• Geomechanics and Engineering
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• 제21권4호
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• pp.357-369
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• 2020

Different from the conventional planar fracture and simplified Newton model, for power-law slurries with a lower water-cement ratio commonly used in grouting engineering, flow model in geological rough fractures is built based on ten standard profiles from Barton (1977) in this study. The numerical algorithm is validated by experimental results. The flow mechanism, grout superiority, and water plugging of pseudo plastic slurry are revealed. The representations of hydraulic grouting properties for JRCs are obtained. The results show that effective plugging is based on the mechanical mechanisms of the fluctuant structural surface and higher viscosity at the middle of the fissure. The formulas of grouting parameters are always variable with the roughness and shear movement, which play a key role in grouting. The roughness can only be neglected after reaching a threshold. Grouting pressure increases with increasing roughness and has variable responses for different apertures within standard profiles. The whole process can be divided into three stationary zones and three transition zones, and there is a mutation region (10 < JRCs < 14) in smaller geological fractures. The fitting equations of different JRCs are obtained of power-law models satisfying the condition of -2 < coefficient < 0. The effects of small apertures and moderate to larger roughness (JRCs > 10.8) on the permeability of surfaces cannot be underestimated. The determination of grouting parameters depends on the slurry groutability in terms of its weakest link with discontinuous streamlines. For grouting water plugging, the water-cement ratio, grouting pressure and grouting additives should be determined by combining the flow conditions and the apparent widths of the main fracture and rough surface. This study provides a calculation method of grouting parameters for variable cement-based slurries. And the findings can help for better understanding of fluid flow and diffusion in geological fractures.

• 한국지형학회지
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• 제21권4호
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• pp.121-131
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• 2014

이 연구에서는 카올리나이트의 분광반사 특성과 ASTER(Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflectance Radiometer) 영상 자료를 이용하여 경상남도 하동지역 고령토 광산의 분포를 추출하였다. ASTER 영상의 광물별 파장 흡수 밴드특성을 이용하여 고령토 광상의 주 구성 광물인 카올리나이트의 분포 양상을 추출하기 위해서 밴드 비연산 모델을 적용하였다. 분광반사 특성 곡선에 따르면 카올리나이트는 Al-OH에 의해서 0.96과 $2.18{\mu}m$ 파장 인근에서 흡수특성이 나타나며, $1.24{\mu}m$와 $1.38{\sim}1.41{\mu}m$에서 OH의 영향을 받는다. 이러한 카올리나이트 분광특성을 ASTER 영상에 적용하여 현재 개발 중인 고령토 광산을 포함하여 채굴적 등의 분포를 판독하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.555-568
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• 2018

광산에서 효율적이고 안전한 운반 작업을 수행하기 위해서는 덤프트럭이 이동하는 비포장도로의 상태를 정기적으로 점검하고, 그 결과에 따라 체계적인 유지보수를 시행해야 한다. 본 연구에서는 광산의 비포장도로 상태를 주기적으로 조사하는데 사용될 수 있는 스마트폰 애플리케이션을 개발하였다. 개발된 애플리케이션을 사용하면 미국 육군 공병대에서 개발한 Unsurfaced Road Condition Index(URCI) 평가 체계에 따라 필요한 정보를 현장에서 쉽게 수집하고, 비포장도로의 상태를 정량적으로 평가할 수 있다. 부산 일광광산 비포장도로 일부 구간의 조사를 위해 개발된 애플리케이션을 적용하였다. 그 결과 URCI 평가 체계에서 고려되는 7가지 인자들을 사용자 인터페이스 화면을 통해 손쉽게 조사하고, 현장에서 URCI 값을 빠르게 계산하여 비포장도로의 상태를 평가할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 스마트폰 애플리케이션은 광산현장의 비포장도로의 상태 조사 및 평가를 위해 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제32권5호
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• pp.327-343
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• 2022

본 연구에서는 노천 및 지하 광산의 트럭 운반 작업에 대한 데이터를 기록하고, 이를 이용하여 운반 작업의 성능을 평가할 수 있는 표준 트럭 작업 일지를 개발하였다. 국내에서 가행 중인 5곳의 광산에서 활용하고 있는 작업 일지를 확보하여 분석을 수행하였고, 작업 일지에 포함되어야 할 항목들을 결정하였다. GMG (Global Mining Guidelines Group)에서 제안한 핵심성과지표(KPIs)들의 산정식을 분석하여 차량 운행시간을 기록하는 방법을 결정할 수 있었다. 국내의 석회석 지하 광산을 연구지역으로 선정한 후 표준 트럭 작업 일지를 이용하여 운반 작업의 성능을 평가하였다. 그 결과, 트럭의 가용률 측면에서 가동시간이 46.7%, 물리적 가용률과 기계적 가용률은 모두 100%로 나타났다. 이용률의 경우, 가용장비 이용률이 88.2%, 자산 이용률이 41.1%, 운영 이용률과 유효 이용률은 각각 88.2%와 79.2%로 나타났다. 효율성의 경우에는 운영 효율성이 89.9%로 나타났다.

• 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.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권5호
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• pp.25-36
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• 2005

옥동천 유역의 상류에 위치한 명진탄광, 서진탄광, 옥동탄광 등이 1988년 이후 석탄합리화 사업으로 인하여 휴폐광 되었다. 따라서 많은 양의 광산 폐재가 적당한 처리시설이 없이 그대로 유입되어 하류지역의 수질오염을 야기 시킨다. 폐탄광으로부터 유출되는 침출수와 산성광산배수는 pH $2.7\sim4.5$의 강한 산성을 나타내며, 총용존물질은 $1,030\sim1,947mg/L$로 높은 범위를 나타낸다. 또한 Fe, Cu, Cd 같은 중금속의 농도와 음이온인 황산이온 등도 매우 높은 농도를 보인다. 옥동천내에 포함된 중금속의 농도는 Fe>Al>Mn>Zn>Cu>Pb>Cd 순으로 나타났으며, 철의 경우 산성광산배수와 침출수로 부터 옥동천 하류의 수질과 토양의 질을 나타내는 지표가 된다. 구리농도는 풍수기에 공재댐 배출수에서 높은 농도를 나타냈다. 표층수의 수질오염지표는 폐탄광의 산성광산배수가 유입되는 옥동천 본류 상류에서 $16.3\sim47.1$을 나타냈다. 반면에 구광재댐과 신광재댐 및 폐탄광의 배출수가 유입되는 중류에서 $10.6\sim19.5$를, 하류에서는 평균값인 $10.6\sim14.9$를 보여, 상류지역의 폐탄광의 산성광산배수가 옥동천의 주 오염원인 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제25권6호
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• pp.414-431
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• 2016

현재 국내에는 많은 휴 폐광산들이 존재하며, 이로부터 다양한 중금속 오염물질(As, Cd, Cu, Pb, Zn)들이 광산 주변 토양, 지하수, 지표수, 농작물로 유입되어 주민들의 건강에 심각한 위해를 끼치고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 폐금속 광산에 거주하는 주민들의 특성에 맞는 노출인자를 추출하고, 적합한 노출경로를 설정하여, 국내 폐금속 광산인 양곡광산과 삼산제일광산 지역 두 곳을 선정하여 중금속오염에 대한 인체위해성평가를 수행하였다. 최종적으로 얻은 발암위해도의 경우 두 광산 모두 허용 가능한 발암위해도인 $1{\times}10^{-6}$의 값을 초과하여 발암위해성이 있는 것으로 나타났다. 그리고, 비발암위해도의 경우 수용체별로 차이를 보였는데, 양곡광산의 성인남자와 성인여자, 삼산제일광산의 성인남자의 위해지수가 1보다 큰 값을 나타내어 비발암위해성이 있는 것으로 조사되었다. 양곡광산의 어린이, 삼산제일광산의 성인여자와 어린이를 대상으로 한 위해지수는 1보다 작은 값을 나타내어 비발암위해성이 낮은 것으로 나타났다. 발암위해성을 유발하는 주요 노출경로는 지하수섭취와 농작물섭취이며, 주요한 중금속 오염물질은 비소인 것으로 밝혀졌다. 비발암위해성을 유발하는 주요 노출경로도 발암위해성과 동일하게 지하수섭취와 농작물섭취이며, 주요 중금속 오염물질은 비소, 구리, 납인 것으로 조사되었다. 두 광산의 발암위해도를 비교해 보면 양곡광산이 삼산제일광산보다 10배 정도 높게 나타났으며, 비발암위해도의 경우에도 양곡광산이 삼산제일광산보다 4배 정도 높게 평가되었다. 이러한 결과는 양곡광산의 상대적으로 매우 높은 비소 지하수노출농도로부터 기인하는 것으로 판단된다. 본 연구에서 수행한 국내 폐금속 광산 중금속 오염에 대한 인체 위해성평가는 여러 노출인자의 부재로 인해 노출량을 산정하지 못하는 한계가 있었다. 또한 농작물섭취경로에 의한 노출량 산정 시 농작물을 직접 분석하여 얻는 농작물노출농도 대신에 토양노출농도와 토양-농작물 생 축적계수(bioconcentration factor, BCF)를 이용하였는데 이로 인한 오차가 발생할 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제28권3호
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• pp.209-231
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• 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.

• 한국환경보건학회지
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• 제37권5호
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• pp.348-357
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• 2011

Objectives: This study was conducted in order to examine the relationship between heavy metal concentrations in the soil and the level of heavy metals in the blood or urine of 216 local residents living near abandoned metal mines. Methods: Residents around abandoned metal mines were interviewed about their dietary habits, including seafood consumption, medical history, cigarette smoking, and drug history. Metal concentrations in the soil were determined by atomic absorption spectrophotometer (AA-7000, Shimadzu, Japan). Lead (Pb) and cadmium (Cd) contents in the blood or urine were analyzed by GF-AAS (AA-6800, Shimadzu). Mercury (Hg) contents in the blood were determined by means of a mercury analyzer (SP-3DS, NIC). Arsenic (As) content in the soil and urine were measured by a HG-AAS (hydride vapor generation-atomic absorption spectrophotometer). Results: The heavy metal concentrations in the soil showed a log normal distribution and the geometric means of the four villages were 8.61 mg/kg for Pb, 0.19 mg/kg for Cd, 1.81 mg/kg for As and 0.035 mg/kg for Hg. The heavy metal levels of the 216 local residents showed a regular distribution for Pb, Cd, Hg in the blood and As in the urine. The arithmetic means were 3.37 ${\mu}g$/dl for Pb, 3.07 ${\mu}g$/l for Cd and 2.32 ${\mu}g$/l for Hg, 10.41 ${\mu}g$/l for As, respectively. Conclusions: As a result of multi-variate analysis for the affecting factors on the bodily heavy metal concentrations, gender and concentration in the soil (each, p<0.01) for blood lead levels; gender and smoking status (each, p<0.01) for blood cadmium levels; gender (p<0.01) for urine arsenic levels; gender, age and concentration in the soil (p<0.01) for blood mercury levels were shown to be the affecting factors.

• 자원환경지질
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• 제16권1호
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• pp.1-10
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• 1983

The Yeonhwa (I, II) and Keodo mines, neighboring in the middle part of the Taebaegsan mineral belt, contain three distinct classes of skarn deposits: the zinc-lead skarn at Yeonhwa (I, II), the iron skarn at Keodo south (Jangsan orebodies), and the copper skarn at Keodo north (78 orebodies). The present study characterizes the three classes of skarn deposits mainly in terms of skarn/ore associations examined from chemical compositional point of view, and applies existing quantitative phase diagrams to some pertinent mineral assemblages in these mines. At Yeonhwa I the Wolam I orebody shows a vertical variation in skarn minerals ranging from clinopyroxene/garnet zone on the lower levels through clinopyroxene (without garnet) zone on the intermediate levels, and finally to rhodochrosite veins on the upper levels and surface. Ore minerals, sphalerite and galena, associate most closely with the intermediate clinopyroxene zone. At Keodo, the Jangsan iron skarn hosted in quartz monzodiolite as a typical endoskarn, shows a skarn zoning, from center of orebody to outer side, magnetite zone, magnetite/garnet zone, garnet clinopyroxene zone, and clinopyroxene/epidote/plagioclase zone. The 78 copper skarn in the Hwajeol limestone indicates a zoning, from quartz porphyry side toward limestone side, orthoclase/epidote zone, epidote/clinopyroxene zone, and clinopyroxene/garnet zone; chalcopyrite and other copper sulfides tend to be in clinopyroxene/garnet zone. Mioroprobe analyses of clinopyroxenes and garnets from the various skarn zones mentioned above revealed that the Yeonhwa zinc/lead skarns are characterized by johansenitic clinopyroxene (Hd 25-78, Jo 15-23) and manganoan andraditic garnet (Ad 13-97, Sp 1-24), whereas the Jangsan iron skarn at Keodo by Mn-poor diopsidic clinopyroxene (Di 78-93, Jo 0.2-1.0) and Mn-poor grossularitic grandite (Gr 65-77, Sp 0.5-1.0). The 78 copper skarn at Keodo is characterized by Mn-poor diopsidic-salite (Di 66-91, Jo 0.2-1.1) and Mn-poor andraditic grandite(Ad 40-74, Sp 0.5-1.1). The compositional charateristics of iron, copper, and zinc-lead skarns in the Yeonhwa-Keodo mines are in good correlations with those of the foreign counterparts. Compiling a $T-XCO_2$ phase diagram for the Jangsan endoskarns, a potential upper limit of temperature of the main stage of skarn formation is estimated to be about $530^{\circ}C$, and a lower limit to be $400^{\circ}C$ or below assuming $XCO_2=0.05$ at P total=1kb. Applying a published log $fS_2$-log $fo_2$ diagram to the Keodo 78 and Yeonhwa exoskarns, it is revealed that copper sulfides and zinc-lead sulfides do not co-exist stably below log $fS_2=-4$ and log $fO_2=-23$ at $T=400^{\circ}C$ and ${\times}CO=1$ atm.