[과학]우리 나라, 최대 공률 초장거리 터널 시설 장비 투입

중국석탄과학공업그룹에 따르면 해당 그룹 소속 상해연구원이 자체 개발한 1만 4,060메터 초장거리 련속 수송기가 최근 광동성 환북부만(环北部湾) 물자원 배치 공사 현장에서 시운전을 완료하고 정식 가동에 들어갔다. 이는 우리 나라의 장거리 터널 시공 장비 기술이 새로운 단계에 도약했음을 의미한다.

이 련속 수송기는 단일 기기(单机) 길이가 1만 4,060메터, 벨트 수용 길이 600메터, 총 구동(驱动) 공률 7×315키로와트로 현재 국내에서 구동 공률이 가장 큰 전단면 터널 굴착기(TBM) 부속 련속 수송기(配套连续输送机)이다.

중국석탄과학공업그룹 상해 연구원 운송쎈터 당지부 서기 겸 부총경리 송흥원은 “초장거리 련속 수송기 개발 과정에서는 구동 공률 병목 현상, 머리앞부분과 이중 중앙부분의 구동 공률 밸런스 제어 문제, 잔토(渣土) 청소가 어려운 등 여러 기술적 난제가 있었다.”라고 설명했다.

송흥원은 연구팀이 초장거리 수송기의 동력학 특성을 심층 분석해 ‘머리부+이중 중앙부’ 다중 구동 방식을 제안했으며 주기계 속도 제어와 유연한 슬레이브(从机) 기기 속도 추종을 통한 다중 지점 다중 기기 구동 밸런스 전략을 적용했다고 소개했다.  이 방안은 10단계의 고효률 대용량 벨트 수용 시스템, 변속 자동 텐셔닝(变频自动张紧) 기술, 지능형 모니터링 기술을 접목해 초장거리 련속 수송기의 성능을 크게 향상시키고 전체 장비의 신뢰성을 높였으며 TBM의 신속한 작업 추진 요구사항을 충족시켰다.

이외 연구팀은 공간 회전 적응 보정 기술을 개발하여 초장거리 련속 수송기가 공간 회전 구간에서 수송기 벨트의 장력이 동적변화 조건에서 수송기 벨트의 이동 편향 및 재료가 흘러내리는 등의 문제를 해결했다. 또한 구동 및 텐셔닝 협동 제어 전략을 채택하여 초장거리 련속 수송기의 장력(张紧力)을 자동으로 조정하고 TBM 고속 확장에 따른 수송기의 자동 조정 문제를 극복했다.

뿐만 아니라 송흥원은 “우리는 다단계 조합식 고효률 청소 기술과 지능형 물세척 장치를 개발해 점성이 강한 잔토와 마모성 재료 처리 문제를 해결했다.”고 덧붙였다.

알려진 바에 따르면 광동성 환북부만 물자원 배치 공사는 국가 물자원망 중추 공사로 우리 나라의 150개 주요 수리 공사중 하나이다. 1만 4,060메터 초장거리 련속 수송기는 중국석탄과학공업그룹의 중점 연구 프로젝트의 중대한 전환 성과이다. 동시에, 이는 중국석탄과학공업그룹상해연구원이 2021년 국내에서 가장 긴 1만 7,670메터의 ‘단일 굴진 무련결 터널(独头掘进无接应洞)’ 시공 터널 부속 련속 수송기 개발에 성공 후 자체 개발한 또 다른 초장거리 TBM 부속 련속 수송기이다.

/과학기술일보

编辑：최화