• 터널과지하공간
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• 제31권1호
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• pp.25-40
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• 2021

4차 산업혁명 시대의 도래에 따라 암반공학분야에서도 인공지능을 활용한 연구가 점차 증가하고 있다. 본 논문에서는 인공지능에 대한 이해와 그 활용도를 더욱 증진시키기 위하여, 암반공학기술의 주된 적용대상인 터널, 발파, 광산과 관련된 최근의 국내외 연구 중 인공지능이 활용된 논문들에서 그 알고리즘의 종류와 적용방법을 분석하였다. 터널에서는 암반분류, TBM굴진율 및 막장전방 지질 예측, 발파에서는 암반의 파쇄도 및 비산거리, 광산에서는 폐광의 침하가능성 예측을 위해 주로 활용되고 있으며, 기계학습의 다양한 알고리즘 중 인공신경망이 압도적으로 많이 활용되고 있는 것으로 나타났다. 연구결과의 정확도와 신뢰성 제고를 위해 사용하고자 하는 인공지능 알고리즘에 대한 정확하고 상세한 이해가 필수적이며, 현재는 접근이나 분석이 난해한 암반공학 분야의 다양한 문제해결을 위해 기계학습뿐 아니라 CNN 또는 RNN과 같은 딥러닝을 활용한 연구 아이디어들이 점차 증가될 것으로 기대된다.

• Safety and Health at Work
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• 제13권1호
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• pp.40-50
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• 2022

Background: Underground mines have several hazards that could lead to serious consequences if they come into effect. Acquiring, evaluating, and using the real-time data from the atmospheric monitoring system and miner's positional information is crucial in deciding the best course of action. Methods: A graphical user interface-based software is developed that uses an AutoCAD-based mine map, real-time atmospheric monitoring system, and miners' positional information to guide on the shortest route to mine exit and other locations within the mine, including the refuge chamber. Several algorithms are implemented to enhance the visualization of the program and guide the miners through the shortest routes. The information relayed by the sensors and communicated by other personnel are collected, evaluated, and used by the program in proposing the best course of action. Results: The program was evaluated using two case studies involving rescue relating to elevated carbon monoxide levels and increased temperature simulating fire scenarios. The program proposed the shortest path from the miner's current location to the exit of the mine, nearest refuge chamber, and the phone location. The real-time sensor information relayed by all the sensors was collected in a comma-separated value file. Conclusion: This program presents an important tool that aggregates information relayed by sensors to propose the best rescue strategy. The visualization capability of the program allows the operator to observe all the information on a screen and monitor the rescue in real time. This program permits the incorporation of additional sensors and algorithms to further customize the tool.

• 터널과지하공간
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• 제32권3호
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• pp.231-242
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• 2022

본 연구에서는 지하광산에서 로봇의 위치를 추정하고, 여러 경유지를 거쳐 주행한 후 원위치로 복귀하는 ROS (Robot Operating System) 기반의 자율주행 로봇을 개발하였다. 자율주행 로봇은 SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) 기술을 활용하여 주행 경로에 대한 전역 지도를 사전에 생성한다. 이후, 라이다 센서를 통해 측정되는 벽면의 형태와 전역 지도를 매칭하고 AMCL (Adaptive Monte Carlo Localization) 기법을 통해 데이터들을 융합하여 로봇의 위치를 보정한다. 또한, 라이다 센서를 통해 전방 주행환경을 인지하고, 장애물을 회피한다. 개발된 자율주행 로봇을 활용하여 지하광산 현장을 모사한 실내 실험장을 대상으로 주행 실험을 수행하였다. 그 결과, 자율주행 로봇은 다중 지점의 경유지에 대해 순차적으로 주행하고 장애물을 회피하며 안정적으로 복귀하는 것을 확인할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권6호
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• pp.613-624
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• 2022

A study of the evolution of overburden fractures under the solid-fluid coupling state was conducted based on the geological and mining characteristics of the coal seam depth, weak strata cementation, and high-intensity mining in the mining areas of West China. These mining characteristics are key to achieving water conservation during mining or establishing groundwater reservoirs in coal mines. Based on the engineering background of the Daliuta Coal Mine, a non-hydrophilic simulation material suitable for simulating the weakly cemented rock masses in this area was developed, and a physical simulation test was carried out using a water-sand gushing test system. The study explored the spatial distribution and dynamic evolution of the fractured zone in the mining overburden under the coupling of stress and seepage. The experimental results show that the mining overburden can be vertically divided into the overall migration zone, the fracture extension zone and the collapse zone; additionally, in the horizontal direction, the mining overburden can be divided into the primary fracture zone, periodic fracture zone, and stop-fracture zone. The scope of groundwater flow in the overburden gradually expands with the mining of coal seams. When a stable water inrush channel is formed, other areas no longer generate new channels, and the unstable water inrush channels gradually close. Finally, the primary fracture area becomes the main water inrush channel for coal mines. The numerical simulation results indicate that the overlying rock breaking above the middle of the mined-out area allows the formation of the water-conducting channel. The water body will flow into the fracture extension zone with the shortest path, resulting in the occurrence of water bursting accidents in the mining face. The experimental research results provide a theoretical basis for the implementation of water conservation mining or the establishment of groundwater reservoirs in western mining areas, and this theoretical basis has considerable application and promotion value.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권6호
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• pp.489-502
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• 2022

In this study, a Gaussian process regression (GPR) model as well as six GPR-based metaheuristic optimization models, including GPR-PSO, GPR-GWO, GPR-MVO, GPR-MFO, GPR-SCA, and GPR-SSO, were developed to predict fly-rock distance in the blasting operation of open pit mines. These models included GPR-SCA, GPR-SSO, GPR-MVO, and GPR. In the models that were obtained from the Soungun copper mine in Iran, a total of 300 datasets were used. These datasets included six input parameters and one output parameter (fly-rock). In order to conduct the assessment of the prediction outcomes, many statistical evaluation indices were used. In the end, it was determined that the performance prediction of the ML models to predict the fly-rock from high to low is GPR-PSO, GPR-GWO, GPR-MVO, GPR-MFO, GPR-SCA, GPR-SSO, and GPR with ranking scores of 66, 60, 54, 46, 43, 38, and 30 (for 5-fold method), respectively. These scores correspond in conclusion, the GPR-PSO model generated the most accurate findings, hence it was suggested that this model be used to forecast the fly-rock. In addition, the mutual information test, also known as MIT, was used in order to investigate the influence that each input parameter had on the fly-rock. In the end, it was determined that the stemming (T) parameter was the most effective of all the parameters on the fly-rock.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권1호
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• pp.10-17
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• 2024

In Korea, the common remedial process for reclamation of agricultural soils nearby abandoned mines involves chemical soil stabilization followed by covering with clean soil. This study investigated the chemical properties of cover soils and the validity of HCl extraction method in assessing the degree of As and heavy metal stabilization in stabilized soils collected from 14 plots where mine reclamation had been completed. The results revealed there were no major differences in contaminants extraction rate between the stabilized soils and contaminated soils, suggesting HCl extraction procedure is a less feasible method to determine the efficiency of the stabilization. Soil quality indicators including OM, SiO₂, P₂O₅, etc. of the land-covering soils were generally lower than those of stabilized soils that used to be the cultivation layer before the stabilization. Nonetheless, the value of those indicators didn't meet the regulatry limits of agricultural soil. Therefore, future strategy for mine reclamation should concentrate not only on contaminant concentration but also on soil quality parameters for agricultural use of the reclaimed soil.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권3호
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• pp.217-229
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• 2024

Determining lateral earth pressure coefficient (EPC) K is a classic problem in geotechnical engineering. It is a key parameter for estimating the stresses in backfilled openings. For backfilled openings with rigid and immobile walls, some suggested using the Jaky's at-rest earth pressure coefficient K₀ while other suggested taking the Rankine's active earth pressure coefficient K_a. A single value was proposed for the entire backfilled opening. To better understand the distributions of stresses and K in a backfilled opening, a series of laboratory tests have been conducted. The horizontal and vertical normal stresses at the center and near the wall of the opening were measured. The values of K at the center and near the wall were then calculated with the measured horizontal and vertical normal stresses. The results show that the values of K are close to K_a at the center and close to K₀ near the wall. Furthermore, the experimental results show that the horizontal stress is almost the same at the center and near the wall, indicating a uniform distribution from the center to the wall. It can be estimated by analytical solutions using either K_a or K₀. The vertical stress is higher near the center than near the wall. Its analytical estimation can only be done by using K_a at the center and K₀ near the wall. Finally, the test results were used to calibrate a numerical model of FLAC2D, which was then used to analyze the influence of column size on the stresses and K in the backfilled opening.

• 한국환경농학회지
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• 제25권1호
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• pp.47-57
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• 2006

폐광산 주변 오염지역의 식생복원에 이용할 목본 수종을 선발하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 먼저, 폐광산 지역의 식생을 조사하고, 현지 오염 토양에 자생하는 목본식물의 중금속 오염도를 분석한 결과, 대부분의 지역에서 소나무, 아까시나무, 싸리, 오리나무 등이 넓은 면적을 차지하고 있었고, 다른 수종에 비해 생육 상태도 양호하였다. 이 수종들은 체내 중금속 농도도 높게 나타났으며, 특히 뿌리 부위에서 높은 값을 보였다. 이들 네 목본 수종을 대상으로 비오염토양과 가학광산(Cd, Cu, Pb, Zn 오염지) 및 금정광산(As 오염지)토양의 배합 비율별 종자 발아 특성을 연구한 결과, 발아율은 온실과 incubator 실험에서 모두 소나무 > 싸리 > 아까시나무 > 오리나무 순으로 나타났다. Incubator에서는 소나무와 오리나무의 발아율이 비오염 토양에서 가장 높게 나타났다. 소나무의 발아율은 가학광산 토양의 경우 100%처리 수준에서 높게 나타난 반면, 금정광산 토양의 경우 광산 토양의 비율이 증가함에 따라 감소하는 현상을 보였다. 온실에서 소나무의 발아율은 가학광산 토양의 경우 40% 처리 수준에서 가장 낮은 반면, 금정광산 토양의 경우 20% 처리 수준에서 발아율이 가장 낮았고 광산 토양의 비율이 증가할수록 소나무의 발아율이 증가하였다. 유묘 생장의 경우, 금정광산 토양 20% 수준을 제외한 두 광산 토양의 모든 처리구에서 지상부 생장은 싸리가 가장 높았으며, 지하부 생장은 아까시나무가 가장 높았다. 본 연구 결과는 중금속 오염현장에 실제로 적용될 Eco-tree 선발을 위한 기초 자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.펄펄 끓인 후 쌀을 넣어 조리하였고, 잡곡류는 낱알이 큰 것을 부수거나 물에 침지하였으며, 견과류, 서류, 구근류, 과일 등도 잘게 썰어 사용하였다. 치료식으로 한약재료는 물에 우리거나 삶았고, 육류는 푹삶아 육수에 밥을 하였다. 비빔밥은 되게 밥을 조리하여 나물과 밥을 일부 비빈후에 웃기로 얹었다. (1) 쌀밥은 물을 먼저 끓이다 쌀을 넣고 펄펄 끓여 된밥으로 조리하였다. 육수에 쌀을 넣고 밥을 조리하기도 하였으며, 찰밥은 제사밥으로 시루에 조리하였다. (2) 잡곡밥은 메밀, 보리, 율무 등을 사용하여 물에 곡식알이 큰것(콩)부터 미리 담가 삶거나 잘게 부숴 조리하였다. 팥등은 미리 삶거나 두쪽으로 조개 솥밑바닥에 깔았으며 대추나 밤은 세쪽으로 자른 후 물을 많이 붓고 기타재료를 섞어 밥을 하였다. 3) 국밥등은 말린국화 황국을 우려내 쌀을 넣고 밥을 조리하였으며, 국밥은 고기류와 뼈등을 푹삶아 육수에 밥을 말아 고기와 나물로 웃기를 얹었다. 굴밥등은 밥이 반쯤 익으면 재료를 미리 볶거나 씻어 넣고 조리하였다. 4) 비빔밥은 먼저 쌀로 밥을 되직하게 조리한 후 나물을 미리 밥과 슬쩍 비비다가 밥위에 나물과 웃기, 고명을 얹고 고추가루를 뿌렸다. 5) 남촉잎 등은 삶아 냉각후 쌀로 밥을 조리하였으며, 남촉줄기와 잎은 찧어 즙내 쌀로 밥을 조리하였다. 복숭아 연근 고구마는 잘게 썰어 쌀이 반쯤 익으면 함께 넣고 도라지는 물에 우려 푹 삶았고, 감자, 송이 등은 잘게 썰어 쌀과 함께 밥을 조리하였다. 4. 약선 음식조리방법 약선음식의 재료는 평상시 식생활에 사용되고 있던 식품들의 기능성분과 약이성을 이용하여 만성적인 질병과 급성적인 복통 설사

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.51-57
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• 2019

현재 군에서 운용하고 있는 지뢰탐지 방법은 다양하나 통상 야전에서는 육안탐지, 탐침에 의한 탐지, 탐지기에 의한 탐지, 기타탐지 방법 등으로 지뢰를 탐지하며, 탐지기에 의한 탐지방법은 GPR센서를 이용한 탐지기로 금속탐지는 가능하나 비금속탐지가 곤란하며, 탐지를 실시한 곳과 실시하지 않은 지역을 구분할 수 없고, 많은 인력과 시간이 낭비되는 문제점이 있으며, 사용자가 센서를 일정한 속도로 움직이지 않거나, 너무 빨리 움직이는 경우 지뢰를 정확히 탐지하기가 곤란하다. 따라서 이러한 단방향 초음파 센싱 신호를 이용한 지뢰탐지 오류의 문제점을 개선하고자 Human Body 안테나부, 메인마이크로프로세서 유닛부, 스마트안경부, 바디장착형 LCD모니터부, 무선데이터 송수신부, 벨트형 전원공급부, 블랙박스 카메라부, 보안통신 헤드셋부로 구성한 스마트 웨어러블 지뢰탐지 장치를 연구하였다. 이 연구결과를 토대로 IoT(Internet of Things) 기반으로도 지하에 있는 지뢰를 탐지할 수 있는 가능성을 확인하기 위해 실험을 진행하고자 한다. 본 논문은 서론, 실험환경 구성, 시뮬레이션 분석, 결론 순으로 구성 하였으며, 서론에서는 지뢰, 지뢰 탐지기, 연구진행 등 연구내용을 소개 하고, 실험 환경 구성은 야전과 동일한 환경과 매설방법을 기초로 M14폭풍형 대인지뢰, M16A1파편형 대인지뢰, M15 및 M19대전차 지뢰, 지뢰와 유사한 플라스틱 병, 알루미늄 캔으로 구성하였으며, 시뮬레이션 분석은 지뢰탐지 장치 구현 성능을 분석하기 위해 매트랩을 이용한 시뮬레이션을 진행하여, IoT 신호를 생성 및 전송하고, 각각의 수신된 신호를 분석하여 지뢰의 탐지 성능을 확인한 후 IoT 기반 지뢰탐지 알고리즘 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하여 지하에 있는 지뢰를 탐지할 수 있는 가능성을 IoT기반으로 입증하려고 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권5호
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• pp.259-268
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• 2005

폐금속광산 주변 잔류광미 및 논토양중의 중금속 분획과 잠재적인 이동도를 평가하기 위하여 10개 광산지역을 대상으로 중금속 분포비율, 화학적 존재형태 및 화학성분과의 관계를 조사한 결과는 다음과 같다. 잔류광미중의 중금속 오염지수는 청양>도곡>붓든>백월광산 순으로 그 값이 20보다 높았으며, 오염지수 값으로 볼 때 하부 생태계에 환경문제를 야기시킬 수준으로 생각되었다. 논토양중 왕수분해 전함량에 대한 0.1 M HCl 침출성 중금속 비율은 Cd 49.1, Cu 50.7, Pb 26.8, Zn 18.4 및 Ni 2.9%였으며, 그 비율은 잔류 광미와 비교하여 상대적으로 높게 나타났다. 잔류광미중의 주된 중금속 존재형태는 잔류태 (63-91%) 였으며, 논토양에서 식물 흡수이행과 관련성이 높은 치환성 Cd 함량비율이 21%로 나타나 다른 중금속과 비교하여 상대적으로 높은 비율을 보였다. 잔류광미 및 논토양의 중금속 이동계수는 Cd>Zn>Cu>Pb 순으로 높았으며, 논토양보다 잔류 광미에서 광산지역간 편차가 심하게 나타났다. 광미중의 잠재적인 중금속 이동도와 유효도는 수용성 $Al^{3+}$ 및 $Fe^{3+}$ 함량과 정의 상관, 그리고 논토양에서는 토양 pH값과 부의 상관을 보였다. 이상의 결과에서 폐광산 주변에서 중금속의 잠재적인 이동성은 광상 및 생상 광종의 차이에서 기인하는 pH 변화와 황화물 및 Mn-Fe 수산화물 조성에 영향을 받는 것으로 생각되며, 이와 관련하여 광산하부 수계 및 토양환경계에서 산성배수에 따른 중금속 확산오염에 대한 앞으로의 연구가 필요할 것으로 판단되었다.