Basamak patlatmaları için tasarım nomogramlarının geliştirilmesi

Abstract

Yerüstü madencilik faaliyetlerinde gerek örtü malzemesinin gerekse de cevherinkaldırılması için uygulanan en yaygın yöntem mekanik kazıdır. Bu malzemelerin işmakinaları ile doğrudan kazılması nadiren mümkün olmakla birlikte genellikle kazı öncesipatlatma yapılması gerekmektedir. Patlatma işleminin ana amacı, kaya kütlelerinden nakliplanlanan malzemenin uygun parçalanma ile ayrılmasını sağlamaktır. Bu sayede işmakinaları ile kazılması ve taşınması mümkün olmayan büyük kaya kütleleri patlatmauygulaması ile kazılabilir ve taşınabilir koşullara getirilmektedir. Dolayısıyla yerüstümadencilik faaliyetlerinde uygulanan basamak patlatmalarında en önemli amaç uygunözellikte kazı malzemesinin sağlanmasıdır. Bu sayede kazı ve nakliye maliyetlerininoptimizasyonu mümkün olmakla birlikte cevherin zenginleştirilmesi aşamasında gerekliboyut küçültme (öğütme) işlemleri açısından da ekonomiklik sağladığı muhakkaktır.Bu tez çalışmasında JKSimBlast yazılımı yardımıyla, farklı özelliklere sahip kaya kütleleriiçin patlatma sonuçları değerlendirilerek birincil patlatma tasarımlarında kullanılabilecekgrafikler çizilmiştir. Genel olarak patlatma tasarımları iki detaya; elde edilmek istenenparça boyutuna ve patlatma maliyetine göre yapılır. Bu anlamda istenilen sonuçlara enuygun bir patlatma tasarımının yapılması deneme yanılma yöntemi ile mümkündür. Şöyle ki;başlangıçta kaya özelliklerine göre teorik çalışma ile bir tasarım yapılır ve uygulanır.Uygulamadan elde edilen sonuçların değerlendirilmesi ile tasarımda gerekli düzeltmeleryapılır ve bu şekilde amaca en uygun tasarım parametreleri elde edilir. İlk tasarımdan sontasarıma kadar olan süreç ne kadar uzarsa, para ve zaman kaybı o kadar fazla olur. Busüreci kısa tutmak ilk patlatma tasarımının çok dikkatli yapılması ile mümkündür. Buçalışmada, tasarımcıya yardımcı olmak amacıyla, ilk tasarımında kullanabileceğigrafiklerin çizilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için kullanılan bir yazılımda farklı ortamşartları tanımlanarak çok sayıda patlatma denemeleri yapılmıştır. Bu farklı ortamlarpatlatma sonucuna etki eden en önemli değişkenlere farklı değerler atanması ileyapılmıştır. Bu çalışmada; kaya türü, süreksizlik şekli, delik çapı ve yük mesafesi önemlideğişkenler olarak dikkate alınmıştır. Farklı kaya ortamlarını tanımlayan kombinasyonlaroluşturmak amacıyla 4 farklı kaya türü, 6 faklı süreksizlik tanımı, 4 farklı delik çapı ve enaz 3 farklı yük mesafesi kullanılmıştır. Bunların her birine farklı değerler verilerek, farklıpatlatma tasarımları yapılmıştır. Farklı kombinasyonların her biri için elde edilen sonuçlarkullanılarak, basamak patlatma tasarımına yardımcı olabilecek nomogramlargeliştirilmiştir. Yapılan tüm patlatma denemeleri sonucunda özgül şarjın 0,2 ile 1,6kgANFO/m3 arasında değiştiği görülmüştür.

Mechanical excavation is the most widely used method to remove both overburdenmaterial and ore at surface mining activities. In spite of the direct excavation of thesematerials by heavy duty machines is rarely possible, blasting before excavation iscommonly applied. The main purpose of blasting process is to disperse the planned amountof suitably fragmented material from the rock mass to haulage. Thus the huge rock masseswhich are not possible to dig and transport by duty machines are suited to diggable andtransportable conditions by blasting application. Therefore the most important aim ofbench blasting applications at surface mining is to provide suitable material for digging.There is no doubt that a good fragmentation provides the economy in size reduction(milling) during mineral beneficiation process as well as the possibility to optimize diggingand transporting costs.In this thesis study, design nomograms can be used in the primary blasting designs aredeveloped by the help of JKSimBlast software. In general, blasting operations aim twomajor outcomes; to obtain desired fragmentation and blasting cost. To obtain the mostsuitable blasting design for the results is only possible by trial and error method. Such thata blasting round design is primarily done by theoretical study and it is applied in practice. Then the results of this first application are evaluated and necessary adjustments are donein design parameters. This process is repeated until the most suitable design parameters areobtained for optimum fragmentation. The consumption of money and time increases as theperiod of trial and error lengthens out. This period of time can be decreased by studyingthe first trial very carefully. In this study, it is aimed to develop some charts which may beuseful for the designer to do the initial design work. Numerous blasting tirals areconducted for different rock mass conditions which are defined by using an appropriatesoftware. The different conditions are defined by changing the values of the parameterswhich are selected as the most effective on the results. In this study, rock type,discontinuity condition, hole diameter and burden are effective parameters taken intoconsideration. Four different rock types, six different discontinuity conditions, fourdifferent hole diameters and minimum three different burdens are used to define differentrock mass conditions. Numerous different blasting cases are generated by changing thevalue of one parameter at each run. Thus the charts which might be useful for benchblasting designs are obtained by using the data obtained from these blasting trials. Fromthe results of all runs conducted, it is found that the specific charge changes between 0.2and 1.6 kg.ANFO/m3 of rock.