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폐광미장 안정성평가에 관한 연구

안전문화포럼 | 2020.06.24 11:22 | 조회 1482

 

  본 연구는 광물자원은 근대산업의 원재료를 공급하기 위한 기간산업으로 70년대 까지 우리나라 경제발전에 중대한 역할을 수행하여 왔다. 그러나 최근 국내 발전방향이 급격하게 고부가 가치화를 지향하는 산업으로 전환됨에 따라 광산업은 급격히 쇠퇴하고 있으며, 전국적으로 산재된 폐광미는 각종의 광해문제를 발생시켜서 지역 주민의 민원이 증가하고, 환경파괴의 원인물질이 되고 있는 사례가 급증하고 있다. 따라서, 광해방지 및 복원사업을 위한 폐광 미장의 안전상태 등을 객관적이고 신뢰성 있는 기초 자료 확보 및 이에 대한 안정성 기법의 확보가 시급한 실정이다. 본 연구의 목적은 폐광미장에 내재되어 있는 위험요소를 조사 및 평가하여 외부환경 변화에 대한 시설물의 구조적 및 환경적 안정성에 대한 객관적 이고 신뢰성 있는 평가 기법을 연구하여 이에 대한 보수.보강 방법 선택 등의기준이 되는 자료를 제공하는 것이다. 연구의 범위는 국내에 방치되어 있는 폐광미장 중 경상북도에 위치한 다덕 광산 폐광미장을 대상으로 하였으며, 연구의 방법은 해당 폐광미장의 각종 위험성에 대한 이론적 고찰과 현장답사, 현장조사를 통해 시설물 상태 평가,각종 위험요소에 대한 실내시험, 구조적 등 안정성 평가를 연구 하였다. 본 연구에 앞서 국내에 발표된 논문 중 폐광미장의 안정성평가에 대한 연구에 대하여 살펴보았으나, 이에 대한 연구 논문을 확인 할 수 없었다. 본 연구에서는 연구대상 지역 개황 및 현황, 폐광미장의 문제점, 현장조사 및 실내시험, 안정성 평가 및 시설물의 평가를 실시하였다. 연구결과를 요약하면 전기비저항탐사 결과 단면 분석결과 상부로부터 매립층, 풍화대층, 기반암층이 분포 하는 것으로 보이며, 전반적으로 풍화대층과 기반암층 상부에 폭 넓게 광물찌꺼기 및 광폐석이 분포하는 것으로 판단된다. BH-1, BH-2호공을 제외한 전시추공에서 광미가 존재함을 확인하였다. 시료를 채취하여 분석한 결과 As, Cd, Cu, Pb, Zn등의 중금속이 우려기준∼대책기준 이상 이며, 최고 기준치의 257배 초과하는 구간도 관측되었다. 지하수위 조사 결과 지하수의 흐름은 시추공 9호공으로 부터 침출수가 유출되는 1호공 방향으로 확인 되었으며, 폐광미장 표토 및 심토의 오염여부를 확인하기 위해 시추공(10개) 내 18개 지점에서 시료를 채취하여 분석한 결과 BH-4, 7, 10의 표토 및 심토의 시료에서 Cd, Cu,As, Pb, Zn의 대책기준을 초과하는 것으로 나타났다. 침출수 분석 결과 10회 모두 As가 하천수 수질기준(사람의 건강보호기준)을 초과하고 있고, 먹는물 수질기준과 비교 했을 때 As, Fe, Mn, Zn이 기준을 초과하고, 하천수 수질기준 또한 As, Fe, Mn, Zn이 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한, 침출수 분석결과, 침출수 1,2,3에서의 EC값이 비교적 높게 검측되었으며, 이는 본 적치장이 광물찌꺼기 적치장과 연관이 있는 것으로 판단된다. 침출수는 As, Zn, Fe, Mn, Al이 검출되었으며, As는 환경기준을 상회하여 유출되고 있는 것으로 나타났으며, 비탈면 안정 해석결과 건기, 우기, 지진 시 모든 비탈면에서 기준 안전율에 만족하는 것으로 검토되었다. 식생, 복토층, 광물찌꺼기, 사면은 개선사항이 없으며, 차수층은 상부의 축구장, 국궁장, 주차장 등의 시설로 인해 실제 육안으로 확인은 못하였으나, 전기비저항탐사 결과가 양호하고, 시추시 H.D.P.E 확인 못함, 감리보고서상 H.D.P.E 포설사진 누락, 우천 시가 아닌 경우에도 지속적으로 성토사면(비탈면) 하부의 유도수로와 U형 측구의 벽체를 통해 침출수가 계속하여 유출되고 있는 점으로 판단 해 보면 상부차수 불량시공 및 연직 차수가 상당히 훼손이 되어 계곡부 및 산지에서의 지하수가 훼손된 사이를 통해 유입되고 있는 것으로 추정되어 보수·보강이 필요하며, 우수배제시설은 토사 등에 의해 배수기능이 감소하여 간단한 정비가 필요한 상태이며, 우수배제시설 없는 부분은 우수배제시설을 추가 설치할 필요가 있다. 침출수에 대한 상태평가는 침출수가 유출되고 하류수계를 따라 yellow boy 등이 확인되는 상태여서 침출수 집수 후 정화처리 후 방류가 필요한 것으로 긴급히 보수하여야 할 것으로 보인다. 침출수에 의한 오염물질 확산모델링 결과, 오염물질의 계속적인 유입으로 인해 오염 확산 범위는 증가하는 형태를 보인다. 오염물질의 최대이동거리는 10년 경과 후, 143.79m로 분석되었다. 오염물질은 지하수 유동방향을 따라 창평천 방향으로 확산되는 양상을 나타낸났으며, 폐광미장에서 계속적인 오염물질이 누출될 경우 과업지역의 주요 하천인 창평천 지류로 흘러들어 수질오염의 근원이 될 가능성이 있음을 보여준다. 과거 자료와의 침출수 농도 비교 결과 2000년 광해방지사업 이후 농도가 줄어들다가 2004년부터 농도가 지속 증가되는 추세를 보이고 있는데, 이는 현재 차수(연직, 수평) 시설이 제 기능을 하고 있지 못하다고 추정된다.   본 연구 결과에 따라 해당 폐광미장의 관리 및 보수.보강 방안에 대하여 다음과 제안하고자 한다. 첫째, 관리대상 우선 순위는 우수 배제시설, 침출수이며, 둘째, 관리대상별 관리방안으로는 우수배제시설은 정기적인 준설 및 청소가 필요하며, 침출수는 지속적인 모니터링이 요구된다. 셋째, 시설 투자 우선순위로는 1차적으로 침출수, 지하수, 하천수에 대한 실시간 모니터링과 우수배제시설의 설치 및 운영, 2차적으로는 광미장의 상부 및 연직 차수와 침출수 정화시설 설치 및 운영이다. 본 연구과정을 통해 국내에 전국적으로 산재되어 있는 폐광미장 중 1개의 폐광미장을 표본으로 선정하여 폐광미장의 안정성에 대하여 연구하였다. 폐광미장의 안정성은 해당 시설이 위치한 지형 및 시설물의 형태에 따라 광해 등 해당 시설의 안정성에 미치는 영향은 복잡하고 다양하다. 이번에 연구한 폐광미장의 경우, 옹벽시설물이 없어 이에 대한 연구가 생략 되어 많은 아쉬움이 남으며, 향후 연구시 시설물의 다양성 등을 충분히 고려한 안정성 기법의 연구가 진행되었으면 한다. 또한, 이번 기회를 통해 전국에 산재된 폐광미장에 대한 체계적인 안정성 평가 의무화 도입을 통한 폐광미장의 안정성에 지속적인 연구가 이루어지길 기대한다. 





























  




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