• Technical Note

    스마트 마이닝 기술 국제 표준화 동향 분석: GMG 가이드라인을 중심으로

    Analysis of International Standardization Trends of Smart Mining Technology: Focusing on GMG Guidelines

    박세범, 최요순

    Sebeom Park, Yosoon Choi

    본 연구에서는 GMG (Global Mining Guidelines Group)에서 개발한 광업 분야 가이드라인을 중심으로 스마트 마이닝 기술 국제 표준화 동향을 분석하였다. GMG는 글로벌 광업 …

    In this study, international standardization trend of smart mining technology was analyzed focusing on the guidelines developed by GMG (Global Mining Guidelines …

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    본 연구에서는 GMG (Global Mining Guidelines Group)에서 개발한 광업 분야 가이드라인을 중심으로 스마트 마이닝 기술 국제 표준화 동향을 분석하였다. GMG는 글로벌 광업 커뮤니티를 하나로 묶는 비영리 단체이며, 광업의 안전과 혁신, 지속가능성을 제고시키기 위한 목적으로 설립되었다. 현재 GMG의 실무그룹은 인공지능, 자산관리, 자율 채광, 사이버 보안, 데이터 접근 및 사용/상호 운용성, 전기화, 광물 처리, 지하 채광, 지속가능성 실무그룹으로 구성되어 있다. 스마트 마이닝 기술과 관련한 가이드라인 개발 프로젝트는 인공지능, 자율 채광, 사이버 보안, 데이터 접근 및 사용/상호운용성, 지하 채광 실무그룹에서 진행되고 있다. 2022년 4월 현재 8종의 스마트 마이닝 관련 가이드라인은 사전 착수, 착수, 가이드라인 정의, 콘텐츠 생성, 기술 수정, 레이아웃 및 최종 검토, 투표 과정을 거쳐 출판되었다. GMG에서 출판한 가이드라인은 국내 스마트 마이닝 기술 표준 개발에 있어 중요한 참고 자료가 될 수 있을 것이라 판단된다.


    In this study, international standardization trend of smart mining technology was analyzed focusing on the guidelines developed by GMG (Global Mining Guidelines Group). GMG is a non-profit organization that unites the global mining community. It was established to promote mining safety, innovation and sustainability. Currently, GMG's working group consists of artificial intelligence, asset management, autonomous mining, cybersecurity, data access and usage/interoperability, the electric mine, mineral processing, underground mining, and sustainability. Guideline development projects related to smart mining technology are being conducted in artificial intelligence, autonomous mining, cybersecurity, data access and usage/interoperability, and underground mining. As of April 2022, eight types of smart mining-related guidelines have been published through pre-launch, launch, guideline definition, contents generation, technical editing/layout/final review, and voting process. It is judged that the GMG guidelines can be an important reference for the development of domestic smart mining technology standards.

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    30 June 2022
  • Technical Note

    광산에서의 ICT 장비 활용 및 안전시스템 운용 사례 연구

    Study on the ICT Device Safety System Application Examples in Mines

    김승준, 고영훈, 김정규, 서만근, 김종관

    Seung-Jun Kim, Young-Hun Ko, Jung-Gyu Kim, Man-Keun Seo, Jong-Gwan Kim

    2000년대 이후 자원개발 분야에서는 안전성, 친환경 및 저비용 등의 이유로 ICT 기술을 적용한 사례들이 증가되고 있다. 국내에서도 제 2차 광업기본계획에서 광업 전주기와 …

    An increased number of cases have occurred in applying ICT technology in the resource development field due to factors such as safety, …

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    2000년대 이후 자원개발 분야에서는 안전성, 친환경 및 저비용 등의 이유로 ICT 기술을 적용한 사례들이 증가되고 있다. 국내에서도 제 2차 광업기본계획에서 광업 전주기와 ICT 융합에 대한 중요성을 명시하고, 제 3차 광업기본계획에서는 국내에 ICT 광산장비 보급 지원 및 스마트마이닝 시범 도입 등 ICT와 스마트마이닝에 대해 강조하고 있다. 본 연구는 ㈜고려시멘트 장성 광업소에서의 ICT 장비의 활용과 안전시스템 운용에 대해 설명하였다. 장성 광업소에서는 측량과 3D 스캐닝이 가능한 멀티스테이션과 핸드형 3D 스캐닝 등 두 종류의 3D 장비를 혼용하여 갱도의 3D 측량을 실시하고 있다. 3D 측량을 통해서 각 편별 위험개소 및 특이사항을 파악하고, 편과 편 사이의 크라운 필라에 대한 안정성을 분석하였다. 또한, 실시간 위치추적 및 통신시스템을 구축하여 갱내 사고에 대한 구조방안 및 대피계획을 수립하고 있다.


    An increased number of cases have occurred in applying ICT technology in the resource development field due to factors such as safety, eco-friendliness, and low cost since the 2000s. In Korea, the 2nd mining master plan specified the significance of converging the full cycle of mining and ICT, while the 3rd mining master plan highlighted ICT and smart mining such as supporting the supply of an ICT mining device and introducing demonstrational smart mining. This study introduces the application of an ICT device and safety system operation in the Jangseong underground mine of Korea Cement Co., Ltd. Currently, Jangseong mine combines two different kinds of 3D equipment including the handheld 3D scanner and multi-station that provides both the measurement and 3D scanning to perform a 3D measurement of the mine. Taken from the 3D measurement of the mine, it is now possible to identify any hazardous areas and abnormalities in different directions and analyze the safety of the crown pillar between two stopes in different level. Besides, the real-time location tracking and communications system have established highly efficient rescue and evacuation plans to effectively deal with any accidents in the mine.

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    30 June 2022
  • Original Article

    유체 주입 중단이 유발 지진 규모에 미치는 영향에 대한 수리역학적 기초 연구

    A Hydro-Mechanical Basic Study on the Effect of Shut-in on Injection-Induced Seismic Magnitude

    임주휘, 민기복

    Juhyi Yim, Ki-Bok Min

    본 연구에서는 유체 주입 중단과 유발 지진 규모의 관계에 대하여 수리역학적으로 분석하였다. 수리적 해석을 통해 공극압의 구배가 유체 주입 중단으로 인해 완만해짐과 …

    A hydro-mechanical study was performed to analyze the relationship between the magnitude of injection-induced seismicity and shut-in. In hydraulic analysis, the suspension …

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    본 연구에서는 유체 주입 중단과 유발 지진 규모의 관계에 대하여 수리역학적으로 분석하였다. 수리적 해석을 통해 공극압의 구배가 유체 주입 중단으로 인해 완만해짐과 동시에 주입 중단 이후에도 수 시간동안 압력 선두에서 상당한 임계 공극압에 도달하면서 더 넓은 영역에서 추가적인 전단을 일으킬 수 있음을 확인하였다. 수리역학 복합 해석을 단순화된 균열모델에 적용함으로써 유체 주입 중단 후에 최대 규모의 지진이 발생하는 것을 모사하였고, 유체 주입을 유지하는 경우와의 비교를 통해 급작스런 유체 주입 중단이 지진 유발에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 공극압의 분포 이외에도 단층 간의 기하학적 관계와 응력 재분배 등에 의해 임계 공극압의 구배가 변하며 이것이 유발 지진의 규모 평가에 중요하게 고려되어야 함을 확인하였다.


    A hydro-mechanical study was performed to analyze the relationship between the magnitude of injection-induced seismicity and shut-in. In hydraulic analysis, the suspension of fluid injection makes the pore pressure gradient smaller while the pore pressure at the pressure front can reach the critical value for several hours after shut-in, which leads to the additional slip with wider area than during injection. The hydro-mechanical numerical analysis was performed to model the simplified fault system, and simulated the largest magnitude earthquake during shut-in stage. The effect of the abrupt suspension of fluid injection on the large magnitude earthquake was investigated in comparison with the continuous injection. In addition to the pore pressure distribution, it was found that the geometry of multiple faults and the stress redistribution are also important in evaluating the magnitude of the induced seismicity.

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    30 June 2022
  • Original Article

    GREAT 셀을 이용한 삼축압축시험의 수치모사: 예비연구

    Numerical Simulation of Triaxial Compression Test Using the GREAT Cell: Preliminary Study

    박도현, 박찬희

    Dohyun Park, Chan-Hee Park

    GREAT 셀은 실험실에서 심부지층의 열-수리-역학적 조건을 구현하기 위해 설계된 시험장비로서, 시료 길이방향 축을 중심으로 회전하는 측면의 가압장치를 이용하여 다축 응력장을 생성할 수 …

    The Geo-Reservoir Experimental Analogue Technology (GREAT) cell was designed to recreate the thermal-hydro-mechanical conditions of deep subsurface in the laboratory. This apparatus …

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    GREAT 셀은 실험실에서 심부지층의 열-수리-역학적 조건을 구현하기 위해 설계된 시험장비로서, 시료 길이방향 축을 중심으로 회전하는 측면의 가압장치를 이용하여 다축 응력장을 생성할 수 있고 균열이 포함된 시료에 대해 유체유동 실험이 가능하다. 본 연구에서는 GREAT 셀을 이용한 삼축압축시험을 수치해석적으로 모사하고 시료 측면에 작용하는 구속압 조건에 따른 역학적 거동을 분석하였다. 균열이 없는 고분자 재질의 시료에 대한 삼축압축시험 사례를 수치모사하여 실험결과와 비교하였다. 수평 구속압의 균등 및 불균등 조건에서 시료 표면의 변형률(원주변형률)을 분석하였으며, 실험결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 검토되었다. 추가로 균열이 포함된 가상의 시료모델을 구성하여 균열면의 마찰 특성 및 형상이 시료 변형에 미치는 영향을 조사하였다.


    The Geo-Reservoir Experimental Analogue Technology (GREAT) cell was designed to recreate the thermal-hydro-mechanical conditions of deep subsurface in the laboratory. This apparatus can generate a polyaxial stress field using lateral loading elements, which rotate around the longitudinal axis of a sample and is capable of performing a fluid flow test for samples containing fractures. In the present study, numerical simulations were carried out for triaxial compression tests using the GREAT cell and the mechanical behavior of samples under different conditions of lateral loading was investigated. We simulated an actual case, in which triaxial compression tests were conducted for a polymer sample without fractures, and compared the results between the numerical analysis and experiment. The surface strain (circumferential strain) of the sample was analyzed for equal and non-equal horizontal confining pressures. The results of the comparison showed a good consistency. Additionally, for synthetic cases with a fracture, we investigated the effect of the friction and type of fracture surface on the deformation behavior.

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    30 June 2022
  • Original Article

    ROS 기반의 지하광산용 자율주행 로봇 개발과 경유지 주행 실험

    Development of a ROS-Based Autonomous Driving Robot for Underground Mines and Its Waypoint Navigation Experiments

    김헌무, 최요순

    Heonmoo Kim, Yosoon Choi

    본 연구에서는 지하광산에서 로봇의 위치를 추정하고, 여러 경유지를 거쳐 주행한 후 원위치로 복귀하는 ROS (Robot Operating System) 기반의 자율주행 로봇을 개발하였다. 자율주행 …

    In this study, we developed a robot operating system (ROS)-based autonomous driving robot that estimates the robot's position in underground mines and …

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    본 연구에서는 지하광산에서 로봇의 위치를 추정하고, 여러 경유지를 거쳐 주행한 후 원위치로 복귀하는 ROS (Robot Operating System) 기반의 자율주행 로봇을 개발하였다. 자율주행 로봇은 SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) 기술을 활용하여 주행 경로에 대한 전역 지도를 사전에 생성한다. 이후, 라이다 센서를 통해 측정되는 벽면의 형태와 전역 지도를 매칭하고 AMCL (Adaptive Monte Carlo Localization) 기법을 통해 데이터들을 융합하여 로봇의 위치를 보정한다. 또한, 라이다 센서를 통해 전방 주행환경을 인지하고, 장애물을 회피한다. 개발된 자율주행 로봇을 활용하여 지하광산 현장을 모사한 실내 실험장을 대상으로 주행 실험을 수행하였다. 그 결과, 자율주행 로봇은 다중 지점의 경유지에 대해 순차적으로 주행하고 장애물을 회피하며 안정적으로 복귀하는 것을 확인할 수 있었다.


    In this study, we developed a robot operating system (ROS)-based autonomous driving robot that estimates the robot's position in underground mines and drives and returns through multiple waypoints. Autonomous driving robots utilize SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) technology to generate global maps of driving routes in advance. Thereafter, the shape of the wall measured through the LiDAR sensor and the global map are matched, and the data are fused through the AMCL (Adaptive Monte Carlo Localization) technique to correct the robot's position. In addition, it recognizes and avoids obstacles ahead through the LiDAR sensor. Using the developed autonomous driving robot, experiments were conducted on indoor experimental sites that simulated the underground mine site. As a result, it was confirmed that the autonomous driving robot sequentially drives through the multiple waypoints, avoids obstacles, and returns stably.

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    30 June 2022