발파의 원리 알아보기

 

 

1. 발파의 기본

 

1) 화 약 : 추진적 폭발의 용도에 사용할 수 있는 것 (폭굉이 없고 폭연 또는 연소만이 발생하는 화약류 : 흑색화약, 무연화약, 기타)

2) 폭 약(장 약) : 파괴적 폭발에 사용될 수 있는 것 (폭굉을 일으키는 화약류 : 기폭약, 다이나마이트, 초안폭약, 니트로기 3이상의 니트로 화합물)

3) 화공품 : 뇌관(종류 : 전기뇌관, 비전기뇌관, 전자뇌관), 실탄, 공포탄, 신관, 화관, 도화선, 도폭선

 

다이너마이트

전기뇌관

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2. 발파 순서

 

: 폭약의 폭발부터 암석이 파쇄되기까지 일반적으로 4단계 : 폭굉, 충격파의 전파, 가스압의 작용, 비산

 

1) 폭굉
ᆞ폭약이 폭발시 폭약내를 전파하는 폭발(폭굉)보다 앞서서 충격파가 전파

2) 충격파의 전파
ᆞ압축충격파가 자유면에 도달

3) 가스압의 작용
ᆞ응력파가 전파되는 동안 또는 이후, 고온 고압의 가스는 발파공주위의 균열, 절리, 단층과 같은 불연속면을 통해 확산

4) 비산
ᆞ대부분의 암석파쇄가 완료된 상태에서 가스압의 작용에 의해 자유면 방향으로 비산
ᆞ비산과정에서 파쇄암 상호간의 충돌에 의해 어느 정도의 파쇄가 발생

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3. 표준장약량 산정

 

1) 누두공시험
ᆞ1자유면 발파를 실시하면 원뿔모양의 누두공이 생성
ᆞ누두지수(n) = 누두공의 반지름(r) / 최소저항선(W)
ᆞ표준장약량 : 누두지수가 1이 될 때의 장약량

2) 하우저(Hauser) 공식
ᆞW = r (표준장약)일 때 “자유면 발파에서는 표준 발파의 장약량은 최소저항선의 3제곱에 비례”
ᆞ L = CW3 ( L : 장약량, C : 발파계수, W : 최소저항선 )

표준장약량 산정

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4. 발파결과에 영향을 미치는 요인

 

1) 화약의 특성
ᆞ화약의 밀도, 비중, 비에너지, 폭굉속도, 감도, 가스발생량, 흡습성 등

2) 발파 및 작업방법(에너지를 공급하는 방법)
ᆞ장약경

  ▷ 폭약이 밀폐 장전될 경우 → 폭약으로부터 직접 충격파를 전달시켜 발파효과 증가
  ▷ 폭약이 장약경보다 작을 경우 → 충격파가 공기로 인해 일부 완충시켜 암반의 손상을 감소

ᆞ자유면 : 자유면이 많아지면 파괴는 용이하게 되고 따라서 장약량은 그 만큼 감소
ᆞ최소저항선(W) : 짧으면 과도한 비산, 길면 불완전파쇄 가능성
ᆞ천공간격(S) : 균열이 있는 암반에서 간격이 좁으면 발파시 인접공의 폭발열에 의해 폭약이 유폭 가능

2-1) 작업방법(에너지를 공급하는 방법)

ᆞ제발발파 : 다수의 발파공을 동시에 기폭 하는 발파
ᆞ지발발파 : 지발뇌관을 이용하여 발파공을 서로 다른 시간에 기폭시키는 발파

3) 암반의 특성(에너지가 전달되는 대상)
ᆞ암석의 물성 : 강도 및 경도, 취성도, 영률, 포아송비
ᆞ암반내 불연속면 : 밀도, 방향성, 절리군 수, 충전물, 간극

최소저항선(W)와 천공간격(S)

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5. 시험발파

 

: 발파설계 단계에서 실제 발파에서 필요한 정확한 설계인자를 산출하기 위한 작업

 

1) 목적
ᆞ소음 및 진동으로 인한 피해영향권 분석, 진동추정식 산출
ᆞ대상암반에 적합한 적정화약량 산출을 위한 계수 선정
ᆞ발파공법의 적합성 판단

2) 구분
ᆞ시추공 시험발파 : 지반조사를 위한 시추공 활용, 진동추정식 산출
ᆞ누두공 시험발파 : 표준장약량 산정(일반적)
ᆞ요소발파 : 대상 현장 주변 채석장 등에서 동일한 암종을 대상으로 설계에 필요한 일부 인자시험
ᆞ실규모 시험발파 : 대상 현장 주변 채석장 등에서 실규모로 발파(파쇄도, 진동, 입도 등 확인)

 

 

 

이상

 

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