성능평가 시험내용

폭발압력을 측정하기 위해 Sensys 사의 Cerabar(PMC) 압력계를 적용
Newmite Plus 1(Φ50mm, 2.5kg) 에멀젼 폭약을 전기뇌관으로 기폭시키고, 발파 과정 중 발파공 상단에서의 가스압력을 측정함
또한 실규모 벤치블라스팅을 수행하였으며, 전색성능의 발현여부는 발파 후 파쇄석의 크기 분포를 통해 평가
암 파쇄도 분석은 Wipfrag 3를 이용하여 이미지 기반방식으로 파쇄석의 입도를 분석함

시험결과 및 스마트스템 우수성

모래전색보다 스마트스템을 전색재료로 사용 하였을 때 가스압력 지속시간은 5ms 증가함. 기존 연구에 의하면 발파공에서의 가스압력 지속시간이 1/1,000만 증가하여도 암반파괴에 큰 영향을 보인다고 보고됨
발파공 상부에서 압력을 측정하였기 때문에 그 측정된 압력이 낮을수록 폭발에너지가 암반을 파괴하는데 많이 작용하였다고 판단할 수 있음. 스마트스템을 적용하였을 때 모래전색의 경우보다 측정된 압력은 1/2 수준으로 매우 낮게 측정됨
실제 벤치발파를 통한 암 파쇄도 분석결과 스마트스템을 사용하였을 때 최대 60%까지 파쇄도가 개선됨. 대괴 발생이 현저히 감소하였고, 균질한 파쇄입도 결과에 따라 2차 소할작업이 많이 줄어들 것이라 기대됨
기존의 모래전색재료에 비해 스마트스템은 분출압력에 효과적으로 저항하고 폭발에너지를 발파공 내에서 상대적으로 더 오랜 시간 동안 유지할 수 있으며, 발파에너지를 고르게 분산시켜 암반 파쇄도 향상에 기여함을 실험을 통해 확인함

03 분출압력 측정결과

모래전색과 스마트스템의

공내 분출압력 시험결과 비교

500bar 센서 기준에서 모래로 전색 하였을 때(약 5.627 MPa)가 스마트스템으로 전색 하였을 때(약 2.5925MPa)보다 측정 압력 값이 약 2배 정도 더 크게 나온 것을 볼 수 있음. 이는 전색재로 모래를 사용했을 때 저항이 비교적 작아 더 큰 압력이 빠져나왔음을 의미하며, 이와 비교하였을 때 스마트스템은 더 큰 저항이 발생하여 폭약의 폭발가스가 밖으로 새지 않고 천공장 내 압력으로 작용하도록 했음을 의미함.

04 발파공내 각 단계별 가스압 유효시간

모래 또는 스마트스템을 적용한 발파공 압력 직접 측정에 따른 시간-압력 결과를 보여준다.

발파공 상부에서 압력이 측정되었으므로 측정된 압력이 낮을수록 발파공 약실 주변과 암반에 충분한 에너지를 전달했다고 판단 할 수 있다.

StageⅠ은 폭발 지속시간을 나타낸다. 충격선단이 압력 게이지 지점에 도달하면 최고 압력에 도달.

StageⅡ는 폭발압력이 게이지 지점에서 발파공으로 분출 될 때의 압력 변화를 나타낸다. 이 시간 동안 전색재료는 발파공 입구로 분출되기 시작한다.

Stage Ⅲ단계에서는 공내 전색영역이 완전히 배출된 후 공내 압력이 대기압 수준으로 감소하는 단계이다.

발파공 분출압력측정시험

시험
목적

전색재료 적용에 따른 발파공 분출압력 직접측정 및 평가
실규모 발파실험 결과를 통한 전색성능 검토

성능평가
시험내용

폭발압력을 측정하기 위해 Sensys 사의 Cerabar(PMC) 압력계를 적용
Newmite Plus 1(Φ50mm, 2.5kg) 에멀젼 폭약을 전기뇌관으로 기폭시키고, 발파 과정 중 발파공 상단에서의 가스압력을 측정함
또한 실규모 벤치블라스팅을 수행하였으며, 전색성능의 발현여부는 발파 후 파쇄석의 크기 분포를 통해 평가함
암 파쇄도 분석은 Wipfrag 3를 이용하여 이미지 기반방식으로 파쇄석의 입도를 분석함

시험결과

및

스마트스템

우수성

모래전색보다 스마트스템을 전색재료로 사용 하였을 때 가스압력 지속시간은 5ms 증가함. 기존 연구에 의하면 발파공에서의 가스압력 지속시간이 1/1,000만 증가하여도 암반파괴에 큰 영향을 보인다고 보고됨
발파공 상부에서 압력을 측정하였기 때문에 그 측정된 압력이 낮을수록 폭발에너지가 암반을 파괴하는데 많이 작용하였다고 판단할 수 있음. 스마트스템을 적용하였을 때 모래전색의 경우보다 측정된 압력은 1/2 수준으로 매우 낮게 측정됨
실제 벤치발파를 통한 암 파쇄도 분석결과 스마트스템을 사용하였을 때 최대 60%까지 파쇄도가 개선됨. 대괴 발생이 현저히 감소하였고, 균질한 파쇄입도 결과에 따라 2차 소할작업이 많이 줄어들 것이라 기대됨
기존의 모래전색재료에 비해 스마트스템은 분출압력에 효과적으로 저항하고 폭발에너지를 발파공 내에서 상대적으로 더 오랜 시간 동안 유지할 수 있으며, 발파에너지를 고르게 분산시켜 암반 파쇄도 향상에 기여함을 실험을 통해 확인함