면 코팅을 진행하였다. 그 결과 시멘트와 시료의 양을 1:1로 이용하고 4일 이상 진행하였을 때 위의 실험조건에서 가장 효과적으로 황철석의 표면을 코팅하여 ${SO_4}^{2-}$의 발생이 억제되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.167-174
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• 2004

Several metalliferous and coal mines, including Myungjin, Seojin and Okdong located at the upper watershed of Okdong stream, were abandoned or closed since 1988 due to the mining industry promotion policy and thus disposed an enormous amount of mining wastes without a proper treatment facilities, resulting in water pollution in the downstream areas. AMD and waste effluents from the closed coal mines were very strongly acidic showing pH ranges of 2.7 to 4.5 and had a high level of total dissolved solid (TDS) showing the ranges of 1,030 to 1,947 mg/L. Also heavy metal concentrations in these samples such as Fe, Cu, Cd and anion such as sulfate were very high. These parameters of AMD and effluents were considered to be highly polluted as compared to those in the main stream area of the Okdong river and be major pollutants for water and soil in tile downstream area. Pollution indices of the surface water at the upper stream of Okdong river where AMD of the abandoned coal mines was flowed into main stream were in the ranges of 16.3 to 47.1. On the other hand, those at the mid stream where effluents from tailing dams and coal mines flowed into main stream were in tile ranges of 10.6 to 19.5. However, those at the lower stream were ranged from 10.6 to 14.9 These results indicated that mining wastes such as AMD and effluents from the closed mines were tile major source to water pollution at the Okdong stream areas.

• 생태와환경
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• 제45권1호
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• pp.72-81
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• 2012

본 연구는 2009년 5월부터 10월까지 태백시에 위치하고 있는 낙동강 상류의 폐탄광으로부터 유입되는 산성광산배수(Acid mine drainage)가 저서성 대형무척추동물의 군집에 미치는 영향을 파악하고자 실시하였다. 폐탄광의 영향을 받는 대상하천의 7개 지점과 대조하천의 3개 지점에서 계류형 정량채집망(Surber sampler $50{\times}50$ cm, 망목 0.2 mm)을 사용하여 정량채집을 하였고, 다양한 미소서식처에서 정성채집을 병행하였다. 조사 결과 전체조사지역에서 총 5문 6강 15목 53과 117종이 출현하였으며, 하천의 주요 분류군인 EPT-group이 71종(64.5%)으로 전체 출현종의 큰 부분을 차지하였다. 정량조사에서 대조하천 지점(St. A~C)의 저서성 대형무척추동물은 총 79종 2,844개체가 출현한 반면, 폐탄광의 영향권에 있는 산성광산배수하천 (Acid mine drainage stream, AMDS) 지점(St. 1~7)에서는 총 58종 11,575개체가 출현하였다. AMDS에서는 오염에 내성이 강한 실지렁이, 부채하루살이, 개똥하루살이, 줄날도래류, 깔따구류 등이 우점하였다. 특히, AMDS의 군집지수(MacNaughton 우점도지수 평균 ${\pm}$표준편차 $0.52{\pm}0.21$, 범위 0.33~0.85; Shannon 다양도지수 $2.06{\pm}0.60$, 1.06~2.57)가 대조하천의 군집지수(우점도지수 $0.29{\pm}0.07$, 0.22~0.35; 다양도지수 $3.13{\pm}0.14$, 3.03~3.30)에 비해 큰 차이가 있었다. AMDS의 섭식기능군은 shredders와 scrapers의 비율이 낮았으며, 깔따구류(Chironomidae spp.)가 많이 출현하여 gathering-collector가 상대적으로 풍부하였다. 서식기능군은 clingers와 burrowers가 AMDS에서 상대적으로 더 풍부하였다. DCA 서열법과 유사도 분석 결과 AMDS와 대조하천의 지점들끼리 각각 묶여서 두 개의 그룹으로 구분되었으며, 폐탄광에 인접한 최상류 지점(St. 1)과 다른 지점들 간의 유사도가 가장 낮게 나타났다. 생물학적 수질평가를 나타내는 한국오수생물지수(KSI)와 저서성 대형무척추동물을 이용한 생태평가점수(ESB)는 대부분의 지점에서 보통 및 양호의 상태를 나타냈으나, 최상류 지점(St. 1)은 매우 불량한 상태인 ${\alpha}$-중부수성으로 분석되었다. 결론적으로, 폐탄광에서 유출되는 산성광산배수의 영향권에 있는 하천의 저서성 대형무척추동물 군집에 악영향을 미쳐서 종풍부도와 군집구조, 기능군의 조성 및 수환경 건강성을 나타내는 생물지수에 있어서 대조하천의 군집과 큰 차이를 나타냈다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제26권5호
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• pp.33-46
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• 2023

In this study, carbon storage in the aboveground biomass, litter layer, and soil layer was calculated for abandoned mining restoration areas to determine the level of carbon storage after the restoration project through comparison with the ecological reference. Five survey sites were selected for each abandoned mining restoration area in Boryeong-si, Chungcheongnam-do, and the ecological reference that can be a goal and model for the restoration project. The carbon storage in the restoration area was 0~21.3Mg C ha^-1, the deciduous layer 3.3~6.0Mg C ha^-1, and the soil layer(0-30cm) 8.3~35.1Mg C ha^-1, showing a significant difference in carbon storage by target site. The total carbon storage was between 6.1 and 35.3% of the ecological reference, with restoration area ranging from 14.0 to 62.4 Mg C ha^-1. The total carbon storage in the restoration area and the ecological reference differed the most in the aboveground biomass and was less than 12%. Based on these results, forest restoration area need to improve the carbon storage of forests through continuous management and monitoring so trees can grow and restore productivity in the early stages of the restoration project. The results of this study can be used as primary data for preparing future forest restoration indicators by identifying the storage of abandoned mining restoration areas.

• 자원환경지질
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• 제35권3호
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• pp.241-255
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• 2002

이 연구는 호남탄전지역 폐탄광에서 배출된 산성광산배수와 하상퇴적물에 대한 환경지구화학적 특성을 밝히기 위해 수행되었다. 화학적 분석을 위해 54곳에서 하천수를 채취하였고, 광물학적-화학적 분석을 위해 34개의 하상퇴적물을 채취하였다. 하천수의 물리화학적 특성은 현장에서 바로 측정하였고, ICP-AES, ICP-MS 와 IC를 이용하여 화학조성을 측정하였으며, 하상퇴적물의 광물학적 특성은 XRD, SEM 그리고 EDS를 이용하였다. 하천수의 물리화학적 특성은 pH 2.85~8.12, Eh -62~215 mV, EC 0.205~146 ms/m, ER 0.234~255 {$\Omega}{\cdot}$m, DO 0.03~1068 mg/L 그리고 TDS 10.96~1420 mg/L 이었고, 화학조성에서 K 0.118~3.184 mg/L, Mg 2.1~114.48 mg/L, Ca 2.59~125.02 mg/L, Al 0.01~44.72 mg/L, Fe 0.108~89.49 mg/L, Na 5.45~125.41 mg/L를 함유한 것으로 분석되었다. 하상퇴직물에 대한 XRD분석에서 석영, 일라이트, 괴사이트 등의 피크가 보였으며, 98$0^{\circ}C$로 가열하였더니 헤마타이트의 피크가 관찰되었다. 하상퇴적물의 중금속에 대한 고찰에서 Fe 22575~34713 ppm, Zn 41.66~970.3 ppm, Cd 0.52~52.07 ppm, Cu 1.25~198.50 ppm, Pb 0.43~77.35 ppm이 각각 검출되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.117-124
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• 2000

This paper presents the construction planning and the detail design of a 16.2 km long railroad tunnel in a mountainous area. Major design conditions for railroad are the single track, loop-typed alinement, and a maximum grade of 24.5$\textperthousand$. A underground station(double track) with a length of 1.1km is located in the middle of the line for train cross-passing. Tunnel is excavated in highly complex geological conditions including faulted areas, abandoned mine works areas, and various rock types such as sandstone, shale, limestone, and coal seam partly. Drilling and blasting method was adopted because it is more flexible than TBM(Tunnel Boring Machine) as a result of risk assessment for geological conditions in this area. Two working adits were planned to adjust the construction schedule and can be used for ventilation and maintenance in operation phase. New material and concept were introduced to the tunnel drain design. They are expected to improve tunnel drain condition and capability. Rational tunnel support design was tried to consider the various tunnel size and purpose and to use the geological investigation results.

• 자원환경지질
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• 제36권2호
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• pp.111-121
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• 2003

이 연구의 목적은 영월, 정선 및 평창지역에 분포하는 13개 석탄광에서 배출되는 산성광산배수의 물리화학적 특성파악을 통하여 주변 수계에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 2000년 11월부터 2002년 7월까지 총 6회의 시료를 채취하여, pH, Eh, TDS, salinity, DO 등의 물리화학적 특성은 물론 Al, Ca, Fe, Mg, Mn, Zn 등을 포함한 총 18개의 양이온, 질산염과 황산염을 포함한 6개의 음이온의 한량을 각각 ICP-AES와 IC를 이용하여 분석하였다. 조사대상 지역이 광역적이고 수계가 서로 다르기 때문에 총 4개의 수계로 구분하여 조사한 결과, '수계 1'에 해당하는 삼척탄좌 정암광업소에서 유출되는 물이 가장 전형적인 산성광산배수의 특징인 낮은 pH (3～4)와 높은 TDS (1,000-5,000 ㎎/1) 값을 보이고 있었으며, 이들에 의해 주변 수계가 상당한 영향을 받고 있었다 양이온 분석결과, 일부 광산에서는 비오염지역의 수계에서 검출되는 중금속에 비해 수십에서 수백 배 높은 함량이 검출되었다. 특히, Al, Fe, Mn 및 Zn 등은 상당히 부화되어, 정암광업소에서 유출되는 산성수에서는 각각 350 mg/1의 Al, 80 mg/1의 Fe, 44 mg/1의 Mn 및 8 mg/1의 Zn이 검출되었다. 서진광산, 세방광산 및 성진광산 둥에서도 50 mg/1 이상의 Al과 100 mg/1 이상의 Fe 및 l0 mg/l 이상의 Mn 등이 검출되어 이들에 의한 수계 오염 가능성이 확인되었다. 음이온의 분석 결과에 의하면, 대부분의 조사대상광산에서 200 mg/1 이상의 황산염이 검출되었으며 일부 광산 유출수에서는 100 mg/1 이상의 황산염이 검출되었다. 또한 산성광산배수의 계절적인 변화를 고찰하기 위해 계절별로 시료를 채취하여 조사한 결과, 건기에 비해 우기에 일부 금속과 황산염의 농도가 증가되는 경향을 보였다. 결과적으로, 조사대상지역의 수계는 석탄광 개발로 인해 발생된 산성광산배수에 의해 중금속 및 일부 음이온으로 오염되어 있으며, 따라서 이를 위한 적절한 처리 시설의 설치와 관리가 요구된다.