U ak K lada Alt n Madeninde Üretim Patlatmas ndan Kaynaklanan Yer Titre imlerinin Analizi Investigation of Ground Vibrations Induced By Production Blasting At U ak K lada Gold Mine Bezmi Bar Çakmak, Hasan Ayd n Bilgin Orta Do u Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisli i Bölümü, Ankara ÖZET Patlatmadan kaynaklanan yer titre imleri yer katmanlar nda ilerleyen akustik dalgalard r. Bir aç k i letmede veya çevresinde patlatmadan kaynaklanan titre im büyüklü ü ve frekans bir zaman aral nda patlayan maksimum patlay c miktar ve patlatma yeri ile ölçüm yeri aras ndaki fiziksel mesafe gibi pek çok unsura ba l olarak de i ebilir. Bu çal mada U ak K lada Alt n madeninde üretim patlatmas uygulamas ndan kaynaklanan yer titre iminin ölçülmesi, kaydedilmesi ve kom u yerle im alanlar ndaki yer titre imi durumunun incelenmesi ve de erlendirilmesi amaçlanm t r. Bu ara t rmada patlay c miktar, ölçüm istasyonlar na veya yerle im alanlar na olan uzakl k gibi parametreler kaydedilmi, incelenmi ve sismik dalgalar n frekans ile birlikte de erlendirilmi tir. Belirlenen yer titre imi h zlar Türk Yönetmeli i nde, ABD Federal Tüzü ü nde ve DIN 4150 standard nda izin verilen s n r de erler ile kar la t r lm ve güvenli bulunmu tur. ABSTRACT Ground vibrations from blasting are acoustic waves that propagate through the earth. Vibration amplitude and frequency of a ground vibration induced from blasting may vary significantly at or around an open pit mine depending on several parameters such as the maximum amount of explosive detonating at a time interval and the physical distance between the shot and the location of concern. The aim of this study is to monitor and record the ground vibration and to investigate and assess the vibration conditions at neighbouring districts that will be induced from production blasting operations at U ak K lada Gold Mine. In this study, several parameters such as the amount of charge, the physical distance to the location of monitoring device or residential structures were recorded, analyzed and evaluated together with the frequencies of the seismic waves. The monitored ground vibration velocities were compared with the allowable limits given in Turkish Regulation, US Federal Regulation and DIN 4150 standard and found to be safe. 1 G R Yap lan patlatmadan iyi bir sonuç almak için belirli miktarda enerjiye ihtiyaç vard r. Patlay c maddeler kullan larak elde edilen bu enerjinin tamam kaya üzerinde yararl i görmemekte sadece % 20 kadar patlatmadan verimli bir sonuç almak için kullan labilmektedir (Berta, 1990). Toplam enerji dengesi hesaplamalar sonucunda Berta (1990), patlatma sonras aç a ç kan enerjinin % 40 kadar n n yer titre imlerini olu turdu unu belirtmi tir. Bu nedenle patlatman n sadece verimli olmas de il, 165
çevresel etkileri aç s ndan da emniyetli olmas gerekmektedir. Patlatma s ras nda olu acak yer titre imlerinin çevre yerle im birimlerine en az düzeyde ula mas için patlatma tasar m, kullan lan gecikme aral, patlatma kayna na olan mesafe ve kullan lan en fazla patlay c madde miktar gibi faktörler dikkate al narak kontrollü at mlar n yap lmas sa lanmal d r. Patlatma ile olu an titre im (sismik) dalgalar ta d klar enerji düzeyine ba l olarak hasara neden olabilmektedirler. Titre imlerin enerji düzeyleri u parametrelerle ölçülmeye çal lmaktad r; zemin yer de i tirmesi (mm), titre im h z (mm/s), titre im ivmesi (mm/s 2 ) ve dalga frekans (Hz). Türk Yönetmeli i uyar nca bu çal mada titre im h z ve sismik dalga frekans dikkate al nm t r. Binalara verilmesi olas hasarda, titre imlerin ta d enerji düzeyinin yan s ra binalar n yap m tekni i, boyutlar ve üzerine oturduklar zemin özellikleri de etkin olmaktad r (Siskind vd., 1980). Sismograflar ölçüm yap lacak yerlere yerle tirilip patlatma yap lan bölgeye yönlendirilerek kay tlar al nd ktan sonra yanal, dü ey, boyuna bile enler ve en yüksek vektörel bile ke için, en yüksek parçac k (titre im) h z ve ölçekli mesafe ili kilerinin belirlenmesi gerekir. Bu ili ki a a daki e itlik ile gösterilebilir (Dowding, 1985): R PPV k (1) 2/1 Q Yukar daki e itlikte; PPV ölçülen en yüksek parçac k (titre im) h z (mm/s), R ölçüm noktas n n patlatma yerinden olan uzakl (m), Q her gecikmede (bir anda) infilak eden patlay c madde miktar (kg), k ve sismik dalgan n zeminde iletim ve sönümlenmesi ile ilgili katsay lar d r. Bu e itlik ço u ara t rmac taraf ndan %50 güvenirlikte kullan lm t r. Günümüze kadar geli tirilen en pratik ve güvenilir yöntem ham verilerle bulunan bu e itli i %95 güvenilirlikte belirlemektir. %95 güvenilirlik, gerçekle mesi olas sars nt de erinin ölçümlerden ç kar lan formülle hesaplanan de erden %95 olas l kla küçük olmas anlam na gelir. Bu yakla m sismografla birlikte verilen baz yaz l mlar sa layabilir ya da Dowding (1985) in hesaplama yöntemiyle kullan c kendisi hesaplayabilir (Bilgin vd., 2000). Bu çal mada % 95 güvenirlik formülü kullan lm t r. Bu çal man n amac, U ak K lada Alt n Madeni taraf ndan yap lmakta olan patlatmalardan kaynaklanan yer titre imlerinin, çevresel etkilerini tespit etme, bu amaçla patlatmalar s ras nda yer titre imi ölçümleri yapma ve kaydetme, ölçüm sonuçlar n kullanarak durum tespiti yapma, risk bulunup bulunmad n belirlemektir. 2 ÇALI MA SAHASI Çal ma, TÜPRAG Metal Madencilik Sanayi ve Ticaret Ltd. ti. U ak K lada Alt n Madeni aç k oca nda yap lm ve yer bulduru haritas ekil 1 de verilmi tir. U ak K lada Alt n Madeni aç k oca, Türkiye nin batisinda U ak ilinin Ulubey ve nay ilçelerinin kuzeybat s nda, Ulubey ilçesinin Gümü kol ve Sö ütlü köyleri ile E me ilçesinin Katranc lar Mahallesi biti i indedir. K lada Alt n Madeni aç k oca çevresinde bulunan Gümü kol Köyü, bu köyün Micanlar (Özcanlar) Mahallesi, ayr ca Karap nar ve Katranc lar Mahalleleri ekil 2 deki haritada gösterilmi tir. K lada Alt n Madeni aç k oca n n güneyinde Gümü kol Köyü ile aç k ocak aras nda Gökgöz Tepe, güneydo usunda Arap Tepe, bat s nda Karap nar Mahallesi ile aç k ocak aras nda T nas Tepe, kuzeybat s nda Küçükçömlek Tepe ve kuzeyinde ise Katranc lar Mahallesi ile aç k ocak aras nda Kocaçömlek Tepe yeralmaktad r. Aç k oca n nihai s n r ekilde kal n, yer yer zigzag biçimli kapal çizgi ile belirtilmi tir. Ocakta yap lan üretim patlatmalar koyu gri renkli y ld z, önkesme patlatmalar ise aç k gri renkli daire sembolleri ile gösterilmi tir. Gümü kol köyü, 166
Katranc lar mahallesi ve Karap nar mahallesi do rultular nda kurulan ölçüm istasyonlar bir hat boyunca dizilmi aç k gri renkli kare sembolleri ile belirtilmi tir. Ölçüm istasyonlar na verilen kod isimleri ise aç k gri renkli kare sembollerinin yan nda yaz ile belirtilmi tir. Yerle im birimlerindeki yap lar ise toplu halde sunulan küçük koyu gri renkli kareler eklinde görülmektedir. uzakla t kça Beyda Volkanik stifine ait kayaçlar k smen ayn ya taki klastik sedimenter kayaçlara ve Ulubey ve Ahmetler Formasyonlar na ait gölsel kireç ta lar na geçmektedirler. Maden sahas nda ve yak n çevresinde bulunan Gümü kol Köyü, Micanlar Mahallesi, Katranc lar ve Karap nar Mahallelerinde Beyda Volkanik stifine ait kayaçlar yüzeylenmektedir. Kayaçlar n yüzeylendi i yerler hariç, hemen her yerde en az 0.2-0.4 metre kal nl nda aç k kahve renkte toprak bulunmaktad r. Toprak derinli i yer yer 1.5-2.0 metre derinli e ula makta, toprak derinli i tar m yap lan alanlarda nadiren daha fazla olabilmektedir (Lewis Geoscience Services Inc., 2002). 3 YÖNTEM ekil 1. U ak K lada Alt n Madeni yer bulduru haritas 2.1 Jeoloji K lada Alt n Madeni intrüzif, ekstrüzif ve Menderes Metamorfik Kompleksinin Üst- Kretaze ya l bölgesel temel istleri ve gnayslar içerisine gömülü veya bu birimleri üzerleyen, erozyona u ram Eosen stratovolkan n volkaniklastik kayaçlar içerisinde olu mu tur (Orhan, 2004). K lada daki volkanik kayaçlar ve sokulum kayaçlar maden sahas s n rlar n n d na kadar yay l r ve Beyda Volkanik stifine uzan rlar. Volkanik merkezlerden K lada Alt n Madeni bir merkezi sokulum çevresinde birçok sokulumdan olu an tipik bir porfiri alt n yata d r. Sokulumlar aras nda ve üzerinde yan kayaçlar da bulunmaktad r. Gerek cevher gerekse yan ta sert kayalardan olu tu undan patlatma gerektirmektedir. Hem cevher hem de yan ta basamak patlatmas yöntemi ile parçalan p gev etildikten sonra ekskavatör-kamyon yöntemi ile ç kart lmaktad r. Ocak henüz ba lang ç safhas nda bulunmakta ve yeni basamaklar olu turulmaktad r. Eski ve yeni basamaklarda üretim için basamak patlatmas yap lmaktad r. Ocakta yerinde yap lan incelemeler sonucunda halen uygulanmakta olan basamak patlatmas parametreleri ölçüm ve gözlemlerle belirlenmi tir. Ocak henüz ba lang ç a amas nda oldu undan, do al e imli yamaçta yeni basamak olu turmak için bir patlatma grubunun ön s ras ndaki delikler k sa delinmekte, arka s ralara gidildikçe delik derinli i art r lmaktad r. Ön s radaki delikler genellikle 3,5 m derinliktedir. Basamak yüksekli i 10 m olarak saptanm oldu undan en gerideki delik derinli i ortalama 11 m olmaktad r. 167
ùekil 2. K úlada Aç k Oca nihai s n r, yak n yerleúim birimleri ve ölçüm güzergahlar Üretim patlatmas deliklerinin çaplar matkap çap na ba l olarak 152 mm (6 inç), 158 mm (6 ¼ inç) veya 165 mm (6 ½ inç) olarak uygulanmaktad r. Kullan lan ana patlay c madde ANFO dur. Sat n al nan ANFO nun yo unlu unun 0,72 ile 0,80 gr/cm3 aras nda de iúti i saptanm út r. Bu nedenle delik çap ve ANFO yo unlu una ba l olarak; deli in bir metresine, en az 13 Kg, en çok 18 Kg patlay c madde yerleútirilebilmektedir. ølk s radaki deliklerin aynadan uzakl (dilim kal nl ) 4,5 ile 5,5 metre aras nda de iúmektedir. Ayn s radaki delikler aras mesafenin 5 metre ile 6 metre aras nda de iúmekte oldu u belirlenmiútir. Buna göre ortalama olarak 5 m x 5,5 m delik düzeni uyguland n söylemek mümkündür. Derinli i 3,5 m civar nda olan k sa deliklere 13-20 kg aras nda patlay c yerleútirildi i saptanm út r. Ortalama derinli i 11 m olan basamak deliklerinde delik baú na en az 80 kg, en çok 95 kg ANFO kullan lmaktad r. Bu deliklere nadiren 100 kg, en çok 110 kg patlay c yerleútirildi i patlatma kay tlar n n incelenmesinden anlaú lm út r. Bir kez Üniversite araút rma ekibinin iste i üzerine bir deli e 122 kg patlay c yerleútirilmiútir. 168
Yemleme için her delikte 0,74 kg veya 1 kg a rl kta bir adet kapsüle duyarl emülsiyon dinamit kartu u kullan lmaktad r. Ate leme elektriksiz ok tüplü kapsüller kullan larak yap lmaktad r. Bu kapsüllerle hem s ra içerisinde hem de s ralar aras nda gecikme verilmekte olup, ayn patlatma grubunda bulunan her delik, birbiri pe i s ra fakat tek tek patlamaktad r. Bu nedenle bir grupta kaç delik bulundu unun önemi bulunmamaktad r. Di er bir deyi le yer titre imi aç s ndan dikkate al nmas gerekli olan miktar, birim zamanda ate lenen patlay c madde miktar d r. ki tür gecikmeli ate leme düzeni uygulanmaktad r. Birinci düzende, delikler aras nda 25 ms (milisaniye), s ralar aras nda 42 ms gecikme bulunmaktad r. kinci düzende, delikler aras nda 42 ms (milisaniye), s ralar aras nda 67 ms gecikme kullan lmaktad r. Böylece gecikme verilerek sismik dalgalar n birbirlerinden ayr t r lmas veya üst üste binmelerinin önlenmesine çal ld ve bu yolla yer titre imlerinin denetlendi i saptanm t r (Bilgin vd., 2007). 4 ÖLÇÜM SONUÇLARI VE DE ERLEND R LMES Yap lan çal ma s ras nda ölçüm cihazlar istasyonlara 71 kez yerle tirilmi, bunlardan 15 tanesinde titre im ya da gürültü seviyesinin dü üklü ü sebebiyle kay t al namam t r. Üretim patlatmalar s ras nda toplam 56 titre im kayd al nm t r. Bu ölçüm ve kay tlar n 23 adedi, Gümü kol köyü güzergah nda belirlenen istasyonlardan al nm t r. Kay tlar n 17 adedi ise ocak ile Katranc mahallesi aras nda olu turulan hat üzerinde yer alan istasyonlardan al nm t r. Ocak ile Karap nar mahallesi aras nda olu turulan hat üzerinde belirlenen istasyonlardan al nan kay t say s ise 16 adettir. Her patlatma öncesinde deliklerin konumu, koordinatlar ölçülerek belirlenmi tir. Ayr ca maden planlama birimi taraf ndan tasarlanan ve bilgisayarda kayd tutulan patlatma plan ve hesap tablolar n n bir kopyas al nm ve incelenmi tir. Üretim patlatmalar nda bir patlatma grubunda bulunan delik say s na bak lmaks z n her deli in farkl zamanda patlamas n n planland ve uyguland saptanm t r. Dolay s ile gecikme ba na en yüksek patlay c miktar na sahip olan delik belirlenmi ve mesafe hesab nda bu deli in koordinat esas al nm t r. Panolarda yap lan patlatmalar s ras nda gerçekle tirilmi ölçümlerin sonuçlar tablolar halinde düzenlenmi ve ayr nt l olarak incelenerek risk analizleri gerçekle tirilmi tir. Analizler s ras nda, üç güzergah için ayr ayr olmak üzere, zeminde yol alan sismik dalgalar n hakim frekanslar tayin edilmi, sismik dalga yay lma formülü kullan larak gecikme ba na güvenle patlat labilecek patlay c madde miktarlar belirlenmi tir. Ek olarak belirli uzakl klar için Güvenli Patlay c Miktar cetvelleri haz rlanm t r. U ak K lada Alt n Madeni taraf ndan ocakta yap lan patlatmalar s ras nda ölçüm hatlar boyunca kaydedilen yer titre imi de erleri tablolar halinde sunulmu tur. Buna örnek olarak Gümü kol Köyü ölçüm hatt boyunca kaydedilen yer titre imi de erleri Tablo 1 de sunulmu tur (Çakmak, B.B.;2007). Tablolarda; cihaz no, ölçüm istasyonu, zeminde boyuna (R), dü ey (V), yanal (T) bile enlerde ölçülen parçac k h zlar, vektörel bile ke parçac k h z (VS), en yüksek bile en parçac k h z (PPV), gecikme ba na ate lenen patlay c miktar (Q), patlatma yeri ile ölçüm yeri aras ndaki uzakl k (D) ve hesaplanan ölçekli mesafe (SD) sunulmu tur. Bile en Parçac k H z deyimlerini u ekilde tan mlamak mümkündür. Zeminde yol alan sismik dalgan n zemindeki bir noktay ileri geri sarsma h z boyuna bile en (R), a a yukar sarsma h z dü ey bile en (V) ve sa ve sol yana sarsma h z yanal 169
bile en (T) olarak tan mlan r. Bu üç bile enin bile kesine ise vektörel bile ke parçac k h z (VS) denir. Tablolarda ayr ca, Fourier Transform tekni i ile hesaplanan sismik dalga hakim frekanslar boyuna (R, Hz), dü ey (V, Hz) ve yanal (T, Hz) bile enler için verilmi tir. Tablo 1. Gümü kol Köyü Güzergah nda kaydedilen yer titre imi sonuçlar (Çakmak, B.B.;2007) Parçac k H z Ölçekli Hakim Frekans Cihaz stasyon Miktar Mesafe (mm/s) Mesafe (Hz) No Kodu Q (kg) D (m) R V T VS PPV SD R V T Saat 316 GK3 2.320 2.190 1.620 2.490 2.320 88.97 404.38 42.87 6.38 9.00 11.90 15:40:24 317 GK4 2.020 1.370 2.020 2.200 2.020 88.97 601.79 63.80 16.00 8.75 6.88 15:41:38 W-160 GK5 0.889 1.270 1.016 1.397 1.270 88.97 766.69 81.28 16.19 8.38 9.00 14:49:00 317 GK3 8.410 5.920 8.480 8.990 8.480 88.56 216.81 23.04 23.10 37.40 44.80 15:44:12 316 GK4A 2.210 1.900 2.520 2.900 2.520 88.56 458.89 48.76 15.10 23.00 23.00 15:44:11 W-161 GK-6 1.397 1.524 2.540 2.540 2.540 88.56 632.02 67.16 23.19 17.75 13.25 15:42:00 317 GK5 0.794 0.714 0.889 1.010 0.889 59.93 704.37 90.99 32.50 14.00 11.00 16:11:26 316 GK6 0.730 0.508 0.746 0.774 0.746 59.93 757.84 97.89 14.30 14.30 11.00 16:11:16 W-165 GK7 0.508 0.381 0.381 0.508 0.508 59.93 842.77 108.86 22.50 23.06 22.69 16:09:00 317 GK5 1.510 0.952 1.650 1.770 1.650 94.70 763.99 78.51 11.40 15.80 10.90 16:41:10 W-170 GK9 0.889 0.635 0.762 1.016 0.889 94.70 1126.91 115.80 14.06 8.50 16.63 16:40:00 317 GK4 1.700 2.030 1.570 2.170 2.030 99.18 588.52 59.09 14.10 22.60 9.88 16:15:09 316 GK5 1.560 1.240 1.170 1.650 1.560 99.18 734.18 73.72 21.30 22.60 12.60 16:06:56 W-173 GK8 0.508 0.508 0.635 0.635 0.635 99.18 998.39 100.25 12.88 12.69 23.19 16:14:00 317 GK3 2.600 2.170 1.860 3.210 2.600 86.55 431.68 46.40 10.90 10.80 14.60 15:09:48 316 GK4 1.810 1.830 1.830 2.140 1.830 86.55 626.87 67.38 9.75 11.10 11.10 15:01:27 317 GK3 8.030 6.180 7.220 8.250 8.030 90.32 287.44 30.25 23.60 23.40 23.90 15:25:07 316 GK4 2.860 4.600 4.750 5.330 4.750 90.32 481.66 50.68 23.40 24.10 19.90 15:24:04 W-174 GK5 2.794 2.786 2.921 3.429 2.921 90.32 644.86 67.85 23.19 23.94 23.44 15:23:00 317 GK4 2.000 1.640 2.290 2.390 2.290 96.71 608.81 61.91 16.60 22.30 8.88 16:54:27 316 GK4A 1.710 1.210 1.600 1.870 1.710 96.71 646.36 65.73 27.50 19.10 24.40 16:54:27 W-175 GK5 1.524 1.143 1.347 2.032 1.524 96.71 752.01 76.47 18.69 23.94 18.06 16:54:00 W-010 GK10 0.254 0.127 0.254 0.254 0.254 90.73 1465.14 153.82 27.06 30.69 15.69 16:17:00 Tarih 28 Haziran 29 Haziran 03 Temmuz 06 Temmuz 07 Temmuz 11 Temmuz 13 Temmuz 14 Temmuz 08 A ustos Tablolarda sunulan parçac k h z ve ölçekli mesafe (SD) de erleri kullan larak her güzergah için grafikler çizilmi tir. Gümü kol Köyü güzergah için çizilen ölçekli mesafe (SD) en yüksek bile en parçac k h z (PPV) grafi i ekil 3 de sunulmu tur (Çakmak, B.B.;2007). Grafiklerde yer alan do rulardan altta olan % 50 olas l k, üstte yer alan ise % 5 olas l k (% 95 güvenilirlik) do rular d r. Do rular n hemen yak n nda verilen denklemler ise sismik dalgalar n zeminde yay lma formülleridir. Mesafe-miktar cetveli, en yüksek parçac k h z için %95 güvenirlikte hesaplanm olan formül kullan larak haz rlanm t r. Mesafe-miktar cetveli, hasar görmemesi (s vas nda k lcal çatlak dahi olu mamas ) istenilen herhangi bir bina ile patlatma yap lacak yer aras ndaki mesafe ölçülmü ve biliniyor ise, ayn anda kaç kilogram patlay c maddenin güvenle ate lenebilece ini belirlemekte kullan l r. 170
PPV 100.0 10.0 PV (mm/sec) y = 6162.1x -1.7927 R 2 = 1 1.0 y = 3229.7x -1.7927 R 2 = 0.8767 0.1 1.00 10.00 100.00 1000.00 ekil 3. Gümü kol Köyü Güzergah nda En Yüksek Bile en Parçac k H zlar (PPV)-Ölçekli Mesafe li kisi SD ABD Federal Tüzü ü, (Tablo 2); 92-1524 m aras nda de i en uzakl klarda yap lacak patlatmalar için 25,40 mm/s sars nt h z na, Türk Yönetmeli i ise 4-10 Hz titre im frekans için 19 mm/s sars nt h z na izin vermektedir. Tablo 2. ABD Aç k Ocak Maden Bürosu Taraf ndan zin Verilen De erler (OSMRE, 1983, 30 CFR, Parts 715, 780, 816, 817) PATLATMA YER NDEN UZAKLIK, m (ft) 0-92 (0-300 ) 92-1524 (301-5000) >1524 ( 5001) zin Verilen En Yüksek Titre im H z, mm/s (inç/s) 31,75 (1,25) 25,40 (1,00) 19,05 (0,75) Ölçüm Yap lmaz ise Uygulanacak Ölçekli Mesafe 50 55 65 Buna göre yap lm olan bütün patlatmalar bilimsel ve teknik standartlara, Türk Yönetmeli i ne ve ABD Federal Tüzü ü ne uygundur. Ah ap elemanl eski yap lar için Tablo 3 te izin verilen de er 12,7 mm/s oldu undan, tüm titre im de erleri bu standarda da uygun bulunmaktad r. Tablo 3. Emniyetli yer titre im düzeyleri (Siskind vd., 1980, USBM). En yüksek yer titre im h z (mm/s) de eri Yap Türü Modern Evler Eski Yap lar (Ah ap Elemanl ) Dü ük frekans ( 40 Hz) Yüksek frekans ( 40 Hz) 19,0 50,8 12,7 50,8 Gümü kol Köyü, Katranc lar Mahallesi ve Karap nar Mahallesi yak n nda ölçülmü olan titre im de erleri Türk Yönetmeli i nde izin verilen 19 mm/s de erinin s ras yla yetmi be te birine (% 1,33 üne), ellide birine (% 2 sine) ve yetmi be te birine (% 1,33 üne) e ittir. Gümü kol Köyü, Karap nar Mahallesi ve Katranc lar Mahallesi güzergahlar nda ölçülen titre im de erleri ABD Federal Tüzü ü nde izin verilen 25,40 mm/s de erinin s ras yla yüzde birine, % 1,5 ine ve yüzde birine e it olup ah ap 171
elemanl eski yap lar için izin verilen 12,7 mm/s de erinin ise s ras yla yüzde ikisine, yüzde 3 üne ve ellide birine e de erdir. Alman DIN 4150 standard nda sars nt ya duyarl (özel koruma alt ndaki antik) yap lar için izin verilen 3 mm/s de erinin ise s ras yla onikide birine, yedide birine ve onikide birine kar l k gelmektedir. Buna göre Gümü kol Köyü nde, Karap nar Mahallesi nde ve Katranc lar Mahallesi nde bulunan binalar özel koruma alt nda bulunan harabe, antik ve tarihi yap larda dahi hasar yaratmayacak düzeyde dü ük yer titre imi etkisi alt nda bulunmaktad r. Bu nedenle ocakta yap lan patlatmalar n Gümü kol Köyü nde, Karap nar Mahallesi nde ve Katranc lar Mahallesi nde bulunan yap larda hiçbir hasar olu turmad de erlendirilmektedir. Gümü kol Köyü, Karap nar Mahallesi ve Katranc lar Mahallesi güzergahlar nda yap lan sars nt ölçümleri sonucunda elde edilen sismik dalga yay lma formülü kullan larak; de i ik mesafeler ve farkl e ik titre im h zlar gözetilerek her güzergah için güvenli patlay c miktarlar hesaplanm t r. Gümü kol Köyü için sismik dalga yay lma formülü kullan larak ( ekil 3) hesaplanan mesafe-miktar cetveli Tablo 4 de sunulmu tur (Çakmak, B.B.;2007). Gelecekte patlatmalar n ocak nihai s n r nda yap laca varsay larak, nihai ocak s n r na olan mesafeleri dikkate al narak Gümü kol Köyü, Karap nar Mahallesi ve Katranc lar Mahallesi giri inde titre im de erlerinin harabeler ve antik yap lar için izin verilen 3 mm/s de erini a mamas (köylerde bulunan yap larda k lcal çatlak dahi yaratmamas ) için bir delikte (bir anda) güvenle ate lenebilecek en yüksek patlay c madde miktarlar s ras yla 243,85 kg, 489.69 kg ve 250.58 kg olarak hesaplanm t r. Çal malar s ras nda, ocakta, patlatmalardan verim alabilmek için bir deli e ola an olarak 80-95 kg, nadiren 100 kg, en çok 110 kg patlay c konuldu u ve kullan lan gecikmeli ate leme düzeni gere i deliklerin tek tek patlad saptanm t r. Buna göre halen kullan lan miktarlar ölçüm sonuçlar na dayan larak hesaplanan miktardan dü ük (s ras yla 110 kg < 243,85 kg, 110 kg < 489.69 kg ve 110 kg < 250.58 kg) olup uygun bulunmaktad r. Tablo 4. Gümü kol Köyü güzergah nda de i ik mesafeler ve farkl e ik titre im h zlar gözetilerek hesaplanan patlay c güvenli miktar tablosu (Çakmak, B.B.;2007) MESAFE (m) Verilen PPV (mm/s) De eri için Patlay c Madde Güvenli Miktar (kg) 3.00 5.00 12.70 19.00 500 50.38 89.08 252.01 395.01 600 72.55 128.27 362.90 568.81 700 98.75 174.60 493.95 774.22 800 128.98 228.04 645.16 1011.22 900 163.24 288.62 816.53 1279.83 1000 201.53 356.32 1008.06 1580.03 1100 243.85 431.15 1219.75 1911.84 1200 290.20 513.10 1451.61 2275.25 1300 340.58 602.18 1703.62 2670.26 1400 395.00 698.39 1975.80 3096.87 1500 453.44 801.72 2268.13 3555.08 1600 515.91 912.18 2580.63 4044.89 1700 582.42 1029.76 2913.29 4566.30 1800 652.95 1154.47 3266.11 5119.31 Gümü kol Köyü, Karap nar Mahallesi ve Katranc lar Mahallesi güzergahlar nda de i ik patlay c miktarlar ve farkl e ik sars nt h zlar gözetilerek kaç metre mesafede titre imlerin belirli de erlere dü ece i hesaplanm t r. Gümü kol Köyü güzergah nda de i ik patlay c miktarlar ve farkl e ik titre im h zlar gözetilerek hesaplanan güvenli mesafe cetveli Tablo 5 de sunulmu tur (Çakmak, B.B.;2007). Buna göre bir deli e 110 kg patlay c madde yerle tirildi inde ve halen oldu u gibi her gecikmede bir delik patlat ld taktirde titre im h zlar Gümü kol Köyü güzergah için 555,62 m mesafede 5 mm/s, 738,80 m mesafede 3 mm/s, 926,31 m mesafede ise 2 mm/s, Karap nar Mahallesi güzergah için 442,68 m mesafede 5 mm/s, 663,54 m mesafede 3 mm/s, 914,93 m mesafede ise 2 mm/s, Katranc lar Mahallesi güzergah için ise 619,39 m mesafede 5 mm/s, 795,07 m 172
mesafede 3 mm/s, 969,36 m mesafede ise 2 mm/s de erlerine dü mektedir (Çakmak, B.B.;2007). Oysa Gümü kol Köyü, Karap nar Mahallesi ve Katranc lar Mahallesi ocak nihai s n r ndan s ras yla 1109 m, 1402 m ve 1220 m uzakl kta bulunduklar ndan ( ekil 1) Gümü kol Köyü ne, Karap nar Mahallesi ne ve Katranc lar Mahallesi ne ula abilecek titre im h zlar n n daha da dü ük olaca anla lmaktad r. Tablo 5. Gümü kol Köyü güzergah nda de i ik patlay c miktarlar ve farkl e ik titre im h zlar gözetilerek hesaplanan güvenli mesafeler tablosu (Çakmak, B.B.;2007) PATLAYICI M KTARI (kg) Verilen PPV (mm/s) De eri için Güvenli Mesafe (m) 3.00 5.00 12.70 19.00 50 498.10 374.60 222.71 177.89 60 545.64 410.35 243.97 194.87 70 589.36 443.23 263.52 210.48 80 630.05 473.83 281.71 225.02 90 668.27 502.58 298.80 238.66 100 704.42 529.76 314.96 251.57 110 738.80 555.62 330.33 263.85 120 771.65 580.32 345.02 275.59 130 803.16 604.02 359.11 286.84 140 833.48 626.82 372.67 297.67 150 862.73 648.82 385.75 308.11 160 891.03 670.10 398.40 318.22 5. SONUÇ K lada Alt n Madeni taraf ndan yap lmakta bulunan ve gelecekte de yap lmaya devam edilecek olan patlatmalardan kaynaklanan yer sars nt lar n n çevre yerle im birimlerinde bulunan yap larda hasar yaratma riski ve ki ileri tedirgin etme durumu olup olmad n saptamak amac ile ara t rma ve inceleme çal malar gerçekle tirilmi tir. Her yerle im yerine en yak n istasyonda ölçülen ve madene en yak n yerle im birimleri zemininde olu acak, % 95 güvenirlikle hesaplanan en yüksek titre im h zlar Tablo 6 da özetlenmi tir. Türk Yönetmeli i ve A.B.D. Federal Tüzü ünde izin verilen de erler mühendislik hizmeti görmü ve lay k ile yap lm yap lar için geçerlidir. Kan m zca çevre yerle im birimlerindeki çamur harçl yap lar 19 mm/s titre im de erine tahammül edebilecek özellikte de ildirler. Bu sebeple DIN 4150 normunda özel korumaya al nm harabeler, antik ve tarihi yap lar için izin verilen 3 mm/s titre im de eri yap sal hasar de erlendirmesinde esas al nm t r. Ölçülen titre im h zlar Gümü kol Köyüne 500 m mesafe dahilinde 1 mm/s den, Karap nar Mahallesine 284 m mesafe dahilinde 0,5 mm/s den ve Katranc lar Mahallesine 152 m mesafe dahilinde 0,5 mm/s den daha dü üktür. Bu nedenle çevre yerle im birimlerindeki binalarda geçmi te ve günümüzde herhangi bir yap sal hasar meydana gelmemi tir. Halen üretim patlatmalar nda, bir anda (bir delikte) patlat lan patlay c madde miktar en çok 110 Kg olarak uygulanmaktad r. Buna devam edildi i ve bir anda patlayan miktar 240 kg dan, tercihen 155 kg dan az olarak uygulanmaya devam edildi i takdirde gelecekte de hiçbir hasar tehlikesi sözkonusu olmayacakt r (Çakmak, B.B.;2007). Hesaplanan ve Tablo 6 n n 6. sat r nda verilen tüm titre im h zlar 1,5 mm/s den dü ük olup, insanlar taraf ndan do rudan alg lanamayacak düzeydedir. Binada bulunan ki ilerin tahammül ve kabul edilemez düzeyde rahats z olmamas için en yüksek titre im s n r, günde 12 adete kadar yap lan patlatma say lar için, Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü (ANSI) taraf ndan 6,35 mm/s olarak verilmektedir (ANSI S3.29-1983). Ancak bu de er, çevre yerle im birimlerindeki çamur harçl binalar n durumlar gözönüne al nd nda, üniversite ekibi taraf ndan yap sal hasar aç s ndan yüksek bulunmu, emniyetli tarafta kalmak için yerle im yerleri zemininde izin verilebilecek titre im h z 3 mm/s olarak esas 173
al nm t r. Yer titre imlerine insanlar n tepkisi ve rahats zl k duyup duymama aç s ndan yap lan de erlendirmede de 3 mm/s de eri esas al nm t r. Sismik dalga hakim frekanslar dikkate al nd nda çevre yerle im birimlerindeki en hassas ki ilerin titre imleri alg lamaya ba layabilecekleri en dü ük de er 1,78 mm/s dir. Oysaki halen civar yerle im birimlerine ula an titre imler 1 mm/s den daha dü üktür Tablo 6, sat r-8). Bu nedenle ki ilerin titre imleri alg lamad klar, büyütme olmas halinde ise titre imlerden rahats z olmad klar sonuç ve kanaat na var lm t r. Di er taraftan, ölçülen ve tablonun 8. sat r nda verilen titre im h zlar, 6. sat rda verilen de erlerden çok dü üktür. DIN 4150 standard nda özel koruma alt ndaki binalar için izin verilen 3 mm/s ve ABD Standartlar Enstitüsü taraf ndan binada bulunan ki ilerin rahatça tahammül edebilecekleri 6,35 mm/s titre im h z de erleri hat rland nda, madende yap lan patlatmalar n geçmi te ne yap sal hasar ne de insanlar üzerinde rahats zl k yaratmad anla lm t r. Ölçekli mesafe (patlatma yeri ile yerle im birimi aras ndaki fiziksel uzakl n her gecikmede patlat lan patlay c miktar n n kareköküne bölümü) de erinin 150 veya daha büyük olmas halinde yer titre imin yap lar ve ki ileri olumsuz etkilemesi olas l bulunmamaktad r. Tablo 6. Ölçülen ve Hesaplanan Titre im H zlar n n Kar la t r lmas (Bilgin vd. 2007) YERLE M YER ADI Gümü kol Karap nar Katranc lar 1. Yerle im yerinin ocak nihai s n r na mesafesi 1109 m 1402 m 1220 m 2. Titre im h z hesab na esas al nan fiziksel uzakl k 1100 m 1400 m 1200 m 3. Yerle im zemininde 3 mm/s titre im h z n a mamak için bir anda ate lenebilecek patlay c 243.85 kg 489.69 kg 250.58 kg miktar 4. Yerle im zemininde 2 mm/s titre im h z n a mamak için bir anda ate lenebilecek patlay c 155.12 kg 257.56 kg 168.57 kg miktar 5. Halen bir anda ate lenen en çok patlay c miktar 110 kg 110 kg 110 kg 6. Bir anda patlat lan en çok 110 kg patlay c için % 95 güvenirlikle hesaplanan en yüksek titre im h z 1.47 mm/s 1.17 mm/s 1.29 mm/s 7. lgili yerle im biriminin en yak n nda bulunan ölçüm istasyonunun kod ad GK10 KR10 KT4 8. Kodu verilen istasyonda ölçülen titre im de eri 0.254 mm/s 0.381 mm/s 0.254 mm/s 9.Kodu verilen istasyondaki ölçüm s ras nda gerçekle en ölçekli mesafe 153.82 210.96 166.00 10.Titre im ölçüm istasyonu ile patlatma yeri 1465.14 m aras nda ölçülen fiziksel uzakl k 2090.11 m 1647.08 m 11. Kodu verilen istasyonda ölçüm yap l rken bir anda patlat lan patlay c miktar 90.73 kg 98.16 kg 98.45 kg TE EKKÜR Kontrollü patlatma yapmak amac ile titre im ve gürültü ölçer cihaz sat n alan, bunlarla sürekli kay tlar alarak kendi kendini denetleyen, ayr ca kendini ba ms z bir kurulu olan Üniversiteye denetleten, bu amaçla tüm bilgi ve belgelerini Üniversite incelemesine açan, bilgi birikimi yolu ile bilim ve teknolojinin geli mesine katk da bulunan ve bu ara t rma projesini destekleyen, böylece çevreye ve insana 174
duyarl madencilik yapma iste i ve iradesini ortaya koyan Tüprag Metal Madencilik Sanayi ve Ticaret Ltd. ti. K lada Alt n Madeni Müdürlü ü ne te ekkürü bir borç biliriz. KAYNAKLAR American National Standards Institute, 1983, Guide to the Evaluation of Human Exposure to Vibrations in Buildings, ANSI S3.29-1983, 10 pp. Berta G., 1990, Explosives: An Engineering Tool, Italesplosivi, Milano, Italy. Bilgin, H.A., Esen, S., K l ç, M., Alda, G.G.U., 2000, Yeniköy Linyit letmesinde Patlatma Kaynakl Yer Sars nt lar n n ncelenmesi, 4. Delme ve Patlatma Sempozyumu, Ankara, s. 147-158. Bilgin, H.A., Çakmak, B. B. ve Hac osmano lu, M. E., 2007, Tüprag Metal Madencilik Sanayi ve Ticaret Ltd. ti. U ak K lada Alt n Madeni Patlatma Çevresel Etki Etüdü, Proje Kodu: 06-03- 05-2-00-06, ODTÜ, Ankara, Sonuç Raporu, 89 sayfa. Çakmak B. B., 2007, Investigation of Ground Vibrations Induced By Production Blasting At U ak K lada Gold Mine, Msc. Thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey, 194 pages. Dowding, C.H., 1985, Blast Vibration Monitoring and Control, Prentice-Hall, 297 pages. Lewis Geoscience Services Inc., 2002, Report on Geological Mapping and Structural Analysis, Kisladag Au Project, Western Turkey, 46 pages. Orhan, A. A., 2004, K lada Alt n Madeni (U ak) için Yap lan Mevzii mar Plan na Esas Jeolojik Etüt Raporu, 33 sayfa. Siskind, D. E., Stagg, M.S., Kopp, J.W., Dowding, C.H., 1980, Structure Response and Damage Produced by Ground Vibration From Surface Mine Blasting, RI 8507, United States Department of the Interior, 75 pages. The Office of Surface Mining Reclamation and Enforcement, 1983, Federal Register, 30 CFR Parts, 715, 780, 816 and 817, Vol. 48, No. 46, Rules and Regulations (governing the blasts associated with surface and underground mines), pp. 9788-9811. Türkiye Cumhuriyeti Resmi Gazete, 1 Temmuz 2005, No.25862, Çevresel Gürültünün De erlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeli i, 25 sayfa (59 madde, 7 Ek). 175
176