Madencilikte bilgisayar destekli şev stabilite analizleri: Örnek çalışma

Abstract

Açık ocak madenciliği işletmesinde en önemli çalışmaların başında basamak dizaynı gelmektedir. Madencilikte ön hazırlık kısmında doğru yapılacak planlamalar, ocağın uzun süreler zarfında problemlerle karşılaşmaması açısından büyük önem arz etmektedir. Gerekli veriler analiz edilmeden ve yeterli ön çalışmalar yapılmadan işletilen ocaklarda ileride karşılaşılan sorunların geri dönüşü olmayacak veya çok daha maliyetli olacaktır.Bu tez çalışmasında bir kömür işletmesinde mevcut şev durumu ve yaşanan şev problemleri yerinde incelenmiş, mevcut durumun ve üretimi planlanan bölgenin basamak şev duraylılığı bilgisayar ortamında analiz edilmiştir. Ayrıca hâlihazırda labil durumda olan heyelan bölgeleri için topuğa yük koyarak emniyet faktöründeki iyileştirmeler de analiz edilmiştir. Açık kömür ocağından alınan altı farklı birimin index özellikleri ile birim hacim ağırlıkları, kohezyon ve içsel sürtünme açıları deneylerle belirlenmiştir. Arazi topgrafik ve sondaj log verileri kullanılarak NetCAD ve Surpac dizayn programlarıyla ocak sahasının yüzeyi ve işletme başmaklarının katı modelleri oluşturulmuştur. Deney verileri kullanılarak bir şev analizi programı yardımıyla, Fellenius, Bishop, Spencer ve GLE yöntemlerine göre basamakların ve kesitlerin emniyet faktörleri hesaplanmıştır. Mevcut heyelanlı bölgenin değişik yöntemlere göre yapılan şev analizlerinde emniyet faktörü 1.393 ila 1.523 arasında değiştiği hesaplanmıştır. Heyelanlı bölgede topuğa dolgu yapıdığında hesaplanan emniyet faktörleri ise 1.909 - 2.127 değerine yükselmiştir. Ocak ilerleme yönünde mevcut imalat kesiti alınarak şev duraylılık analizleri yapılmış ve değişik yöntemlere göre emniyet faktörünün 1.687 ila 1.972 arasında değiştiği görülmüştür. Sondaj verilerinden oluşturulan jeolojij kesit kullanılarak değişik basamak boyutları için yapılan şev duraylık analizlerine göre emniyet faktörü; basamak yüksekliği 8m, basamak genişiği 8m ve basamak şev açısı 60 derece alınarak yeryüne kadar oluşturlan şevler için emniyet faktörü 1.69 ila 1.818 olarak bulunmuştur. Ayrıca altı farklı birim için susuz ve tamamen suya doygun durumda birden başlayarak on basamağa kadar, G:10m, H:8m ve = 60 için şev Stabilite analizleri yapılmış ve değişk yöntemlere göre emniyet faktörleri hesaplanmıştır. Proje için önerilen basamak boyutları ve genel şev açısının yeterli olduğu anlaşılmıştır.

Step design is one of the most important studies in open pit mining. Accurate planning in the preliminary preparation part in mining is of great importance in order to prevent problems in the quarry over long periods of time. Without the necessary data analysis and adequate preliminary studies, the problems encountered in the furnaces operated will not be irreversible or will be much more costly. In this thesis, the current slope situation and the slope problems in a coal company are examined on the ground and the current slope stability of the planned area is analyzed in computer environment. In addition, improvements in the safety factor by placing a load on the heel for the already landslide landslides were also analyzed. The index properties, unit volume weights, cohesion and internal friction angles of six different units from open pit quarry were determined by experiments. By using terrain topographic and drilling log data, solid models of the surface of the quarry and operation heads were created with NetCAD and Surpac design programs. Safety factors of steps and sections were calculated according to Fellenius, Bishop, Spencer and GLE methods using a slope analysis program using experimental data. In the slope analysis of the present landslide area according to different methods, the safety factor was calculated to vary between 1.393 and 1.523. When the heel filling was done in landslide area, the safety factors calculated increased to 1.909 - 2.127. Slope stability analysis was made by taking the existing manufacturing section in the direction of the quarry progress and it was seen that the safety factor ranged between 1.687 and 1.972 according to different methods. Safety factor according to slope stability analysis for different step sizes using geological cross section generated from drilling data; step height 8m, step width 8m and step slope angle of 60 degrees to the ground slopes formed by the safety factor was found to be 1.69 to 1.818. In addition, slope stability analysis for G: 10m, H: 8m and = 60 were carried out starting from one step up to ten benchs in water-free and completely water-saturated state for six different units and safety factors were calculated according to various methods. It is understood that the proposed bench sizes and overall slope angle are sufficient for the project.