잔주식 충전 채광법이 적용된 지하 광산 채굴적의 안정성 분석
Stability Analysis of Underground Mine Stope in the Post Pillar Cut-and-Fill Mining Method
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초록
본 연구에서는 충전식 채광법의 일종인 잔주식 충전 채광법(Post Pillar Cut-and-Fill Method)의 안정 성을 3차원 연속체 수치해석을 통해 분석하였다. 연구 대상은 강원특별자치도 영월군에 위치한 한 텅스 텐 광산으로, 해당 광산의 채굴 계획을 검토하고 이를 기반으로 채굴적 설계 모델을 활용하여 수치해석 모델을 제작하였다. 채굴 계획상의 굴착 및 충전 단계별로 수치해석을 수행하여 잔주식 충전 채광법의 안정성을 분석한 결과, 채굴적이 완전히 충전되는 경우 채굴적의 안정성을 확보할 수 있는 것으로 판단된다. 그러나 상부 채굴적 개발에 따라 잔주의 높이가 증가하면서 잔주의 불안정성이 증대되는 양상이 확인되었다. 이는 선행 연구에서도 유사한 결과가 도출된 바 있으며, 적정 잔주비를 유지하며 채굴적을 개발하는 것이 중요할 것으로 생각된다. 국내에서는 잔주식 충전 채광법 뿐만 아니라, 더욱 포괄적인 범 위인 충전식 채광법 또한 적용 사례와 관련 연구가 부족한 상황이므로, 국내 광산에서 이러한 채광법들 의 현장 적용성을 확보하기 위해서는 향후 국내 광산의 현장 조건과 부합하는 최적의 채굴적 설계 기술 확보와 같은 추가 연구 작업과 충전 작업 및 시설 운영 기술의 개발이 필요하다.
Abstract
This study analyzed the stability of the Post Pillar Cut-and-Fill Method, a type of cut-and-fill mining method, using three-dimensional continuum numerical analysis. The research was conducted on a tungsten mine located in Yeongwol-gun, Gangwon Province, South Korea. The mining plan of the mine was reviewed, and a numerical model was developed based on the stope design provided by the mining plan. Numerical analyses were performed for each excavation and backfilling stage to evaluate the stability of the Post Pillar Cut-and-Fill Method. The results indicate that the stability of the stopes can be ensured when the stopes are fully backfilled. However, as upper stopes are developed, an increase in the height of the post pillars leads to a reduction in their stability. Similar findings have been reported in previous studies, emphasizing the importance of maintaining an appropriate post pillar width-to -height ratio during stope development. In South Korea, not only are there no applications of the Post Pillar Cut-and-Fill Method, but there is also a lack of studies on the broader range of cut-and-fill mining methods. To secure the applicability of these mining methods in domestic mines, further research is needed to develop optimal stope design techniques tailored to domestic mining conditions. Additionally, advancements in backfilling processes and facility operation technologies will be essential for successful implementation.
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