DAGYAKA KALKER OCAGINDA UYGULANAN KARE VE SESBES DELIK DÜZENLERININ KARSILASTIRILMASI

Transkript

1 DAGYAKA KALKER OCAGINDA UYGULANAN KARE VE SESBES DELIK DÜZENLERININ KARSILASTIRILMASI Özgür AKKOYUN D.Ü., Maden Mühendisligi Bölümü, Diyarbakir/Türkiye Mustafa AYHAN D.Ü., Maden Mühendisligi Bölümü, Diyarbakir/Türkiye ÖZET: Bu çalismada, açik maden isletmeciliginde basamak kazilarinda yaygin olarak kullanilan kare ve sesbes delik düzenleri arazide ayni kosullarda patlatma karakteristikleri açisindan karsilastirilmistir. Sesbes düzende, ayni çalisma kosullarinda bir delikten elde edilen üretim % 30 artmistir. Bununla birlikte bu düzende; bir ton kalker için; ANFO tüketimi %23,17, dinamit tüketimi %23,66, kapsül tüketimi %23,69 ve patlayici madde maliyeti %23,23 azalmistir. Bir ton kalker üretmek için yapilan toplam patlayici madde gideri %23,23 azalmistir. Ayrica sesbes düzende delicinin delme noktalarina daha hizli ve pratik ulasmasini saglayacak bir çalisma sekli önerilmistir. COMPARISON OF THE REGTANGULAR AND STAGGER BLASTING PATTERNS USED IN DAGYAKA QUARRY MINE ABSTRACT: In this study, blasting characteristics of rectangular and stagger blasting patterns which are more commonly used in excavation in open pit mining have been compared in the field under similar conditions. Production in one hole has increased by 30 % in stagger blasting pattern under similar working conditions. However, using this blasting pattern resulted,in a decrease of 23,17 % in ANFO consumption, 23,66 % in detonator consumption and 23,23 % in blasting material cost for 1 ton of limestone. Total blasting material cost has decreased by 23,23 % for production of 1 ton of limestone. In

2 addition, a working system of rapid and practical transfer of the hole drilling machine to the blasting hole area in stagger pattern has been suggested. 1. GIRIS Kayaçlarin kazilmasi, yüklenmesi, nakliyesi ve kirilmasi (özellikle birincil kirma) gibi açik maden isletmeciliginin ana unsurlari olan faaliyetlerin ekonomikligi ve verimliligi dogrudan dogruya delme-patlatma tasariminin niteligine baglidir. Nitelikli bir patlatma ise; yukarida sayilan ve açik isletmeciligi olusturan faaliyetler için en uygun tane boyundaki malzemeyi, yer sarsintisi, firlayan kaya ve titresim gibi çevre sorunlari olmadan elde etmek ile mümkündür. Patlatmayi basarili kilan iki temel faktör; her bir delige konulan optimum patlayici madde miktari ve istenen parçalanma derecesini olusturmak için seçilecek uygun delik düzeni olmaktadir. Baska bir degisle basamak patlatmasinin basarisi, optimum özgül sarj ve dilim kalinligi gibi degiskenlere baglidir (Kahriman ve Arkadaslari,1996). Pratikte özgül sarj ve dilim kalinligi parametrelerini dogrudan etkileyen birbirinden farkli delik düzenleri uygulanmaktadir. Açik maden ocaklarinda basamak patlatmalarinda; kare, sesbes, ve Isveç delik düzenleri yaygin olarak kullanilmaktadir. Kare düzende dilim kalinliklarinin, delikler arasi mesafeye esit olmasi ve deliklerin birbirinin arkasina gelmesi nedeniyle basamak içerisinde, patlayici madde dagilimi yeterli olmamakta ve iri parçali malzeme ile tirnak olusumu olasiligi artmaktadir. Bu nedenle kare düzen, iri parça olusumunun çok önemli olmadigi dekapaj islemleri ile düsük dirençli kayaçlarin patlatilmasinda basarili bir sekilde kullanilmaktadir (Bilgin, 1986). Sesbes delik düzeninde ise delikler bir eskenar üçgenin köselerini olusturacak sekilde delinirler. Bu düzende delikler arasi mesafe, dilim kalinliginin %115'i (S=1.15B) degerinde olup patlayici maddenin basamak içinde daha iyi dagilimi söz konusudur. Ayrica sesbes delik düzeninde patlatma sonrasi olusan yiginin tane dagilimi kare düzene göre yaklasik %10 daha düzgün gerçeklesmektedir (Erdil ve Erkoç, 1995). Bu yazida, bir kalker ocaginda uygulanan kare ve sesbes delik düzenlerinin, patlatma karakteristikleri açisindan ayrintili karsilastirmasi yapilmis, ayrica sesbes delik düzeninin pratikte daha kolay ve hizli uygulanabilmesi için bir delici makine hareketi yöntemi önerilmistir. 2. ISLETMENIN TANITIMI

3 Dagyaka isletmesi; Set Ankara Çimento Fabrikasi'na ait olup Ankara ili, Kazan Ilçesi sinirlari içinde bulunan Dagyaka ve Orhaniye (Minaris) köyleri arasinda yer almaktadir. Isletme sahasi, denizel ortamli 40 milyon yasli kalsiyum karbonat sedimanlarindan olusmakta ve dogu-bati dogrultusunda kuzeybatiya 60º yatimli ana fay ve hakim çatlak sistemi sahayi ikiye bölmektedir. Bu süreksizlik sisteminden dolayi zaman zaman basamak ve yollarda duraylilik problemleri yasanmaktadir. Deniz seviyesinden ortalama 1050 metre yükseklikte ve bitki örtüsü yok denecek kadar az olan bölgede yazlar serin, kislar soguk ve yagisli geçmektedir. Isletme çevresinin büyük bir kismi tarim alanlari ile kapli olmasindan dolayi basamaklarin güney-kuzey dogrultusunda ilerlemesi planlanmistir. Ocakta üretim, ortalama yükseklikleri 9 metre olarak olusturulan dört ana basamaktan gerçeklesmektedir. Ocak ile fabrika arasi yaklasik 30 km. olup bu yolun büyük bir kismi asfalt kaplidir. Ocakta üretilen kalker, kirma islemine tabi tutulmadan Çimento fabrikasinda bulunan -60 cm çene açikligina sahip primer kirciya beslenmektedir. Fabrikadan gelen talebe bagli olarak günlük üretim zaman zaman degisim gösterse de günlük ortalama üretim ton civarinda gerçeklesmektedir. Isletmede delik delme isleminde kullanilmak üzere bir adet 89 mm çapli lastik tekerlekli delici (vagon drill) ve bu makineye bagli olarak çalisan 7 bar çalisma basinçli hava üreten Atlas Copco kompresör mevcuttur. Ayrica bir adet 102 mm çapli paletli delici (truck drill) ve bu makineye bagli olarak çalisan 9 bar çalisma basinçli hava üreten Holmann kompresör mevcuttur. Yükleme islemi bir adet yükleyici (Caterpillar-966), bir adet arkadan yükleme yapan paletli kazici- yükleyici (Caterpillar-325- Back-haul) ve bir adet yine arkadan yükleme yapan paletli kazici-yükleyici (Fiat-Hitachi-400- Back-haul) ile yapilmaktadir. Tasima ise taseron firmanin 40 adet 26 ton kapasiteli kamyonlari ile yapilmaktadir. 3. ISLETMEDE UYGULANAN KARE VE SESBES DÜZENLERIN KARSILASTIRILMASI 3.1. Yöntem Isletme 1996 yilinda faaliyete geçmis olup, bu tarihten 1998 yilina kadar yapilan patlatmalarda kare düzen kullanilmistir. Söz konusu dönemde günlük üretimin düsük olmasi ( ton)

4 nedeniyle patlatma performansi ve delik düzeni mevcut idare tarafindan fazla dikkate alinmamistir. Bu dönemde isletmede sadece bir adet 89 mm çapli lastik tekerlekli delici (vagon drill) makine mevcuttur. Günlük üretimin Ocak-1999 da talebe bagli olarak 3500 ton a çikarilmasindan sonra delme-patlatma daha büyük önem kazanmis ve 102 mm çapli paletli delici (truck drill) makine alinarak makine parki desteklenmistir. Isletmede, 89 mm çapli delikler için bir adet elektrikli kapsül ile ateslenen ortalama 800 gr dinamit ve 45 kg ANFO, 102 mm çapli delikler için ise 800 gr dinamit ve 55 kg ANFO kullanilmaktadir (Sekil 1). Delik Boyu: 10m Sikilama Boyu: 2.5 m Kolon Sarj (ANFO): 7 m Yemleme (Dinamit+kapsül) Basmak Yüks.:9 m Sekil 1. Isletmede Kullanilan Delik Sarji. 2.5 m 2.5 m a) Kare Düzen 2.5 m 2.6 m 2.8 m b) Sesbes Düzen

5 Sekil 2. Kare ve Sesbes Delik Düzenleri Teorik olarak sesbes düzende, delikler arasi mesafenin daha fazla olmasi ve kullanilan patlayici maddenin patlatma sahasinda daha düzenli dagilim göstermesi nedeniyle sesbes düzenin kullanilmasina karar verilmistir. Ocakta kare düzende uygulanan delikler arasi mesafe 2.5 m ve dilim kalinligi 2.5 m iken sesbes düzende delikler arasi etkilesim ve parça boyutu dikkate alinmis ve yapilan deneme atimlarindan sonra, söz konusu ocak sartlarinda uygulamada en uygun delikler arasi mesafe 2.8 m ve dilim kalinligi 2.6 m olarak belirlenmistir (Sekil 2) Kare ve Sesbes Delik Düzenlerinin Karsilastirilmasi Iki delme düzenlerinden hangisinin daha verimli oldugunu belirlemek için ayni kosullarda ve iki dönemde her iki delme düzeni ayri ayri uygulanarak yapilan bu çalismalardan ayrintili veriler elde edilmistir. Aralik 1998 ve Subat 1999 sonuna kadar uygulanan kare düzen ve Mart 1999 ile Eylül 1999 sonuna kadar uygulanan sesbes delik düzenleri ile ilgili olarak elde edilen veriler Tablo 1 de verilmistir. Tablo 1. Yapilan Çalismalar Sonucunda Elde Edilen Sonuçlar. üretim anfo dinamit kapsül anfo/ton dinamit/ton kapsül/ton $- anfo/ton $- dinamit/ton $- kapsül/ ton Ocak ,172 0,004 0, ,137 0,013 0,005 Subat ,252 0,006 0, ,201 0,022 0,008 Mart ,359 0,008 0, ,287 0,027 0,010 Nisan ,196 0,005 0, ,157 0,017 0,006 Mayis ,224 0,005 0, ,179 0,018 0,006 Haziran ,237 0,005 0, ,189 0,017 0,007 Temmuz ,165 0,003 0, ,132 0,012 0,004 Agustos ,149 0,003 0, ,119 0,012 0,004 Eylül ,187 0,004 0, ,149 0,014 0,005

6 3.3. Iki Delik Düzeni ile Elde Edilen Sonuçlarin Degerlendirilmesi Yapilan çalismalar sonucunda alinan verilerden elde edilen patlatma karakteristikleri, karsilastirmali olarak Tablo 2 de verilmistir. Tablo 2. Kare ve Sesbes Düzenlerinin Patlatma Performansi ve Üretim Karakteristikleri Parametreler Kare Sesbes Üretim Süresi (Ay) 3 6 Toplam Üretim (Ton) Patlatma Sayisi Delik Sayisi Toplam Anfo Toplam Dinamit Toplam Kapsül Bir Delikten Elde Edilen Üretim (Ton) 197,1 258,2 Bir Patlatmadan Elde Edilen Üretim (Ton) 8305, ,8 1 Ton Kalker Için Kullanilan Anfo 0,2437 0, Ton Kalker Için Kullanilan Dinamit 0,0054 0, Ton Kalker Için Kullanilan Kapsül 0,0051 0,0039 Patlayici Gideri Anfo ($/Ton) 0,1944 0,1494 Patlayici Gideri Dinamit ($/Ton) 0,0193 0,0147 Patlayici Gideri Kapsül ($/Ton) 0,0070 0,0054 Toplam Patlayici Gideri ($/Ton) 0,2207 0,1694 Her iki tabloda sunulan bu verilere göre; kare delik delme düzenin kullanildigi ocak-mart aylari arasindaki dönemde üretilen bir ton kalker için ortalama 261 gr. ANFO kullanilmistir. Buna karsin sesbes delik delme düzeninin uygulandigi sonraki alti ayda bir ton kalker için ortalama 193 gr. ANFO kullanilmistir. Yine ayni periyotlar degerlendirildiginde 1 ton kalker için ocakmart ortalama dinamit tüketimi 5.8 gr. iken nisan-eylül aylari arasindaki dönemde bu miktar 4.2 gr.' a düsmüstür. 1 adet kapsül ile kare delik delme düzeninin kullanildigi ilk üç ayda ortalama 197 ton kalker üretilirken sonraki alti ayin ortalamasi 258 ton degerine ulasmistir. Bir kg ANFO'nun fiyatinin $, dinamitin $ ve kapsülün $ oldugu düsünülerek yapilan hesaplamalar sonucunda bir ton kalker üretimi için patlatma gideri ilk üç ayda ortalama iken sonraki alti ayda dolar olarak gerçeklesmistir. Aradaki fark sadece

7 dolar olarak görünse de aylik ortalama üretimi ton olan ortalama bir isletme için bu fark yilda yaklasik $ tasarruf anlamina gelmektedir. Ayrica sesbes düzende delikler arasi etkilesimin daha iyi olmasi nedeniyle patlatma sonrasi olusan yiginin parça boyutunun daha düzenli bir dagilima sahip oldugu gözlenmistir. Uygulamada sesbes düzenin genelde daha verimli oldugu bilindigi halde, kare düzen daha fazla tercih edilmektedir. Bunun en önemli nedeni sesbes düzende delicinin delme noktalarina ulasmasinin daha zor ve zaman alici olmasidir. Kare düzende delici makinenin delik siralari arasinda ayni pozisyonda sadece ilerigeri hareket yapmasi nedeniyle manevra islemi ortadan kalkmakta ve bu durum operatör açisindan büyük kolaylik saglamaktadir. Sesbes düzende ise iki sira deliginin konumlarinin karedeki gibi ayni hat üzerinde olmamasindan dolayi normal kosullarda manevra yapma zorunlulugu ortaya çikmaktadir. Bu düzende delicinin manevrasini ortadan kaldirmak için delici aynaya dik olarak degil de sesbes deliklerin kendi aralarindaki açiya bagli olarak açili olarak yanastirilmistir (delici makine ardisikli sira deliklerinin dogrultusunun ayna düzlemiyle yaptigi açida konumlandirilmistir). Delici makinenin bu açili konumu sesbes düzünde ardisikli sira deliklere delicinin ulasmasi için tipki kare düzendeki gibi ileri-geri hareket yapmasiyla saglanmistir. Isletmede tasarlanan ve uygulanan bu yöntem ile normal sartlarda bir günde ortalama 7 delik delinirken, delici makinenin yeni hareket sekli ile çalismasindan sonra günde ortalama 8 delik delinmeye baslanmistir (Sekil 3). Patlatma Aynasi a) Kare Düzen Patlatma Aynasi Delici Makine

8 b) Sesbes Düzen Sekil 3. Delici Makinenin Delikler Arasindaki Hareketi SONUÇ Tablolardan da görüldügü gibi, sesbes delik düzeninde deliklerin birbirlerine olan konumlari, etkilesimleri ve delikler arasi mesafenin daha fazla olmasindan dolayi asagida özetlenerek sunulan olumlu sonuçlar elde edilmistir; Bir patlatma deliginden elde edilen üretim %30 artmistir. Bir ton kalker için kullanilan ANFO miktari %23.17 azalmistir. Bir ton kalker için kullanilan dinamit miktari %23.69 azalmistir. Bir kapsül ile üretilen kalker miktari %23.66 artmistir. Anfo, dinamit ve kapsül giderleri ortalama %23 azalmistir. Bir ton kalker üretmek için yapilan patlayici madde gideri %23.23 azalmistir. Bu yaklasik $ degerine karsilik gelmektedir. Bir patlatmadan ortalama ton kalkerin üretildigi ortalama bir isletmede sadece bir patlatmada 560 dolar tasarruf anlamina gelmektedir (Bir patlatmanin ortalama patlayici madde maliyeti yaklasik 2000 dolardir). Ayrica sesbes delik düzeninde önerilen delicinin çalisma sekli ile birlikte delicinin delik siralari arasindaki hareketinin daha hizli ve kolay bir düzeye getirilmesi saglanmistir. TESEKKÜR Yazarlar, yardimlarindan dolayi santiye sefi, maden mühendisi Nedim BASKINER'e tesekkür ederler. KAYNAKLAR 1. Kahriman, A., Ceylanoglu, A., Demirci, A., 1996, Sivas-Ulas Yöresi Söllestit açik Isletmesi Kaya Birimleri Için Optimum Patlatma Kosullarinin Belirlenmesi, 2. Delme Patlatma Kongresi, s , Ankara.

9 2. Bilgin, H. A., 1986, Açik Isletmelerde Patlatma Sorunlari ve Tasarimi, TKI Gen. Müd. Seminerleri, Seminer No:2, s. 36, Ankara. 3. Erdil, M., Erkoç Ö. Y., 1995, Patlatma Sonrasi Parçalanan Malzemenin Tane Dagilimini Belirlemeye Yönelik Modelleme Çalismalarina Bir Yaklasim, Türkiye 14. Mad. Kongresi, s , Ankara.