Açık Ocaklarda Patlatma Tasarımı Ve Uygulaması



                   Açık Ocaklarda Patlatma Tasarımı Ve Uygulaması

Açık ocak patlatmalarının büyük bir kısmı basamak patlatması şeklinde yapılmaktadır. Serbest yüzeye ( aynaya ) paralel olarak açılan dik veya dike yakın patlatma patlatma deliklerinin patlayıcı ile şarj edilerek patlatılması basamak patlatması olarak adlandırılır. Genel olarak açık alanlarda yapılan patlatmalardan biri olarak da bilinir.
Basamak patlatmasının yapıldığı yerler kömür ve metalik madenlerinin üretim ve dekapaj çalışmaları, taş ocaklarında, çimento ve kireç fabrikalarının hammadde ocaklarında, baraj ve otoyol çalışmalarıdır.
Basamak patlatma verimini etkileyen bir çok parametre vardır. Bir kısım parametreler kontrol edilebilir. Bu parametreler değiştirilerek patlatma performansına etki edebilir. Bazı parametreler ise kontrol edilemezler. Kontrol edilemeyen parametrelerin değiştirilmesi mümkün değildir.
Kontrol edilemeyen parametreler;
·         Kayacın jeolojik yapısı
·         Patlatma deliğinin yapısı
·         Kullanılan patlayıcı maddenin özellikleri
·         Patlatma alanının fiziksel koşulları
·         Su seviyesidir.

Kontrol edilebilen parametreler ise şöyledir:

Delik çapı: Patlatılacak kaya yapılarının içerisine patlayıcı madde yerleştirmenin en verimli yolu kaya yapılarına delik delmektir. Delinecek deliklerinin çaplarının seçimini patlatılacak kayacın özellikleri, patlatma sonrası istenen parça boyutu, basamak yüksekliği ve delme maliyeti etkiler.
Genelde açık işletmelerde delik çapları 50 mm ile 450 mm arasında değişir. Yumuşak ve çatlaklı, tabakalı zeminler için daha geniş çaplar uygundur. Parça boyutunun büyük olmasının fazla önem taşımadığı  durumlarda da geniş delik delmek avantajlı olacaktır.

Delik çapı ve yük arasındaki ilişki

Delik Çapı 102 mm Küçük Yada Eşit İse
Kayaç Türü
ANFO
Kapsüle Duyarlı Patlayıcı Madde
Yumuşak
B = 35 x d
B = 40 x d
Orta
B = 30 x d
B = 35 x d
Sert
B = 25 x d
B = 30 x d

B: Delik Yükü                                                            d : Delik Çapı

Delik  Düzeni : Uygulamada delikler genellikle sıralı ( kare ), şeş-beş ve İsveç düzeninde delinmektedir

Basamak Yüksekliği : Basamak yüksekliği işletmenin çalışma yaptığı projelendirilmiş olan ayna yüksekliğidir. Basamak yüksekliği tespit edilirken çalışan makinaların özelliklerine, delik delme makinasının özelliklerine, patlatma sonrası oluşacak malzemenin kullanım alanına dikkat edilmelidir.
Patlatma için delik delen delici makinalara optimum verimle çalıştıkları bir derinlik önerilir. Bu derinlik gereğinden kısa tutulduğunda delici makinalardan tam verim alınmamış olur. Deliğin fazla derin olması halinde delme hızının düşmesi, delgi ve patlayıcı madde doldurma hatalarında artış olur.
Normal patlatmalarda kural olarak basamak ayna yüksekliğinin dilim kalınlığının en az 2,5, en fazla 6 katı alınması doğru bir seçimdir.
Basamak yüksekliği kontrol edilebilir bir parametre olsa da çoğu zaman mevcut düzene entegre olduğumuz için değiştirme şansımız olmayabilir.

Delik Derinliği : Toplam delik derinliği basamak yüksekliği ile dip delginin toplamıdır. Basamak patlatmalarında mutlaka uygulanmalıdır. Sadece presplitting ( ön kesme ) uygulamalarında uygulanmaz.

Delik Taban Payı : Basamaklara delinen delikler tam basamak yüksekliğinde delinirse kırılmanın tam 90 derece olmaması nedeni ile tabanda tırnak denilen sert bir kısım kalacaktır. Bu ise yükleyici ve kazıcı makinalar için istenmeyen bir olaydır. Bu nedenle delikler, aynayı tam tabandan kesecek gibi biraz derin delinir. Bu fazlalığa da taban payı denir.
       Deneyimler neticesinde ideal delik taban payının dilim kalınlığının 0,3 katı şeklinde olmasının verimli olduğunu göstermiştir. Uygulamalarda delik boyunun , basamak yüksekliğinin % 10 fazlası kadar olması gerektiği saptanmıştır.

Delik Eğimi: Patlatmalarda en büyük direnç, basamağın tabanında oluşur. Bu nedenle patlayıcı sütunu en büyük enerji yoğunluğu delik tabanında yer alacak şekilde oluşturulmalıdır. Dik deliklerde deliğe şarj edilen patlayıcı maddenin patlama enerjisinden daha az yararlanılmaktadır. Ama eğik deliklerde şok dalgasının etkilediği ayna alanı daha büyüktür. Buna bağlı olarak aynı miktarda iş için kullanılan patlayıcı madde miktarı daha az olur.
Eğimli deliklerle emniyet daha fazladır ve makinalar basamaklarda daha güvenli bir şekilde çalışırlar. Ayrıca daha az sarsıntı, daha çok parçalanma, daha verimli kazılabilirliğe ve de düzgün bir ayna ve şeve neden  olur. Eğimli deliklerin bu avantajlarının yanında dik deliklere oranla daha uzun delik delinmesi, hatalı delik delinme ihtimalinin yüksek olması, ve daha cok sarj yoğunluğunun olması gibi dezavantajları da vardır.
Dünyada açık ocak uygulamalarında genel olarak eğimli delikler delinirken, ülkemizde bu durum tam tersidir.

Dilim Kalınlığı: Dilim kalınlığı, delik merkezinden aynaya olan en kısa mesafedir. Dilim kalınlığı küçük seçilirse, basınç çatlakları aynaya kadar ulaşır ve gazlar bu çatlaklardan sızar, dolayısıyla enerjilerini tam kullanamazlar. Dilim kalınlığı büyük seçildiğinde ise, patlayıcı maddenin hareket ettirmesi gereken kütle daha büyüktür. Bu durumda kırılma yetersiz olacağı gibi, enerji dalgası geriye etki ederek aynanın düzensiz olmasına neden olacaktır.
                    Pratikte dilim kalınlığı belirlenirken şu bağıntı kullanılır.
V = ( 25-40 ) x D                          D : Delik Çapı       V : Dilim Kalınlığı

Delikler Arası Mesafe : Delikler arası mesafe aynaya paralel bir hat üzerindeki iki delik arasındaki uzaklıktır. Delikler arası mesafe dilim kalınlığına bağlı olarak şu bağlantı ile gösterilir.

E= ( 0,8 – 1,5 ) x V                      E: Delikler Arası Mesafe   V : Dilim Kalınlığı


Delik Yükü : Delik yükü iki sıra halindeki delikler arasındaki mesafe olarak adlandırılır. Tek sıra haindeki deliklerde ise yük, aynaya olan uzaklıktır.
Pratik olarak hesaplamalarda bu formül kullanılır:

                                              B= 1.45 x  Lb     
Lb : Birim şarj miktarı ( kg / m )

Pratikte delik yükü hesabı; delik yükü, delik çapının inç cinsinden değerinin metre cinsinden karşılığı olarak hesaba katılır.

Sıkılama : Delik içerisine patlayıcı konulduktan sonra kalan üst bölümün delikten çıkan malzeme veya özel tıkaç malzemeleri ile (belirli boyutlarda kırılmış mıcır) kapatılması işlemine sıkılama denir. Sıkılama işlemi, patlayıcının enerjisini kayaya yönlendirmek için uygulanan bir işlemdir. İyi bir şekilde yapılmış sıkılama ile patlatma verimliliği artar. Küçük sıkılama, gazların kaçmasına, kaya fırlamalarına, hava şokuna ve patlamanın veriminin düşmesine neden olur.Büyük sıkılama ise kolon şarjının üzerindeki kayanın zayıf parçalanmasına yol açar.
        Sıkılama kadar sıkılama mesafesi de önemlidir. Sıkılama mesafesi delik içerisinde patlayıcı madde konmayan kısımdır. Uygulamalarda en yaygın sıkılama mesafesi yük miktarı kadardır. Delik boyunun 1/ 3 ü kadarı sıkılama mesafesi olarak alınır. Uygun alınan sıkılama mesafesi daha düşük hava şoklarının oluşmasına, yüksek verime ve de daha emniyetli bir çalışma ortamının oluşmasına sebep olur.

Delik Sırası ve Sayısı : Delik sayısı ve sırasını belirlerken yerleşim alanlarının çalışma sahasına olan uzaklığının ne kadar olduğuna, elimizde bulunan ateşleme elemanları ve özelliklerine, kullandığımız ateşleme cihazının kapasitesine ve delik makinasının durumuna bakılır. Bu kriterler göz önüne alınıp maksimum verimi sağlayacak şekilde delik sırası ve sayısı belirlenir. Eğer çalışma alanında bir zorunluluk yoksa en az iki sıralık patlatma yapılmalıdır.

Kullanılan Patlayıcı Maddenin Cinsi : Mutlaka delik yapısına ve kayacın cinsine uygun bir patlayıcı seçilmelidir. Delik içerisinde su varsa uygulamada suya dayanıklı bir patlayıcı seçilmeli. Daha iyi bir taban kesmesi ve daha iyi kazı yükleme verimi sağlamak için tabanda kayaç yapısına da uygun olarak daha güçlü patlayıcı madde kullanılmalıdır.

Kullanılan Ateşleme Sistemi: Kullanılan patlayıcı madde cinsine, çalışma ortamına ve de maliyet hesaplarına göre uygun ve en güvenli ateşleme sistemi kullanılmalıdır.
Eğer elektrikli ateşleme sistemi kullanılacaksa cep telefonu, telsiz, radyo gibi elektronik cihazlar kapatılmalı, patlatma yapacak kişinin vücudundaki statik enerjinin minimum düzeyde olası sağlanmalı, bağlantılar izole edilmeli, kaçakların oluşması engellenmeli,  bir atımda aynı dirence sahip kapsüller kullanılmalı, statik enerji oluşturabilecek şimşekli ve yağmurlu havalarda patlatma yapılmamalı ve de ateşleme cihazımızın gücünden daha fazla güçte devre direnci oluşturmamaya dikkat edilmelidir.
Kaynak: Köse H., Şimşir F., Onargan T., Yalçın E., Konak G., Kızıl M.S., Açık İşletme Tekniği, DEÜ Mühendislik Fakültesi Yayınları İzmir, 2001, EDİTÖR


Basamak Patlatmaları 




Basamak Patlatmaları

Açık ocak işletmelerinde ocak şekli kazı arınının durumuna göre ikiye ayrılır.

·         Alansal Madencilik ( Strip Mining )
·         Basamak Madenciliği

Basamak madenciliğinde üretimin ilk adımı sahanın belirlenen yükseklik, genişlik ve eğimde basamaklara ayrılmasıdır Üretimin başlayacağı basamağa planlanan pattern, ön yük ölçüleri ve delik sayısı kadar delik delinir. Bu ölçüleri belirlemekteki amaç üretilmek istenen cevher miktarını elde edebilmektir. İşletmenin kapasitesine veya hammadde ihtiyacına göre işletmede üretim aynı anda birden çok basamakta delme patlatma yapılarak da devam edebilir.
Basamak patlatmasıyla yapılacak üretimin verimli olması için delinen deliklerin standart ve belirli ölçüde olması kadar, deliklere patlayıcı madde şarjı, delikler arasında uygulanan gecikme aralığı ve patlatma sonucunda oluşacak parça boyutunun denetimi de oldukça önemlidir.

Delik Şarjı
Genel olarak bir basamak patlatmasında iki tür patlayıcı kullanılmaktadır. Bunlar Dip şarjı ve kolon şarjı dır.
Uygulamada delikler tamamen tek tip patlayıcı ile doldurulur. Bu ise gereksiz patlayıcı tüketimine yol açmaktadır. Basamak yüksekliği boyunca patlamaya direnç gösteren nokta, kompresif gerilmelerin etkili olduğu taban kısmıdır. V ( Dilim kalınlığı ) ve E ( Deliklerarası mesafe ) uzunlukları hesabı, bu kesim için yapılır. Çekme gerilmelerinin etkili olduğu bölge, patlatmaya karşı oldukça dirençsizdir. Bu nedenlerle taban kısmı yeteri kadar kuvvetli dip şarjı , kolon şarjı ise aha zayıf patlayıcı kolon şarjı ile doldurulmalıdır. Kolon kısmının dip şarj gibi doldurulması, bu bölgede gereksiz bir enerji ve patlayıcı tüketimine yol açar.

Gecikme Aralığı
Günümüzde artık gecikme aralığı ( pattern ) uygulamadan, basamak patlatması yapılmamaktadır. Gecikme patterni çok sıralı atımlarda tırnak kalmamasını sağlar, parça boyutunun denetiminde yardımcı olur, Çevreye verilen yersarsıntısının denetimini sağlar ve de taş savrulmasını en az seviyeye indirir.
Uygulanırken gecikme aralığı, ön sıranın, patlatıldıktan sonra bir arkadaki sıra için yeterli hacmin ortaya çıkmasına yetecek kadar hareket etmesini sağlayacak nicelikte olmalıdır. Eğer gecikme aralığı gereğinden az olursa, sıralar arasında yeterli hacim boşluğu olmadığı için malzeme kilitlenir. Bozuk pasa geometrisi ve sıkı taban elde edilmesinin yanı sıra yukarı ve arka tarafa doğru savrulma olur. Doğru gecikme aralığında sıralar birbirini uygun aralıklarla takip edebilecekleri için hem taban sıkışmayacak, hem sıralar birbirini yakalayarak iç öğütmeyi ve savrulmaya karşı perdelemeyi sağlayacaklardır.gecikme aralığının gereğinden büyük olması halinde, taban sıklığı olmamakla birlikte, sıralar birbirini yakalayamayacağı içi, iç öğütme ve savrulmaya karşı perdeleme olmayacaktır.
Genel olarak, delik ayna uzaklığının her metresi için 12 milisaniyelik bir aralık önerilmektedir. Bu değer kayaç özelliklerine, en önemlisi yoğunluğa göre revize edilebilir. Genel olarak 64- 165 mm arası deliklerin uygulandığı yurdumuzda 20- 50 ms aralıklı gecikme elemanları kullanılabilir. Özel durumlarda gecikme aralıkları birer atlanarak, aralıklar genişletilebilir.

Parça Boyutunun Denetimi
Basamak patlatmalarında amaç, cevher üzerini açmak için dekapaj kazısı veya cevherde üretim kazası yapmaktır. Her durumda da elde edilen parça iriliğinin önemi vardır.
Eğer cevher patlatma sonrasında bir kırma- eleme tesisine beslenecekse, tesiste bulunan makinaların boyutlarına uygun olmalıdır. Büyük hacimli yükleyicilerin ve makinaların kullanıldığı tesislerde büyük tane boyutu istenebilir ama küçük hacimli tesislerde bu durum tam tersidir. Küçük boyutlu cevher kullanılan bir tesise iri tane boyutlu cevher üretilmesi durumunda ortaya, patarlama gibi yöntemlerin uygulanması olasılığı çıkar. Bu durum işletmeye fazladan zaman ve para kaybına sebep olur.
Patlatılmış malzemede elde edilen parça büyüklüğü, öncelikle kayaç jeolojisine bağlıdır. Sedimanter kayaçlarda bu olay kendini belirgin olarak gösterir. Ayrıca delik eğimi, delik geometrisi, özgül şarj, ateşleme sistemi ve dizaynı da parça büyüklüğü denetiminde göz önüne alınması gereken parametrelerdir.




Kaynak: Köse H., Şimşir F., Onargan T., Yalçın E., Konak G., Kızıl M.S., Açık İşletme Tekniği, DEÜ Mühendislik Fakültesi Yayınları İzmir, 2001

http://delmepatlatma.org/acik-ocaklarda-patlatma-tasarimi-ve-uygulamasi-syfdty-49.html

(Alıntıdır.)

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder

Translate