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강건설계를 이용한 층서두께 배열과 루프볼트 지보설계에 관한 연구
장명환(Myoung Hwan Jang) 한국암반공학회 2018 터널과지하공간 Vol.28 No.2
OO광산은 광체주변에 미고결된 층서가 불규칙하게 발달되어 있다. 본 연구는 효율적인 루프볼트(roof bolt) 시공을 위하여 불규칙한 층서의 두께를 체계적으로 배열하고 이에 대응하는 지보시스템을 제시한 것이다. 층서별 두께를 조합한 81개의 경우의 수를 강건설계에 의하여 9개의 사례로 한정하여 지보설계를 하였다. 각 사례에 대하여 천반하중으로 작용할 수 있는 하중고를 층서의 특성과 RMR에 의하여 결정하였다. 하중고에 의한 하중범위를 블록형상과 아치형상으로 가정하여 계산하였다. 두 방법의 평균하중으로 루프볼트의 지보력을 감안한 지보설계를 하였다. 지보설계에 대한 수치해석 결과 케이블 볼트는 선단정착 방식보다 전면접착 방식이 천반유지에 더 효과적인 것으로 분석되었다. 시공결과 천반의 컨트롤은 가능하였으나 갱도측벽의 변형으로 천반 전체가 하부로 조금씩 침강하는 현상을 보였다. The OO mine has irregularly developed stratum around the ore body. The purpose of this study is to array irregular stratum thickness systematically for effective roof bolting and to implement a supporting system corresponding to it. The number of 81 cases combined with stratum thicknesses was limited to 9 cases by robust design. For each case, the load height which can act as a roof load was determined by the characteristics of stratum and RMR. The load range due to the load height is calculated assuming block shaped and arch shape. The support load of the roof bolt was considered as the average load of the two methods. Numerical analysis results of the support design showed that the cable bolt was more effective for the roof supporting fully grouted than the anchoring type. As a result of the construction, it was possible to control the roof, but all of the roof was gradually sinking downward due to the deformation of the side wall of the mine tunnel.
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소일네일과 앵커로 보강된 붕적층 비탈면의 거동에 관한 수치해석
장명환(Jang, Myoung-Hwan),김훈태(Kim, Hoon-Tae),유남재(Yoo, Nam-Jae) 강원대학교 산업기술연구소 2013 産業技術硏究 Vol.33 No.1
This paper is results of numerical analysis on the behavior of colluvium slope with combinations of soil nails and earth anchors during excavation. In order to maintain the stability of the colluvium cut, being composed of gravel and boulder and thus local in stability being expected during slope cut, temporary reinforcing method of soil nailing with shotcrete might be used. Subsequent method of cast-in-place facing with earth anchors can be used to maintain cut slope stable permanently. For the cut slope where these methods had been applied, the numerical techniques were applied to their behaviors and investigate the stability of the slope. Limit equilibrium methods were used to confirm to maintain the slope stability during and after excavation and application of those reinforcing methods. Another numerical technique of FEM was also used to find the stress and strain as well as deformation distribution in reinforcing materials and slope ground during excavation.
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수학적 개념 해를 적용한 미고결 암석의 Creep거동 해석
장명환(Myoung-Hwan Jang) 한국암반공학회 2018 터널과지하공간 Vol.28 No.1
미고결 암석에 대한 Creep 특성을 분석하고자 Burger 모델을 이용하였다. Burger 모델은 자료쌍D(u,t)으로부터 4개의 역학적 매개변수를 결정 하여야 한다. 본 연구에서는 수학적 개념 해를 적용하여 매개변수를 결정 하였다. 미고결 암석에 대한 Burger 모델의 결정된 매개변수를 이용하여 Creep을 3년간 가속시켰다. 그 결과 Creep 거동은 수렴이 되지 않고 지속적인 변형거동을 보였다. 따라서 본 광산에서는 Roofbolt 보다 U-Beam 적용이 안정성 측면에서 더 적합 할 것으로 분석 되었다. Burger’s model was used to analyze creep characteristics of unconsolidated rock. Burger’s model should determine four physical parameters from two pairs of data. In this study, physical parameters of Burger’s model were determined by applying mathematical concept solution. Creep was accelerated for three years using the determined physical parameters of the Burger’s model for unconsolidated rocks. As a result, the creep behavior showed a continuous deformation behavior without convergence. Therefore, in this mine, it is analyzed that the application of U-Beam is more appropriate than roofbolt in terms of stability.
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연약암반내 패널채광시 강지보를 이용한 패널 유지기간의 확률론적 평가
장명환(Myoung-Hwan Jang) 한국암반공학회 2018 터널과지하공간 Vol.28 No.4
OO광산은 연약한 암반특성에서 2차, 3차 채광을 하기 위한 다양한 방법이 시도되었다. 이러한 채광을 위해서는 패널형태로 채광구획을 나누고 패널채광을 하는 동안 패널이 유지되어야 한다. 본 과업에서는 패널 사이의 채광갱도를 강지보에 의하여 유지하고 확률론적으로 패널의 유지기간을 평가하였다. 패널유지기간 평가를 위하여 Taylor 식을 이용하고, Pert 분포를 개념적으로 변형하여 적용하였다. 주요 입력자료는 Pert 분포에 의하여 결정하고 Monte Carlo 시뮬레이션을 실시하여 확률분포에 대한 패널의 유지기간을 평가하였다. 그 결과 패널폭 18-25 m일 경우 최소 6.5일에서 최대 20.6일 까지 패널의 자립이 가능한 것으로 분석되었다. 신뢰수준 90%에서 무지보 유지기간은 8.2-15.6일 정도로 분석되었다. 이러한 짧은 패널의 유지기간은 패널채광이 불가능하기 때문에 패널의 유지를 위하여 강지보를 계획하였다. 그 결과 광산별 3년 이내의 채광계획으로 패널유지를 위한 강지보를 적용하면, 90% 신뢰수준 내에서 패널의 유지가 가능한 것으로 분석되었다. The OO mines have been tried in various ways to perform secondary and tertiary mining in fragile rock properties. For such mining, the panels should be maintained while the mining compartments are divided and paneled. In this study, the mining gate between the panels was maintained by a steel beam and the panel life time was probabilistic evaluated. We used Taylor"s formula for panel life time and modified the Pert distribution conceptually. The main input data were determined by the Pert distribution, and Monte Carlo simulation was performed to evaluate the panel life time for the probability distribution. As a result, it was analyzed that the panels could be stand-up time from a minimum of 6.5 days to a maximum of 20.6 days when the panel width was 18 to 25 m. At the confidence level of 90%, the panel life time was analyzed as 8.2-15.6 days. The short panel life time is not possible with the panel mining. Therefore, it was planned to construct a steel beam for panel maintenance. As result, it was analyzed that steel beam for panel maintenance with mining plan of less than 3 years according to mine could maintain panel within 90% confidence level.
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가행광산 채광방식과 현황에 따른 지반침하 가능성과 대책
장명환(Myoung Hwan Jang),이상은(Sang-eun Lee) 한국암반공학회 2017 터널과지하공간 Vol.27 No.6
가행광산 지반침하 실태조사를 통하여 현 채광방법에 따른 지반침하 가능성과 대책을 분석하였다. 금속광산은 대부분 휴·폐광 상태로서 싱크홀의 침하양상을 나타내고 있다. 석탄광은 점점 더 심부화 되어가고 있으며, 기존 채광지역에서 트러프형의 침하양상을 보였다. 비금속 광산은 대규격 광산개발 이력이 30년 이내로서 크고 작은 지반변형의 문제가 조사되었다. 채광 또한 기술적 방법보다 경험적인 방법에 더 의존함으로써 시간 의존성에 따른 지반침하 가능성이 상존하였다. 따라서 비금속 광산 위주의 체계적인 개발방법과 지반침하 방지에 대한 다양한 연구가 수행 되어야 할 것으로 본다. In this paper, we investigated the subsidence possibility and countermeasures according to the current mining method through investigation of the subsidence condition in operation mine. Most of the metal mine were broken, investigating to subsidence pattern of the Sink-hole. Coal mines are becoming more and more deep, investigating to Trough type subsidence patterns in existing mining areas. History of nonmetallic mines have not been developed for over 30 years, but large and small ground deformation problems have been investigated. Mining also has ground subsidence functionality due to time dependence by relying more heavily on empirical methods than technical methods. Therefore, it is necessary to carry out the various researches on systematic development method and prevention of subsidence of nonmetallic mines.
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