Explosives and Blasting (화약ㆍ발파)

Korean Society of Explosives and Blasting Engineering (대한화약발파공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Propagation Characteristics of Ground Vibration Caused by Blast Hole Explosion of High Explosives in Granite

고위력 폭약의 화강암 내 장약공 폭발에 의한 지반진동 전파특성에 관한 연구

  • 김경규 (전북대학교 공과대학 에너지저장.변환공학대학원) ;
  • 신찬휘 (전북대학교 공과대학 에너지저장.변환공학대학원) ;
  • 김한림 (전북대학교 공과대학 토목/환경/자원.에너지공학부) ;
  • 양주석 (국방과학연구소) ;
  • 배상호 (국방과학연구소) ;
  • 윤경재 (국방과학연구소) ;
  • 조상호 (전북대학교 공과대학 에너지저장.변환공학대학원)
  • Received : 2023.12.11
  • Accepted : 2023.12.28
  • Published : 2023.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Rock blasting is utilized in various fields such as mining, tunneling, and the construction of underground structures. The role of rock blasting technology has became increasingly significant with the growing utilization of underground cavity. Blast hole pressure, generated during rock blasting, is a critical variable directly impacting factors such as crushing and blast vibration. It stands out as one of the most important parameters for assessing explosive performance and predicting blasting effects. While blast hole pressure has been studied by several researches, comparisons are challenging due to variations in experimental conditions such as explosive type, charge, and blasting conditions. In this study, blast hole pressure sensors and observation hole pressure sensors were developed to measure pressure during single-hole blasting, The experimental results were then used to discuss the propagation characteristics of pressure around the blast hole and the corresponding blast vibration.

암반발파는 광업, 터널공사, 지하 구조물 구축 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 특히 지하공간의 활용이 증가하면서 암반발파 기술이 더 중요한 역할을 하고 있다. 암반발파 시 발파공에서 발생하는 발파공의 압력은 파쇄도, 발파진동 등에 직접적인 영향을 미치는 변수이며, 폭약의 성능 평가 및 발파 결과 예측에 있어서 가장 중요한 매개변수 중 하나이다. 이와 같은 발파공 압력은 몇몇 연구자들에 의해 연구가 수행된 바가 있지만, 폭약의 종류, 폭약량, 발파조건 등 실험조건으로 인하여 비교가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 발파공 압력센서와 관측공 압력센서를 제작하여 단일공 발파 시 발파공과 관측공의 압력을 측정하였다. 실험결과를 바탕으로 발파공 주변 압력 전파특성과 발파진동 전파특성에 대해 고찰하였다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2020년 정부(방위사업청)의 재원으로 국방과학연구소의 지원을 받아 수행된 연구임(UE201046GD).

References

  1. 민경조, 김영근, 신찬휘, 조상호, 2023, 파라핀 지관 구조체를 활용한 Air-Deck 발파공법의 지반진동 저감특성에 관한 연구, 화약발파, Vol. 41, No. 1, pp. 32-45.
  2. 이병주, 이승렬, 2001, 수치지질도_5만 축척_고창, 한국지질자원연구원.
  3. 정민수, 2018, 벌크형 혼합폭약의 비이상 발파공 압력 추정에 관한 연구, 박사학위, 서울대학교, 대한민국
  4. 최병희, 류창하, 2015, 발파진동 및 발파소음의 측정 및 자료처리. 화약발파, Vol. 33, No. 3, pp. 29-50.
  5. Cavanough, G., Onederra, I., 2011, Development of pressure and temperature gauges to monitor in situ performance of commercial explosives, Mining Technology, Vol. 120, No. 2, pp. 74-79. https://doi.org/10.1179/1743286311Y.0000000003
  6. Cunningham, B., Vandersall, K. S., Niles, A. M., Greenwood, D. W., Garcia, F., Forbes, J. W., Wilson, W. H., 2002, Carbon resistor pressure gauge calibration at low stresses. In AIP Conference Proceedings, Vol. 620, No. 1, pp. 1137-1140.
  7. Cunningham, C., 2006, Blasthole Pressure: What it really means and how we should use it. In Proceedings of the annual conference on explosives and blasting technique , Vol. 32, No. 2, p. 255.
  8. Davies, F. W., Smith, E., Delacruz, C., 1997, The measurement of detonation waves in composite explosives, In Proceedings of the annual symposium on explosives and blasting research, pp. 145-160.
  9. Duvall, W. I., 1953, Strain-wave shapes in rock near explosions. Geophysics, Vol. 18. No. 2, pp.310-323. https://doi.org/10.1190/1.1437875
  10. Ginsberg, M. J., Asay, B. W., 1991, Commercial carbon composition resistors as dynamic stress gauges in difficult environments, Review of scientific instruments, Vol. 62, No. 9, pp.2218-2227. https://doi.org/10.1063/1.1142340
  11. Parra, L. F. T., 2012, Study of blast-induced damage in rock with potential application to open pit and underground mines. Doctor of Philosophy, University of Toronto, Canada.
  12. Starfield, A. M., &Pugliese, J. M., 1968, Compression waves generated in rock by cylindrical explosive charges: a comparison between a computer model and field measurements, In International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences &Geomechanics Abstracts, Vol. 5, No. 1, pp.65-77. https://doi.org/10.1016/0148-9062(68)90023-5
  13. Nie, S., 1999, Borehole Pressure in Blast Holes: Measurements in Granite Blocks Versus Estimations.
  14. Rosenberg, Z., Ginzburg, A., Ashuach, Y., 2007, More on commercial carbon resistors as low pressure gauges, International journal of impact engineering, Vol. 34, No. 4, pp.732-742. https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2006.02.006
  15. Toratti, J., 2020, Field pressure measurements in and near a blasthole , Master's thesis, University of Oulu, Finland.
  16. Taylor, N. E., Braithwaite, C. H., Morley, M. J., Chapman, D. J., Proud, W. G., 2009, Explosive-Rock Interactions; Experimental Study, In AIP Conference Proceedings , Vol. 1195, No. 1, pp.1139-1142.