Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers ISSN:2288-0291(Print) 2288-2790(Online) 한국자원공학회지

본 연구에서는 주로 결정질 산화물(fraction 4)과 잔류상(fraction 5) 형태로 존재하는 비소 오염 토양에 대해 효과적인 정화 방법을 설계하기 위해 물리적 선별과 토양세척공법에 대한 효율성을 평가하였다. 자력 선별을 적용한 결과, fraction 5 형태의 비소가 효과적으로 제거되었으며, 자력의 세기가 높을수록 좋은 효과를 보였다. 부유 선별에서는 P.E.X 포수제가 P.A.X 포수제 보다 높은 제거 효율을 보였으나, 투입되는 포수제의 양에서는 효율 차이가 크지 않았다. 토양세척에서는 옥살산과 디씨오나이트를 혼합한 세척액이 가장 효과적이었으며, fraction 5에서 높은 효율을 보인 아스코빅산을 추가한 단계적 세척을 통해 최대 61.4%의 비소 제거율을 달성할 수 있었다. 이러한 연구결과는 향후 fraction 4와 5 형태로 존재하는 비소 오염 토양에서 최적의 정화공법을 설계하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

이 연구에서는 상수원으로 이용되는 진양호의 퇴적물에서 용출되는 총질소(TN) 및 총인(TP)의 용출 특성을 조사하였다. 혐기성 조건에서 수질 환경 요인인 pH, TDS, 온도가 TN 및 TP 용출에 미치는 영향을 실험을 통하여 분석하였다. 실험 결과, 높은 pH(≥9) 및 온도(25°C) 조건에서 TN 및 TP 용출량이 증가하였으며, 특히 TP는 철 산화물의 환원성 용해와 밀접한 관련을 보였다. Na⁺와 Cl^–로 구성된 높은 TDS는 퇴적물 내 토착 미생물 활성에 영향을 미쳐 Fe와 Mn 및 인의 용출량을 증가시켰다. 이 연구는 진양호 내 조류대발생은 높은 pH, 갈수기의 높은 TDS, 하절기의 높은 온도 조건에서 더욱 용이하게 발생할 수 있음을 나타낸다.

본 논문은 높은 수소 저장 밀도, 마일드한 액화 조건 및 무탄소 연로로써 수소경제의 핵심 매개체로 주목받고 있는 암모니아의 물리∙화학적 특성, 에너지 지하 저장의 국내외 사례, 암모니아 관련 법∙제도를 기반으로 암모니아 지하 저장의 기술적, 경제적, 제도적 타당성 및 적용 가능성을 종합적으로 검토하였다. 또한 암반 공동형, 수직구 기반 및 중앙제어식 다중 수직구 모델의 적용 가능성을 제시하고, 부지 선정 기준과 제도적 과제, 경제성을 검토하여 향후 후속 연구 및 파일럿 실증과 제도적인 정비의 필요성을 도출하였다.

본 연구는 몽골 토브 아이막에 위치한 MV-020997 주석 광산의 지질, 광물학적 특성 및 매장량을 해석하는 것을 목적으로 한다. 연구 지역의 주석은 중생대 화강암류에서 기원하며, 풍화·침식 작용에 의해 사광상으로 분포한다. 화학분석 결과 주석의 광석광물은 석석(Cassiterite, SnO₂)으로 규명되었고, 맥석광물은 규산염광물로 확인되었다. 과거 탐사 자료를 기반으로 부피법을 적용한 매장량 산정 검토 결과, 주석 광체의 총 체적은 2,759,472 m³이며 평균 주석 함량은 251.5g/m³로 산출되었다. 또한, 변수 간 관계 분석을 위해 피어슨 상관계수를 활용한 결과, 주석 매장량과 주석 함량(𝑟 = 0.978), 광체 부피(𝑟 = 0.961) 간 높은 상관관계를 확인하였다. 본 연구는 효율적인 탐사 및 채광 계획 수립에 기여할 것으로 기대되며, 연구 지역의 효율적인 자원 개발을 위해 추가적인 정밀 탐사 및 선광 기술 개발이 필요함을 시사한다.

본 연구에서는 통신망이 없는 지하광산을 위한 라우터 드롭 방식의 로봇 원격조종 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 로봇 원격조종 시스템과 무선 통신 시스템, 라우터 드롭 시스템으로 구성된다. 로봇은 갱구의 와이파이를 이용해 원격조종되며, 와이파이 신호가 약해졌을 때 라우터를 떨어뜨려 통신 범위를 확장하고 갱구의 컴퓨터와의 연결이 다시 원활하게 진행된다. 로봇은 열화상 카메라를 이용해 조난자를 탐색하고, 발견 시 신호를 보내 갱구의 컴퓨터에서 조난자의 위치를 확인할 수 있다. 개발된 시스템을 연구지역에 적용한 결과, 약 110 m 구간의 지하 갱도에서 라우터 드롭 방식으로 메시 네트워크 구축과 로봇 원격조종이 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발한 시스템은 통신망이 없는 폐광산과 원자력 재난 현장 등에서 안전하게 현장 조사를 가능하게 하며, 달 용암 동굴 탐사에도 활용할 수 있을 것이다.

본 연구는 광산 현장에 스마트 마이닝 기술이 도입됨에 따라, 현장 작업자의 교육 효과와 작업 효율성을 향상시키기 위해 증강현실(augmented reality, AR) 기반 콘텐츠를 개발하였다. 개발된 콘텐츠는 (1) 갱내 무선통신설비 조립, (2) 무인 로더 운전 훈련, (3) 시뮬레이션 연계 송석 작업 계획 수립의 세 가지 모듈로 구성된다. 이를 통해 작업자는 복잡한 무선통신 단자함의 내부 구조와 조립 절차를 직관적으로 이해하고, 무인 로더의 조작법을 학습하며, 시간에 따라 변화하는 송석 작업의 주요 지표를 AR 기반 시각화로 파악할 수 있다. 무선통신설비 조립 모듈은 단자함 유지보수를 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 지원하며, 무인 로더 훈련 모듈은 시간과 장소의 제약 없이 반복 학습이 가능하다. 마지막으로, 시뮬레이션 연계 작업 계획 모듈은 실시간 주요 지표 확인을 통해 작업자의 현장 이해도를 높이는 데 기여한다.

본 연구는 광업 분야의 산업재해 저감을 위한 안전관리 체계 개선 방안을 제시하였다. 국내 광산 재해 분석 결과 기계 협착과 낙반·붕락이 주요 사고 유형으로 나타났다. 주요국 안전관리 제도 비교를 통해 사전 예방, 이해관계자 참여, 데이터 기반 관리의 중요성을 확인하였다. 이에 따라 건설업의 통합 안전관리 체계를 광업에 적용하는 방안을 제안하였다. 제안 시스템은 전 생애주기 통합관리, 데이터 기반 위험요소 프로파일링, 다기관 협업 체계, 정량적 안전성 평가, BIM 기반 시뮬레이션 및 머신러닝 예측 기술의 5개 핵심 요소로 구성된다. 본 체계는 광산 설계부터 폐광 후 관리까지 체계적 위험 식별과 실시간 대응 역량을 제공하여 광업 안전관리 정책 및 기술 발전의 기초자료로 활용될 수 있다.

본 연구에서는 자동차의 주요 부품인 터보차저의 재제조로 인한 경제적 효과를 분석하였으며, 경제적 효과 분석방법은 비용 절감 효과 분석방법을 이용하였다. 절감비용은 생산업체, 사용업체, 폐기업체인 재활용업체의 수익을 고려하였다. 연구결과, 1대 기준의 신품 터보차저 생산으로 인한 수익은 228,492 원이며, 1대 기준의 터보차저 재제조품 생산으로 인한 수익은 315,051원으로 나타났다. 신품 대비 터보차저 1대 기준 재제조로 인한 수익은 86,559원으로, 27.5%가 개선되는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 터보차저 재제조를 활성화하고, 재제조 사업을 육성하기 위한 정책 결정 자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

본 연구는 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 캐나다에서 한국으로 블루수소를 공급하는 두 가지 시나리오의 비용을 분석하였다. 시나리오 1은 캐나다산 LNG를 수입해 한국에서 수소를 생산하고 CCS를 통합하는 방식이며, 시나리오 2는 캐나다에서 블루수소를 생산해 액화수소, 암모니아, 유기수소운반체 중 하나의 형태로 저장하여 한국으로 수입하는 방식이다. 블루수소는 주로 수증기 메탄 개질, 부분 산화, 자열 개질을 통해 생산되며, 탄소 배출 저감을 위해 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술이 병행된다. 경제성 분석 결과, 시나리오 2의 암모니아 형태로 수소를 운반하는 경우의 공급 비용은 7.33 $/kgH₂로 가장 저렴한 것으로 나타났다. 현재 캐나다의 대(對)한국 LNG 공급은 제한적이나, 향후 전략적 에너지 수급 측면에서 해당 시나리오는 타당성을 가질 것으로 전망된다.

4차 산업혁명 이후 인공지능(AI) 기술의 발전은 산업 전반에 걸쳐 혁신을 촉진하며 경제·사회 구조를 변화시키고 있다. 특히, AI 모델의 고도화는 연산 능력이 뛰어난 고성능 반도체를 필수 요소로 만들었으며, 이는 데이터 센터, 자율주행, 5G/6G 통신, 클라우드 컴퓨팅 등 다양한 산업에서 핵심적인 역할을 하고 있다. 이에 따라 반도체 수요가 급증하고 있으며, 반도체 제조에 필요한 핵심 광물 및 원자재의 안정적인 공급망 확보 또한 중요한 과제가 되고 있다. 그러나 최근 반도체 원료 광물 공급망은 중국의 핵심 광물 수출 제한, 러시아-우크라이나 전쟁으로 인한 공급 차질, ESG 규제 강화, 글로벌 원자재 가격 변동 등으로 인해 리스크가 심화되고 있다. 본 연구는 반도체 산업에 필요한 광물들을 정의하고 각 광물에 대한 공급망 리스크를 분석, 평가하여 국가 중요산업인 반도체 산업의 안정적인 운영을 위한 기초자료를 제시하였다.

건설업과 광업은 산업재해 발생 위험이 높음에도 불구하고, 상이한 작업 환경과 법제도로 인해 안전관리 체계가 분리되어 발전해왔다. 본 연구는 두 산업의 위험 특성과 관리 구조를 비교·분석하고, 스마트 기술, 제도 통합, 교육훈련, 성과 기반 인센티브를 포함한 통합 안전관리 정책을 제안한다. 통합 정책은 산업 간의 지식 공유, 복합 위험 대응, 자율적 안전문화 확산을 통해 안전성과 효율성의 동시 확보를 목표로 한다.

자연수소 탐사를 위해서는 수소 시스템을 구성하는 지질학적 구성 요소와 과정에 대한 이해가 필요하다. 수소시스템은 석유시스템과 유사하게 작동하지만 발생기작과 보존조건이 다르다. 수소 시스템은 물의 공급이 가능한 기반암내에서 수소를 생성하는 근원암-생성시스템, 수소의 이동, 트랩 및 가스형태의 수소가 집적되는 과정을 포함하는 이동-보존시스템으로 구분 할 수 있다. 방사성 분해, 물-암석 상호작용, 유기물의 열적분해는 경제성 있는 수소 생성 과정이다. 자연수소 시스템은 비활성 대륙 주변부, 판 경계, 대륙 내부 등 다양한 지구조 환경에서 작동한다. 판 경계부에 오피올라이트가 부가되어 형성된 코디예라 오피올라이트, 테티스 오피올라이트는 사문암화 작용이 활발하며, 대륙 내부에서는 열개 분지와 열개 역전 조산대가 유망한 자연수소 발생 지역이다. 지구조환경에 따른 수소시스템에 대한 이해는 보다 효율적인 자연수소 탐사 전략 수립에 필요한 요소이다.

과거 주로 자원 탐사분야에 활용되었던 전기/전자탐사 기법은, 장비와 해석 기술이 발전하면서 환경, 지반분야 등으로 적용이 확장되고 있다. 물리탐사를 효과적으로 수행하기 위해서는 조사 대상체의 물성에 가장 민감하게 반응하며 탐사 목적에 맞는 가탐심도나 분해능을 갖는 기법을 선택해야 한다. 이 연구에서는 전기비저항, 전기비저항 토모그래피, 유도분극, 자연 전위, 진동수영역 및 시간영역 전자탐사, 지표투과레이더, 자기지전류 등 전기/전자탐사 방법들을 중심으로 다양한 분야에서 탐사의 주요 대상이 되는 물성 변화 요인을 정리했다. 또한, 광물 자원 탐사, 환경오염 조사, 지반 조사, CO₂ 지중저장, 고준위 방사성폐기물 처분장 등을 대상으로, 각 분야의 탐사 목적에 따라 어떤 물성을 중점적으로 조사해야 하는지, 어떤 탐사법이 효과적으로 사용되어 왔는지를 여러 사례들을 소개하여 전기/전자 탐사법의 활용 방법을 제시하였다.