|
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
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
(Alıntıdır.)
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder