3) 화공품
- 뇌관의 종류 : 폭약이 폭발하도록 마찰, 열, 충격을 가하는 역할을 하는 뇌관은 금속 관체에 기폭 감도가 예민한 화약(기폭약, 첨 장약)이 채워진 뇌관이 전기 또는 비전 기적인 방법에 의해 기폭 되면 파편과 열을 발생시켜서 주폭 약이 전폭 하게 한다. 뇌관의 첨 장약과 점약 장치의 사이에 지연 장치가 삽입되어 점화 후에 밀리 세컨드에서 수 초가 지난 후에 기폭 하게 되어 있다. 뇌관은 기폭 에너지에 따라 전기 뇌관, 비전기식 뇌관, 전자 뇌관으로 구분된다. 전기 뇌관은 전선(각선)에 전기 발파 기를 이용하여 전기를 흘려서 기폭 시키는 방식이고 비전기식 뇌관은 플라스틱 튜브(시그널 튜브) 내에 도포된 미량의 화약에 마찰을 가하여 발생하는 열(화염)로 기폭 시키는 방식이며 전자 뇌관은 내부 구조가 digital time으로 지연 초시를 결정하는 IC 회로가 내관에 장착되어 Signal로 점화하는 방식이다.
- 전기 뇌관 : 전기 뇌관은 전기 도화선과 뇌관을 조합한 화공품이며 보통 공업 뇌관에 전기 점화 장치를 한 것이다. 공업 뇌관의 도화선을 끼우는 공간 부분에 각선(구리 도선)을 끼우고 그 끝에 점화약을 묻힌 백금선(전교)을 매단 다음에 공간 부분을 막아 버린 뇌관이다. 각선에 전기를 통하면 백금선(전교)이 가열되어 면화약 등으로 된 점화약이 발화하고 계속해서 뇌관이 점폭된다. 전기 뇌관은 정전기, 누전, 낙뢰 등의 전기적인 영향에 의해 갑작스러운 폭발이 발생할 수가 있어서 예측하지 못한 재해를 발생시키기도 한다.
* 순발 전기 뇌관 : 지연 장치가 없고 통전 개시부터 폭발 시간이 3ms 미만의 뇌관
* 지발 전기 뇌관 : 지발 뇌관은 전기 뇌관과 점화 장치 사이의 연소 시간을 지연시켜서 뇌관이 폭발하는 시간을 단꼐적으로 조절하며 각선은 단수를 식별하도록 색깔로 표시한다.
* 전기 뇌관은 일반적으로 저압 전기 뇌관을 의미하고 백금선 저항은 0.3 ~ 1.2Ω, 사용 전압어ㅣ 0.5 ~ 2.0 볼트의 전압으로 휴대용 전기 발파기에 의해서 폭발시킨다.
- 비전기식 뇌관 : 전기 뇌관이 발파 시에 미주 전류, 정전기, 낙뢰 등의 유도 전류에 대해 불안전하므로 외부 전기의 영향에 의한 안전사고를 예방하기 위해서 개발된 것이 비전기식 뇌관이다. 비전기식 뇌관은 튜브의 안쪽 변면에 얇은 폭약이 도포(0.02g/m)되어서 화염이 튜브를 통해 뇌관에 직접 전달되어 기폭 되므로 전기 뇌관보다 안전성이 우수하다. 압축 공기에 의한 기폭이므로 전기 뇌관보다 결선이 단순하여 작업 능률이 높으며 무한 단수의 확보가 가능하다.
* 비전기식 뇌관의 특성 : 미주 전류, 정전기, 저나 등에 안전한 비전기식이다. 뇌관 내부에 연시 장치가 있고 초시 정밀도가 양호하여 단발 발파를 할 수 있다. 커넥터를 사용하여 무한 단차를 얻을 수 있고, 튜브 길이를 조절하면 짧은 초시의 단차가 가능하여 발파 진동의 억제에 활용할 수 있다. 결선 누락을 계측 장치로 점검할 수 없고 육안에 의해서만 가능하다.
* 원리 및 구성 : 비전기식 뇌관의 기폭 시스템은 전기 뇌관과 도폭선 시스템의 장점을 조합한 형식으로 도폭선에 해당하는 비닐 튜브와 MS 뇌관에 해당하는 공저 기폭 뇌관으로 구성되어 있다.
^ 시그널 튜브 : 화염을 전달하는 저 폭속의 시그널 튜브는 외경 3.0mm, 내경 1.5mm의 가운데가 비어있는 플라스틱 튜브이며 내벽에 얇은 폭약층이 도포되어 있다. 튜브의 한쪽 끝에서 기폭 되면 튜브 내에 도폭된 폭약이 미분말의 부유 상태로 폭굉 하여 약 2,000m/sec 속도로 튜브 내부에서 기폭이 진행된다.
^ 비전기식 뇌관 : 알루미늄 관체의 비전기식 뇌관의 바깥지름은 7.5mm이고 약량은 공업용 8호 뇌관에 해당하며 튜브 중의 충격파가 튜브 앞에서 나올 때 순간적으로 발생하는 화염에 의해 연시 장치를 통하여 점화되어 기폭 된다.
- 전자 뇌관 : 전자 뇌관은 연시제 위치에 집적 회로를 내장하여 기폭 초시의 정밀도를 0.1 millisecond 수준으로 높이고 earth spike 등의 3차 안전 조치로 낙뢰, 누설 전류 등의 전기적인 위험에 대비한 뇌관이다.
* 전자 뇌관의 특성 : 발파에서 발생하는 소음, 진동의 저감/ 터널 굴착시에 과굴착의 억제에 따른 여굴 저감/ 발파 후 버력의 크기를 일정하게 유지하는 효과/ Bar code system으로 뇌관을 프로그래밍 장비에 연결하지 않고 scanning 하여 초시를 입력하며 직병렬 구조로 되어 있으므로 각선을 교차 연결하여 test를 실시한다.
^ 장점 : 무한 단차의 정밀 시차로 진동 감소에 효과적이다. 암반의 손상 영역이 감소하고 암파쇄 입도가 균일하다.
^ 단점 : 사용에 전문성과 컴퓨터 조작이 필요하다. 가격이 고가이다.
3) 발파기
- 발파기의 종류 : 사용하는 전원에 따라 발파 기를 구분하면 발전기식, 전기식, 전원식이 있고 기능으로 구분하면 전기 발파기(충전용), 다단 전기 발파기가 있다.
- 전기 발파기 : 전기 발파 기는 도화선 발파에 비하여 취급이 간단하고 안전성에서 우수하다. 전기 발파기는 100발, 200발, 300발, 500발 등의 다양한 종류가 있으며 MS 발파를 위하여 제조된 여러 가지 형태의 발파기가 있다.
- 비전기식 발파기 : 비전기식 뇌관은 전용 발파 기를 사용하여 starter의 튜브를 기폭 시킨다.
- 다단식 발파기 : 다단식 발파 기는 뇌관에 공급하는 전류 시간을 조정하여 지발 전기 뇌관의 단차를 최대로 활용하고 지반 진동의 경감, 파쇄 입도의 조절, 공기 중의 충격파를 감소시켜서 지발 발파의 효과를 크게 하기 위하여 사용한다. 다단식 발파기는 전기 뇌관을 사용하는 발파 패턴에서의 효율성을 보완하고 발파 효과가 향상된다.
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