FBE- Maden Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/76

Gözat

Konu "Aggregate" ile FBE- Maden Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
  • Öge
    Kumtaşı Ocaklarında Patlatma Faaliyetlerinde Parçalanma Modellerinin İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-06-26) Akyıldız, Özge ; Hüdaverdi, Türker ; 10077817 ; Maden Mühendisliği ; Mining Engineering
    Madencilikte delme patlatma işlemi, kazıcı yükleyici makine ekipman ile üretimi yapılamayan veya görece daha ekonomik olduğu durumlarda hammaddenin verimli şekilde üretilmesine olanak sağlamaktadır. Bu üretim yöntemi kimi zaman dekapaj işleminin gerçekleştirilmesi için, kimi zaman ise hammadde üretimi için tercih edilmektedir. Delme patlatma operasyonunda amaç sadece ufalamak, kırmak veya parçalamak olmadığından işlem hassas bir şekilde yapılmalıdır. Delme patlatma faaliyetinin kendisinden sonraki tüm süreci etkilemesi sebebiyle uygun şekilde gerçekleştirilmesi işletme ekonomisi açısından büyük öneme sahiptir. Yöntemin verimli şekilde uygulanabilmesi, en uygun delme patlatma parametrelerinin seçilmesine bağlıdır.  Bu parametreler, kontrol edilebilen ve kontrol edilemeyen olarak iki ayrılmaktadır. Kontrol edilebilen parametreler; delik çapı, eğimi ve boyu, delik düzeni, dilim kalınlığı, delikler arası mesafe, sıkılama payı, alt delme basamak aynasının şekli, durumu, yüksekliği ve eğimi olarak sıralanabilir. Kontrol edilemeyen parametreler ise elastisite modülü, basınç dayanımı, çekme dayanımı, poisson oranı, bulk modülü, kaya materyalin basınç dalgalarını ve kesme dalgalarını iletim hızıdır. En verimli tasarım parametrelerinin belirlenmesi için kayacın bütün özellikleri iyi bir şekilde incelenmeli, gerektiğinde kayaç örnekleri laboratuvarlarda incelenerek ve arazide gözlenerek uygun tasarım parametreleri seçilmelidir. Bir patlatmanın verimli ve güvenli olması için tasarım parametreleri haricinde dikkat edilmesi gereken başka hususlar ise kayaç yapısına uygun patlayıcı madde seçimi, uygun ateşleme sistemi seçimi ve seçilen sistemlerin doğru şekilde uygulanmasıdır.  Bir atımın verimli olup olmadığının belirlenmesi parçalanma derecesi ile ifade edilir. Parçalanma derecesi, patlatma sonrası oluşan malzemenin boyut dağılımıdır. Büyük ölçekli atımlarda parçalanmanın tahmini oldukça zordur. Bu nedenle nümerik bir tahminle, malzemenin parça boyut dağılımını tespit etmek patlatma optimizasyonu ve değerlendirilmesi açısından kolaylık sağlamaktadır. Yapılan araştırmalar sonucunda yığının ortalama parça boyutunu belirlemeye yarayan eşitlikler ve boyut dağılımı eğrileri üretilmiştir. Günümüzde, parçalanma derecesinin belirlenmesi eşitlikler haricinde görüntü işleme yazılımları yardımı ile de kolaylıkla yapılmaktadır. Yazılımların en büyük avantajı analizlerin üretimi kesintiye uğratmadan yapılıyor olmasıdır. Bu tez kapsamında görüntü işleme yazılımlarından WipFrag programı kullanılarak analizler yapılmıştır.  Parçalanma verimliliğini ölçmek üzere gözlemlenen 17 atım İstanbul, Cendere Caddesi, Kâğıthane ilçesinde bulunan Akdağlar Madencilik, Akçansa Çimento Sanayi ve Ticaret A.Ş. ve Oyak Beton Sanayi ve Tic. A.Ş.’ye ait agrega ocaklarında gerçekleşmiştir. Tez kapsamında yapılacak analizler için gerekli olan patlatma tasarım parametreleri atım öncesi ocağa gidilerek ayrıntılı olarak ölçülmüştür.   Gözlemlenen atımlarda tüm deliklerin çapı 89 mm.‘dir. Patlayıcı olarak ANFO ve emülsiyon patlayıcı kullanılmaktadır. Ateşleme nonel ve elektrikli kapsüllerle gerçekleştirilmektedir. Tasarım parametreleri ise kısaca şu şekilde ölçülmüştür; delik boyu 6,5 m. ile 15 m. arasında; dilim kalınlığı ise 1,8 m. ile 2,6 m. arasında; sıkılama boyu ise 2,5 m. ile 4,0 m. arasında değişmektedir. Delikler arası mesafe ortalama olarak 2,6 m.’dir. Arazide gerçekleştirilen incelemelerde kayaç ortalama kayaç olarak değerlendirilmiş ve Kuznetsov denkleminde kullanılan kayaç faktörü 7 olarak alınmıştır.  Tez kapsamında ilk aşamada, atım öncesi ayna ve sonrası yığın fotoğraflanarak görüntü işleme analizi işlemi için kaydedilmiştir. Yığının farklı bölgelerinden alınan fotoğraflar görüntü işleme yazılımına aktarılmış ve parça boyut dağılım eğrileri elde edilmiştir. Daha sonra, KuzRam ve KCO (Kuznetsov-Cunningham-Ouchterlony) modelleri agrega ocağında uygulanmış ve atım sonrası yığının boyut dağılımı tespit edilmiştir. Her iki modelden elde edilen veriler görüntü işleme yazılımıyla elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Yığının parça boyutunu tahmin etmek için kullanılan Kuznetsov denklemi ortalama parça boyutu için oldukça yakın sonuçlar vermiştir. Ölçülen ve tahmin edilen ortalama parça boyutu arasındaki mutlak hata ortalama olarak 2,03 cm. olarak hesaplanmıştır. Kuznetsov denklemi ile yapılan en başarılı ortalama parça boyutu tahminleri 1, 4, 7, 9, 11, 13 ve 15 numaralı atımlardır. Üniformite indeksi için KuzRam modeli ve WipFrag yazılımı değerleri arasında ortalama fark 0,16 olarak tespit edilmiştir. Özellikle 7, 10 ve 12 numaralı atımlarda üniformite indeksi değerleri birbirine çok yakındır. KuzRam modeli ile hesaplanan ortalama değer 1,42 olup standart sapma 0,11’dir. WipFrag yazılımı ile ölçülen ortalama üniformite indeksi değeri 1,50 olup standart sapma 0,16 bulunmuştur. Karakteristik boyut (Xc) açısından KuzRam modeli ve WipFrag yazılımı değerleri arasında uyum söz konusudur. Ölçülen ve tahmin edilen karakteristik boyutlar arasında ortalama olarak 2,9 cm.’lik bir fark hesaplanmıştır. KuzRam modeli ile hesaplanan ortalama değer 24,45 cm. olup standart sapma 4,29’dur. WipFrag yazılımı ile ölçülen ortalama karakteristik boyut 23,93 cm. olup standart sapma 5,04 cm. bulunmuştur.  Özellikle 6, 10 ve 11 numaralı atımlarda karakteristik boyut değerleri birbirine çok yakındır.  Burada parçalanma prosesinde çeşitli kayaç özelliklerinin, patlayıcı performansının ve çok sayıda patlatma tasarım parametresinin aynı anda etkili olduğu unutulmamalıdır. Ayrıca, gerektiğinde görüntü işleme yoluyla araziden elde edilen parçalanma verileri kullanılarak, literatürdeki teorik modelleri kalibre etmek mümkündür. Mühendisler teorik parçalanma modelleri yoluyla atım sonrası parçalanmayı öngörebilir, ihtiyaç duyulursa atım öncesi patlatma tasarımına müdahale edebilirler. KuzRam ve KCO parçalanma modellerinin parçalanma tahmini için Cendere bölgesinde başarıyla kullanılabildiği görülmüştür. Gelecekte bu modellerin İstanbul çevresindeki taşocaklarında başarıyla kullanılabileceğine inanılmaktadır.