• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.480-507
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• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.768-773
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• 2020

국토자원의 합리적 이용과 관리를 위한 대규모 국토개발은 효율적인 사업관리를 위해 공간정보의 활용이 필수적이다. 최근 택지조성이나 노천광산과 같은 대규모 개발지역의 효과적인 공간정보 구축 방안으로 드론 LiDAR(Light Detection And Ranging)가 주목 받고 있다. 드론 LiDAR는 크게 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 기술이 적용된 방식과 GNSS(Global Navigation Satellite System)/IMU(Inertial Measurement Unit) 방식으로 구분할 수 있는데 드론 LiDAR의 적용이나 각 방식의 특징에 대한 분석적 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 SLAM 및 GNSS/IMU 방식의 드론 LiDAR를 이용한 데이터 취득, 처리 및 분석을 수행하고, 각각의 특징과 활용성을 평가하고자 하였다. 연구결과, 드론 LiDAR의 높이 방향 정확도는 -0.052~0.044m로 지도제작을 위한 공간정보의 허용 정확도를 만족하는 것으로 나타났다. 또한 데이터 취득 및 처리 과정의 비교를 통해 각각의 방법에 대한 특징을 제시하였다. 드론 LiDAR를 통해 구축된 공간정보는 거리, 면적, 경사의 측정 등 다양한 활용이 가능하며, 이러한 정보를 기반으로 대규모 개발지역의 안전도를 평가하는 것이 가능하기 때문에 향후 국토개발 현장에서 효과적인 공간정보 구축 방안으로 활용이 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권3호
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• pp.531-542
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• 2021

노천 채광을 수행하는 광산은 지표 변화와 환경 교란을 발생시킬 수 있기 때문에 지속적인 모니터링이 필요하다. 노천 광산은 채광 작업장에 식생이 거의 분포하지 않아 InSAR 긴밀도 영상을 이용한 모니터링이 가능하다. 본 연구는 최근 개발된 InSAR 긴밀도 영상 기반의 Normalized Difference Activity Index(NDAI)를 적용하여 광산에서 발생하는 활동을 분석하였다. 3월5일청년광산은 2008년 이후 본격적으로 개발이 확장된 북한의 광산이다. 3월5일청년광산을 촬영한 12일 간격의 Sentinel-1 SAR 영상을 이용하여 획득된 InSAR 긴밀도 영상으로 NDAI 분석을 진행하였다. 우선 2000년부터 약 14년간 발생한 75.24 m의 고도 하강 지역과 약 9.85 m의 고도 상승 지역을 채광 작업장 및 광미 적치장으로 정의하였다. 이후 NDAI 영상을 이용하여 기간별 활동 분석을 진행하기 위해 전체 기간의 평균 영상, 1년 단위의 평균 영상, 및 4개월 단위의 평균 영상을 제작하였다. 2017년부터 2019년까지 광산 활동은 평균적으로 채광 작업장의 중심에서 비교적 활발하였다. 보다 자세한 광산의 활동 변화를 확인하기 위해 시간 간격을 좁혀 1년간의 활동을 알아보고자 하였다. 2017년은 지진파 자료의 정보와 NDAI 영상을 이용하여 인공 지진의 발생 시점과 그 전후에 대하여 RGB 합성 영상을 제작하고 채광 작업장의 활동 변화를 분석하였다. 2017년 4월 30일 발생한 대규모 발파 이후 채광 작업장의 서쪽에서 활발한 활동이 감지되었다. 9월 30일의 두 차례의 발파 이후에는 채광 작업장의 크기가 확장된 것으로 추정된다. 2018년 및 2019년의 활동 변화는 4개월 단위의 시간 평균 영상을 RGB 영상으로 합성하여 분석하였다. 연도별 활동을 분석한 결과, 2018년은 채광 작업장의 북동쪽에서 활발하게 활동하는 영역을 찾을 수 있었으며, 2019년은 광미 적치장에서 확장에 따른 특징적인 활동이 확인되었다. NDAI를 이용한 시계열 분석으로 광학 영상으로는 확인하기 어려운 노천 광산의 무작위적인 지표 변화를 탐지할 수 있었다. 특히 현장 자료를 획득할 수 없는 지역의 광산 활동을 원격 탐사를 이용하여 효과적으로 수행할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제25권6호
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• pp.527-533
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• 2015

본 연구에서는 고정익 무인항공기(드론, SenseFly eBee)를 이용하여 국내 대규모 석회석 노천광산에 대한 지형측량을 수행하였다. 비행고도 300 m, 비행속도 12 m/s 조건으로 약 30분간 자동모드 비행을 수행한 결과 현장에서 총 288장의 항공사진을 촬영할 수 있었다. 특이점 추출이 불가능한 37장의 항공사진을 제외한 251장의 항공사진 자료들을 보정하고, 정합한 결과 7 cm 해상도의 정사영상과 수치표면모델 자료를 생성할 수 있었다. 4곳의 지상기준점에 대하여 고정밀 위성측정시스템를 이용하여 측정한 위치 좌표와 고정익 무인항공기 사진측량시스템을 이용하여 추출한 위치 좌표를 비교한 결과 평균 제곱근 오차가 15 cm 내외로 분석되었다. 고정익 무인항공기는 회전익 무인항공기에 비해 상대적으로 비행시간이 길어 넓은 영역의 신속한 지형측량이 가능하므로 대규모 노천광산 현장에서 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.

• 화약ㆍ발파
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• 제42권2호
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• pp.29-41
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• 2024

세계 성장에 따른 금속 광물의 수요 증가와, 지속된 지표 부근의 광물 개발로 인해 고심도 광산에 존재하는 광석을 안전하고 효율적으로 채굴하는 방법이 필요하다. 고심도 광산에서는 공동 주변에 집중되는 응력이 증가하며, 이로 인해 촉발지진이나 록버스트와 같은 문제가 발생할 수 있다. 또한 심부에 위치한 단층에 발파로 인한 에너지가 전달되면 단층의 미끄러짐으로 인해 지진이 발생할 수 있으며 이와 같은 사고를 제어하는 것이 고심도 광산 채광법의 핵심이다. 본 기술보고에서는 고심도 광산에서 채광 시 발생 가능한 사고를 제어하고, 생산성을 높일 수 있는 UCB(Underhand Closed Bench) 채광법에 대해 소개하고자 한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제29권2호
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• pp.13-31
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• 2011

국내외의 광산 및 대규모 현장에서는 노천발파 시, Air Deck 발파공법을 사용하여 발파효율성을 높이려 하고 있으나 이는 공 내부 상태에 따라 장전밀도가 달라짐으로 인해 대괴가 발생하는 등 문제점이 있다. 특히 석회석 광산의 경우 침식 용해 작용에 의해 공벽이 확공되거나 손상된 경우가 많아 Air Deck 공법 적용 시 의도하지 않은 집중장약이 발생하는 경우가 있다. 따라서 본 연구에서는 석회석 광산의 대규모 노천발파를 대상으로 사전에 공 내부를 내시경 검사한 후 공 내부에서 장약집중을 야기할 수 있는 구간을 Air Tube를 이용한 데크차지 공법으로 분상장약(Deck Charge)하여 Air Deck 발파공법의 효과가 온전히 나타나도록 유도하였고 이를 일반장약 공법과 비교하였다. 비교대상은 전체적인 발파효과, 파쇄도, 장약량 절감율 및 시공속도(장약에서 발파까지의 총 작업속도)였으며, 그 결과 시공속도를 제외한 나머지 비교대상에 있어 일반장약에 의한 발파공법 보다 Air Deck를 이용한 이중분상 발파공법이 더 효율적으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제24권2호
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• pp.166-175
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• 2014

본 연구에서는 현장실측을 통하여 강원도 태백에 위치한 대규모 석탄광산의 열환경을 평가하였다. 열환경 평가를 위하여 WBGT, HSI, ESI, KATA지수 및 유효온도 등 다양한 열적지표를 적용하였고, 상관분석을 실시하였다. 분석결과 대부분의 작업장에서 높은 열환경이 평가되었고, 특히 열적지표 중 인체의 생리학적 특성을 반영하는 HSI와 최대 땀증발열의 상관계수는 -0.834이고 이것은 HSI지표에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 최대 땀증발열에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 공기속도이다. 따라서 운영 중인 제 1수직갱의 연장 굴착 또는 공기 누기를 방지하기 위한 구조물을 설치함으로써 환기량 증대를 통해 작업장의 열환경을 개선시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.360-371
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• 2007

이 논문은 GIS 기반의 수리학적 모델링을 통하여 시공측면에서 효과적으로 지표수를 제어하여 배수제어와 사면의 안정성에서의 적용에 관한 것이다. 본 논문에서는 인도네시아 파시르 노천광을 대상으로 연구를 수행한 결과를 제시한다. 신뢰할 수 있는 DEM 자료의 획득을 위하여 상세한 지형측량이 이루어 졌으며, DEM 자료로 부터 빗물의 흐름방향, 누적 흐름양, 집수구역 등의 배수 시스템의 특성을 도출하기 위하여 ArcGIS 9.1 소프트웨어가 제공하는 Hydrology 분석 도구를 사용하였다. 수리학적 모델링과 지형적인 분석의 결과는 현재의 배수처리 설비가 적당하지 않으며 또한 집중되는 지표수의 흐름으로 벤치사면에서 많은 침식이 일어날 수 있음을 보여주고 있다. 마지막으로 배수설비설계의 최적화와 물의 흐름의 제어를 통한 사면의 안전성의 증가와 사면을 감시하기 위한 방법을 제시하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제33권2호
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• pp.15-24
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• 2015

일반적으로 발파진동은 지하공동 주벽의 절리나 단층 등의 불연속면에 작용하여 이들 불연속면들에 의해 구분되는 암반블록들에 상대적인 운동을 유발함으로써 지하공동을 불안정하게 만들 가능성이 있다. 본 연구에서는 국내의 한 노천 석회석 광산에서 대규모 지하 조쇄실(crusher room; CR룸) 공동의 발파 안정성을 확보할 수 있는 발파지침을 마련하였다. 이 지침은 안전한 발파가 되기 위해서 사용할 수 있는 최대 지발당 장약량을 계산할 수 있는 기준의 형태로 제시하였다. 대상 지하공동에 대한 허용 가능한 최대입자속도는 FLAC2D를 이용한 수치해석 결과를 토대로 결정하였다. 아울러 필요한 지반진동 자료들은 현장 계측을 통하여 획득하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권2호
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• pp.167-178
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• 2019

Open-pit (OP) and underground (UG) mining are usually used to exploit shallow and deep ore deposits, respectively. When mine deposit starts from shallow subsurface and extends to a great depth, sequential use of OP and UG mining is an efficient and economical way to maintain mining productivity. However, a transition from OP to UG mining could induce significant rock movements that cause the slope instability of the open pit. Based on Yanqianshan Iron Mine, which was in the transition from OP to UG mining, a large-scale two-dimensional (2D) model test was built according to the similar theory. Thereafter, the UG mining was carried out to mimic the process of transition from OP to UG mining to disclose the triggered rock movement as well as to assess the associated slope instability. By jointly using three-dimensional (3D) laser scanning, distributed fiber optics, and digital photogrammetry measurement, the deformations, movements and strains of the rock slope during mining were monitored. The obtained data showed that the transition from OP to UG mining led to significant slope movements and deformations that can trigger catastrophic slope failure. The progressive movement of the slope could be divided into three stages: onset of micro-fracture, propagation of tensile cracks, and the overturning and/or sliding of slopes. The failure mode depended on the orientation of structural joints of the rock mass as well as the formation of tension cracks. This study also proved that these non-contact monitoring technologies were valid methods to acquire the interior strain and external deformation with high precision.