Lahanos (Giresun) bakır-çinko tesisi atık barajının şev duraylılığı açısından değerlendirilmesi

Abstract

Maden işletmelerinde üretilen ham cevherin işlenmesi sonucu cevherden arta kalan ve ekonomik değeri olmayan atık malzemesinin güvenli bir şekilde depolanması çevresel etkiler açısından önem taşımaktadır. Atıkların kontrolü amacıyla, maden işletmelerinde atık barajları inşa edilmektedir. Ülkemizde atık barajının bulunduğu maden işletmelerinden biri de Espiye ilçesi (Giresun) yakınlarında bulunan Lahanos Yeraltı Bakır-Çinko işletmesidir. Bu işletmede, biri tamamen dolmuş ve diğeri de dolmak üzere olan iki adet atık barajı bulunmaktadır. Dolmak üzere olan barajın yükseltilerek ek hacim sağlanması planlanmıştır. Bu çalışma, söz konusu bu atık barajının yükseltilmesiyle barajın şev duraylılığının nasıl değişeceğinin ve deprem kaynaklı dinamik yükler altında duraylılığının nasıl etkileneceğinin araştırılması amacıyla yapılmıştır. Bu amaçla: (a) baraj ve civarında incelemeler yapılarak ve ölçümler alınarak barajın mevcut durumu değerlendirilmiş, (b) laboratuvar deneyleri yapılarak mevcut baraj gövdesini oluşturan malzeme ile barajın yükseltilmesinde kullanılacak malzemenin ve barajı dolduran atığın jeomekanik özellikleri belirlenmiş, (c) baraj gövdesi şevinin duraylılığı farklı koşullar (farklı baraj yükseklikleri, deprem kaynaklı dinamik yükler, atığın gövdeye yapacağı etki vb.) dikkate alınarak, farklı duraysızlık modelleri için değişik yöntemlerle (limit-denge ve sayısal analizler) değerlendirilmiştir. Gerçekleştirilen analizler sonucunda, baraj rezervuarında depolanan atık miktarının artmasıyla güvenlik katsayılarının azaldığı, en kritik güvenlik katsayılarının dairesel ve birleşik kayma duraysızlık türlerinin esas alındığı koşullarda elde edildiği belirlenmiştir. Bununla birlikte, atık barajları için güvenli tasarım amacıyla önerilen güvenlik katsayısı aralıklarına göre, baraj şevi geometrisinin korunması ve yoğun yağışlar sonrası rezervuarda beklenmeyen ani su basıncı artışı olmaması durumunda baraj gövdesinin mevcut durumuna göre 10 m daha yükseltilmesiyle statik ve dinamik koşullar altında herhangi bir duraysızlık sorununun beklenmeyeceği sonucuna varılmıştır.

Safe disposal of the tailings, which are the non-economic products of the ore-dressing processes, has prime importance in terms of environmental impacts. In mines, tailing dams are being constructed for the purpose of waste control. The Lahanos (Giresun) underground copper-zinc mine is one of the mines in our country where a tailings dam exists. In this mine, there are two tailings dams, one of them is fully filled and the other one is considerably filled. It is planned to increase the height of the second dam in order to provide additional volume. In this study, it is aimed to investigate how the slope stability of the dam will be affected by an increase in its height and by dynamic loads generated by earthquakes. For the purpose, (a) some investigations and measurements were carried out in the vicinity of the dam, and the current situation of the dam was evaluated, (b) geomechanical properties of the material used for the construction of the dam body, the material that will be used to increase the height of the dam, and tailings were determined by carrying out laboratory test, and (c) stability of the dam slope was investigated by considering different conditions (different dam heights, dynamic loads, forces imposed by the tailings reservoir to dam body etc.) and using different methods of analysis (methods of limiting equilibrium and numerical analysis) for different modes of failure. The analysis results revealed that factors of safety decrease with increase in the height of tailings in the reservoir, most critical factors of safety are obtained for circular and non-circular failure surfaces. However, according to the ranges of factor of safety recommended for safe design of tailings dams, any instability is not expected both in static and dynamic conditions, unless the slope geometry recommended in the project is maintained and an unexpected pore pressures which may develop after a rain storm develop.