2011 YÜksek lisans tez özetleri

MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
KALAYCI Ülkü

Danışman : Yrd. Doç. Dr. Ümit ÖZER

Anabilim Dalı : Maden Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2011

Tez Savunma Jürisi : Yrd. Doç. Dr. Ümit ÖZER

Prof. Dr. Ş. Gökhan ÖZKAN

Prof. Dr. Ataç BAŞÇETİN

Prof. Dr. Alaettin KILIÇ

Prof. Dr. Süleyman DALGIÇ

Patlatmada Harcanan Faydalı Enerji İle Patlatma Verimi Arasındaki İlişkinin Araştırılması

Başarılı bir patlatmadan beklenebilecek en önemli sonuçlar; yersarsıntısı ve hava şokundan kaynaklanan çevre problemlerinin elimine edilmesi, maliyetin en uygun değerlere indirilmesi, üretimin istenen miktarlarda yapılabilmesi ve iş güvenliği açısından tehlike yaratabilecek durumların ortadan kaldırılması olarak sıralanabilir.

Enerji, iş yapabilme kabiliyetini tanımlar. Patlayıcının bu kabiliyetinin ise kaya parçalamaya harcanması istenir. Kaya parçalama işlemlerinde ise optimum parçalanma, tamamen enerjinin optimum kullanımına ve dolayısı ile patlatma tasarımına bağlıdır.

Patlatma sırasında açığa çıkan enerjinin (Et) bir kısmı kayaya basınç uygulayarak kırılmasına harcanırken (Ef), bir kısmı kaya kütlelerinin ötelenmesine dolayısıyla kinetik enerji olarak (Ek), kırma ve ötelenmeye yetmediği durumlarda sismik enerji olarak (Es) ve bir kısmı da ısı, ışık ve gürültü (Enm) olarak atmosfere yayılmaktadır. Enerjinin korunumu ilkeleri doğrultusunda, bu kademelerde harcanan enerji oranlarının lineer toplamlarının, başlangıçta patlayıcı maddenin kimyasal yapısı sebebiyle sahip olduğu enerji miktarına eşit olması gerekir.

Bu çalışmada, İstanbul Çatalca Bölgesi Akyol taşocağı, Cebeci Bölgesi Haktaş taşocağı ve Cendere Bölgesi Akdağlar taşocağı çalışma bölgesi olarak seçilmiştir. Akyol taşocağında 14 atım, Akdağlar taşocağında 4 atım ve Haktaş taşocağında 2 atım izlenmiştir.

Bu atımlardan Akyol taşocağında dört, Haktaş taşocağında bir, Akdağlar taşocağında iki olmak üzere toplam yedi adet atımda, patlatma sonucu her enerji bölüşüm kademesinde yaptırılan işlerden, o bölüşüm kademesine ne kadar enerji harcandığı hesaplanmıştır.

Hesaplamalar, arazi çalışmaları ve laboratuar çalışmalarından elde edilen bulgulardan hareketle ve literatürde kabul görmüş yaklaşım ve bağıntılar kullanılarak yapılmıştır. Çalışma kapsamında arazide yapılan her bir atım için atım paternleri incelenmiş, atım öncesinde basamak profili belirlenmiş, patlatma sırasında her bir atım için farklı noktalardan olmak üzere toplam 20 atımda 99 olay titreşim ölçer cihazlar ile kaydedilmiştir.

Detaylı analizi yapılan yedi tane atımda, kinetik enerjiyi belirlemek için atım esnasında yüksek çözünürlüklü kamera ile ötelenme hareketi kaydedilmiş ve incelenmiştir. Her bir atım sonrası parçalanmaya ayrılan enerji kademesini belirlemek için patlatma sonrası yığından fotoğraflar alınmış ve sayısal görüntü işleme tekniği ile yığın parça boyutu analiz edilmiştir. Sismik enerjiyi belirleyebilmek için titreşim ölçer cihazlarla alınan kayıtlar detaylı olarak analiz edilmiştir.

Bu analizlerde kullanılmak üzere gerekli olan kaya parametrelerini belirlemek amacıyla laboratuar deneyleri (tokluk dayanımı, yoğunluk, P dalga hızı, nokta yük dayanımı) yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda detaylı çalışılan yedi adet atım için sismik enerji, kinetik enerji, parçalanma enerjisi bölüşüm kademeleri belirlenmiş ve faydalı iş yapabilen enerji oranları hesaplanmıştır. Buna göre izlenen atımlarda genel olarak parçalanmaya harcanan enerji kademesinin Haktaş taşocağında yapılan atım hariç çok düşük seviyelerde olduğu, buna karşın sismik enerjiye harcanan enerji kademesinin çok daha yüksek değerlerde olduğu belirlenmiştir.