• Research Paper

    Effects of Microorganism and Fe-Nanoparticles on Mobility of Arsenate in Columns Filled with Glass Beads or Natural Soil

    유리 비드 및 자연 토양으로 충진한 컬럼 내에서 5가 비소의 이동도에 미치는 미생물과 철 나노입자의 영향

    Jong-Un Lee

    이종운

    The effects of microorganism, akaganeite nanoparticles, and a mixture of both on the mobility of dissolved As(V) were investigated through experiments ...

    지중에서 As(V)의 이동도에 미치는 미생물과 철 나노입자의 영향을 파악하기 위하여, 유리 비드 및 비소로 오염된 자연 토양으로 충진한 컬럼에 As ...

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    The effects of microorganism, akaganeite nanoparticles, and a mixture of both on the mobility of dissolved As(V) were investigated through experiments using columns filled with glass beads or natural, As-contaminated soil. In the case of glass beads column, nanoparticles enhanced the concentration of dissolved As in the effluent (0.48 mg/L) when compared with a control (0.17 mg/L) after 7 days. In microbial (0.04 mg/L) and mixture columns (0.08 mg/L), dissolved As concentrations were lower than the control. However, injection of microbe into the column filled with natural soil led to highly enhanced extraction of As from the soil (1.39 mg/L), whereas no significant difference in the amount of dissolved As was observed between nanoparticles (0.28 mg/L) and control (0.18 mg/L) columns. The results indicated that the interaction of As(V) with microorganism and Fe-nanoparticles may be controlled by the kind of geological media, i.e., crystalline aquifer or soil, contaminated with As(V).


    지중에서 As(V)의 이동도에 미치는 미생물과 철 나노입자의 영향을 파악하기 위하여, 유리 비드 및 비소로 오염된 자연 토양으로 충진한 컬럼에 As(V) 용액을 통과시키며 각 컬럼에 미생물, akaganeite 나노입자, 미생물과 나노입자 혼합물을 주입하였다. 유리 비드를 이용한 7일 간의 실험 결과, 나노입자를 주입한 유출수(0.48 mg/L)에서 비교실험(0.17 mg/L)에 비하여 높은 비소 농도를 보였다. 미생물(0.04 mg/L) 및 혼합물(0.08 mg/L)을 주입한 경우는 비교실험에 비하여 낮은 As 농도를 나타내었다. 이와 대조적으로 자연 토양으로 충진한 컬럼에 미생물을 주입한 결과, 비소가 매우 높은 함량(1.39 mg/L)으로 유출되었으며, 나노입자를 주입한 경우(0.28 mg/L)는 비교실험(0.18 mg/L)과 큰 차이가 없었다. 유리 비드와 자연 토양에서 나타나는 이러한 상이한 결과는 미생물 및 나노입자와 반응하는 As(V)의 거동이 오염된 지질학적 매질의 종류, 즉 결정질암 대수층 또는 토양 여부에 의해 좌우될 수 있음을 나타낸다.

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    April 2019
  • Research Paper

    Development and Field Test of a Distributed Acquisition System for High Efficiency Deep DC Resistivity Surveys

    고효율 심부 전기탐사를 위한 분산계측 시스템 개발 및 현장시험

    Sung-Ho Cho, Hyun-Key Jung, Hyosun Lee, Yesol Kim

    조성호, 정현기, 이효선, 김예솔

    Recently, the necessity of a DC resistivity survey for deeper parts has increased for the purpose of locating mineral resources and investigating ...

    최근 심부 광물자원 및 지진, 화산과 같은 심부 지각 활동에 대한 정보를 얻기 위한 심부 전기탐사의 적용성이 검토되고 있다. 이에 이 연구에서는 ...

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    Recently, the necessity of a DC resistivity survey for deeper parts has increased for the purpose of locating mineral resources and investigating earthquakes and volcanic activities. Accordingly, we developed and verified a distributed acquisition system to implement efficient deep DC resistivity surveys. The main features of our system adopting state of the art of electric and electronic technologies are described as follows: 1) high-power transmission and high-precision measurement is possible; 2) broad functional implementation by firmware programming guarantees the scalability and applicability for various geophysical high-precision measurements; and 3) it has high efficiency and maintainability in field operations due to its small size, light weight, modular design, and low power consumption. The system was verified through comparison with a commercial system under the same conditions along the 480-m survey line. After the verification, a large-scale survey was successfully carried out along the 4-km survey line at Mt. Taebaek.


    최근 심부 광물자원 및 지진, 화산과 같은 심부 지각 활동에 대한 정보를 얻기 위한 심부 전기탐사의 적용성이 검토되고 있다. 이에 이 연구에서는 고효율 심부 전기탐사를 실현하기 위한 분산계측 시스템을 개발하고 검증하였다. 최신 전기전자 기술을 도입하여 개발된 이 시스템은 다음과 같은 특징을 갖는다: 1) 대전력 송신과 수신기에서의 고정밀 계측이 가능하다; 2) 펌웨어 프로그래밍을 통한 시스템 동작의 허용범위가 높아 기능 개선 및 추가가 용이하여 전기탐사 이외의 다양한 정밀 계측 응용에 적용이 가능하다; 3) 작고 가벼운 외형 및 저전력, 모듈화 설계로 현장 운용 시 우수한 효율성과 유지보수성을 확보하였다. 개발 시스템의 검증을 위해 우선 전라북도 부안군 일대에서 480m 측선을 설치 후 일선현장에서 보편화되어 운용되고 있는 상용 중앙집중형 전기탐사 시스템과 동일 조건에서의 비교실험을 하였고, 이 후 심부 전기탐사의 적용가능성을 확인하기 위해 험준한 태백산 지역의 4km 측선에서 탐사를 하여 효율적인 탐사가 가능함을 확인하였다.

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    April 2019
  • Research Paper

    Numerical Analysis of Modified Electrical Resistivity Survey for Filling Status of Mine Backfills

    변형된 전기비저항 탐사를 이용한 광산 채움재 충전 상태 파악을 위한 수치해석 연구

    Jinpyo Hong, Seokhoon Oh, Bomi Lee

    홍진표, 오석훈, 이보미

    Modified electrical resistivity survey was considered to investigate the state of the cavity and distribution of the backfill materials in a mine ...

    광산에서 채움재가 충전됨에 따라 발생할 수 있는 공동이나 채움재의 분포 상태를 파악하기 위해 물리탐사 기법 중 전기비저항 탐사의 활용 방안에 대해 고찰하였으며 ...

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    Modified electrical resistivity survey was considered to investigate the state of the cavity and distribution of the backfill materials in a mine, and its numerical analysis was performed. The current flow was analyzed according to each modified array, and the state of the backfill material was predicted using the visualized 3-D equipotential distribution. The potential difference of each array showed an anomaly at the boundary between two different materials. Analysis of the equipotential distribution map made it possible to interpret the main current flow path, and the boundaries of the materials were identified by the density of equipotential lines. As a result, the backfill state in the abandoned mine could be interpreted through the analysis of the potential difference graph and the equipotential distribution map.


    광산에서 채움재가 충전됨에 따라 발생할 수 있는 공동이나 채움재의 분포 상태를 파악하기 위해 물리탐사 기법 중 전기비저항 탐사의 활용 방안에 대해 고찰하였으며, 이를 위해 변형된 전기비저항 탐사법을 적용하여 수치해석을 실시하였다. 각 배열법에 따라 전류흐름을 분석하였으며 가시화한 3차원 등전위 분포도를 통해 채움재의 상태를 예측하고자 하였다. 각 배열법에서 획득한 전위차는 서로 다른 두 매질이 만나는 경계면에서 이상을 보였다. 등전위 분포도 분석을 통해 전류가 흐르는 경로를 알 수 있었고, 등전위선 밀도를 이용하여 매질의 경계를 파악할 수 있었다. 결과적으로 변형된 전기비저항 배열법을 이용한 수치해석에서 전위차 그래프와 등전위 분포도 해석을 통해 갱도 내 채움재의 충전 상태를 파악할 수 있었다.

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    April 2019
  • Research Paper

    Estimation of Solar Irradiance at Weather Stations in Korea Using Regionally Trained Artificial Neural Network Models

    권역별 인공신경망 모델을 이용한 전국 기상관측소의 일사량 추정

    YoungHyun Koo, Sung-Min Kim, Myeongchan Oh, Hyeong-Dong Park

    구영현, 김성민, 오명찬, 박형동

    The ability to estimate solar irradiance is necessary for efficient installation and management of solar photovoltaic systems. Weather observation data and Communication ...

    일사량을 파악하는 것은 태양광 발전 시스템을 설치하고 운영하는 데 있어서 필수적이다. 본 연구에서는 기상청에서 운영하고 있는 94개 기상관측소의 일사량을 추정하기 위해 기상 ...

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    The ability to estimate solar irradiance is necessary for efficient installation and management of solar photovoltaic systems. Weather observation data and Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS) images were used to estimate solar irradiance at 94 Korea Meteorological Administration (KMA) weather stations. First, Korea was divided into 13 regions by applying K-means clustering to cloud indices derived from visible channel images of COMS, and artificial neural network (ANN) models were trained in 10 regions. Ten variables were selected as inputs for ANN by mutual information feature selection to build multi-layer perceptron networks in MATLAB. The cross validation resulted in a 0.96 correlation coefficient and 80.87 W/m2 (22.62%) root mean square error (RMSE). The regionally trained ANN models could reduce the relative RMSE by 2%p compared to non-regionally trained models. The solar irradiances at the 94 KMA weather stations were estimated by applying these models. The solar irradiance of points that have no measured data from a pyranometer can be estimated using these regional ANN models.


    일사량을 파악하는 것은 태양광 발전 시스템을 설치하고 운영하는 데 있어서 필수적이다. 본 연구에서는 기상청에서 운영하고 있는 94개 기상관측소의 일사량을 추정하기 위해 기상 관측 자료와 천리안 위성영상을 이용하였다. 우선, 천리안 위성의 가시광 채널 영상으로부터 산출한 구름지수에 K-평균 군집화를 적용하여 한국을 13개의 권역으로 분류하였으며, 이 중 일사량 관측값이 존재하는 10개 권역의 일사량 추정을 위해 인공신경망 모델을 훈련시켰다. 인공신경망의 입력변수로는 상호정보량 특징선택을 통해 총 10개의 변수가 선택되었고, MATLAB 소프트웨어를 활용하여 인공신경망 모델을 구축하였다. 교차검증 결과, 본 연구의 모델은 상관계수 0.96, RMSE 80.87 W/m2 (22.62%)의 오차를 보였으며, 권역 분류를 적용하지 않은 전국적 훈련모델에 비해 오차가 약 2%p 감소하는 효과가 있었다. 이러한 권역별 일사량 모델을 활용하여 기상청의 기상관측소 94개 지점의 일사량을 추정하였다. 본 연구의 권역별 인공신경망 모델을 활용하면 일사계는 없지만 기본적인 기상요소가 관측되고 있는 관측소의 실시간 일사량을 20% 초반대의 오차 수준으로 추정할 수 있을 것으로 기대된다.

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    April 2019
  • Technical Report

    Review of Standards for Mineral Resources and Reserves Estimation in Korea

    국내 광량 평가 기준에 대한 고찰

    Yongkun Choi, Jangha Kim, Woojeong Kim

    최용근, 김장하, 김우정

    In Korea, even though the standards for mineral resources and reserves estimation were established through the Korean Industrial Standards, terminology confusion is ...

    국내에서는 광물의 양을 가리키는 광량을 표기하고 평가하기 위한 기준이 한국산업표준으로 제정되어 있음에도 불구하고, 여러 차례의 법 개정과 정부 주도로 이루어진 신 기준 ...

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    In Korea, even though the standards for mineral resources and reserves estimation were established through the Korean Industrial Standards, terminology confusion is increasing due to revision of the laws and establishment of new standards by the government. In this study, the existing Korean standards for mineral resources and reserves estimation were reviewed and compared with international standards. Based on these reviews, the situation in Korea and international standards, a terminology system was proposed. Notation and evaluation criterion for mineral resources and reserves should be established carefully according to a legal standards, because they are not just technical terms but also criteria for legal decisions. Thus, it is necessary for the government, industry, and academia to discuss the standard system in more depth.


    국내에서는 광물의 양을 가리키는 광량을 표기하고 평가하기 위한 기준이 한국산업표준으로 제정되어 있음에도 불구하고, 여러 차례의 법 개정과 정부 주도로 이루어진 신 기준 제정으로 관련 용어의 혼란이 가중되고 있는 상황이다. 이 연구에서는 국내 광량 관련 용어의 표준화를 위해 기존의 국내 광량 평가 기준을 검토하고, 해외 기준과 비교하였다. 이러한 검토와 국내 용어 사용 환경, 국제 기준 등을 고려하여 광량을 매장량(또는 자원량)과 가채매장량의 용어로 사용할 것을 제안하였다. 광량의 표기와 평가 기준은 단지 기술적 용어로서의 의미를 가질 뿐만 아니라 법률에 따른 여러 판단의 기준이 되므로 법적 근거 하에 신중하게 결정되어야 한다. 이를 위해 향후 정부, 업계, 학계가 모여 보다 심도 깊은 논의를 통해 표준 체계를 확정할 것을 제안한다.

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    April 2019
  • Technical Report

    Conceptual Economic Evaluation of a Copper Mine in North Korea

    북한 동 광산의 개념적 경제성 평가 사례

    Dong-Ho Yoon, Jae-Joon Song

    윤동호, 송재준

    In this technical note, a conceptual economic evaluation was performed on the ○○ copper mine in North Korea. The scenario was designed with ...

    본 기술보고서에서는 북한 ○○ 동 광산에 대한 개념적 경제성 평가를 수행하였다. 북한 광산자료 수집의 어려움과 불확실성을 보완하기 위해 경제요인에 대한 가정 수립 시 ...

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    In this technical note, a conceptual economic evaluation was performed on the ○○ copper mine in North Korea. The scenario was designed with conservative assumptions about economic factors in order to make allowances for the availability and uncertainty of input data. The results of the evaluation show that the ○○ mine project has a considerably high investment value, with 38% internal rate of return (IRR) and US$ 131,700,000 net present value (NPV), at a 25% discount rate. A sensitivity analysis was also performed for the major economic factors, using a range of 25% for the lower and upper bounds. The economic factors considered, in order of priority, were metal price, ore grade, capital expenditures (CAPEX), and operating expenditures (OPEX). This research was conducted based on several assumptions about economic factors due to the lack of data. Accordingly, there may exist a high level of inherent uncertainty. Therefore, the results of this study can be used as preliminary data for the development of mineral resources in North Korea, but they are not suitable to be directly used for investment purposes. This research needs to be complemented with applicable field data to improve reliability of the results.


    본 기술보고서에서는 북한 ○○ 동 광산에 대한 개념적 경제성 평가를 수행하였다. 북한 광산자료 수집의 어려움과 불확실성을 보완하기 위해 경제요인에 대한 가정 수립 시 보수적인 기준을 적용하여 시나리오를 설계하였다. 평가 결과 IRR은 38 퍼센트, NPV는 25 퍼센트 할인율 적용 시 US$ 131,700,000으로 산출되어 투자가치가 높은 것으로 분석되었다. 광산 개발 계획의 주요 경제요인에 대해 25 퍼센트의 상하한 변동 범위를 설정하여 민감도 분석을 수행하였다. ○○ 광산의 경제요인 우선순위는 금속가격, 광석품위, CAPEX, OPEX 순인 것으로 나타났다. 본 연구는 제한된 자료로 인해 여러 경제요인에 대한 다수의 가정에 기초하여 수행되었으며, 이에 따른 내재적인 불확실성이 존재한다. 따라서, 본 연구 결과는 북한 광물자원 개발 계획 수립을 위한 참고자료로 이용할 수 있으나 직접적인 투자 목적으로 이용하기에는 적합하지 않으며, 평가 결과의 신뢰도 향상을 위해서는 광산자료의 보완 및 추가 연구 수행이 필요하다.

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    April 2019
  • Review

    An Explanatory Comment on a Subsoil Assets Valuation Method in Korea

    우리나라의 지하자산 추계방법 해설

    Ji-Whan Kim

    김지환

    Subsoil assets statistics, now published, began in 2007 as part of the National Asset Statistics in accordance with 93SNA (System of National ...

    현재 공표되는 지하자산 통계는, 국가자산통계의 항목으로, 93SNA(System of National Accounts) 기준에 따라 2007년부터 간접추계방식으로 시작되었다. 지하자산은 현재기술과 상대가격에서 경제적으로 이용 가능한 ...

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    Subsoil assets statistics, now published, began in 2007 as part of the National Asset Statistics in accordance with 93SNA (System of National Accounts) standards. It was applied as an indirect estimation method. Subsoil assets are proven resources that are economically available based on present technology and relative prices, and subsoil assets statistics describes the data representing the estimated value of subsoil assets. This article explains how to estimate subsoil assets value, and suggests some ideas to improve current valuing methods, based on changes in recent laws and systems.


    현재 공표되는 지하자산 통계는, 국가자산통계의 항목으로, 93SNA(System of National Accounts) 기준에 따라 2007년부터 간접추계방식으로 시작되었다. 지하자산은 현재기술과 상대가격에서 경제적으로 이용 가능한 확정광량을 대상으로 하며, 지하자산 통계는 지하자산의 가치를 추계하는 것이다. 본고는 SNA가 제안하는 지하자산 추계에의 제안사항을 설명하고 주요 선행사례들을 검토한 후 현행 우리나라의 지하자산 추계방법을 설명한다. 그리고 최근의 법, 제도 등 추계여건변화에 따라 개선해 나아갈 방향에 관해 제시한다.

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    April 2019
  • General Remarks

    Mineral Resource Industry of North Korea and Two Korea’s Cooperation

    북한의 광물자원산업 실태와 남북협력 방안

    Woo Jin Chung

    정우진

    The production of mineral resource and its industries such as steel making and smelting have deteriorated in North Korea although it has ...

    북한은 풍부한 자원을 보유했음에도 자원생산이 침체되고 제철과 제련 등 광물자원산업 전반이 낙후되어 있다. 북한의 투자환경만 변한다면, 남북한의 자원협력은 남북 모두에게 수익이 돌아가는 ...

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    The production of mineral resource and its industries such as steel making and smelting have deteriorated in North Korea although it has a plenty of mineral resources. Under the North’s new circumstance of the investment, the resources cooperation between two Koreas could become the win-win strategy. Resource cooperation of South-North need to be focused at not only resource development but also mineral industry. In South Korea, the resource demand will increase mostly in the 4th industries. On the other hand, in North Korea, it would increase mostly in the construction, civil engineering, heavy industry and infrastructure. Differences in the structures of the demand as well as supply of mineral resources between two Koreas could make an environment to increase the effects of the cooperation. Independent mineral industry value chain would be created in the Korean peninsula when mineral resource of the North and smelting and manufacturing industry of the South are connected. Further this value chain could let the cooperation of the South and the North to raise the value added of the resource industry while increasing the mineral resource production.


    북한은 풍부한 자원을 보유했음에도 자원생산이 침체되고 제철과 제련 등 광물자원산업 전반이 낙후되어 있다. 북한의 투자환경만 변한다면, 남북한의 자원협력은 남북 모두에게 수익이 돌아가는 상생협력 분야이다. 남북한 자원협력은 자원개발만 아니라 광업 전반을 아우르는 협력방안을 모색해야 할 것이다. 남한은 광물자원을 해외에 의존하지만 제련, 가공산업은 높은 국제경쟁력을 보유하고 있다. 남한은 제4차 산업을 중심으로 첨단 소재의 광물 자원수요가 늘어나는 반면 북한은 건설과 토목, 인프라, 중공업을 중심으로 자원수요가 늘어날 것이다. 이러한 남북한의 수요구조 차이는 공급구조 차이와 함께 남북의 협업효과를 높이는 환경을 만들어 주고 있다. 북한의 광물자원과 남한의 제련, 가공산업이 연계되면 한반도내 독자적인 광물자원의 밸류 체인을 이룰 수 있고, 이를 통해 남북의 자원 생산 증대와 함께 자원산업의 부가가치를 높일 수 있는 협력 방안을 추진할 수 있을 것이다.

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    April 2019