• Research Paper

    Landslide Risk Assessment at the Gumdeok Mine in North Korea using Satellite Images and GIS Spatial Data

    위성영상과 GIS 공간자료를 활용한 북한 검덕광산 인근의 산사태 위험지역 예측

    YoungHyun Koo, Sumg-min Kim, Myeongchan Oh and Hyeong-Dong Park*

    구영현, 김성민, 오명찬, 박형동*

    The purpose of this study is to identify the landslide hazard at the Gumdeok zinc mine, which is an important factor for ...

    본 연구에서는 북한의 대표적 아연광산인 검덕광산을 남북이 협력 개발할 때 인프라 구축을 위해 고려해야 하는 산사태 위험도를 파악하였다. 북한의 지역적인 특성상 현장조사가 ...

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    The purpose of this study is to identify the landslide hazard at the Gumdeok zinc mine, which is an important factor for the construction of infrastructure there if South Korea and North Korea cooperate for the extraction of mineral resources. Because field survey around the mine is impossible, the landslide risk was analyzed using satellite images and GIS data. First, the landslide occurrence area was identified from high resolution satellite images and a landslide inventory map was produced. Next, the slope, aspect, curvature, distance from water, and elevation were used as input data in the frequency ratio method and the logistic regression analysis, conducted to produce landslide hazard maps. Finally, areas around the mining infrastructure where landslides can be expected were identified by applying the multiple flow accumulation analysis. The overall accuracy of predicting landslide risk was 75% with the frequency ratio method and 73% with the logistic regression method. The results of this study can be used as basic data in case of the cooperation of North Korea and South Korea in mineral resource development.


    본 연구에서는 북한의 대표적 아연광산인 검덕광산을 남북이 협력 개발할 때 인프라 구축을 위해 고려해야 하는 산사태 위험도를 파악하였다. 북한의 지역적인 특성상 현장조사가 어렵기 때문에 위성영상과 GIS 자료를 활용하여 분석을 수행하였다. 우선 고해상도 위성영상을 판독하여 검덕광산 인근에서 산사태가 발생했던 지역을 파악하였고 이를 인벤토리 맵으로 제작하였다. 제작된 인벤토리 맵과 경사도, 경사방향, 곡률, 수계거리, 고도 등의 자료를 바탕으로 산사태 분석에 널리 사용되는 빈도비 분석과 로지스틱 회귀 분석을 각각 사용하여 산사태 위험지도를 제작하였다. 또한 산사태 위험도가 상위 5% 인 지점에서 실제로 산사태가 일어났을 경우 토사가 어디로 흘러가고 이에 따라 광산 주변 주거시설, 거주시설, 도로, 철도 등의 인프라가 어떤 영향을 받을지도 다중 누적흐름 분석을 통해 수행하였다. 제작된 산사태 위험지도와 인벤토리 맵을 분석한 결과 빈도비 방법은 약 75%, 로지스틱 회귀분석은 약 73%의 정확도를 보였다. 본 연구는 향후 북한과의 자원개발 협력 시에 투자와 인프라 구축에 있어 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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    August 2018
  • Research Paper

    Silica, Fly Ash and Magnetite Nanoparticles for Improved Oil and Gas Production
    Chun Huh and Heechan Cho*
    With design surface functionalization, nanoparticles can provide unique benefits for improved oil and gas production. Some applications recently developed at our laboratories ... + READ MORE
    With design surface functionalization, nanoparticles can provide unique benefits for improved oil and gas production. Some applications recently developed at our laboratories are briefly reviewed. One example is the use of silica nanoparticles as foam stabilizers. Ultra-dry but stable CO2 foams can be generated for CO2 EOR mobility control and also as “waterless” fracturing fluids for unconventional reservoir development. Another innovative way of generating similar CO2 foam is to use nano-milled fly ash as stabilizer. Fly ash being a waste product, the technique has the benefit of sequestering both CO2 and fly ash. Magnetite nanoparticles are widely employed in medical and other industries because, with external magnetic field application, they can be detected remotely; selectively collected; or generate intense, localized heat. One example application is the removal of left-over chemicals from EOR processes, from oilfield produced water. Attached to nanoparticles, the chemicals can be collected and removed by magnetic separation. - COLLAPSE
    August 2018
  • Research Paper

    Recovery of Clean Coal for the use of Synthetic Fuels from Anthracite by Froth Flotation
    Tsogchuluun Davaadorj, Sang-Ho Baek, Byung-Gon Kim and Ho-Seok Jeon*
    Coal generally contains numerous types of gangue minerals that produce different physical properties in the product. The aim of this study is ... + READ MORE
    Coal generally contains numerous types of gangue minerals that produce different physical properties in the product. The aim of this study is to eliminate the impurities in coal by froth flotation to make it more suitable for use in synthetic fuels. In order to ensure optimum flotation conditions, the operational and physicochemical parameters of flotation need to be varied. According to the results, collector dosage and particle size had the most significant effect on the outcome. The results also suggest that the optimum conditions for the recovery of good quality clean coal are a particle size below 65 mesh (210 µm), using 1500 g/t kerosene as a collector; 1000 g/t sodium silicate as a depressant; and 100 g/t AF-65 as a frother. At this conditions, it is confirmed that clean coal can be recovered with a combustible recovery of over 85% and ash content below 12% by flotation. - COLLAPSE
    August 2018
  • Research Paper

    Optimization of an Eco-Friendly Energy System for an Isolated Island considering CO2 External Cost

    이산화탄소의 외부비용을 고려한 친환경 에너지자립섬 최적화

    Joyoung Kwon, Juhan Kim and Jinsoo Kim*

    권조영, 김주한, 김진수*

    The purpose of this study was to design and evaluate an optimal energy supply system for the isolated island, Gasado, with microgrid ...

    본 연구에서는 마이크로그리드 기술을 활용한 에너지자립섬 모형설계와 새로운 평가체계를 구축하고자 한다. 대상지역은 가사도를 선정하여 ESS(Energy Storage System)가 연계된 신재생 발전시스템의 시뮬레이션 분석, ...

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    The purpose of this study was to design and evaluate an optimal energy supply system for the isolated island, Gasado, with microgrid technology. Simulation of a renewable energy power system, including energy storage (an energy storage system - ESS), economic analysis, and evaluation of external CO2 costs, was conducted for Gasado. The results showed that a renewable power system, supplied with ESS, was the best option, considering climatic conditions, and the load pattern for the target area. The cost of electricity was estimated at $0.462 /kWh, which was lower than that for an equivalent diesel powered system, by $0.134 /kWh. The proposed system can reduce CO2 emissions by 70%, and can thus save $7,511 annually in external costs.


    본 연구에서는 마이크로그리드 기술을 활용한 에너지자립섬 모형설계와 새로운 평가체계를 구축하고자 한다. 대상지역은 가사도를 선정하여 ESS(Energy Storage System)가 연계된 신재생 발전시스템의 시뮬레이션 분석, 경제성 평가, 이산화탄소 배출저감에 따른 외부비용 평가를 실시하였다. 분석결과, 가사도의 기후조건 및 부하패턴을 고려하였을때, 태양광-풍력-디젤발전과 ESS가 연계된 발전시스템이 가장 적합한 것으로 나타났다. 새로운 모형을 통해 도출된 발전단가는 $0.462/kWh로 디젤발전 중심의 운영시스템 보다 $0.134/kWh 낮게 산정되었고, 외부비용은 디젤 중심의 발전시스템 대비 연간 $7,511를 비용절감 효과를 나타내는 것으로 분석되었다.

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    August 2018
  • Research Paper

    Guest-dependent Structural Transition of Trimethylamine Hydrate

    객체 분자에 의한 트리메틸아민 하이드레이트의 구조 변이 분석 연구

    Yeobum Youn and Minjun Cha*

    윤여범, 차민준*

    This paper reports the structural transition of trimethylamine (TMA) hydrate induced by a type of guest molecule. Powder X-ray diffraction patterns of ...

    이 연구에서는 객체 분자의 종류에 따라 발생한 트리메틸아민(TMA) 하이드레이트의 구조 변이에 대한 결과를 확인하였다. X선 회절분석을 통해 얻은 (TMA + H2) 하이드레이트의 ...

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    This paper reports the structural transition of trimethylamine (TMA) hydrate induced by a type of guest molecule. Powder X-ray diffraction patterns of (TMA + H2) hydrates reveal the formation of hexagonal P6/mmm hydrate, but those of (TMA + CH4) hydrates indicate the formation of cubic Fd3m hydrate. Without the gaseous guest molecule, the crystal structure of pure TMA hydrate is identified as hexagonal P6/mmm. Therefore, inclusion of gaseous methane in TMA hydrate can induce a structural transition from hexagonal to cubic hydrate or the formation of a metastable cubic hydrate. To further clarify this possibility, we also check the time-dependent structural patterns of binary (TMA + CH4) hydrates for 1 - 14 days. The results show that the structural transition of TMA hydrate from hexagonal P6/mmm to cubic Fd3m can occur during the methane inclusion process.


    이 연구에서는 객체 분자의 종류에 따라 발생한 트리메틸아민(TMA) 하이드레이트의 구조 변이에 대한 결과를 확인하였다. X선 회절분석을 통해 얻은 (TMA + H2) 하이드레이트의 패턴은 육방정계 P6/mmm 하이드레이트 형성을 나타냈으며, (TMA + CH4) 하이드레이트의 패턴은 입방정계 Fd3m 하이드레이트의 형성을 나타냈다. 가스가 포집되지 않은 TMA 하이드레이트의 경우 육방정계의 구조를 나타내기 때문에, 메탄가스의 포집은 TMA 하이드레이트의 구조 변이 혹은 준안정한 입방정계 구조의 형성을 의미한다고 볼 수 있다. 이 가능성을 확실하게 검증하기 위해 시간에 따라 (TMA + CH4) 하이드레이트를 형성하여 X선 회절분석을 실시하였으며, 메탄가스의 포집에 따라 TMA 하이드레이트는 육방정계로부터 입방정계로 구조 변이가 발생함을 확인하였다.

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    August 2018
  • Technical Report

    Development and Research Trends of TBM Manufacturing Technology in China
    Nan Zhang, Hoyoung Jeong and Seokwon Jeon*
    Chinese TBM industry has rapidly developed over the past decade, while China can be regarded as the most remarkable TBM market in ... + READ MORE
    Chinese TBM industry has rapidly developed over the past decade, while China can be regarded as the most remarkable TBM market in the world. After sixty years of development, China already has a complete set of technologies in all domains of TBM, including design, manufacturing, operation and tunnel construction, which are still evolving. The growth of the technology is a result of continuous research and development by the industry and academia under the strongly support from Chinese government. In order to complete independent technology development and play a leading role in the global TBM market, the strategy of China has a good reference value for Korea. The history of TBM technology in China was reviewed, and the major research projects and achievements were summarized. Finally, through the implications from the Chinese case, the research and development of TBM technology in Korea and its future research topics were discussed. - COLLAPSE
    August 2018
  • Technical Report

    Field Application Study of Matrix Acidizing in Alderson Oil Field, Canada

    캐나다 Alderson 오일 광구에서의 암체 산 처리 실증 연구

    Sichan Hong, Wonbeom Kim*, Jaejin Choi, Chaigoo Lee and Seungho Jeong

    홍시찬, 김원범*, 최재진, 이채구, 정승호

    Production of oil and gas in production wells or reservoirs gradually decreases over time due to the accumulation of production interfering substances. ...

    유·가스 생산은 생산이 지속될수록 생산정 내부 또는 저류층에 생산방해 물질이 침전되기 때문에 점차 생산되는 양이 감소하게 된다. 이러한 문제는 산(acid)을 주입하여 생산방해 ...

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    Production of oil and gas in production wells or reservoirs gradually decreases over time due to the accumulation of production interfering substances. This problem can be solved relatively simply and economically by injecting acid to remove these substances. However, proper acid treatment design and field operation are crucial due to the possibility of the formation incurring damage and for more effective stimulation of the reservoir. In this study, the overall process of matrix acidizing for oil wells in southern Alberta, Canada is summarized, together with descriptions of demonstration cases in preliminary research, acid treatment design, and field application process.


    유·가스 생산은 생산이 지속될수록 생산정 내부 또는 저류층에 생산방해 물질이 침전되기 때문에 점차 생산되는 양이 감소하게 된다. 이러한 문제는 산(acid)을 주입하여 생산방해 물질을 제거함에 따라 비교적 간단하고 경제적으로 해결할 수 있다. 하지만 산에 의한 지층 손상 가능성과 보다 효과적인 지층자극(stimulation)을 위해 적절한 산 설계 및 현장 운영이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 캐나다 앨버타 주 남부 유정(oil well)을 대상으로 암체 산 처리(matrix acidizing) 수행에 대한 전반적인 과정을 정리하였으며, 사전 연구, 산 처리 설계 및 현장 적용 과정으로 구분하여 각각의 실증사례에 대해 기술하였다.

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    August 2018
  • Technical Report

    Nuclear Power Sector Taxation in Japan and its Implications for Korea

    일본 원자력발전부문 세제 조사 및 시사점

    Dae Youn Lee, Sung-Jin Cho and Yoon Kyung Kim*

    이대연, 조성진, 김윤경*

    Japan has actively introduced taxes on nuclear power, such as fuel and spent fuel taxes. Korea is also considering similar taxes on ...

    일본은 지방세로서 핵연료세, 사용후핵연료세 등 원전에 대한 과세를 적극적으로 도입하였고, 다양한 형태로 세금을 부과하고 있다. 우리나라도 원전연료세, 사용후핵연료세의 도입, 기존 지역자원시설세(지방세)의 세율 ...

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    Japan has actively introduced taxes on nuclear power, such as fuel and spent fuel taxes. Korea is also considering similar taxes on nuclear power in addition to new local taxes on spent fuels in power plant sites and raising the tax rates of existing local resource facilities. This study examines the taxation of nuclear power generation in Japan and attempts to derive implications for similar taxation in Korea. Japan’s introduction and revision of taxes in the nuclear power sector is a method of raising sufficient funds to support daily life, environmental protection, industrial promotion, and implementing nuclear safety measures in the region. The tax framework in Japan can be a useful benchmark in revising Korea’s energy tax system to introduce nuclear-related taxes.


    일본은 지방세로서 핵연료세, 사용후핵연료세 등 원전에 대한 과세를 적극적으로 도입하였고, 다양한 형태로 세금을 부과하고 있다. 우리나라도 원전연료세, 사용후핵연료세의 도입, 기존 지역자원시설세(지방세)의 세율 인상 외에, 원전 부지 내 저장 핵연료에 대한 신규 지역자원시설세의 도입 등을 검토하고 있다. 이에 본 논문은 일본의 원자력발전에 대한 세제를 조사하고, 이 조사 내용이 우리나라의 원자력발전 관련 조세에 대해서 갖는 시사점을 도출하고자 하였다. 일본의 원전에 대한 과세 도입 및 조정은 원칙적으로 원전이 입지한 해당 지역의 민생 안정, 환경보전 대책, 산업진흥 대책, 원전 안전 대책 등을 위해 부족한 재원을 마련하는 방안이다. 일본은 원전 과세 개편, 신규 조세 발굴 및 부과는 조세 부과에 따른 왜곡효과를 분석하고, 중앙정부, 지방자치단체, 이해당사자간의 협의 및 합의 과정을 통해 최종적으로 결정하고 있다. 일본의 과세 사례는 핵연료세, 사용후핵연료세, 지역자원시설세 등과 같은 원전 관련 조세를 도입하려는 국내 에너지 세제 개편에서 유용한 사례가 될 것이다.

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    August 2018
  • Reviews

    Hydromechanical dynamics of hydraulic and natural fractures

    수압파쇄 및 자연 균열의 수리역학적 동역학

    Joong-Ho Synn* and Chan Park

    신중호*, 박 찬

    This study analyzed the hydromechanical behaviors of hydraulic and natural fractures caused by fluid injection, such as fracture closing-reopening and the related ...

    지하 암반 내 유체 주입에 의한 수압파쇄 균열과 자연 균열의 수리역학적 거동과 관련하여 균열 개폐와 압력 변수 관계, 응력 메카니즘 변화, 자연 ...

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    This study analyzed the hydromechanical behaviors of hydraulic and natural fractures caused by fluid injection, such as fracture closing-reopening and the related pressure parameters, stress mechanism changes, slippage-dilation criterion of natural fracture, and complex fracture intersections. When hydraulic and natural fractures intersect, the conditions for crossing, slippage, and dilation depend on intersection angles between fracture and stress direction, differential stress, and mechanical properties such as cohesion and friction coefficient of the fractures. Micro-mechanical and quantitative assessment technologies should be further developed for the analyses of fluid-fracture dynamics and the induced seismicity-like phenomenon.


    지하 암반 내 유체 주입에 의한 수압파쇄 균열과 자연 균열의 수리역학적 거동과 관련하여 균열 개폐와 압력 변수 관계, 응력 메카니즘 변화, 자연 균열의 미끄러짐-팽창 기준, 복합 균열 교차 전파 등의 관계를 분석하였다. 자연 균열면의 열림 상태에 따라 균열 거동과 관련한 압력 변수 및 응력해석해 적용의 유효성에 차이가 있었다. 수압파쇄 균열과 자연 균열의 교차시에 수압파쇄 균열의 자연 균열 관통, 자연 균열의 미끄러짐 또는 팽창 열림 등의 기준은 두 균열의 교차각, 주응력 방향과의 교차각, 주응력의 차, 균열면의 역학적 특성인 점착력과 마찰계수 등에 의해 좌우된다. 이러한 유체-불연속면 동역학적 거동 및 때로 수반되는 지진동 같은 현상의 관계 규명에는 미시역학적이고 정량적인 연구와 평가기법 개발이 있어야 한다.

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    August 2018
  • Reviews

    Mine Tailings Characteristics with a View of Prevention of Tailings Dam Failure

    적치댐 유실 예방 관점에서 본 광물찌꺼기 특성

    Jay-Hyun Park*, Hong-Il Cho, and In-Jae Yang

    박제현*, 최홍일, 양인재

    Tailings wasted in mine activity, has smaller silty size than fine aggregates. When tailings included heavy metals exposed to the atmosphere, they ...

    광업활동에 의해 발생하는 광물찌꺼기는 잔골재보다 작은 실트질 토질 특성을 가진다. 폐광지역 금속 광산 광물찌꺼기는 방치되어 중금속 용출로 주변 수계나 토양의 오염원으로 작용한다. ...

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    Tailings wasted in mine activity, has smaller silty size than fine aggregates. When tailings included heavy metals exposed to the atmosphere, they act as contamination source of soil and streams in the area surrounding mine. worthless tailings are stacked in tailings facility built on idle land near mine and covered by liner and top soil layers. The type of most of tailings dams in domestic mines is upstream dam. Unfortunately, as upstream dam is vulnerable to earthquakes and heavy rain, it should be managed continuously to prevent tailings loss. To prevent dam failure, measurement system such as leachate rate, water level, pore pressure and vertical or horizontal movement should be installed to secure quantitative data and analyzed data to develop indicator related dam failure. However, these measurement technologies related to analysis on local slope, subsidence, strain are quite expensive so that new technologies in various field should be actively incorporated to activate tailings facilities monitoring.


    광업활동에 의해 발생하는 광물찌꺼기는 잔골재보다 작은 실트질 토질 특성을 가진다. 폐광지역 금속 광산 광물찌꺼기는 방치되어 중금속 용출로 주변 수계나 토양의 오염원으로 작용한다. 광물찌꺼기는 경제성이 적어서 광산주변 유휴부지에 댐을 쌓아 적치하며, 침출수 발생 최소화를 위한 상부복토 등 차폐층을 광물찌꺼기 적치장 상부에 설치하는 것이 일반적이다. 대다수 광물찌꺼기 적치댐은 상류(upstream)형이며 이는 지진, 집중호우에 취약해서 적치댐 유실사고를 예방하기 위한 지속적 관리가 필요하다. 적치댐의 유실을 예방하기 위해서 침출수량, 적치장 및 댐내 지하수위, 댐내 간극수압, 댐내 수직 및 수평 움직임 등 계측시설 설치로 정량적 데이터를 확보하고 유실관련 지표개발을 위한 데이터 분석을 수행한다. 국부적 사면계측, 침하분석, 변형분석 등을 위한 계측기술은 엄격한 사전 및 사후조치가 필요하며, 적치댐 사후관리 활성화를 위한 다양한 기술이 접목될 필요성이 절실하다.

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    August 2018
Journal Informaiton Agriculture and Life Sciences Research Institute Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
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