일본산업뉴스요약

암석, IT로 효과적인 채굴
타이세이(大成), 댐 건설비용 경감

타이세이건설(大成建設)은 댐 건설에 필요한 암석 채굴 공사를 IT(정보기술)로 관리한다. 중장비로 굴삭 작업을 수행 시, 위성시스템 및 센서를 통해 적절한 위치를 알려주고, 땅 속의 암석이 사용 가능한 재질인가를 3차원(3D)으로 파악할 수 있다. 인력이 필요 없어 채굴 비용이 10~15% 인하될 것으로 보고, 2017년부터 제안해 나갈 계획이다.

후쿠오카(福岡) 현 나카가와(那珂川) 마을에서 완성된 고카야마(五ヶ山)댐의 채굴 공사에서 이러한 시스템이 채택되었다. 길이 556m, 높이 103m 규모의 콘크리트제 댐 건설로, 암석은 근처에서 채굴, 그 합리적인 효과를 확인할 수 있었다.

암석 채굴은 우선, 작업자가 도면을 바탕으로 폭약을 설치할 여러 구멍의 위치를 현장에 표시한다. 중장비로 10m 전후로 파고 폭파시켜 하나의 구획을 무너뜨린다. 그 후, 암석을 양ㆍ불량으로 나눠 댐의 공사 현장으로 운반한다.

-- 중장비에 내비게이션 기능, 측량 필요 없어 --
타이세이는 이러한 일련의 작업들을 효율화할 수 있는 2종류의 시스템을 개발했다. 하나는 구멍의 정확한 위치를 파악해 중장비를 유도하는 시스템이다. 사전에 도면 데이터를 입력해놓으면, GPS에 의해 조종석의 내비게이션 화면에 구멍의 위치가 표시된다. 오퍼레이터는 내비게이션의 지시에 따라 작업한다. 중장비에는 파는 깊이를 감지하는 센서와 각도를 재는 경사기가 부착되어 있어, 조작을 도와준다.

구획을 폭파한 뒤 형성된 지면은 중장비가 지나갈 길이 되기 때문에 여러 개의 폭파용 구멍의 선단 위치는 가능한 일렬로 폭파할 필요가 있다. 새로운 시스템은 중장비가 주행해야 할 길이 토사로 높게 형성되어 있어도, 구멍의 선단이 맞춰질 수 있도록 깊이를 지시할 수 있다. 또한 측량 등의 업무가 줄어들어, 2명 필요했던 작업자가 1명만으로 충분해진다.

-- 암석의 재질 파악해 3D 도면으로 --
또 다른 하나는 암석의 질을 판단하는 시스템. 중장비에 부착된 세로로 긴 암(Arm)을 땅 속에 넣고, 땅 속을 파고 들어갈 때의 에너지 강도 등으로부터, 가까이에 묻혀있는 암석이 양질인지, 불량 폐기물인지를 파악한다. 양질은 다시 2단계로 나뉘게 된다.

암을 통한 조사로, 어디에 어떤 암석이 있는지의 데이터를 획득, 3D 도면으로 양질의 암석의 분포도와 용량을 한눈에 알 수 있다.

현재 일반적으로 시행되는 작업에서는 발포 후의 암석을 이용 여부를 작업자의 육안과 망치의 두드리는 소리로 판단하고 있다. 이번 시스템에서는 이러한 작업이 필요 없게 된 것이다. 지금까지 기준에 미치지 못한 암석이 양질의 것과 섞여 있는 경우, 전체를 폐기해왔다고 한다.

발포 뒤의 양ㆍ불량을 나누는 작업 시, 사전에 어디에 어떤 품질의 재질이 매몰되어 있는지가 파악되어 있기 때문에 채굴의 효율성이 높아진다. 이러한 기술을 한 층 더 응용해, 발포 단계에서 암석의 질을 분별하는「분별 발포」도 가능해질 전망이라고 한다. 불량의 폐기물이 많은 부분만을 미리 제거한 뒤, 다시 한번 발포 작업을 한다면 양질의 암석만을 더욱 효율적으로 채굴할 수 있게 된다.

쿠로키(黑木) 댐기술 실장은「댐에 불량 재료를 사용할 위험이 줄어들고, 분류 작업 부담이 감소될 것이다」라고 말한다. 국토교통성에 따르면, 2016년 4월 시점의 댐 사업 수는 71건. 피크였던 1995년의 405건에서 완만한 감소세가 이어지고 있다. 타이세이건설은 댐의 신설뿐만 아니라, 리뉴얼 공사 등에서 제방 증축을 위한 채굴 공사가 필요한 경우도 있을 것이라고 예상하고 있다.

또한, 댐 공사 비용의 대부분을 차지하는 채굴 공정의 합리화는 수주 경쟁력으로도 이어질 수 있다고 판단, 적극적으로 새로운 기술을 제안해 나갈 계획이다.

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