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토목시공학

암석발파공(5)

by 짜라짜라짠짠이 2022. 7. 3.

- 전색 : 전색은 발파 위력을 크게 하고 인화의 위험성을 적게 하여 안전도를 높이며 발파 후 발생 가스를 적게 한다. 특수한 경우를 제외하고는 전색을 하지 않고 발파하는 경우가 없으며 전색을 하지 않거나 불충분하면 발파 효과가 현저하게 감소한다. 일반적으로 전색 재료는 모래를 섞은 점토질이 효과적이며 전색 물은 다음의 구비 조건을 만족해야 한다. 

* 발파 공격과의 마찰이 커서 발생 가스의 압력에 견딜 수 있는 것

* 압축률이 커서 잘 다져지고 틈새를 쉽게 메울 수 있는 것

* 재료의 구입과 운반이 쉽고 가격이 저렴할 것

* 연소되지 않는 것

- 결선 및 점화 : 간선 상호 간, 각선과 모선, 모선 상호 간의 결선을 확실하게 하고 필요시에는 비닐테이프 등으로 감아서 방습이 되도록 한다. 

* 결선(전기 뇌관)

^ 각선 상호 간의 결선 또는 각선과 보조 모선과의 결선 : 가는 각선(지금 0.45mm의 가닥 구리선)의 결선은 그림에 나타낸 바와 같이 각각 결선할 선의 끝 부분 껍질을 5cm 정도 벗긴 다음에 두 선을 묶음으로 하여 고리를 만들고 이를 5회 이상 돌려서 결선한다. 

^ 각선과 모선의 결선 : 가는 각선과 발파 기와 연결되는 굵은 모선의 결선은 모선의 끝부분 껍질을 벗긴 부분(길이 5cm 정도)에 가는 각선의 껍질을 벗긴 부분(껍질을 벗긴 부분이 10cm 이상)을 10회 이상 감아 붙인 다음에 굵은 모선의 끝부분을 구부려 놓는다. 

^ 굵은 모선 상호간의 결선 : 모선 상호 간의 결선은 모선 끝 부분을 5cm 정도 벗기고서 0.95mm의 결속선으로 단단하게 결속한다. 

^ 제발 결선 : 직렬식, 병렬식, 직렬식 + 병렬식/ 병렬 발파는 직렬 발파보다 전압이 약 40% 더 소요되고 직렬연결에서 동ㅅ 점화(제발 발파)가 되어도 전기 뇌관을 병렬로 연결하여 발파하면 부분 발파가 일어나는 경우가 있으므로 가능한 병렬 발파보다는 직렬 발파를 하도록 한다. 

* 점화

^ 대피 : 장전과 결선이 끝나면 작업자들은 지시된 안전한 장소로 대피해야 한다. 

^ 경계 : 발파 구역에 통행을 막기 위해서 경계원을 배치하고 경계 위치와 구역, 발파 횟수, 발파 완료 후의 연락 방법 등을 확인해야 한다. 

^ 전기 점화

~ 발파 모선 : 발파 기와 뇌관의 각선을 잇는 고무 또는 무명천으로 피복한 발파 모선의 길이는 30cm 이상이 되도록 한다. 

~ 점화 : 뇌관의 결선에 이상이 없으면 1.0mA 이하의 도통 시험기(저항계)로 결선 상태를 확인하고 발파 모선과 각선을 연결하고서 점화를 한다. 

- 발파 후 처리

^ 발파 후 점검 : 도화선 발파 시에는 점화 후에 발파 소리를 세어서 점화 횟수와 일치하는가를 확인한다. 전기 뇌관의 사용 시에는 발파 후에 발파 모선을 발파기에서 분리하여 재점화가 되지 않도록 한다. 전기 뇌관을 이용한 순발 발파는 발파 후에 5분 이상, 그 밖의 발파(도화선 및 지발 전기 뇌관 발파)에서는 15분 이상이 경과하기 전에 현장에 접근해서는 안된다. 

^ 불발, 잔류 화약류의 발생 : 발파 후에 불발이나 발파공에 잔류하는 화약이 발생하는 원인은 도화선, 발파선, 뇌관, 폭약 등의 불량과 부적당한 발파 법에 기인한다. 

~ 도화선 : 심약의 일부 절단 또는 습윤

~ 발파선 : 절연 불량 또는 일부 절단

~ 뇌관 : 점 폭약의 부족 또는 습윤, 백금선의 절단, 전기 저항의 이상

~ 폭약 : 변질, 습윤, 동결 등의 결함

~ 발파 법 : 부적당한 결선, 발파기의 용량 부족

^ 불발, 잔류 화약류의 처리 : 불발한 폭약이 발파공에 남아 있는 경우에는 불발 공에서 30~60cm 이상을 떨어져서 불발 공에 평행으로 천공하여 장약을 하고 불발된 폭약을 발파시킨다. 압력수 또는 압축 공기로 발파공 내의 전색 물을 씻어 내고서 새로운 기폭 약포를 장전하여 발파시킨다. 

 

5. 계단식 발파

(1) 개요 : 계단식 발파는 상부로부터 평탄한 여러 계단을 조성하면서 굴착하는 2 자유면 발파로서 대량의 노천 채석에 많이 적용하는 대표적인 발파 법이다. 표토층이 없는 돌산에서는 바로 계단식 발파를 할 수 있으나 표토층의 심도가 두꺼우면 발파 장소를 확장하고 표토층도 넓게 제거해야 하며 표토를 버리는 장소도 계획해야 한다. 계단식 발파는 경제성을 고려하여 계단 높이를 산정하고 암석을 덮은 표토층이 두꺼우면 표토 처리 장소와 운반 거리 등에서 생산 원가가 증가된다. 계단식 발파에서 발파 진동은 거리별 지발당 장약량과 최소 저항선, 천공 각도, 자유면의 수와 크기, 전색 상태, 발파 공의 기폭 방법 등에 의하여 결정되며 소음 크기는 저항선 거리와 기폭 방법, 전색 상태, 절리면 상태, 지발당 장약량, 거리, 대기의 상태 및 풍향 등에 의해 결정되고 비 산석은 공경과 폭약경, 공당 장약량, 저항서 거리, 천공 각도, 기폭 방법 등에 따라 결정된다. 

(2) 특성 

1) 장점 : 발파 설계와 작업이 단순하다. 대형 장비의 투입이 가능하고 장공 발파이므로 폭약, 뇌관이 절약되어 경제적이다. 다량의 채석이 가능하고 선별 채굴과 품질 관리가 용이하다. 

2) 단점 :  노천 작업은 일기(우기, 혹한 등)의 영향을 받는다. 작업장이 넓고 초기 투자 비용이 크다. 완전한 작업 공정까지 많은 시간이 소요되고 표토층의 두께가 경제성을 좌우한다. 

(3) 계단식 노천 발파에서 고려 사항

1) 암반 상태(단층, 공극 등) : 암반의 압축 강도, 인장 강도, 밀도, 불연속면의 분포 특성, 전파 속도 등이 사용하는 폭약보다도 발파 효과에 더 많은 영향을 미친다. 

2) 천공비 : 발파 공의 크기를 발파 계획에서 우선적으로 고려해야 하며 일반적으로 대구경 천공이 소구경보다 단위 체적당 파쇄량이 커서 비용이 저렴하다. 대구경 천공은 상대적으로 천공 비용과 발파 비용이 저렴하지만 발파된 암석이 크면 2차 파쇄와 적재, 운반, 파쇄 경비가 증가하게 된다. 

3) 장약비장약 비 : 천공 패턴이 동일하고 장약 비가 증가하면 암석의 파쇄 상태가 양호하다. 하부 장약을 적용하면 최적 장약 비에서 계단 하부의 파쇄가 잘되고 장약 비를 중간 장약과 하부 장약의 사이에서 증가시키면 암석의 파쇄에는 유리하지만 비산의 위험이 있다. 

4) 천공 및 점화 패턴 : 발파 설계시에 천공 구멍의 배열 및 장약량은 발파 효과와 파쇄된 암석의 비산 방향 등을 고려하여 설계하며 최초 파쇄선을 측면에 배치하는 방법과 중앙에 배치하는 방법이 있다. 

5) 공 경사 : 3 : 1

6) 공 편차 : 부정확한 천공은 대괴를 형성시키고 발파 효과에 불리한 영향을 준다. 

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