천공기
[image]
穿孔機/掘鑿機
Drilling Machine(rig), Drifter(Drill)
1. 개요
땅이나 암석을 파거나 뚫을때 사용하는 기계. 굴착기라고도 한다. 흔히 말하는 천공기는 암반이나 지면에 구멍을 수직이나 수평으로 뚫는 기계와 지면에 말뚝을 박거나 뽑는 기계를 의미한다. 또 터널을 뚫는 터널 굴착기(TBM: Tunnel Boring Machine)와 지반의 암반 지하수나 석유/가스를 찾기 위해 지층을 뚫을때 사용하는 관정굴착기(管井掘鑿機)를 포함하는 경우도 있다.
한국에서 천공기를 운용하려는 사람은 천공기운전기능사(크롤러 드릴은 굴삭기운전기능사로도 가능)를 취득하거나 소형천공기 교육을 이수하고 건설기계조종사면허증을 발급받아야 한다.
2. 종류
2.1. 록 드릴
지면이나 암반에 구멍을 뚫는 장비가 바로 이것. 드리프터(유압으로 움직이는 힘세고 강한 착암기)를 여러개 장착해 유압으로 구멍을 뚫는다. 구멍을 수평으로 뚫는지, 수직으로 뚫는지에 따라 점보 드릴과 크롤러 드릴로 구분한다. 점보드릴은 주로 터널 막장에서 다수의 드리프터로 동시 2~3개 천공이 가능한 장비를 뜻하며 크롤러드릴은 크롤러 형식으로 움직이며 1개의 드리프터를 공압이나 유압(현재는 유압)의 동력으로 작동하는 것을 총칭한다. 수직천공(현장용어:오도시), 수평천공(현장용어:스크루)의 경우 크롤러드릴은 모두 가능하기 때문에 구분에 사용 될 수 없는 특징이다.
2.1.1. 점보 드릴
수평으로 구멍을 뚫는 장비. 드리프터를 붐(Boom)에 달아서 천공하며, 장비에 따라 보통 1~3개 정도의 붐이 달려 있다. 이 장비는 광산 갱내 또는 터널 공사시에 사용하며, 드리프터의 유압 모터를 전기로 돌리느냐, 또는 장비에 달린 디젤 엔진으로 돌리느냐에 따라 나뉜다.
특징으로 컴프레셔가 있어서 천공 시 생기는 먼지를 제거할 수 있으며, 내부에 물탱크가 있거나 외부로부터 물을 공급받을 수 있어서, 천공작업시에 생기는 분진을 감소시켜 준다.
2.1.2. 크롤러 드릴
[image]
수직으로 구멍을 뚫는 장비. 바퀴가 아닌 무한궤도가 달려 있으며, 붐은 1개만 달려 있다. 노천광산 또는 건축/토목 공사에서 사용한다. 풋(가이드 하단 지지대) 위에 집진기의 후드가 장착되어 있고 후드는 유압 피스톤으로 상하로 높이 조절이 가능하다. 이 후드로 하여금 집진기에서 분진이 이동하여 포집시켜주며 집진기 내부에는 다수의 필터가 장착되어 있다. 엔진은 대부분 캐터필러사의 C7 Industrial 6기통 수랭식 디젤기관이 탑재되어 있고 굴착기처럼 엔진과 유압펌프(천공기는 단가가 낮고 고장이나 이물질에 우수한 특성을 보이나, 효율이 다소 낮은 기어펌프를 주로 사용하며 대부분 모든 천공기는 기어펌프가 엔진과 직결되어 있다, 가장 핵심부품)가 직렬로 연결된 구조이다 즉, 모든 작동부는 유압으로 작동된다고 보면 된다.
작업요령은 정확한 위치에 드리프터로 로드에 타격과 회전, FEED(로드를 눌러주는 힘)의 3가지 동력을 비트에 공급하면 암반이 천공 되고 그 에 따라 플러싱(압축공기)을 이용해 천공경의 세척, 비트 움직임의 원활함을 제공하면서 센터의 정밀도를 보정, 원활한 천공을 유도한다. 상황에 따라 수직이나 수평으로 천공을 하는데 대체로 수직이 쉽다.
가령 로드가 천공경 중간에 끼이거나(재밍)하면 매우 난감하고 그럴 때에는 임팩을 넣은 상태에서 피드를 상하로 움직여서 최대한 뽑아 볼려고 해보고 안되면 물을 부어서 천공경 측벽에 윤활작용을 하도록 유도해보자. 보통 로드가 낑겨 있는 경우는 압축공기가 막혀있거나 천공한 직후 내경의 변화로 인해 못 빼는 경우가 대부분이고 물을 붓게 되면 암분이 반죽처럼 되고 윤활작용을 기대해 볼 수 있으며 압축공기가 다른 절리틈사이에 새어나가는지까지 확인이 가능하다. 그렇게 해도 안뽑힌다면 최후로 박힌 로드 바로 옆에 바짝 붙어서 천공하면 로드와 로드를 이음해주는 슬리브는 손상되나 로드는 건질수 있다. 못 뽑을경우 암반에 박힌 상태로 발파하여 로드와 암반을 같이 사이좋게 날리면 된다(...)
재밍되거나 작업이 불가능한 경우 최신식 장비같은 경우 역타격(리버스)옵션 장착되어 위와같은 수고로움 없이 쉽게 피드를 빼낼수 있는 드리프터 옵션이 구비되어 작업능률을 향상과 작업자의 편리함을 주는 옵션등이 많다. 물론 상당히 비싸다.
단순히 보면 바위에 구멍만 뚫으면 된다고 생각하기 쉬우나 이는 큰 착각이다. 암반을 천공하다 보면 위에서 누르는 수직 응력이나 수평 응력이 작용하고 분진으로 인해 비트나 로드가 암반에 끼여 회전력에 방해를 주면 로드를 못 빼는 불상사가 발생 될 수 있으므로 플러싱(압축공기) 기능으로 지속해서 공기를 불어 넣어주되 지하수나 침출수로 인해 물이 솟구칠 때에는 집진기를 재빨리 꺼줘야 집진기가 고장 나는 사태를 막을 수 있다.
천공기기사의 실력이란 현장에서도 단순히 레버 몇개 까딱거리면서 바위에 구멍 뚫는것보다 자유면에 따른 천공각도와 깊이 보정, 로드가 끼였을 경우 재주 것 빼내는 요령, 로드교환기 작동 숙달정도(이게 은근 장비상태에 따라 유격 때문에 조금씩 차이가 있게 된다), 시공후 깔끔함 정도(현장에서는 아구자리라고 한다. 드릴은 수평천공은 상관 없겠지만 수직천공은 지면에 부석이나 흙이 덮혀있는 정도나 비트와 지면의 각도에 따라 비트가 파고 들어가는 양상이 다르다. 물론 수평천공은 주응력작용이 수직천공과 응력상태가 틀리기 때문에 로드가 잘 낑겨버린다) 어떤 험지라도 안전하게 주행할 수 있는 주행능력 (비탈길을 램프라고 부르는데 오르거나 절벽의 좁은지역에 움직이다가 트랙이라도 이탈되면? 처참해진다. 다시 트랙을 입히는 방법은 가이드를 이용해 하부롤러와 지면을 이격시킨후에 끼운다. 근데 이게 엄청나게 미친듯이 힘들다... 당신은 공병인가? 게다가 프론트 아이들러가 많이 마모된 노후차량은 더 잘 벗겨진다.)
그 외 유지보수, 화약기사와 커뮤니케이션 능력(물론 법면 록볼팅 작업에서는 관련 없지만.)에서 판가름 된다. 또 한 분진에 민감한지역에서는 후드나 플러싱 압력을 계속 조절해줘야 돼서 좀 까다롭다.
굴삭기와 조작방법이 비슷해서 그런지 굴삭기운전기능사로도 조작이 가능하다.(안된다. 굴삭기 기능사로는 천공기운전기능사가 필요하다)
2.2. 항타/항발기
[image]
문자 그대로 지면에 말뚝을 박거나 뽑는 장비. 말뚝 항 자를 써서 항타기(杭打機)라고 한다.
과거에는 말뚝 위의 기계부에서 연료의 압축폭발력으로 무거운 철구를 기둥 위에 떨어뜨려서 기둥을 박았기 때문에 한 번 작업할 때마다 "떨그렁! 떨그렁!" 하는 시끄러운 소리도 나고 항타장비에서 배출되는 매연도 심했다. 주로 1기 신도시 아파트 공사할 때 무른 지반을 다지기 위해 콘크리트 전신주로 지반 보강할 때 자주 보였던 장비였다.
최근에는 진동식으로 타설하기 때문에 구식 항타기보다는 확실히 조용해졌다. 진동 유발에 의한 떨림과 소음은 없진 않지만....
2.3. 도랑 굴착기
말 그대로 도랑을 만들기위해 땅을 팔때 쓰는 장비이다.
3. 주요 제조사
- 일본차량제조[1]
- 히타치 (스미토모중기계에 의해 인수합병)
- 코벨코건기 (코벨코크레인에 의해 흡수합병)
- IHI (가토제작소에 의해 인수합병)
- SUNWARD [2]
- 수산중공업
- 한진디엔비
- 영풍씨앤디[3]
- 에버다임
- 수산CSM(수산중공업에 의해 인수합병)
- 후루카와(후루카와 락 드릴, FRD)[4]
- 야마모토
- 잉거솔랜드[5]
- 아틀라스 콥코
- 샌드빅
- 부철중공업
- 지이산업[6]
[1] 철도차량 제조업체로 유명한 그곳 맞다. NISSHA라는 이름으로 달고나온다. 주력기종은DH 508 608 658 718 768이다. 한국에서 신의페트라 당진공장에 NISSHA 항타기가 S.PETRA이름으로 DH K시리즈 제조판매를 하고있다.[2] 중국의 항타기 제조업체[3] 항타기용 일체형 드롭 해머장치 제조 및 판매업체[4] 창과 방패에 등장한 적이 있는데, 상대가 다름아닌 절대 뚫리지 않는 합금. 굴착기로 무슨 지거리야 싶은 상황이지만, 금속은 굴착기를 버텨냈다.(!!!) 여기서 볼 수 있다.[5] 두산이 에어 콤프레샤를 인수합병[6] 친환경 항타항발기 제조회사이다.