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Mar 24, 2024

평행 구멍 절단 및 V를 위한 드릴링 및 블라스팅 설계

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2449(2023) 이 기사 인용 2264 액세스 1 Altmetric Metrics 세부 정보 현장 연구가 수행된 Karadon 광산은 북쪽에 위치하고 있습니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2449(2023) 이 기사 인용

2264 액세스

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

현장 연구가 진행된 카라돈 광산은 터키 북서부에 위치해 있으며 가스 함량이 높은 탄광으로 여겨진다. 지하 탄광에 사용되는 폭발물 및 점화 시스템은 법률, 법령, 규정 및 엄격한 규칙에 따라 결정됩니다. 장전 및 정지 길이, 폭파제 사용 제한 등 법적 요구 사항으로 인해 발생하는 제한 사항으로 인해 잘 알려진 터널 폭파 기술을 사용하기가 어렵거나 불가능할 수도 있습니다. 그러한 경우에는 문헌에 제시된 방정식을 사용하여 만들어진 설계를 수정하고 재배열해야 합니다. 본 연구의 목적은 법적 요구사항으로 인해 발생하는 한계가 있는 가스 지하 탄광에서 발생하는 발파 문제에 대한 솔루션을 권장하는 것입니다. 본 연구에서는 현재 Karadon 광산에서 사용되는 발파 방식과 그 단점을 요약하고 분석합니다. 그런 다음 문헌에 제안된 방법을 사용하여 새로운 폭파 설계를 만들었고 이러한 설계는 법적 요구 사항에 따라 수정되었습니다. 원래 값에 비해 전하 농도를 일정하게 유지함으로써 부담과 간격 거리가 조정되었습니다. 본 연구 결과, 전하농도를 원래 값과 비교하여 일정하게 유지하여 재배열하는 것이 적절한 공학적 해법임을 알 수 있었다.

폭발물은 아마도 지하 광산 작업에서 가장 비용 효율적인 암석 굴착 방법일 것입니다1,2,3. 터널 및 지하 암석 굴착은 최근 몇 년간 드릴링 및 발파 방법에 크게 의존해 왔습니다4. 폭발물의 수량과 유형, 시추 패턴 및 개시 순서는 모두 암석 덩어리를 성공적으로 굴착하는 데 중요합니다5.

터널이나 드리프트에서의 폭파는 항상 면 중심이나 근처에서 가장 효율적인 변형 라인을 제공하도록 설계된 구멍 패턴인 "절단"으로 시작됩니다. 각 폭발은 다음 폭발 구멍 고리를 위한 더 많은 공간을 만듭니다. 전체 라운드가 성공하려면 절단된 부분을 성공적으로 폭파하는 것이 필수적입니다. 광산 및 건설 분야에서는 다양한 절단 유형이 적용되었지만 본질적으로 평행 구멍과 각도로 뚫은 구멍의 두 가지 범주로 분류됩니다. 오늘날 가장 일반적으로 사용되는 평행 구멍 절단 방법은 4단면 대형 구멍 절단인 반면, 각진 구멍에 가장 일반적으로 사용되는 절단은 V-컷입니다. 이 유형의 절단은 단면적이 상당히 큰 터널에 효과적이며 평행 절단보다 적은 구멍이 필요합니다. 최초로 기계화된 드릴링 머신이 도입되었을 때 평행 절단을 통해 정확한 평행 드릴링이 가능해졌습니다. 이러한 절단 유형은 긴 라운드가 있는 작은 터널에서도 일반적으로 사용됩니다.

선택된 절단 유형은 암석의 물리적 특성과 취약성 및 균열 세트의 존재뿐만 아니라 사용된 장비, 단면적 및 선호하는 전진 속도에 따라 달라집니다. 1860년대 터널 굴착에 폭발물이 처음 사용된 이후 수년 동안 터널 폭파는 엄청난 경험을 쌓아왔습니다. 많은 연구자6,7,8,9,10,11,12,13가 컷 블라스팅을 조사하고 다양한 컷 패턴을 제안했습니다. 절단 방법과 관련하여 Shapiro14는 V-컷을 다른 절단과 비교하고 구멍 깊이가 2.5m 미만일 때 V-컷이 최대 발파 효율을 제공한다는 결론을 내렸습니다. Chakraborty et al.15는 작은 터널에서 평행 절단이 V-절단만큼 생산적이지 않음을 보여주었고 경험적 관계가 개발되었습니다. 다양한 발파 모델에서 Soroush et al.16은 발파 결과에 대한 구멍 직경과 터널 표면 면적의 영향과 민감도를 조사했으며 유사한 조건에서 V-절단에는 평행 절단보다 더 많은 절단 구멍이 필요하다는 점을 지적했습니다. Cardu와 Seccatore17은 평행한 구멍 절단이 있는 터널 라운드가 경사진 구멍 절단이 있는 터널 라운드보다 당김 효율이 더 높은 경향이 있다고 보고합니다. Wang et al.18에 따르면 V-컷은 시추공 수가 적고 암석 주조가 용이하며 드릴링 정확도 요구 사항이 낮다는 장점이 있습니다. 그러나 하나 이상의 붐을 갖춘 유압식 점보 개발의 결과로 평행 구멍 절단 추세가 나타났습니다. 더욱이, 평행한 구멍 절단에는 공급 각도의 변화가 필요하지 않으며 전진은 터널 폭의 영향을 많이 받지 않습니다19.