Bir altın madeninde yeraltı üretim geometrilerinin ve tahkimat sisteminin jeoteknik esaslara göre belirlenmesi

Abstract

Altın, dünya ekonomisinde önemli rol oynayan değerli bir metaldir. Yeraltı madenciliği bu metali elde etmenin en yaygın yöntemlerinden biri olup üretimin güvenli ve sürdürülebilir bir şekilde yürütülebilmesi için kaya mekaniği ve jeoteknik prensiplerin dikkate alınması çok önemlidir. Bu bağlamda yeraltı maden işletme yöntemine uygun olarak ihtiyaç duyulan üretim geometrilerinin jeoteknik yapıya uygun şekilde belirlenmesi, doğru zamanda yerleştirilen doğru tahkimat sisteminin kullanılması ve arazi kontrol prensipleri aynı şekilde büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, bir yeraltı altın madeni üretim yönteminin kaya mekaniği ve jeoteknik ilkeleri doğrultusunda değerlendirilmesi yapılarak, madencilik faaliyetlerinin güvenli ve sürdürülebilir bir şekilde yürütülmesine katkıda bulunulması amaçlanmıştır. Gizlilik esasları sebebiyle sahaya ilişkin veriler, tez kapsamında kısmi olarak paylaşılmıştır. Çalışma kapsamında öncelikle bir altın madeni bölgesinde yer alan çalışma alanının jeolojik yapısı, bölgesel jeoloji ve yapısal jeoloji açısından değerlendirilmiştir. Bu bağlamda, ilk olarak çalışmada yeraltı açıklıklarının tahkimatı ve üretim boyutları parametrelerinin belirlenmesi üzerine çalışılmıştır. Tahkimat tasarımları üretim galerileri için gerçekleştirilmiştir. Her litoloji için 5 m açıklıklar dikkate alınarak Q değerlerine göre tahkimat sınıfları belirlenmiştir. Sonrasında, yeraltı tasarımı üzerinden litolojiye ve açıklığın kullanım amacına uygun olarak tahkimat tasarımları gerçekleştirilmiştir. Analitik çalışmalar ile üretim galerilerinde 1 no'lu tahkimat sınıfı uygulaması sonucu elde edilmiştir. Yeraltı madencilik faaliyetlerinde optimum üretim ve güvenlik faktörleri göz önünde bulundurulduğunda, tahkimat uygulamalarının yanı sıra üretim boyutlandırmaları da stabiliteyi sağlama aşamalarından biridir. Bu çalışmada, altın madeni yeraltı çalışmaları kapsamında üretim geometrileri jeoteknik yapıya göre boyutlandırılmıştır. Ara katlı dolgulu üretim yöntemi dikkate alınarak, analitik çalışmalar ile üretim bacasının tasarımı ve boyutlandırılması gerçekleştirilmiştir. Q değeri dikkate alınarak, farklı pano boyları için her bir litolojik birim değerlendirilmiştir. Bu çalışmada, 30 m, 50 m, 80 m, 100 m, 150 m ve 200 m pano boyları üzerinde çalışılmıştır. Ayrıca, üretim uzunluğuna karar vermek için de benzer bir çalışma yapılmıştır. Bu değerlendirmeler sonucunda, 50 m pano uzunluğu ve 5 x 5 m üretim açıklıkları için 15 m üretim uzunluğu ve üretim yüksekliği uygun görülmüştür. Bu sonuçlara bağlı kalarak oluşturulan nümerik analizler, yeraltı altın madeni üretim faaliyetlerinin güvenliğini ve verimliliğini artırmak amacıyla gerçekleştirilmiştir. RS2 programı kullanılarak yapılan bu analizlerde, seçilen üretim yöntemi, üretim bacalarının boyutları ve tahkimat sistemlerinin performansı detaylı bir şekilde incelenmiştir. Nümerik analizler, kaya kütlesindeki gerilme ve deformasyon dağılımlarını, tahkimat sistemlerinin dayanıklılığını ve potansiyel tehlikeleri simüle ederek, üretim sürecinin güvenli ve sürdürülebilir bir şekilde yönetilmesine olanak tanımıştır. Bu sayede, madencilik faaliyetlerinde karşılaşılabilecek riskler minimize edilerek, optimal üretim koşullarını sağlayacak senaryolar türetilip çalıştırılmıştır.