[신년특집] 광산 실시간안전시스템 구축 어디까지

[에너지경제신문 여영래기자] 국내 광업의 중장기 목표는 광물자원의 지속가능한 개발과 효율적 활용이다.

산업통상자원부는 이를 위해 2024년까지 국내 광산에 무인원격조정 시스템 보급을 목표로 하고 있다. ‘자원개발+ICT’ 모델은 산업부가 수립한 ‘제2차 광업기본계획’의 하나로 ICT 융합에 따른 자동화·무인화 추진이 주된 내용이다. 이는 자원개발 사업에 친환경·고효율·저비용·무재해를 도모하기 위해서다. 

산업부는 이를 통해 광업 생산성을 지난 2013년 인당 38톤에서 2025년 47톤으로 24% 향상시키고, 백만명당 재해율은 2013년 28.6명에서 2025년 16명으로 낮출 계획이다.

▲광산의 근로자 및 차량 위치추적, 갱내통신, 작업이력 등 광산운영과 안전관리의 효율성 향상을 위해 ICT 기반의 실시간안전관리시스템이 구축된 대성MDI 제천사업소 갱내(410갱)에서 권갑현 빅파워솔루션 대표가 설치된 장비에 대해 설명하고 있다.

대성MDI 등 국내 광산 2곳 新안전관리시스템 시범 구축

광물자원공사, 광산안전지원 설치비용의 70% 국고보조

실시간으로 광산 운영의 전체 공정에서 발생하는 정보를 신속하게 수집하고 원활히 소통하게 하며, 빠르고 정확한 의사 결정을 내리는데 도움을 줄 수 있기 때문이다.

이러한 갱내 안전사고 예방을 위해선 무엇보다 정보통신 즉, 작업자나 장비 간의 위치확인과 음성통화가 절대적으로 필요하다. 그러나 대부분의 광산은 오지에 위치해 통신환경이 열악함은 물론 특히, 지하 갱도처럼 폐쇄된 지역에서는 GPS 신호도 받을 수 없는 실정이다. 

이러한 갱내 안전사고를 사전 방지하고, 생산성 향상에도 기여할 수 있는 ‘실시간 안전관리시스템’의 도입이 국내 광산에도 본격화됐다.

한국광물자원공사(사장 김영민)는 국내 광산의 근로자 및 차량 위치추적, 갱내통신, 작업이력 등 광산운영과 안전관리의 효율성 향상을 위한 맞춤형 서비스를 제공하기 위해 지난해 5월부터 8개월간 중소기업인 (주)빅파워솔루션과 공동으로 ‘ICT를 활용한 광산운영 및 실시간안전관리시스템’ 개발을 완료했다.

‘광산운영 및 실시간안전관리시스템’의 핵심은 무선주파수를 인식, 실시간으로 △광산 갱내 작업자 및 장비의 위치 추적, 광산 갱구 출입이력 관리 △갱내 양방향 음성통화 및 비상상황 전파 등 본사와 현장 간 원격 관리 △근로자와 장비의 작업 효율성 및 광석 생산성 종합 분석 등을 다양한 기능을 수행할 수 있다. 

현재 개발이 완료된 이 시스템은 국내 금속광(철·아연 등), 비금속광(석회석·백운석 등), 철제 지보 영향, 전자파 전파거리 등에 대해 현장에서 실증시험을 완료했으며, 지난 7월 특허 출원도 마쳤다. 

광물공사는 광업계와 협의를 통해 현재 석회석 광산인 대성MDI(대표 김영범)와 (주)성신미네필드(대표 홍진모) 등 2곳에 이 시스템의 시범 구축을 완료했다. 

대성MDI(주) 제천사업소(광산) 등에 구축된 이 시스템은 정부로부터 설치비용의 약 70%를 지원받을 수 있는 광산안전지원 국고보조사업으로 지정돼 있다. 특히 광물공사는 이 시스템을 멕시코 볼레오 동(銅) 광산에도 이미 적용한바 있다. 

시스템 구축 사업자인 권갑현 빅파워솔루션 대표는 "하드웨어 구축은 대성MDI 제천사업소의 갱내 현장 개방 등 적극적인 협조로 가능했다"면서 "상황실과 작업자 간 상황 파악과 위치 확인을 위해 문자, 음성 통화가 가능한 시스템 개발을 완료, 갱내·외를 연계한 모니터링을 실시 중에 있다"고 설명했다. 

대성MDI 송석재 생산본부장(상무이사)은 "실시간으로 광산 운영의 전체 공정에서 발생하는 모든 정보를 실시간 수집하고 원활히 소통하게 되면서 안전사고 예방은 물론이고 작업 진행상황에 대한 정확한 의사결정에도 상당한 도움이 주고 있다"고 전했다.

◇외국 사례는

지난 2000년대 초반 광업 메이저기업인 리오틴토(Rio Tinto)는 인력 부족과 높은 비용으로 낮은 생산성에 골머리를 앓았다. 

그들은 ‘Mine of the Future’라는 이름의 파격적인 실험을 시작했다. 1500㎞ 떨어진 사무실에서 무인트럭 5대를 원격 조정해 광물 찌꺼기를 실어 나르도록 아이디어를 짜낸 것. 현재는 290톤을 실을 수 있는 대형 트럭은 위성항법장치를 통해 24시간 내내 쉬지 않고 달릴 수 있게 된 것이다. 

최근엔 지하터널 굴착, 채광, 광물 분류작업까지 사람 손이 아닌 로봇 또는 기계 힘으로 진행 중이다. 

불가리아의 Chelopech 광산의 경우, 2013년 이러한 ICT를 도입해 생산량을 53% 늘리고, 생산원가를 톤당 30% 절감하여 한때 파산 위기에 있던 광산을 정상화 시키고 흑자로 전환하는 성과를 일궈냈다. 

이외에도 광산 장비 제작사의 차세대 마이닝 기술을 적용한 사례로는 캐터필라의 MINESTAR 시스템, 샌드빅의 AUTIMINE, 아트라스콥코의 RRA 등을 들 수 있다. 

[인터뷰] 한국광물자원공사 윤철헌 기술개발처장

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-광산내 실시간안전관리시스템의 개발 배경은.

지난 2012년 8월 23일, 강원도 강릉의 한 석회석 광산에서 400만 톤 이상의 암반과 토사가 무너지는 사고가 발생했다. 

무려 21개월 간 대략 300억 원의 비용을 들였지만 실종자 1명은 끝내 찾지 못했다. 국내 광업계 재해 사상 최장기간 동안 가장 비싼 구조비용을 들인 광산재해로 꼽히고 있다.

이처럼 안전사고 예방을 위해선 무엇보다 정보통신 즉, 작업자나 장비 간의 위치확인과 음성통화가 필요하다. 상호 소통을 위한 별도의 무선통신 네트워크가 필요하다는 의미다. 

특히 갱도는 직경 6m 내외의 원통형 형태로 수 백 미터에서 수 킬로미터까지 연결돼 통신 음영지역이 많고 지상과 동일한 기술을 적용하기 어렵다. 

이러한 현실적인 문제들을 해결하기 위해 지난 2014년 1월 광물공사는 국내 광업계와 기술적 현안사항 협의를 통해, 중소기업과 공동으로 기술개발을 진행하게 됐다.

-그동안 광물공사가 추진해온 준비과정을 설명한다면.
지난 2013년 12월 국내 광업계와 ‘ICT기반의 안전관리시스템 개발’을 위한 공동연구 과제 발굴에 착수한 것을 시작으로 △2014년 5월 광업계를 대상으로 ICT 연구과제 추진방향 발표 및 연구과제 착수 △동년 11월 강원도 한덕철광 갱내에서 ICT 기반 장비 및 인력 위치추적 기술 시연 △동년 12월 광업계를 대상으로 ICT 연구과제 최종보고 △ 2015년 3월 광물공사 운영사업인 멕시코 볼레오광산 현장 실증 등의 절차를 거쳐 시범사업으로 국내 광산 2곳에 이 시스템을 구축하게 된 것이다. 

-현재 시범 설치된 국내 광산 2곳의 운영 성과는.
충북 제천 대성MDI(주)의 제천사업소와 강원 정선에 위치한 (주)성신미네필드 광산에 적용된 장비는 중앙관제시스템 구축과 통합 무선중계기 설치를 통한 광산 내 작업현황과 안전관리 데이터를 확보, 실시간 위치정보를 확인과 함께 음성통신을 가능케 해 작업능률을 향상시키기 위한 것이다.

광산안전시설 사업은 정부가 광산 사고로부터 인명과 재산 피해를 미연에 방지하기 위해 지난 1982년부터 현재까지 시행되고 있는 계속사업으로, 2014년까지 총 1084억 원의 예산이 투입됐다. 

이들 2곳의 갱내에는 사전 갱도 내 현장 실사를 통해 중계기를 설치했으며, 인식 감지 범위와 실시간 데이터 전송, 비상알람·양방향 통화 및 위치정보를 제공하는 시스템 가동이 계획대로 이뤄지고 있다.   

-향후 기대 효과는.
개발된 실시간안전관리시스템은 무선주파수를 인식해 실시간으로 △광산 갱내 작업자 및 장비의 위치 추적, 광산 갱구 출입이력 관리 △갱내 양방향 음성통화 및 비상상황 전파, 본사와 현장 간 원격 관리 △근로자 및 장비의 작업 효율성 광석 생산성 종합 분석 등을 원활하게 수행할 수 있다. 

이러한 기술개발은 공사의 수익 창출에도 기여하는 한편, 중소기업과 기술을 공동 개발하고 실증화한 사례로써 상용화를 통해 광업계 동반성장의 좋은 사례가 될 것으로 확신한다.