Patlatma Kaynakl Titre imlerin Analizine Dayal Basamak Patlatma Tasar m Bench Blasting Design Based on Vibrations Analysis of Blast- Induced

Patlatma Kaynakl Titre imlerin Analizine Dayal Basamak Patlatma Tasar m Bench Blasting Design Based on Vibrations Analysis of Blast- Induced Abdulkadir Karado an, Ümit Özer, Ali Kahriman, Mehmet Aksoy, Deniz Ad güzel, U. Gökhan Akkaya stanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisli i Bölümü, Avc lar, stanbul ÖZET: Bu çal mada; stanbul li Çatalca lçesi yak n nda bulunan, G S Firmas na ait Kireçta Oca nda düzenlenen test at mlar nda ortaya ç kan titre imlerin analizi sonuçlar na dayal basamak patlatma tasar mlar sunulmu tur. Çal mada, at mlar n ölçekli mesafe unsurlar kaydedilmi ve 8 adet titre im ölçer cihaz ile bütün at mlar için yersars nt s bile enleri ölçülmü tür. Daha sonra, düzenlenen 4 test at m na ait 32 olay n parçac k h z ve ölçekli mesafe veri çiftleri istatistiksel olarak analiz edilmi tir. statistiksel de erlendirme sonunda, söz konusu saha için parçac k h z ile ölçekli mesafe aras nda, iyi korelasyonlu ampirik bir ili ki elde edilmi tir. Bulunan ampirik ili ki kullan larak, gecikme ba na kullan lmas gereken maksimum patlay c madde miktarlar, buna ba l olarak uygulanabilecek basamak yükseklikleri ve delik çaplar belirlenmi tir. Bu belirleme s ras nda, söz konusu sahada patlatmal kaz s ras nda olu an titre imlerin, saha yak n nda bulunan NATO ya ait yak t tanklar nda hasara neden olmamas için, DIN 4150 Alman Normu nun y pranm eski yap lar için belirledi i hasar ba lang ç s n r dikkate al nm t r. ABSTRACT: This paper presents bench blasting designs based on results of vibrations analysis on test shots organised in limestone quarry belong to G S Company located near to Çatalca district in Istanbul province. In this study, parameters of scaled distance were recorded and the ground vibration components were measured for all test shots using 8 vibration monitors. Then, the data pairs of scaled distance and particle velocity obtained from the 32 event records belong to 4 test shots were analyzed statistically. At the end of statistical evaluation of the data pairs, an empirical relation with a good correlation coefficient was established between peak particle velocity and scaled distance. Maximum charge per delay, bench height and hole diameters were determined by using obtained empirical equation. During this determination, threshold damage limit stated by DIN 4150 norm for historical building were taken into consideration in order to prevent damage nearby fuel tanks belonging to the NATO. 1 G R Patlatman n kaç n lmaz oldu u ta ocakç l, madencilik, in aat altyap kaz lar, kuyu-tünel, boru hatt, baraj gibi çe itli sektörlerde; yersars nt s ve hava okundan kaynaklanan çevresel problemlerle s kça kar la lmakta ve tart lmaktad r. (Dowding, 1985; Kahriman, 2004). Patlatma kayna ndan belirli bir uzakl kta bulunan bir yerle im biriminin ya da tesisin, patlatma sonucunda olu acak yersars nt s ve hava oku gibi sonuçlardan etkilenmemesi için, patlatma tasar m nda herhangi bir gecikme aral nda kullan labilecek en fazla patlay c madde miktar n önceden belirleyebilmek ve 177

kontrollü at mlar gerçekle tirebilmek önemlidir (Felice, 1993; Kahriman ve di., 2006a). Patlatmadan kaynaklanan çevresel problemler, geli mi ülkelerde; ülkemize göre daha önceleri ya anm t r. Bu nedenle, bu konular n çözümü ve konuyla ilgili baz standartlar n olu turulmas amac yla çe itli sistematik ara t rma programlar yürürlü e konulmu tur. Bu programlar n sonucunda "Kontrollü Patlatma Tekni inin lkeleri" ortaya konulmu tur. (Johnston ve Durucan, 1994; Ozer, 2007). 2 ÇALI MA SAHASI Çal ma sahas olan GIS n aat ve Tic. Ltd. ti nin kireçta oca, stanbul line ba l Çatalca ilçesinin hemen güneyinde yer almaktad r ( ek. 1). ekil 1 nceleme alan yer bulduru haritas 3 ARA TIRMADA UYGULANAN YÖNTEM Bu ara t rma kapsam nda, stanbul li Çatalca lçesinin yak n nda GIS n aat ve Tic. Ltd. ti nin, IR8352 ruhsat sahas nda agrega üretimine yönelik faaliyet gösteren kireçta oca ndaki patlatmal kaz lar n, söz konusu oca n yak n nda bulunan NATO ya ait yak t tanklar nda hasarlara neden olabilecek seviyelerde olup olamayaca konusunda de erlendirme yap lmas ve düzenlenen test at mlar nda ortaya ç kan titre im analizleri sonucunda elde edilen saha sabitleri kullan larak, söz konusu ocak yak n nda bulunan yak t tanklar na zarar vermeyecek tarzda patlatma tasar m n n yap lmas amac yla titre im ve hava oku ölçümleri yap lm t r. Söz konusu çal ma alan nda egemen kaya birimi, ayn zamanda kaz ve üretimi yap lan kireçta d r. (Kahriman ve di., 2006b). Kireçta n n kaz zorlu u derecesini belirlemek amac yla uygulana gelmekte olan patlatmal kaz faaliyetlerinin gözlemlerine ek olarak, Schmidt çekici deneyleri de yap lm t r. Deneylerin sonucunda, elde edilen sertlik de erlerinin, Uluslararas Kaya Mekani i Dene i (ISRM) taraf ndan önerilen Schmidt çekici sertlik skalas ndaki yerleri belirlenerek kaya sertli i tasvirleri yap lm t r. Buna göre SERT kaya s n f nda yer ald anla lm t r. Yap lan deney sonuçlar Çizelge 1 te verilmi tir. Çizelge 1. Schmidt Çekici Deney Sonuçlar Nokta No Schmidt De eri Nokta No Schmidt De eri 1 40 8 44 2 38 9 52 3 38 10 52 4 50 11 42 5 42 12 54 6 38 13 44 7 40 Aritmetik Ortalama 44.15 Standart Sapma ± 5.86 ISRM S n flamas ndaki Yeri SERT Belirlenen kaya özellikleri ve saha gözlemleri ile birlikte benzer sahalardaki i letme tecrübelerinden de yararlan larak yap lan de erlendirmeler nda üretim sürecinde patlatmal kaz n n kaç n lmaz oldu u anla lm t r. Çal ma kapsam nda, söz konusu i letmenin oca ndaki at mlarda uygulanan patlatma paternleri, delik düzenleri ve patlay c arjlar ; i letmelerin yetkilileri taraf ndan sistematik olarak uygulanan ekliyle (herhangi bir müdahalede bulunulmadan) gözlemlenmi ve ölçümler bu ekildeki çal malarda al nm t r. Titre im ölçümlerine esas olacak söz konusu at mlarda, sadece gerekli kantitatif ölçüm ve gözlemler yap lm t r. letme yetkililerinin 178

at mlarla ilgili uygulanan patern ve protokolleri gerekli verilerin türetilmesinde kullan lm t r. Her bir gecikme ba na dü en patlay c madde miktar, her bir delik için planlanan patlay c maddenin kontrollü bir ekilde arj edilmesiyle belirlenmi tir. At m noktalar ile yer sars nt s ve hava oku ölçüm istasyonlar aras ndaki mesafeler ise GPS kullan larak belirlenmi tir. Ölçekli mesafenin belirlenmesinde literatürde en s k kullan lan kareköklü e itlikten yararlan lm t r. SD = R / W 0.5 (1) SD: Ölçekli mesafe R: At m ile ölçüm istasyonu aras ndaki mesafe (m) W: Gecikme ba na kullan lan toplam arj miktar (kg). Ara t rma süresince; amaçlar do rultusunda, daha önce aç klanan yönteme uygun olarak düzenlenen 4 adet test at m na ait toplam 32 olay cihazlar taraf ndan kaydedilmi tir. Her bir at mla ilgili patlatma paterni, patlay c madde arj parametreleri ve titre im ölçüm sonuçlar titizlikle kaydedilmi tir. Elde edilen veriler; bu amaçla geli tirilen form ve çizelgelere aktar lm t r. Sahada basamak at m eklinde gerçekle tirilen toplam 4 adet at ma ait patlatma parametreleri Çizelge 2 de ayr nt l bir ekilde verilmi tir (Kahriman ve di., 2006b). Çizelge 2. Titre im Ölçümü Yap lan At mlar n Patlatma Geometrisi At m No 1 2 3 4 Delik Say s 5 11 5 5 Delik Çap, d (mm) 102 102 102 102 Delik E imi, ( 0 ) 90 90 90 90 Basamak Yüksekli i K (m) 14 7 14 14 S ra Say s 1 2 1 1 Delik Boyu, H (m) 14 7 14 14 Dilim Kal nl, B (m) 3,5 3,5 3,5 3,5 Delikleraras Mesafe, S (m) 3,5 3,5 3,5 3,5 S k lama Boyu, h 0 (m) 3,5 3 3,5 3,5 Kullan lan Yemleyici Emulite T-G Emulite T-G Emulite T-G Emulite T-G Yemleme Miktar, (kg) 4 5 4 4 Esas Patlay c Madde ANFO ANFO ANFO ANFO Esas Patlay c Miktar (kg) 300 330 300 300 Toplam arj, Q (kg) 304 335 304 304 Gec. Ba. Toplam arj, W (kg) 61 61 61 61 Kullan lan Kapsül Tipi Gecikmeli Elektrikli Gecikmeli Elektrikli Gecikmeli Elektrikli Gecikmeli Elektrikli Toplam Kapsül Adedi 5 11 5 5 Ara t rma kapsam nda; gerçekle tirilen toplam 4 at ma ait titre im ölçümleri, 6 adet Instantel Minimate Plus ve 2 adet White Mini-Seis Model olmak üzere toplam 8 adet titre im ölçer cihazlar ile ölçülmü tür. Titre im ölçer cihazlarlar, söz konusu ocakta yap lan at m noktalar ile NATO ya ait 3 adet yak t tanklar aras nda muhtelif uzakl klarda belirlenen ölçüm istasyonlar na ekil 2 ve ekil 3 deki gibi sistematik bir ekilde yerle tirilmi tir. Çal ma kapsam nda, sahada yap lan at mlar n NATO ya ait yak t tanklar na etki edip etmedi inin belirlenebilmesi aç s ndan, at mlarla yak t tanklar aras nda daha fazla noktadan ölçüm alabilmek için, titre im ölçer 179

cihazlarlar, ilk iki at mda ekil 2 de gösterilen istasyon noktalar na, üçüncü ve dördüncü at mda ise ekil 3 de gösterilen istasyon noktalar na kurulmu tur (Kahriman ve di., 2006b). ekil 2. At m 1 ve At m 2 noktalar ve ölçüm istasyonlar n n konumu 180

ekil 3. At m 3 ve At m 4 noktalar ve ölçüm istasyonlar n n konumu 4 ÖLÇÜM SONUÇLARI Konumu, paterni ve patlay c tüketimleri, yukar da detayl olarak aç klanan toplam 4 at m sonucunda, kayaç içi titre imlerin olu turdu u parçac k h z, deplasman, ivme ve frekans de erleri, kay t cihazlar ile tespit edilmi tir. At mlardaki kay t al mlar nda, parçac k h z n n enine, boyuna ve dikey bile enlerini ölçen ve bunlar n bile kesi olan Çizelge 3. At mlara Ait Ölçüm Sonuçlar h z de erlerini veren titre im ölçer cihazlar yerle tirilmi tir. At mlar sonucunda cihazlar taraf ndan kaydedilen toplam 32 olay n maksimum parçac k h zlar n, frekans de erlerini ve hava oku de erlerini içeren bilgileri ile istasyon noktalar ve at mlar ile istasyon noktalar aras ndaki mesafeler, Çizelge 3 de ayr nt l olarak verilmi tir. 181

At m No Titre im Ölçer Modeli stasyon No Maksimum Parçac k H z (PPV) (mm/s) Frekans f (Hz) Hava oku (db) Gecikme Ba na Top. arj (W) (kg) Mesafe (R) (m) Ölçekli Mesafe (SD) Instantel BE10707 1 98,70 30 124,9 61 45 5,82 Instantel BE10773 2 73,40 43 121,9 61 67 8,58 Instantel BE10687 3 21,70 43 120,6 61 86 11,03 1 Instantel BE10772 4 55,40 51 * 61 29 3,65 White 1458 5 75,18 39,3 * 61 60 7,62 White 1455 6 11,43 42,6 * 61 99 12,72 Instantel BE10688 7 17,30 34 122,2 61 118 15,14 Instantel BE10708 8 15,50 7 117,5 61 180 22,98 Instantel BE10707 1 6,10 12 128,9 61 138 17,64 Instantel BE10773 2 3,68 14 126,0 61 159 20,35 Instantel BE10687 3 4,83 14 125,9 61 179 22,91 2 Instantel BE10772 4 2,03 11 * 61 156 19,93 White 1458 5 3,05 39,3 * 61 190 24,38 White 1455 6 2,29 9,6 * 61 229 29,34 Instantel BE10688 7 1,27 16 118,8 61 248 31,70 Instantel BE10708 8 1,78 32 115,7 61 310 39,73 Instantel BE10707 1 119,00 28 126,0 61 39 5,05 White 1455 6 51,59 22,2 * 61 106 13,57 Instantel BE10708 8 10,80 5 119,0 61 189 24,23 3 Instantel BE10773 9 45,20 47 121,6 61 65 8,29 Instantel BE10687 10 13,30 47 120,1 61 83 10,68 Instantel BE10772 11 60,20 30 * 61 56 7,18 White 1458 12 31,50 46,5 * 61 77 9,84 Instantel BE10688 13 12,80 47 123,1 61 153 19,61 Instantel BE10707 1 202,00 47 129,8 61 35 4,51 White 1455 6 10,41 16 * 61 116 14,79 Instantel BE10708 8 11,30 5 117,2 61 202 25,85 4 Instantel BE10773 9 71,90 34 124,3 61 66 8,49 Instantel BE10687 10 19,90 51 122,8 61 84 10,77 Instantel BE10772 11 57,90 27 * 61 64 8,16 White 1458 12 23,88 42,6 * 61 87 11,09 Instantel BE10688 13 6,60 30 118,6 61 166 21,28 * Mikrofon ba lanmad 5 ÖLÇÜM SONUÇLARININ ANAL Z VE DE ERLEND R LMES 5.1. Ölçüm Sonuçlar n n statistiksel Analizi Bu çal ma kapsam nda; izlenen 4 adet test at m na ait toplam 32 adet olay kaydedilmi ve olu an yer sars nt s ölçüm sonuçlar Çizelge 3 de sunulmu tur. Parçac k h z tahmini için gecikme ba na dü en en fazla patlay c miktar ve kaynak ile ölçüm istasyonu aras ndaki uzakl klar dikkate al narak türetilen ölçekli mesafe ile parçac k h z aras ndaki ili ki incelenmi tir. Çizelge 3 deki verilerden hareketle; ölçülen en yüksek parçac k h z ile ölçekli mesafe veri çiftleri kullan larak yap lan regresyon analizi sonucunda, bölgede yap lacak kontrollü patlatma tasar mlar nda parçac k h z tahmininde kullan lmas 182

önerilen çal ma sahas n n sabitleri a a daki formülle ifade edilmi tir. PPV = 2874 x SD -1.993 ; (r= 0.89) (2) Buna göre, çal lan saha sabitleri s ras yla K =2874 ve = - 1.993 olarak bulunmu tur. Oldukça iyi bir korelasyon katsay s ile sonuçlanm olan bu regresyon ifadesi, i letmede titre im ölçer kullan lmad durumlarda; herhangi bir at mdaki gecikme ba na kullan lan belirli miktardaki bir patlay c maddenin yarataca titre imin h z n n belirli bir uzakl ktaki de erinin ne olaca n tahmin etmede çok önemli bir yakla m olarak rahatl kla (kabul edilebilir limitlerdeki bir sapma ile) kullan labilecektir. Literatüre uygun olarak iyi korelasyon katsay s yla elde edilen bu fonksiyonun en yüksek parçac k h z na kar l k gelen ölçekli mesafe ili kisinin logaritmik grafiksel görünümü de ekil 4 de gösterilmi tir (SPSS). mukayese etmek amac yla, USBM, Alman DIN 4150 ve Çevre ve Orman Bakanl Çevresel Gürültünün De erlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeli i Norm lar na göre de erlendirilmi tir. Kaydedilen tüm at mlarda ölçülen maksimum parçac k h z ve kar l k gelen frekans de erleri, USBM kriterine göre mukayese edilmek üzere ekil 5 deki grafik üzerinde topluca gösterilmi tir. ekil 5 de görüldü ü üzere, 1, 3 ve 4. at ma çok yak n seçilen ve ekil 2 ve 3 de konumlar ve Çizelge 3 de at mlara olan mesafeleri gösterilen 1, 2, 4, 5, 6, 11 ve 12 numaral ölçüm istasyonlar nda kaydedilen de erler, USBM normuna ait hasar limitinin üzerinde olmu tur. Özellikle NATO ya ait bölgenin s n r na yak n istasyonlarda kaydedilen de erlerin hasar limitinin alt nda kald görülmektedir. 1000 At m 1 At m 2 At m 3 At m 4 PPV mm/sn 100 10 1 1 10 100 1000 Frekans (Hz) ekil 5. PPV ve frekanslar n USBM kriterine göre de erlendirilmesi ekil 4. En yüksek parçac k h z ve ölçekli mesafe ili kisi 5.2. Hasar Riski De erlendirmesi Bu çal ma kapsam nda; cihazlar n kaydetti i parçac k h z bile enlerinin olu um frekanslar dikkate al narak, NATO ya ait yak t tanklar na etki derecelerini tahmin ve ekil 6 da ise kaydedilen tüm at mlarda ölçülen maksimum parçac k h z ve kar l k gelen frekans de erleri daha muhafazakar limitler öngören DIN 4150 Alman Normu na ait grafik üzerinde topluca gösterilmi tir. ekil 6 da görüldü ü üzere, 1, 3 ve 4. at mda tüm istasyonlarda kaydedilen de erler, 3 mm/sn lik hasar limitinin üzerinde olmu tur. stasyon noktalar na daha uzak olan 2. at mda, yak t tanklar na yak n olan istasyonlarda kaydedilen de erlerin hasar limitinin alt nda kald görülmektedir. 183

PPV (mm/sn) 1000,00 100,00 10,00 1,00 At m 1 At m 2 At m 3 At m 4 1 10 100 1000 Frekans (Hz) ekil 6. PPV ve frekanslar n DIN 4150 Alman Normu na göre de erlendirilmesi Çevresel Gürültünün De erlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeli ine göre at mlarda ölçülen maksimum parçac k h z ve kar l k gelen frekans de erleri, mukayese edilmek üzere ekil 7 deki grafik üzerinde de topluca gösterilmi tir. ekil 5 de görüldü ü üzere, 1, 3 ve 4. at ma çok yak n seçilen 1, 2, 4, 5, 6, 11 ve 12 numaral ölçüm istasyonlar nda kaydedilen de erler, hasar limitlerinin üzerinde olmu tur. Özellikle NATO ya ait bölgenin s n r na yak n istasyonlarda kaydedilen de erlerin hasar limitinin alt nda kald görülmektedir. PPV mm/sn 1000 100 10 1 At m 1 At m 2 At m 3 At m 4 1 10 100 1000 Frekans (Hz) ekil 7. PPV ve frekanslar n Çevresel Gürültünün De erlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeli i ne göre de erlendirilmesi 5.3. Titre im Analizine Dayal Basamak Tasar m Ara t rma kapsam nda yap lan at mlarda gecikme ba na kullan lan maksimum patlay c madde miktarlar n n 61 kg oldu u dü ünüldü ünde, söz konusu at mlar n ve bundan sonra benzer arj miktarlar n n kullan laca at mlar n, NATO ya ait yak t tanklar na DIN 4150 Normu ndaki y pranm eski yap larla ilgili 3 mm/sn e ik hasar limitine göre hasar verme riski bulundu u ekil 6 daki grafikten anla lmaktad r. Söz konusu oca n zaman içerisinde NATO ya ait yak t tanklar n n bulundu u yönde ilerleyece i gözönüne al nd nda bu riskin daha da artabilece i aç kt r. Bu riskin azalt labilmesi için ocaktaki at mlarda uygulanan gecikme ba na kullan lan maksimum patlay c madde miktar n n azalt lmas gereklili i yukar da yap lan analizlerle anla lmaktad r. Bu miktar n azalt labilmesi için, sahada özellikle NATO ya ait yak t tanklar n n bulundu u yönde 14 m olarak uygulanan basamak yüksekli inin kademeli olarak azalt lmas gerekmektedir. Çizelge 4 de farkl basamak yükseklikleri ve farkl delik çaplar için hesaplanan gecikme ba na kullan labilecek patlay c madde miktarlar verilmi tir. letmenin mevcut imkanlar dahilinde delik delme i leminde kulland 102 mm çapl delici makinenin kullan laca, ate lemede kullan lan gecikmeli elektrikli kapsüllerin kullan m na devam edilece i ve her deli in ayr gecikmelerde patlat laca dü ünüldü ünde, Çizelge 4 de görüldü ü üzere, 10 m lik basamak yüksekli inde gecikme ba na kullan lacak patlay c madde miktar n n 45 kg, 7,5 m de 33 kg, 5 m de 23 kg ve 3 m de 13 kg olaca hesaplanm t r. GIS n aat ve Tic. Ltd. ti nin Ta Oca nda patlatmadan kaynaklanan titre im hareketiyle ilgili parametrelerin, özellikle de literatürde genel kabul görmü olan maksimum parçac k h z n n genliklerinin, (geçmi e ya da gelece e yönelik) tahmininde yukar da verilen e itlik kullan larak bir de erlendirme yap lm t r. Bu de erlendirmede e ik hasar limiti olarak en olumsuz ko ullar dü ünülerek, daha muhafazakâr limitler öngören DIN 4150 Alman Normu esas al nm t r. Burada da yap tipleri için y pranm eski yap larla ilgili kriter dü ünülmü tür. Hasar normuna göre 184

E K HASAR için 3 mm /s lik maksimum parçac k h z söz konusu olmaktad r. NATO ya ait yak t tanklar önemli ve hassas yap olarak kabul edildi inden, mevcut uluslararas standartlar içinde en muhafazakar hasar limitleri içeren DIN 4150 Alman Normu nu de erlendirmelerde kullan lm t r. Çizelge 4. Farkl Basamak Yükseklikleri ve Delik Çaplar çin Hesaplanan Gecikme Ba na Kullan lacak Patlay c Madde Miktarlar Basamak Yüksekli i (m) Gecikme Ba na Kullan lacak Patlay c Madde Miktar (kg) Delik Çap 102 mm 89 mm 76 mm 10 45 35 25 7.5 33 25 18 5 23 17 13 3 13 10 7 Ara t rma kapsam nda sahada yap lan ölçüm sonuçlar ndan elde edilen e itlik kullan larak, farkl mesafelerde 3 mm/sn lik hasar ba lang ç s n r dikkate al narak gecikme ba na kullan lmas gereken maksimum patlay c madde miktarlar ve buna ba l olarak da uygulanabilecek basamak yükseklikleri Çizelge 5 de verilmi tir. Söz konusu ta oca nda, çal ma izni istenilen alan n NATO ya ait yak t tanklar n n bulundu u yönde tanklara en yak n mesafesi, ekil 2 ve 3 de görüldü ü gibi 85 m dir. Çizelge 5 de görülece i üzere, sahada yak t tanklar na 85 m de yap lacak at mlarda 3 mm/sn lik e ik hasar limitinin olu abilmesi için, gecikme ba na kullan lmas gereken maksimum patlay c madde miktar, %50 tahmin hatt na göre 7,5 kg, olarak hesaplanm t r. Bu miktar n a lmamas için, söz konusu oca n yak t tanklar na en yak n olan 85 m lik mesafelerinde uygulanmas gereken basamak yüksekli i 3 m olarak öngörülmü tür. Çizelge 5. DIN 4150 Normu E ik Hasar Limitine Göre Hesaplanan Gecikme Ba na Dü en Maksimum arj Miktar (W) ve Öngörülen Basamak Yükseklikleri Mesafe (m) E ik hasar limiti (mm/sn) W (kg) Öngörülen Basamak Yüksekli i (m) 85 3 7.5 3 100 3 10 3 125 3 16 5 150 3 23 7,5 175 3 31 10 200 3 41 10 250 3 64 10 Çizelge 5 de yap lan de erlendirmelerde, yine oca n yak t tanklar na 100 m lik mesafelerinde hasar limitinin a lmamas için kullan lmas gereken miktar 10 kg hesapland ndan, bu mesafelerde de 3 m lik basamak yüksekli i öngörülmü tür. Ayn ekilde yak t tanklar na 125 m lik mesafelerde 5 m, 150 m lik mesafelerde 7,5 m ve 175 m den uzak mesafelerde 10 m lik basamak yüksekliklerinde çal labilece i öngörülmü tür. Oca n zaman içerisinde NATO ya ait yak t tanklar n n bulundu u yönde ilerleyece i gözönüne al nd nda, Çizelge 5 de de i ik mesafeler için hesaplanan gecikme ba na kullan labilecek maksimum patlay c madde miktarlar, i letmenin mevcut imkanlar dahilinde kulland 102 mm lik delik çap n n, öngörülen basamak yüksekliklerine uygun olmad n ortaya koymaktad r. Keza bu delik çap n n kullan lmas durumunda, sahada yap lacak at mlar n yak t tanklar na hasar verme riskinin her zaman olabilece i anla lmaktad r. Söz konusu sahada 3 m lik basamak yüksekli inde yap lacak at mlarda, 3 mm/sn lik hasar limitinin a lmamas için Çizelge 5 de 7,5 m olarak hesaplanan gecikme ba na kullan labilecek patlay c madde miktar n a madan uygulanabilecek delik çap n n, Çizelge 5 de de görülece i üzere 76 mm oldu u ve bu çapta gecikme ba na kullan lacak patlay c madde miktar n n da 7 kg oldu u tespit edilmi tir. Ayn ekilde, Çizelge 4 de gecikme ba na 5 m lik basamak yüksekli inde 13 kg, 7,5 185

m lik basamak yüksekli inde 18 kg ve 10 m lik basamak yüksekli inde 25 kg kullan laca tespit edilen patlay c madde miktarlar, sahada yak t tanklar ndan uzakla t kça Çizelge 5 de uygulanmas öngörülen 5 m 7,5 m ve 10 m lik basamak yükseklikleri için hesaplanan gecikme ba na kullan labilecek maksimum patlay c madde miktarlar ndan daha az oldu undan, bu basamak yüksekliklerinde de 76 mm lik delik çap n n kullan lmas gerekti i anla lmaktad r. Ayr ca; söz konusu sahada yak t tanklar na 175 m den daha uzak mesafelerde uygulanabilece i öngörülen 10 m lik basamak yüksekliklerinde 89 mm lik delik çaplar nda da çal labilece i Çizelge 4 ve 5 de hesaplanan de erlerden de anla lmaktad r. Buna ilaveten, yine yukar da elde edilen e itlik kullan larak Çizelge 5 de % 50 tahmin hatt na göre elde edilen miktarlar n ocakta yap lan patlatmalarda kullan lmas durumunda, de i ik mesafelerde elde edilecek maksimum parçac k h zlar da Çizelge 6 da verilmi tir. Çizelge 6. Farkl Mesafeler çin Hesaplanan En Yüksek Parçac k H z (PPV) Mesafe (m) Hesaplanan En Yüksek Parçac k H z -PPV (mm/sn) Gecikme ba na kullan lan maksimum patlay c madde miktar (kg) 7 kg 13 kg 18 kg 25 kg 35 kg 45 kg 50 kg 50 8,2 15,2 21,0 29,2 40,8 52,4 58,2 85 2,8 5,3 7,3 10,1 14,2 18,2 20,2 100 2,1 3,8 5,3 7,3 10,2 13,2 14,6 125 1,3 2,4 3,4 4,7 6,6 8,4 9,4 150 0,9 1,7 2,4 3,3 4,6 5,9 6,5 175 0,7 1,3 1,7 2,4 3,4 4,3 4,8 250 0,3 0,6 0,9 1,2 1,7 2,1 2,4 Çizelge 6 da görüldü ü üzere, ocakta NATO ya ait yak t tanklar n n bulundu u yönde çal lmas dü ünülen ve tanklara en yak n mesafe olan 85 m de, 7 kg l k gecikme ba na kullan lan maksimum patlay c madde miktar n n kullan lmas durumunda, en yüksek parçac k h z 2,8 mm/sn olarak hesaplanm t r. Hesaplanan bu de er de, DIN 5150 Normu nun 3 mm/sn lik e ik hasar limitinden dü üktür. Çizelge 6 da verilen taral bölge, farkl delik çaplar nda uygulanabilecek gecikme ba na dü en patlay c madde miktarlar nda mesafeye ba l olarak ortaya ç kabilecek ve 3 mm/sn lik parçac k h z n n geçilmesi riskini ortadan kald rabilecek uygulama ko ullar n tan mlamaktad r. Bu güvenli öneriye ra men 85 m de 7 kg 2,8 mm/sn ve 100 m de 10 kg 2,9 mm/sn lik parçac k h zlar verebilece inden uygulamada çok dikkatli olunmas gerekmektedir. Patlay c madde at mlar s ras nda hava oklar n n, ölçüm istasyonunda 140 db' den yüksek de erlerinde sesten rahats z olma, pencere cam k r lmalar ve binalarda hasar meydana gelebilmektedir. Kaz sahas nda yap lan at mlar s ras nda cihazlar mikrofonu zemine yerle tirilerek hava oku de erleri 115-130 db aras nda kaydedilmi tir. Bu de erlerin, at mlar n, seçilen ölçüm istasyonlar na göre çok daha uzakta bulunan çevredeki tesis ve yap larda herhangi bir hasar yaratmayaca gibi, cam k r lmalar ve sesten rahats z olma gibi durumlar n da meydana gelmeyece i anla lm t r. Gecikme ba na dü en arj n mevcut olanaklarla k s tlanmaya çal ld bu at mlarda; kaydedilen olaylarda ortaya ç kan maksimum parçac k h zlar na kar l k gelen frekans de erlerinin da l mlar incelendi inde, kaydedilen 32 olaya ait titre im frekanslar de erlerinin % 12,5 1 4 186

10 Hz de er aral nda,% 37,5 i 11 30 de er aral nda, % 50 si ise 31 Hz den yüksek olmu tur ( ekil 8). yüksekli inin uygulanmas durumunda ortaya ç kacak titre imlerin NATO ya ait yak t tanklar nda hasar yaratma riski aç s ndan etkili olamayaca anla lmaktad r. Ancak bu riskin, ba ar s z ya da uygun olmayan tasar mlar sonucunda varolabilece i de unutulmamal d r. Keza ba ar s z tasar mlar n uyguland durumlarda yak ndaki yerle im birimlerinde veya ocaklar n içindeki yap ve personele yönelik istenmeyen kaya f rlamas sonucu mal ve can kay plar da söz konusu olabilece i göz önünde tutulmal d r. TE EKKÜR ekil 8. Kaydedilen Frekans de erlerinin da l m Ölçülen titre im frekanslar n n yüksek olmas, genel olarak 5 10 Hertz düzeyinde olan yap lar n öz yap sal frekanslar yla kar la t r ld nda, rezonans riskinin minimum düzeyde olaca n göstermektedir. 6 SONUÇLAR stanbul da hammadde ihtiyaçlar n kar lamak üzere agrega üretimine yönelik faaliyetlerini sürdüren GIS n aat ve Tic. Ltd. ti nin, Çatalca lçesinin yak n nda IR8352 ruhsat sahas nda bulunan ta oca nda izlenen ve ölçülen paternlerdeki test at mlar s ras nda, patlatmadan kaynaklanarak kayaç içinde olu an titre imlerin, ölçü al nan noktalar itibariyle çevrede bulunan NATO ya ait yak t tanklar na hasar yaratma riski aç s ndan etkili olabilece i anla lmaktad r. Ancak; ara t rma kapsam nda yap lan analizler sonucunda, söz konusu sahada uygulanan patlatma tasar m na yönelik yukar da verilen öneriler nda, oca n NATO s n r na yak n 85 100 m lik mesafelerinde yap lacak patlatmalarda 3 m lik basamak yüksekli inin, 125 m lik mesafelerinde 5 m lik basamak yüksekli inin 150 m lik mesafelerinde 7,5 m lik basamak yüksekli inin ve 175 m den daha uzak mesafelerde ise 10 m lik basamak Bu ara t rma s ras nda, gerek arazi çal malar nda gerekse di er faaliyetlerde her türlü yard mda bulunan GIS n aat ve Tic. Ltd. ti. nin yetkililerine ve çal anlar na te ekkür ederiz. Bu çal ma, stanbul Üniversitesi Bilimsel Ara t rma Projeleri Yürütücü Sekreterli i (Proje No: 429/13092005), Devlet Planlama Te kilat (Proje No: 2005K120990) ve Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Ara t rma Kurumu (Proje No: M SAG-283) taraf ndan desteklenmi tir. Yazarlar, stanbul Üniversitesi Bilimsel Ara t rma Projeleri Yürütücü Sekreterli i, Devlet Planlama Te kilat ve Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Ara t rma Kurumu na finansal destekleri için te ekkür eder. KAYNAKLAR Dowding, C.H, 1985, Blast Vibration Monitoring and Control, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, NJ, pp. 119-126. Felice, J.J, 1993, Applications of Modelling to Reduce Vibration and Airblast Levels, 4 th International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting,. Vienna, 5-8 July 1993. Johnston, G.J, Durucan, S, 1994, The Numerical Prediction, Analysis and Modelling of Ground Vibration Induced by Blasting, Third International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, Istanbul, 18-20 October 1994. 187

Kahriman, A, Özer, U, Aksoy, M, Karado an, A, Tuncer, G 2006a, Environmental impacts of bench blasting at Hisarcik Boron open pit mine in Turkey, International Journal of Geosciences Environmental Geology, Springer Press, DOI 10.1007/s00254-006- 0274-5, pp.1015 1023. Kahriman, A.,Özer, U, Karado an, A., Aksoy, M, Ad güzel, D., Akaya, U. G, 2006b, Çatalca Yöresi Gis n aat ve Tic. Ltd. ti nin IR8352 Ruhsat Sahas ndaki Ta Oca nda Patlatmadan Kaynaklanan Titre imlerin Ölçümü ve Nato ya Ait Yak t Tanklar na Etki Etmeyecek Tarzda Tasar n n n Yap lmas, stanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Döner Sermaye Projesi. stanbul. Kahriman, A, 2004, Analysis of parameters of ground vibrations produced from bench blasting at a limestone quarry, Soil Dynamics and Eartquake Engineering, 24, Elsevier, London, U.K, pp. 887-892. Özer, U, Kahriman, A, Adiguzel, D, Aksoy, M, Karado an, A, 2007, The Investigation of Ground Vibrations Induced by Bench Blasting at Different Quarries at Çatalca District in Turkey, The Thirty-Three Annual Conference on Explosives and Blasting Technique, January 28-31, 2007 Nashville, Tennessee, USA. Volume I. pp 241-253. SPSS, Statistical Software, SPSS 11.5 for Windows. Kahriman, A, 2004, Analysis of parameters of ground vibrations produced from bench blasting at a limestone quarry, Soil 188