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KR20250010853A - 파암용 와이어 카트리지 및 이를 이용한 펄스 파워 파암 시스템 - Google Patents

파암용 와이어 카트리지 및 이를 이용한 펄스 파워 파암 시스템 Download PDF

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KR20250010853A
KR20250010853A KR1020230090990A KR20230090990A KR20250010853A KR 20250010853 A KR20250010853 A KR 20250010853A KR 1020230090990 A KR1020230090990 A KR 1020230090990A KR 20230090990 A KR20230090990 A KR 20230090990A KR 20250010853 A KR20250010853 A KR 20250010853A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wire
pulse
generating unit
blasting
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
KR1020230090990A
Other languages
English (en)
Inventor
김철영
최길환
이희성
Original Assignee
(주)썬앤씨
(주) 피디티건설
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)썬앤씨, (주) 피디티건설 filed Critical (주)썬앤씨
Priority to KR1020230090990A priority Critical patent/KR20250010853A/ko
Publication of KR20250010853A publication Critical patent/KR20250010853A/ko
Pending legal-status Critical Current

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    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42DBLASTING
    • F42D1/00Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/04Arrangements for ignition
    • F42D1/045Arrangements for electric ignition
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Abstract

본 발명은 펄스 파워를 이용한 파암 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 펄스 파워 파암시스템은, 고전압 펄스를 생성하는 펄스발생유닛과 와이어 카트리지를 구비한다.
와이어 카트리지는 펄스발생유닛에 연결되며 파괴하고자 하는 암석의 발파공에 삽입되는 것으로서 내부에 밀폐된 수용부가 형성되어 있는 하우징, 펄스발생유닛의 커패시터의 (+)단자와 연결되며, 하우징의 수용부에 설치되며 봉 형태로 길게 형성되고 절연체로 감싸져 있는 양전극, 커패시터의 (-)단자와 연결되는 음전극, 양전극과 음전극 사이를 전기적으로 연결하며 하우징 내부에 설치되며 대전류가 인가시 기화되어 압력파를 발생시키는 금속 와이어 및 수용부 내에 채워지며 는 충진액을 포함하는 것에 특징이 있다.

Description

파암용 와이어 카트리지 및 이를 이용한 펄스 파워 파암 시스템{POWER IMPACT CATRDIDGE AND PULSE POWER SYSTEM FOR BLASTING ROCK}
본 발명은 터널 굴착, 사면 절개 등 토목 시공이나 채석 공정에서 암석에 충격을 주어 파괴하는 파암 장치에 관한 것으로서, 특히 전기에너지를 이용하여 충격파를 생성하여 암석을 파괴하는 장치 및 이에 사용되는 카트리지에 관한 것이다.
터널 굴착이나 채석 공정에서는 주로 화약 발파를 통해 암석을 깨뜨린다. 화약 발파는 소음, 진동, 비산석 등 문제가 있지만, 암석을 깨는 측면에서만 보면 가장 효과적이고 경제적이라는 이점이 있다. 그러나 이러한 이점에도 불구하고, 도로나 철도 등 기존 구조물의 하부를 통과하는 터널을 굴착하는 경우에는 발파로 인한 기존 구조물의 안전성에 영향을 줄 수 있는 바 화약 발파를 적용할 수 없다. 또한 도심지 영역의 지하 공간을 굴착하는 경우에도 안전성의 문제와 함께, 진동, 소음 으로 인한 민원으로 인해 발파 공법을 적용하기 곤란하다.
발파가 곤란한 지역에서는 드릴을 이용하여 사람이 직접 암석을 깨거나, 와이어쏘를 이용한 암석 절개를 이용하거나, 테르밋 반응을 이용한 파암이 시도되기도 하였다. 그러나 드릴이나 와이어쏘를 이용하는 경우 굴착 진행이 더뎌서 공기가 늘어나는 문제가 있다. 또한 테르밋 반응은 금속산화물과 알루미늄 분말 사이의 반응에 의해 고온의 열이 발생하는데 주로 용접에 사용되며, 암석을 깨는데 사용하기에는 반응을 안정적으로 콘트롤하는데 한계가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기에너지인 펄스 파워를 이용하여 저진동, 저소음으로 효과적인 파암이 가능한 파암시스템 및 이에 사용되는 와이어 카트리지를 제공하는데 목적이 있다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파암용 와이어 카트리지는, 고전압 대전류를 인가하는 펄스발생유닛에 연결되며 파괴하고자 하는 암석의 발파공에 삽입되는 것으로서, 내부에 밀폐된 수용부가 형성되어 있는 하우징; 펄스발생유닛의 커패시터의 (+)단자와 연결되며, 상기 하우징의 수용부에 설치되며 봉 형태로 길게 형성되고, 절연체로 감싸져 있는 양전극; 커패시터의 (-)단자와 연결되는 음전극; 상기 양전극과 음전극 사이를 전기적으로 연결하며 상기 하우징 내부에 설치되며 대전류가 인가시 기화되는 금속 와이어; 및 상기 수용부 내에 채워지는 물;을 포함하는 것에 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 금속 와이어는 상기 양전극의 절연된 외주면에 나선 형태로 감겨져서 원하는 길이를 확보하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 예에서, 상기 하우징은 상기 펄스발생유닛으로부터 연결된 전선이 삽입되며 상기 양전극과 음전극이 고정되는 베이스부와, 상기 베이스부와 함께 상기 수용부를 형성하도록 상기 베이스부에 결합되는 캡부로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 예에서 상기 하우징 내부에 수용된 물은 탄산 이온이 포함된 탄산수인 것이 바람직하다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펄스 파워 파암시스템은, 고전압 펄스를 생성하는 펄스발생유닛; 및 상기 펄스발생유닛과 각각 도선에 의하여 연결되는 양전극 및 음전극, 금속 소재로 이루어지며 상기 양전극과 음전극 사이를 연결하며 상기 펄스발생유닛에서 생성된 펄스가 인가되면 기화하여 압력파를 발생시키는 와이어 카트리지;를 구비하는 것에 특징이 있다.
상기 펄스발생유닛은 전원부로부터 전원을 인가받아 커패시터에 충전하며, 충전 완료 후 상기 커패시터는 짧은 시간에 대전류를 상기 와이어 카트리지에 인가하는 것을 특징으로 하는 펄스 파워 파암시스템.
본 발명과 같이 전기에너지와 와이어 카트리지를 이용한 발파는 화약 발파에 비하여 저진동, 저소음이므로 사람과 시설이 밀집되어 있는 도심지역에 적용하기 적합하다. 또한 발파 영역 주변에 진동에 취약한 시설물이 설치된 경우에도 적용이 가능하다는 이점이 있다. 또한 화약발파는 불발 화약 등에 대한 안전 사고의 위험이 있지만 본 발명에 따른 발파는 전기에너지를 이용한 것이므로 발파 안전 사고의 위험이 줄어든다는 이점이 있다.
또한 기존에 화약 발파가 적용되기 어려운 영역에서 사람이 드릴을 이용해서 진행하던 인력굴착이나, 유압파쇄기를 이용한 파쇄굴착 등에 비하여 굴진 속도가 더 빠르다는 장점이 있다.
즉 본 발명은 화약발파를 적용하기 어려운 영역에서 저진동, 저소음 조건으로 가장 빠르게 터널을 굴착할 수 있으며, 안전 사고의 위험을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 파암용 와이어 카트리지의 개략적 분리 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 와이어 카트리지가 결합된 상태의 개략적 단면도이다.
도 3은 펄스발생유닛의 전압에 따른 방전시간과 압력 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 펄스 파워 파암시스템을 이용한 터널굴착방법의 개략적 흐름도이다.
도 5는 터널굴착방법이 적용되는 영역을 나타낸 것이다.
도 6은 발파공 레이아웃을 설명하기 위한 것이다.
* 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 터널 굴착용 파암에 사용되는 것이다. 다만, 본 발명이 터널 굴착 과정에서 암석을 파괴하는 것에 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 채석장, 사면 절개 등 암석을 부수는 공정에 모두 적용될 수 있다. 더 나아가 암석이 아니어도 압력파를 발생시켜 충격을 가하는 기술분야에 모두 적용될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 예에 따른 펄스 파워 파암시스템과, 여기에 사용되는 와이어 카트리지에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 파암용 와이어 카트리지의 개략적 분리 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 와이어 카트리지가 결합된 상태의 개략적 단면도이다.
파암용 와이어 카트리지는 암석 내에 드릴링을 통해 천공한 장약공에 삽입되며 후술할 펄스발생유닛에 전기적으로 연결된다.
와이어 카트리지(100)는 하우징(10), 양전극(20), 음전극(30) 및 충진액(40)을 포함하여 이루어진다.
하우징(10)은 긴 봉 형상으로 베이스부(11)와 캡부(12)로 이루어진다. 베이스부(11)에는 후술할 양전극(20)과 음전극(30)이 고정되게 설치된다. 베이스부(11)의 외주면에는 나사산이 형성되어 캡부(12)의 내주면에 형성된 나사산에 나사체결된다. 캡부(12)의 내측은 비어 있으므로, 캡부(12)가 베이스부(11)에 결합되면 내부에 밀폐된 공간인 수용부(13)가 형성된다.
수용부(13)에는 충진액(w)이 채워진다. 충진액으로는 물을 사용할 수도 있지만, 물 이외에 다른 첨가물이 녹아 있는 경우 카트리지의 폭발력이 더 크게 발현될 수 있는 바, 본 예에서는 탄산 이온이 녹아 있는 탄산수를 충진액으로 사용한다.
양전극(20)은 펄스발생유닛(미도시)의 (+)단자와 연결된 도선으로 베이스부(11)로 삽입되어 수용부(13)에 배치된다. 중공 구조로 내부가 비어 있는 봉 형상의 절연체(25) 내부에 양전극(20)이 삽입되어 주변과 절연된다.
음전극(30)은 펄스발생유닛(미도시)의 (-)단자와 연결된 도선으로 말단부가 베이스부(11)에 삽입설치된다.
양전극(20)과 음전극(30)은 와이어(40)에 의하여 전기적으로 연결된다. 양전극과 음전극이 굵은 동선을 사용한다면, 본 예에서 와이어는 0.2mm 직경의 얇은 구리에 은을 도금한 것을 사용한다. 와이어(40)는 절연체(25)의 외주면에 나선형으로 감겨져서 절연체의 길이보다 더 긴 길이를 확보할 수 있다. 즉 본 예에서 와이어는 대략 60cm 길이로 형성되는 것이 바람직한데, 절연체(25)의 길이는 10cm 정도로 짧게 형성되기 때문에 와이어를 나선형으로 감는다. 다만 와이어의 물리적 스펙은 폭발력을 최대화할 수 있도록 펄스발생유닛의 전기적 스펙과 연동되어야 한다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.
상기한 구성의 와이어 카트리지(100)는 펄스발생유닛에 전기적으로 연결되어 매우 짧은 시간 동안 고전압 펄스를 인가받고 압력파를 형성함으로써 암석을 파괴하게 된다.
이하 펄스발생유닛에 대하여 설명한다.
펄스발생유닛은 전원을 일정 시간 동안 입력받아 전기에너지 형태로 충전하는 커패시터를 구비한다. 본 예에서 캐패시터는 단독으로 사용하거나 복수의 캐패시터가 연결된 캐패시터 뱅크의 형태로 구현될 수 있다. 커패시터의 용량은 펄스발생유닛에서 출력해야 하는 에너지의 크기에 따라 결정된다. 본 예에서 커패시터는 400μF 용량 커패시터 하나를 단독으로 사용하거나, 복수 개 연결하여 400μF의 배수의 용량으로 형성할 수도 있다. 전압은 8~20kv 범위를 사용한다. 전압이 이보다 낮으면 파암에 이르는 압력파를 발생시키기 어려우며, 20kv를 초과한다고 해도 파암력 자체에는 영향이 없기 때문에 위 범위 내에서 전압이 결정된다.
커패시터의 (+)단자와 (-)단자는 각각 와이어 카트리지의 양전극(20) 및 음전극(30)에 접속된다. 충전스위치와 교대로 on/off 되는 방전스위치가 켜지면 커패시터에 충전된 전기에너지가 수십 ~ 수백μs의 매우 짧은 시간 내에 와이어 카트리지에 송전된다. 또한 펄스발생유닛은 커패시터와 병렬연결되는 덤프부를 더 구비할 수 있다. 덤프부는 덤프릴레이와 덤프저항으로 이루어지는데, 커패시터에서 카트리지로 송전 후 커패시터에 잔류하는 전하를 덤프 방전시킨다.
본 연구진은 실험을 통해 400μF 용량의 커패시터를 사용하고, 충전전압을 15kV로 하는 조건 설정한 상태에서 와이어는 0.2mm 직경으로 60cm 정도로 할 때 폭발력을 최대로 발현할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 커패시터의 용량을 두 배로 늘리는 경우 동일한 두께의 와이어 길이를 2배로 늘려서 폭발력을 증대시킬 수 있으며, 또는 60cm 길이의 와이어를 가지는 와이어 카트리지 2개를 연결하여 사용할 수 있다. 즉 커패시터의 용량이 결정되면 와이어의 길이(정확하게는 총 부피)를 위 기준에 따라 비례적으로 증감할 수 있다. 앞에서 카트리지의 길이가 짧더라도 와이어를 나선형으로 감아서 길이를 확보한 것은 위의 조건을 만족시키기 위함이다.
펄스발생유닛은 기존에도 널리 사용되는 장치이므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기한 구성의 펄스발생유닛의 커패시터에서 충전된 고전압 전기에너지는 매우 빠른 시간 내에 카트리지의 와이어에 송전되면서 폭발력을 발생시켜 암석을 부수게 되는데, 이 과정에 대하여 설명하기로 한다.
펄스 파워가 순간적으로 와이어에 인가되면 줄(Joule) 가열에 의한 와이어의 온도가 상승되면서 금속 와이어가 용융되기 시작한다. 용융이 시작되면 와이어는 액체 상태로 팽창한다. 용융상태의 고온 금속과 충진액 사이의 급속한 열교환이 일어나기 시작하여 저비점액체인 충진액의 증발이 일어난다. 계속해서 와이어의 온도가 더욱 상승되면 비점에서 액체 금속이 기체로 기화된 후 아크발생을 거쳐 파괴된다. 위의 과정에서 금속 와이어의 급격한 상변화와, 충진액과의 열교환 과정에서 충진액(물, 탄산수)에서는 기포가 발생하고 기포는 팽창과 수축을 반복하면서 매우 강한 압력파를 발생시킨다. 충전 전압에 따라 발생되는 압력을 실험한 결과를 도 3의 그래프에 나타내었다. 그래프를 참고하면 충전 전압이 클수록 압력이 커지고, 커패시터에서 와이어에 송전하는 시간이 대략 50~250μs에서 가장 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 커패시터에 고전압 전기에너지를 저장한 후 매우 짧은 시간 내에 펄스 파워 형태로 대전류를 금속 와이어에 인가한다. 금속 와이어는 융해 및 기화되면서 충진액과의 열교환을 통해 압력파를 형성함으로써 암석에 충격을 가하게 된다.
본 발명은 전기에너지를 이용한다는 점에서 기존의 플라즈마를 이용한 파암 기술과 유사한 점이 있지만, 기술적 원리에 있어서는 차이가 있다. 즉 기존의 플라즈마 파암 기술에서는 카트리지 내부에 테르밋 반응을 일으키는 금속 산화물을 충진해 놓고 펄스 파워를 이용해 테르밋반응을 일으키는 트리거로 사용한 것이다. 즉 암석을 파괴하는 것은 알루미늄 및 금속산화물의 테르밋반응에 의한 것이다. 본 발명에서는 금속 와이어가 기화되면서, 주변 충진액(물 또는 탄산수)에서 기포가 발생되면서 생기는 압력파가 암석을 파괴하는 힘을 발생시키는 것에 반하여. 플라즈마 파암 기술은 테르밋 반응에 의한 것이라는 점에서 차이가 있다. 기존에 플라즈마 기술을 이용한 것은 테르밋 반응을 일으키기 위한 반응온도까지 열을 발생시킬 목적으로 사용되므로 차이가 있다. 또한 다른 화약류의 기폭제로 플라즈마 기술을 사용되기도 했는데, 이 역시 본 발명과는 다르다.
또한 기존의 펄스 파워를 이용한 기술에는 양전극과 음전극 사이가 서로 이격된 상태, 즉 갭이 형성된 상태로 절연된 경우가 대부분이다. 펄스가 인가되어 대전류가 방전되면 양전극과 음전극 사이의 갭에서 절연파괴가 일어나면서 플라즈마가 발생된다. 그러나 본 발명에서는 음전극과 양전극 사이에 갭이 없고 와이어에 의하여 전기적으로 연결되어 있다는 점에서 구성상의 차이가 있다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 펄스 파워 파암시스템을 이용한 터널굴착방법에 대하여 도면을 참고하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 펄스 파워 파암시스템을 이용한 터널굴착방법의 개략적 흐름도이며, 도 5는 터널굴착방법이 적용되는 영역을 나타낸 것이다.
펄스 파워 파암시스템을 이용한 터널굴착방법은 터널 대상 지역의 주변 영역, 특히 상부 영역에 기존 시설물이 설치된 경우에 적용된다. 즉 도 5에 도시된 바와 같이 철도나 고속도로의 하부를 지나가는 터널을 굴착한다거나, 기존 터널보다 더 깊은 곳에 새로운 터널을 굴착하는 경우에 본 발명을 적용할 수 있다.
본 발명에서는 먼저 터널 막장면에 대하여 발파 설계를 수행한다. 발파 설계는 화약 발파 설계 기술을 차용할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 화약발파에서는 화약을 장약할 발파공에 대한 배치를 결정한다. 심발공은 심빼기를 위한 것이다. 즉 최초 터널 막장면에서는 자유면이 굴착면 하나이므로 발파 효율이 저하된다. 이에 굴착 단면의 중앙부 일부만 먼저 발파하여 굴착방향으로 자유면을 형성하게 된다. 이후 확대공, 바닥공, 외곽공(counter hole)에 대한 발파를 수행한다. 발파 효율을 향상시키기 위하여 굴착 단면에서 순착적으로 발파가 일어나는 다단 발파를 수행한다.
본 발명에서도 화약 발파와 마찬가지로 와이어 카트리지가 설치될 카트리지 발파공에 대한 설계를 수행한다. 카트리지 발공의 레이아웃과, 각 설치공의 심도를 결정한다. 설계가 끝나면 발파공을 천공한다. 그리고 각 카트리지별로 발현해야 하는 힘의 크기를 계산한다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 400μF 용량의 커패시터를 단독으로 사용하거나, 이들을 상호 연결하여 800μF, 1200μF으로 용량을 설정한다. 그리고 400μF 용량, 15kv 전압으로 커패시터를 충전한 조건에서, 0.2mm 두께, 60cm 길이로 와이어를 설치하면 발파력이 가장 크다는 것을 확인하였다. 위 조건을 이용하여 카트리지 설치공(발파공)에서 와이어의 스펙을 결정한다. 즉 와이어가 30cm 정도만 있어도 해당 설치공에서 필요한 에너지가 모두 충족되는 경우라면, 30cm 와이어 카트리지를 2개 마련하여 400μF 용량, 15kv 전압의 커패시터에 연결하여 2개의 발파공을 커버할 수 있다. 물론 800μF 용량, 15kv 전압의 커패시터에 30cm 와이어 카트리지를 4개 연결하여, 4개의 발파공에 각각 설치할 수도 있을 것이다.
펄스발생유닛과 같은 기계장치는 발파 조건에 맞게 물리적 스펙을 쉽게 바꾸기 어렵다. 따라서 본 발명과 같이 정해진 용량으로 장치를 구성하고 최적의 발파 에너지를 발현할 수 있는 최적 기준을 미리 설계한 후, 최적 기준을 따라 펄스발생유닛에 복수의 카트리지를 연결하는 방식을 사용하는 것이 바람직하다.
상기한 방법으로 카트리지가 설치될 발파공과, 각 발파공에 설치될 와이어 카트리지를 설계한다. 그리고 와이어 카트리지를 발파공에 설치하고, 발파공을 전색한 후 최종적으로 발파를 수행한다.
다단 발파를 수행하는 경우, 복수의 펄스발생유닛을 마련하고, 각 펄스발생유닛에는 각각 하나 또는 복수의 카트리지를 연결하여 발파공에 설치한다. 하나의 펄스발생유닛에서는 동시에 발파되는 카트리지가 연결되는 것이 바람직하다. 즉 다단발파시에는 막장면을 구획하고 각 구역별로 순차적으로 발파가 진행된다. 이에 하나의 펄스발생유닛에 연결된 카트리지들은 동일한 구역 내에 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 각 펄스발생유닛마다 전류를 인가하는 순서와 시간 인터벌을 설정한다. 최종적으로 복수의 펄스발생유닛을 순차적으로 작동시켜 다단 발파를 수행하 수 있다.
본 발명과 같이 전기에너지와 와이어 카트리지를 이용한 발파는 화약 발파에 비하여 저진동, 저소음이므로 사람과 시설이 밀집되어 있는 도심지역에 적용하기 적합하다. 또한 발파 영역 주변에 진동에 취약한 시설물이 설치된 경우에도 적용이 가능하다는 이점이 있다. 또한 화약발파는 불발 화약 등에 대한 안전 사고의 위험이 있지만 본 발명에 따른 발파는 전기에너지를 이용한 것이므로 발파 안전 사고의 위험이 줄어든다는 이점이 있다.
또한 기존에 화약 발파가 적용되기 어려운 영역에서 사람이 드릴을 이용해서 진행하던 인력굴착이나, 유압파쇄기를 이용한 파쇄굴착 등에 비하여 굴진 속도가 더 빠르다는 장점이 있다.
즉 본 발명은 화약발파를 적용하기 어려운 영역에서 저진동, 저소음 조건으로 가장 빠르게 터널을 굴착할 수 있으며, 안전 사고의 위험을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
100 ... 와이어 카트리지
10 ... 하우징, 11 ... 베이스부,
12 ... 캡부, 20 ... 양전극
25 ... 절연체, 30 ... 음전극
40 ... 와이어 카트리지 w ... 충진액

Claims (6)

  1. 고전압 대전류를 인가하는 펄스발생유닛에 연결되며 파괴하고자 하는 암석의 발파공에 삽입되는 것으로서,
    내부에 밀폐된 수용부가 형성되어 있는 하우징;
    펄스발생유닛의 커패시터의 (+)단자와 연결되며, 상기 하우징의 수용부에 설치되며 봉 형태로 길게 형성되고, 절연체로 감싸져 있는 양전극;
    커패시터의 (-)단자와 연결되는 음전극;
    상기 양전극과 음전극 사이를 전기적으로 연결하며 상기 하우징 내부에 설치되며 대전류가 인가시 기화되어 압력파를 발생시키는 금속 와이어; 및
    상기 수용부 내에 채워지며 는 충진액;을 포함하는 것을 특징으로 하는 파암용 와이어 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 와이어는 상기 양전극의 절연된 외주면에 나선 형태로 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 파암용 와이어 카트리지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 펄스발생유닛으로부터 연결된 전선이 삽입되며 상기 양전극과 음전극이 고정되는 베이스부와,
    상기 베이스부와 함께 상기 수용부를 형성하도록 상기 베이스부에 결합되는 캡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 파암용 와이어 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내부에 수용된 충진액은 탄산 이온이 포함된 탄산수인 것을 특징으로 하는 파암용 와이어 카트리지.
  5. 고전압 펄스를 생성하는 펄스발생유닛; 및
    청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 와이어 카트리지;를 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스 파워 파암시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 펄스발생유닛은 전원부로부터 전원을 인가받아 커패시터에 충전하며, 충전 완료 후 상기 커패시터는 짧은 시간에 대전류를 상기 와이어 카트리지에 인가하며,
    상기 커패시터의 용량 400μF, 충전전압 15kv을 기준으로, 상기 와이어는 2mm 직경, 길이 60cm를 사용하는 것을 특징으로 하는 펄스 파워 파암시스템.

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