벤치발파 (계단발파)

1) 계단발파의 시작

: 보통 계단 발파는 자유면에 수직이나 그에 가까운 천공을 해서 발파하는 것으로  이해하고 있다. 
   그러나 경우에 따라서는 자유면이 없어서, 계단 발파를 위한 준비가 필요하다. 이 경우에는 팬 커트를 하는 것이 좋다.   저항선은 천공의 기저부분에 있는 장약 밀도를 고려하여 계산되어야 한다는 것을  주목하자. 팬커트(부채꼴 심발)은 비석위험이 있으므로, 특히 발파공 지름이 40mm보다 큰 천공경을 천공할 때에는 주의가 필요하다.

2) 목적
      : 2 자유면 발파로써 석회석 채굴이나 노천에서 다량의 채석, 채광을 목적으로 한다.

3) 장점
         - 평지에서 작업이 가능하고 낙석, 붕괴등의 위험이 없고 안전하다.
         - 작업이 단순화되며 또한 발파계획도 단일화하여 설계한 대로 실시된다.
         - 계획적 채굴이 됨으로써 다량채석이 적당하고 생산량을 확보할 수 있다.
         - 암층에 변화가 있더라도 선별하여 채굴할 수 있으므로 품질 관리상 유리하다.
         - 각종 고성능의 대형기계류 도입이 가능하므로 경제적이다.
         - 다른 발파법에 비해서 비교적 옥석의 발생이 적다.
         - 장공 발파를 위해 저비중의 ANFO등 값싼 폭약이 사용된다.

4) 단점
        - 계단 조성을 위해 광범위하게 벌채, 절토, 진입로 등의 준비공사가 많고, 기계매입등의 초기투자가 크다.
        - 다른 노천채굴법에 비교해서 개발공사 기간이 길다. 

5) 장약량 산출 기본식 
        - L = CW2H  or  L = CWSH 
             (C:발파계수   W:저항도   S:공간격    H:계단높이)

 ※발파계수 (C)※ 

	Emulite	ANFO
연암의 경우	0.1～0.2	0.2～0.3
중경암의 경우	0.2～0.3	0.3～0.4
경암의 경우	0.3～0.4	0.4 이상

 

6) 천공 간격
     : 최소 저항선이 적절하다면 천공간격 S = 1.2 w 로 하는 이론적 계산이 있지만 S = 0.8～1.0 w 가 일반적이고, 현장에서 가장 많이 채용하고 있는 것은 S = 1.0 W 이다  천공간격을 좁게 하면 공과 공 사이가 깨끗하게 잘리고 크게 하면 공과 공사이의 오목, 볼록이 크게 된다.

7) 천공 각도
    - 일반적으로는 경사각도는 60～70。로 한다.
    - 천공각도를 두게 되면 파쇄 효과로 약간 좋게 되고. 뿌리의 절단효과가 좋아지며 채굴장에 경사가 만들어져
      붕괴의 위험이 적어진다. 또한 백브레이크가 방지되어 다음 번의 발파를 용이하게 한다는 효과가 있다.

8) 천공경
     : 천공경을 크게 하면 최소 저항선을 크게 할 수 있으므로 채석 입도는 약간 크게 되지만 채석량은 그만큼 증대한다. 그러나 천공경을 크게 하면 천공속도가 떨어지므로 적당한 직경으로 하여야 한다. 천공경과 약경의 간격이 적어지면 공내부가 거칠 경우 장전하기에 곤란할 수가 있지만 너무 차가 생기게 되면 channel effect를 일으킬 수 있으므로 사용할 폭약의 약포경에 맞추어 결정해야 한다  일반적으로 천공경은 약포경에 20～25%를 더한 것이 가장 좋다.

9) 천공길이
    - 수직공의 경우   l = H + 0.3 W
    - 경사공의 경우   l = (H + 0.3 W)/sinθ  

10) 천공방법 
     - 뿌리박기를 잘하기 위해서 Sub-drilling 또는 Toe hole식으로 천공한다.
         : Sub-drilling  : 바닥면 보다 약간 깊게 (0.3～0.2 fw) 천공한다.
         : Toe hole : 막장을 향해서 수평 혹은 약간 하부 (5 -10。)로 천공한다.

11) 메지물과 Tamping 길이
     - 메지에는 암분, 혼합흙, 모래등이 사용된다.
     - 메지의 길이는 보통 비석과 발파 효과를 좋게 하기 위해 최소저항선과 동일하게 하는 수가 많다. 
       메지 길이를 길게 하면 상부의 파쇄 입도가 크게 되고, 짧게 하면 비석의 원인이 된다.

12) 기폭위치 :
         - 동종의 폭약을 사용하는 경우와 ANFO 폭약 사용시   : 정기폭
         - 뿌리 절단을 잘할 목적일 때   : 역기폭
         - 분산 장약의 경우   : 각 장약 마다 기폭장치를 둔다

13) 계단식 발파 점화 패턴
     - 발파공들 사이 또는 열들 사이의 연시초시는 후속되는 열들을 발파시키기 위한 자유면 형성에 충분한
       시간이어야 한다.
    - 열간의 지연 시간은 10ms/m (경암) ～30 ms/s (연암) 이며 일반적으로 저항선 거리당 HMS가 가장 적절한 시
       간이다. 이 연시초시는 비석을 조절하고 암석을 잘 파쇄시키는데 중요한 역할을 한다. 또한 연시 초시는 다음
       열들이 잘 파쇄되고 적당한 거리를 이동되기에 충분한 시간은 먼저 점화된 저항선에서 얻어진다.
       만약 열들간에 연시초시가 너무 짧으면 뒷 열에 있는 암석은 수평적 이동대신 윗 방향으로 올라가는 경향이
       있다.   다른 한편으로는 연시초시가 너무 길면 비석의 위험, 폭음 및 대괴 발생의 원인이 된다.