콜롬비아 강의 환경적으로 민감한 수중 폭발 프로젝트에서도 HBM의 Genesis 장비를 사용하여 엄격한 안전 한계를 충족할 수 있었다.

두 개의 미국 도급업체, Contract Drilling & BlastingAimone-Martin Associates는 HBM의 Genesis GEN7t 고속 데이터 수집 장비를 사용하여 오리건주, 세인트 헬렌즈 근처의 콜롬비아 강에서 1마일에 해당하는 환경적으로 민감한 부분에서 수중 폭발을 성공적으로 모니터링했다.


미국 육군공병이 관리한 US$5200만 상당의 이 프로젝트는 탐색 가능한 강의 깊이를 늘리기 위한 프로젝트로, 첫 번째 데이터 수집 장비와 센서가 극단적으로 까다로운 조건 속에서 사용되었기 때문에 더욱 유일무이한 것이었다.


콜롬비아 강은 유동이 8~10노트(시간 당 11.5마일)에 해당하고, 물 속의 잔해는 센서 라인을 자꾸만 헝클어트렸기 때문에 타이트한 폭발 기간 동안 센서와 연결부가 빠르게 마모되고 손상되었다.

 

The Columbia River near St. Helens, Oregon. © Kenneth Korb, shutterstock.com

프로젝트 설명

콜롬비아 강은 연어 어장이 잘 형성되어 있어, 지난 몇 년간 환경적인 주목을 많이 받아 왔었다. 이로 인해 폭발이 이루어지는 동안 해양 생명체들의 위험을 최소화하는 것이 필수적이었다.


이 요건을 충족하기 위해 미국 육군공병은 프로젝트 리더로서, 가장 가까운 발파공에서 140ft(42.7m) 떨어진 지점에서 70psi(4.83bar)에 해당하는 허용 가능한 최대 수중 과도압력을 요구했다. 폭발 작업은 가능한 한 어류의 피해를 최소화할 수 있도록 연어 시즌이 아닌 때에 실시되었다.


제어된 드릴링 및 폭발


2010년 2월 말에 완료된 이 프로젝트에서는 약 500,000입방야드(380,000입방미터)에 해당하는 암석과 침전물을 제거하고 강 깊이를 43ft에서 49ft(13.1m에서 14.9m로)로 늘려, 신세대 대형 선박이 통과할 수 있게 만들었다. 뉴저지주, Bayonne의 드릴링 및 폭발 계약에서는, 북아메리카와 카리브해 유역에 있었던 다수의 주운수로와 항만 확장 프로젝트에서 드릴링 및 폭발 작업에 대한 18년 이상의 경험을 바탕으로 강 기반암을 준비해야 했다.


뉴멕시코주의 Socorro에 있는 Aimone-Martin Associates는, 대규모 건설, 채굴 및 관리 기구와 폭발 모니터링에 대한 35년 이상의 경험을 바탕으로 폭발 압력을 기록하기 위해 강 바닥 근처에 물-기반 센서를 배치했다.


극단적인 테스트 조건


계약 조건 중에는 압력 모니터링 시스템이 실패하는 경우, 전체 프로젝트를 중지하는 것이 포함되어 있었다. 이 조건은 운영 조건이 극단적이고 사용되는 기구의 유형에 좌우되지 않는다고 하더라도 지속적인 작업을 받는 여러 센서와 이중 구조 시스템을 제공할 수밖에 없도록 팀에 강한 압력을 가했다.


두 가지 다른 압력 센서에 대해 수중 압력 시간 히스토리를 기록하는 데에는 Genesis HighSpeed GEN7t가 사용되었다. 두 개의 센서는 계약 사양을 충족하기 위해 각 발파공으로부터 140ft와 300ft 떨어진 지점에서 강 바닥 위로 10ft(3.0m) 높이의 수중에 배치되었다.

수중 폭발 테스트 중, 온보드 상의 Genesis HighSpeed 시스템

Genesis HighSpeed의 사용

HBM의 Genesis GEN7t는 1MS/s로 여러 개의 동시 수집 채널이 필요했기 때문에 선택되었다. Genesis GEN7t의 연속적인 다이렉트-투-디스크 기능은 이러한 샘플링 레이트에서도 트리거 없이 데이터를 수집할 수 있다. 이는 폭발을 누락할 위험이 거의 없다는 것을 의미했다.

 
Genesis GEN7t의 또 다른 장점은 센서 설치 및 사전 폭발 셋업 시 매우 유용한 것으로 검증된 실시간 디스플레이 기능이었다.

운영 진행

폭발 및 모니터링은 2009년 11월 1일부터 2010년 2월 28일까지, 프로젝트 기간 동안 매주 7일 동안 오전 5시부터 저녁 8시까지 계속 운영하는 매우 까다로운 스케줄로 진행되었다.

 
드릴 작업은 발포공을 뚫기 위해 세 개의 드릴 리그(rig)가 있는 드릴 작업용 배를 사용하여 진행되었다. 한 줄의 구멍을 뚫은 다음, 배는 뒤로 10~12ft(3.0~3.7m)만큼 이동하여 또 다른 줄의 구멍을 뚫었다. 이 작업은 사각형 패턴의 구멍을 모두 뚫고 폭발을 진행할 준비가 될 때까지 계속되었다.


Genesis GEN7t 데이터 수집 및 모니터링 장비는 별도 작업선에 설치되어 준설 현장의 상류 부근에 고정되었다. 모니터링 팀은 폭발 현장의 흐름 및 유동을 점검하고 센서 시스템을 배치하고 초기 데이터 품질을 확인할 수 있도록 폭발 시간 2시간 전에 호출되었다. 1분 경고 후 실행된 데이터 수집으로 5분 간 사전 폭발 경고가 이루어지면서 데이터 스트리밍이 시작되었다. 레코딩 작업은 폭발 작업이 완료되고 약 3초 후 정지되었다.


최고 압력의 폭발이 2분 내에 드릴 작업용 배에 전달된 후 즉시 모든 데이터가 실시간으로 표시되었고 분석되었다. 모든 리포트는 각 폭발 이후 15분 이내에 작성 완료되었다. 이것은 모든 관계자가 확인할 수 있도록 FTP 사이트에 업로드되었다.

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