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지반 침하 사전예측 및 경보를 위한 통합계측 관리시스템에 관한 연구
김중열,김태혁,김유성,권성일,권형일,김지현,강신원,장항석,권현호 한국자원공학회 2012 한국자원공학회지 Vol.49 No.6
There are many cases of ground subsidence in abandoned mine area which is usaully hard to predict. It can cause hugh damage in properties and threaten human lives. Therefore, precautionary monitoring and prediction system for ground subsidence is of great necessity. Current measurement for ground subsidence is now imposed at the flimsy ground of exhausted mine and deployed. But analyzed data from manual measurement are only effective at corresponded measurement area. So it is hard to measure the data for real-time. Also, there is no situation spread system which gathered the measurement information from many areas at now. In this study, based on the pilot study and measurement example, we identified the problems of current measurement management system and constructed the automatic measurement management system. Using the system, we could perform the situation spread and provide the quantitative data by information system. 폐광에 따른 지반침하는 대게의 경우 예측하기 어려우며, 광산지역 지반침하 사례는 국내외에서 흔히 찾아볼 수 있다. 이로 인한 피해는 인사사고 및 재산에 큰 손실을 초래함에 따라 사전에 지반침하를 예측하기위한 계측시스템의 도입이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 현재 지반침하 계측시스템은 침하 우려가 높은 폐광산지역에 도입되어 계측관리가 이루어지고 있다. 기존의 계측관리는 대부분 수동계측으로 이루어지고 있지만, 계측분석결과가 해당 계측에 대해서만 유효한 정보를 가지므로 실시간 계측정보 획득에 대한 문제점이 있다. 또한 여러 지역에 분포된 계측정보를 종합하여 상황전파를 할 수 있는 체계가 갖춰지지 못한 실정으로 본 연구에서는 선행연구를 병행하여 연약지반에 적용된 계측 사례를 통해 현 계측관리의 문제점을 파악하고 이를 보완할 수 있는 자동계측 시스템을 적용한 통합계측관리시스템을 구축하여 신속한 상황전파가 이루어지는 동시에 정량적 수치자료를 제공하는 일련의 정보화 시스템에 관한 연구를 진행하였다.
광물찌꺼기 적치장 차폐공법 성능평가를 위한 현장 파일럿 실험기법 연구
김중열,김유성,정명채,김영규,박관인,이진수,권현호 한국자원공학회 2011 한국자원공학회지 Vol.48 No.5
This paper suggests experimental techniques of a pilot-scale field demonstration for the performance assessment of alternative landfill covers of mine tailing dams. For quantitative demonstration of landfill covers, pilot-scale landfill covers were constructed in the same manner of field construction, precipitation, moisture and temperature in the landfill cover, percolation of each layer were measured and artificial rainfall experiments were performed. Especially, the limitation of precipitation of each landfill cover which can prevent from water percolation can be estimated through artificial rain fall experiments. The vertical temperature change in the landfill cover provides the information of seepage. Therefore this study can be applied for landfill cover demonstration for mine tailing dams and waste disposal sites. 이 연구에서는 기존 광물찌꺼기 적치장의 차폐공법을 대체할 수 있는 새로운 차폐재 및 차폐공법을 개발하는 데 필요한 현장 파일럿 규모의 성능평가 기법에 대해 서술하고 있다. 현장 파일럿 실험장은 현장 시공방법과 동일한 방법으로 구축하고 강우량, 차폐구조 내의 온도 및 습도, 층별 침출량 등을 계측하였으며, 강우재현 실험을 통해 각 차폐공법의 성능을 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 제시하였다. 특히 강우재현 실험에서는 각 차폐공법별로 차폐능력을 발휘할 수 있는 한계 강우량을 판단할 수 있었으며, 차폐구조 내의 수직적인 온도변화는 물의 유동을 파악할 수 있는 중요한 정보를 제공하였다. 따라서 이러한 현장 파일럿 실험은 향후 광물찌꺼기 적치장은 물론 폐기물 적치장의 차폐공법 성능평가에 활용될 것이 기대된다.
지반침하 진행 예측을 위한 미소진동 모니터링 및 분석 시스템 개발
김중열,김태혁,김유성,권성일,권형일,김지현,강신원,장항석,권현호 한국자원공학회 2011 한국자원공학회지 Vol.48 No.6
본 연구에서는 광산지역의 채굴적 및 갱도에 의한 지반거동 이전의 미소진동을 사전에 감지하여 지반침하 진행을 예측하는 데 활용될 수 있는 미소진동 모니터링 시스템을 개발하였다. 다양한 연구결과에 의하면 지반 거동이나 파괴가 발생되기 이전에는 미소 절리나 파쇄대에서 발생되는 미소진동 횟수가 급격히 증가하는 경향을 보이고 있음이 확인된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 미소진동 계측기에 비해 다이내믹 레인지가 넓은 델타 시그마 변환 방식의 아날로그-디지털 변환기를 각 미소진동 센서마다 적용하는 고성능 시스템을 개발하였다. 또한, 미소진동 계측에 대한 실시간 모니터링 및 자료 수집을 위한 계측제어 프로그램과 수집된 자료에 대한 주파수 분석, 미소진동 입자움직임을 확인하기 위한 3 차원 호도그램(hodogram), 미소진동의 규모 및 진원지를 규명할 수 있는 분석 프로그램을 사용자가 손쉽게 활용할 수 있도록 개발하였다. In this study, we developed a microseismic monitoring system to predict ground subsidence procedure by detecting microseismic events before ground movement, rock failure, roof fall and so on at cavities or pits of mines. From many study results, it was found that the microseismic Event Release Rate(ERR) of micro fractures increases rapidly before failure. Therefore, we applied an analog-digital(AD) converter of delta-sigma conversion type to each microseismic sensor in order to have wider dynamic range than the existing monitoring system. And we also developed the measurement program which can measure and store the microseismic events in real-time monitoring, and Graphic User Interface (GUI) analysis program which can analyze the frequency content, 3-D hodogram to detect particle motion, the magnitude and epicenter of microseismic events.