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화약발파 update

Explosives and Blasting

  • : 대한화약발파공학회
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수록정보
수록범위 : 2권1호(1974)~38권1호(2020) |수록논문 수 : 798
화약발파
38권1호(2020년 03월) 수록논문
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KCI후보

1CO와 CH4, C2H4의 혼합 가스 폭발에 대한 TNT 등가량 계산

저자 : 김민주 ( Minju Kim ) , 권상기 ( Sangki Kwon )

발행기관 : 대한화약발파공학회 간행물 : 화약발파 38권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 1-13 (13 pages)

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국내외에서 가스 소비량 증가에 따라 가스 폭발 사고가 꾸준히 발행하고 있으며 석탄 저장소 옥내화 대책에 따른 가스 폭발 위험성이 대두되고 있다. 이러한 가스 폭발의 영향을 분석하기 위하여 TNT 등가량 산정법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 석탄이 배출하는 가연성 가스인 CO, CH4, C2H4의 공기 내 부피 함량에 따른 폭발 사례에 대한 TNT 등가량을 산정하였다. 또한 계산된 TNT 등가량을 이용하여 거리에 따른 최대 압력과 임펄스 변화량을 가스 폭발 사례별로 비교, 분석하였다. 3개 혼합 가스의 TNT 등가량 증가 양상은 C2H4의 공기 중 부피함량에 의존하는 경향을 보이고 있다. 또한 TNT 특성곡선의 인자인 최대 압력과 임펄스도 가스의 개수가 증가함에 따라 그 값이 증가하는 양상을 띠고 있다.


Gas explosion accidents are steadily being issued due to increased gas consumption in Korea and foreign countries. To analyze the effects of these gas explosions, a TNT equivalent method is used. In this study, the TNT equivalent was calculated in the event of an explosion due to the volume content in the air of CO, CH4 and C2H4, the typical flammable gases emitted by coal. Also, the peak overpressure and impulse variation with the distance from explosion point were compared and analyzed by gas using the calculated equivalent value of TNT. The upper limit of the TNT equivalent for the three mixed gases is up to five times larger than the other gases mixture. In addition, the peak overpressure and impulse, which are factors of the TNT characteristic curve, are also increasing as the number of gases increases.

KCI후보

2웨이블릿 변환 분석을 이용한 천공 중 드릴 비트의 손상 진단

저자 : 장형두 ( Hyongdoo Jang )

발행기관 : 대한화약발파공학회 간행물 : 화약발파 38권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 14-22 (9 pages)

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천공 중 비트의 손상은 천공 효율을 떨어뜨리는 주요 원인이다. 현재 천공 중 비트의 마모와 손상에 대한 관리는 현장 작업자의 기술에 의지하고 있어 이를 예측하고 관리하는 시스템의 구축이 시급하다. 비트의 정확한 손상 시점을 판단하기 위해 천공 중 발생하는 소음 자료를 이용해 웨이블릿 변환 분석을 하였다. 이를 통해 얻은 시간-주파수 스펙트럼을 분석한 결과 천공 후 652.8 sec에 주파수 500 Hz 구간에서 웨이블릿 변환 값이 0.9로 최대치가 되는 이상점을 확인하였다. 또한, 천공 속도 분석을 통해 이상치가 발견된 후 천공 속도가 평균인 32 mm/s 보다 9 mm/s 줄어든 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 웨이블릿 변환 분석을 이용해 천공 중 드릴 비트의 손상을 진단할 수 있음을 보였다.


Bit damage is one of the primary causes of decreasing drilling efficacy. Nevertheless the management of bit ware and failure are often left for field engineers' experience. Thus it is imperative to establish a proper system to predict and manage the bit damage during the rock drilling process. In this study, the drilling sound signal has been recorded and analyzed using wavelet transform analysis to identify the exact moment of bit failure. Through the analysis wavelet time-frequency spectrums have been constructed and an abnormal point has been identified with 0.9 of wavelet transform value at the 652.8s on a frequency band around 500Hz. Furthermore it is also observed that the penetration rate of the damaged bit has been decreased to 23mm/s which is 9mm/sec lower than the average of undamaged bit. The study verifies that wavelet transform analysis can be used to build a system to diagnose the bit damage while drilling.

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3홉킨슨 압력봉(Hopkinson pressure bar)을 이용한 동적 충격센서 보정기술 연구

저자 : 오세욱 ( Se-wook Oh ) , 민경조 ( Gyeong-jo Min ) , 조상호 ( Sang-ho Cho )

발행기관 : 대한화약발파공학회 간행물 : 화약발파 38권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 23-29 (7 pages)

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발파나 충격과 관련된 연구에서 충격센서를 이용한 하중 및 진동의 계측이 널리 사용되고 있다. 하지만 대부분의 충격센서는 고가이며 외부로부터의 손상에 대해 보호할 필요성이 존재한다. 본 연구에서는 충격센서의 외부 구조적 변화에 따른 계측 대상 매질로부터 입사되는 하중정보의 왜곡현상을 보정할 수 있는 방법에 대해 고찰하였다. 홉킨슨 압력봉 시스템을 이용해 충격센서로 전달되는 충격가속도를 산출하였으며, 이와 동시에 충격진동의 감쇠를 야기하는 센서 홀더를 고안 및 적용하여 센서의 출력 값에 대한 비교분석을 수행하였다. 결과적으로 센서에 적용된 외부 구조적 변화가 센서의 진동운동 자체를 왜곡시키는 비선형 거동이 아닌 경우 본 방법을 통한 충격센서 보정기술이 합리적으로 작용할 수 있을 것으로 판단하였다.


The measurement technique with dynamic shock sensor was widely used in academic experiment for blasting and impact. However, most of dynamic sensors are expensive so that it needs to be protected by external housing structures or damping devices. In this study, the calibration method for dynamic shock sensor under the distortion by external structures. Hopkinson pressure bar system was adopted to measure the input acceleration to the sensor, and it was compared to the acceleration measured by accelerometer with customized damping device. Consequently, it is conclued that this method can be useful to calibrate the dynamic shock sensor under the linear distortion.

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4터진고리 형태의 암석시편에 대한 인장강도 시험의 이론과 실제

저자 : 최병희 ( Byung-hee Choi ) , 이연규 ( Youn-kyou Lee ) , 박찬 ( Chan Park ) , 박철환 ( Chulwhan Park )

발행기관 : 대한화약발파공학회 간행물 : 화약발파 38권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 30-37 (8 pages)

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본 연구에서는 암석의 인장강도를 측정하는 데 터진고리(split ring; SR) 형태의 시편(NX 코어)을 이용하는 굽힘시험법의 적용성을 검토하였다. SR 시험법은 반고리(half ring; HR) 형태의 시편을 이용하는 HR 시험법(Choi et al., 2019)과 개념적으로는 동일하지만 파괴면이 하중방향과 직교하는 특징이 있다. 이 직교성 때문에 SR 시험법은 HR 시험법보다 더 높은 정확성을 발휘할 수 있을 것으로 예상되었다. HR 시편과 마찬가지로 SR 시편은 균일단면을 가진 굽은 각봉이다. 이 특수한 각봉의 이론적 인장강도는 재료강도학의 굽힘이론으로부터 계산할 수 있다. 일련의 LS-DYNA 수치해석을 수행한 결과, 예상대로 인장형 및 압축형 SR 시험법의 강도오차는 1% 및 5%로서 HR 시험법의 오차(12%)에 비해 매우 낮게 나타났다. 두 SR 시험법의 성능을 확인하기 위하여 실내실험을 실시하였다. 비교를 위하여 HR 시험과 Brazilian 시험도 함께 수행하였다. 실험 결과, Brazilian 강도에 대한 인장형 및 압축형 SR 시험의 강도비는 각각 1.2∼1.4 및 1.1∼1.2로 나타났는데, 이는 통상적인 굽힘시험의 경험치에 비해 너무 작은 수치였다. 결과적으로 SR 시험은 NX 코어로 성형한 암석시편에 대해서는 실용성이 없는 것으로 판단하였다. 반면, HR 시험의 강도비는 선행연구와 본 연구를 통해 1.7~2.0의 범위에 속하여 높은 일관성을 보였다.


In this study the split ring (SR) test was investigated for its applicability to the measurement of the tensile strength of rock specimen of NX size. The concept of the SR test is the same as the half ring (HR) test (Choi et al., 2019) except that the expected fracture plane is perpendicular to the loading direction. Because of this perpendicularity, however, it was believed that the SR test could be more accurate than the HR test. Like the HR specimen, the SR specimen is a curved prismatic bar with a uniform section. Appealing to a basic bending theory in strength of materials, the tensile strength for the special bar can be calculated analytically. Numerical simulations using LS-DYNA revealed, as expected, that the strength errors were 1% and 5% for the tensional and compressional SR tests, respectively, which were much lower than that (12%) of the HR test. To identify the performance of the two SR tests, laboratory experiments were conducted. The HR and Brazilian tests were also performed for comparison. The experiments showed that the ratios of the tensional and compressional SR to Brazilian strengths were 1.2∼1.4 and 1.1∼1.2, respectively, which are too small compared to empirical values in ordinary bend tests. Consequently, it is concluded that the SR test is not appropriate for use in tensile strength test of rock specimen of NX size. But the ratio of the HR to Brazilian strengths was within 1.7~2.0 for both the previous and present studies, showing a good consistency in their test results.

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