Transcript Açık Ocak Patlatma Prensipleri

1-BASAMAK PATLATMA TASARIMINDA GÖZ
ÖNÜNE ALINMASI GEREKEN ETKENLER.
A-Kaya Birimlerinin Malzeme ve Kütle
Özellikleri
B-Patlayıcı Maddenin Cinsi, Özellikleri ve
Dağılımı
C-Patlatma Geometrisi
A-Kaya Birimlerinin Malzeme
ve Kütle Özellikleri









Yoğunluk
Basınç, çekme, darbe dayanımları
Sismik dalga hızı
Empedans (bir kütlenin direnci aynı zamanda
onun geçirgenliğidir)
Süreksizlik durumu ve kütlesel olarak sağlamlık
derecesi
Su durumu
Elastik modülü (gerilme altında şekil değiştirme)
Değişkenlik durumu (homojenlik, anizotropi ve
izotropiklik)
Sertlik
B-Patlayıcı Maddenin Cinsi,
Özellikleri ve Dağılımı
 Yoğunluk
 Patlatma hızı
 Kudret (güç)
 Hassasiyet
 Suya dayanım
 Dona dayanım
 Gaz özellikleri
 Patlatma ısısı ve özgül gaz hacmi
 Depolanma süresi ve şekli
Patlatma Geometrisi
 Delik çapı, yeri, eğimi ve boyu
 Delik düzeni
 Dilim kalınlığı, delikler arası mesafe
 Basamak aynasının şekli, durumu, yüksekliği,






eğimi
Sıkılama payı
Delik taban payı
Şarj şekli, delik içi dağılımı
Atım grubu boyutları
Yemleme, ateşleme şekli ve düzeni
Gecikme tipi ve süresi
Şekil Basamak delik geometrisi
2. PATLATMA VE KIRILMA
MEKANİZMASI
Patlatma sırasında meydana gelen olaylar
4 zaman evresine ayrılarak incelenebilir
1.evre : Detonasyon
2.evre : Şok ve basınç dalgalarının
yayılması
3.evre : Gaz basıncının yayılması
4.evre : Kaya kütlesinin hareket etmesi
2.1. Detonasyon
Detonasyon, patlatma olayının başlangıcıdır. Bu
aşamada patlayıcı maddenin bileşenleri çok
hızlı bir şekilde yüksek basınç ve sıcaklıkta
gaza dönüşerek delik duvarını parçalayarak
delik çapını bir miktar genişletebilir.
Detonasyon’un başlangıcında basınç 9-275
kbar, sıcaklık ise 3000-7000 °F (1650-3870°c)
değerlerine ulaşır.
Detonasyon sırasında oluşan basınç genelde
detonasyon hızı ve patlayıcı yoğunluğuna
bağlı olarak verilir. Detonasyon hızı ise genelde
tek değer olarak alınmasına karşın yemleme
şarjları ve sıkılama zonlarının bulunduğu
yerlerde farklılık gösterir.
2.2. Şok ve Basınç
Dalgalarının Yayılması
Detonasyonun başlamasından sonra ikinci aşama kaya
kütlesi içinde şok ve basınç dalgalarının
yayılmasıdır. Patlatma sonucu açığa çıkan gaz
hacminin yarattığı basınç kaya kütlesi içinde yayılır.
Yayılma şekli, ateşleme noktasının yeri, detonasyon
hızı, basınç dalgalarının kaya kütlesi içinde yayılma
hızı vb. bazı faktörlere bağlıdır. Örneğin şarj boyu
çok kısa ise (şarj boyu, delik çapı oranı 6:1’ den az
veya eşit)dalgaların yayılma şekli küreseldir. Oran
6:1’ den büyük ise silindirik bir yayılma şekli gösterir.
Basamak patlatmalarında genelde ateşlemenin delik
dibinden başladığı silindirik delikler kullanılır. Bu tip
delikte basınç yayılması Şekil 2.’ de görülmektedir.
Şekil 2. Kayaç İçerisinde Basınç Yayılması
Şekil 3 Patlatma Deliği Çevresi
Delik çeperine etki eden basınç en yüksek değere
doğru çok hızlı bir şekilde yükselir ve daha sonra
hızla düşer. Genel olarak en yüksek basınç,
kırılma, tozlanma ve dalga enerjisinin en yüksek
değerde olduğu delik çeperi çevresinde meydana
gelir. (Şekil 3)
Kayaç içerisinde hareket eden basınç dalgası bir
süreksizliğe veya ara yüzeye rastladığında
enerjinin bir kısmı süreksizliğe aktarılırken geriye
kalanı kaynağa doğru geri döner. Geri dönen enerji
miktarı süreksizliğin iki tarafındaki yoğunluk ve ses
hızına bağlıdır. Serbest yüzey veya süreksizlikten
yansıyan bu basınç dalgası kaya içerisinde bir
gerilme kuvveti oluşturur. Bu gerilme kuvveti
kayanın gerilme dayanımını aştığında burden
bölgesinde çatlaklar meydana gelir.
2.3. Gaz Basıncının Yayılması
Basınç dalgasının yayılması sırasında ve sonrasında,
yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklıktaki gaz, delik
cidarında basınç nedeniyle meydana gelen
çatlaklara ve süreksizliklere hızlı bir şekilde yayılır.
Bazı araştırmacılara göre parçalanmanın olduğu
aşama bu safhadır.
Gazın kaya kütlesi içinde izlediği yol kesin olarak belli
olmamakla birlikte dayanımın en düşük olduğu yolu
izlediği düşünülmektedir. Yani gaz öncelikle kaya
yapısında mevcut kırıklar, çatlaklar ve süreksizliklere
doğru yayılır. Eğer patlatma deliğimiz yumuşak bir
damar veya çatlaklı bir zondan geçiyorsa ve bu
damar ile çatlak zonu serbest yüzey ile bağlantılı ise
gaz bu zayıflık zonundan sızar. Bu durum
parçalanmayı ve kaynın yer değiştirmesini önemli
derecede etkiler ve iri bloklar ortaya çıkar.
2.4. Kaya Kütlesinin Hareketi
Kırılma ve parçalanma olayının son
aşamasıdır. Patlatma sonucu oluşan
gerilme basıncı ve gaz basıncı
kuvvetlerinin etkisi ile parçalanma
tamamlanır ve kaya kütlesi öne doğru
hareket eder. Bu hareketin miktar ve şekli
de değişik şekillerde olabilir. Örnekleri
şekil 4’te görülmektedir.
Şekil4 Kaya Kütlesinin Değişik Durumlarda Hareketi
Peki neden optimize etmeliyiz?
Boyut-Maliyet ilişkisi grafiği
Grafik neyi anlatıyor?
Örneklendirelim!
YAPILAN İŞ MİKTARI (Ton)
TOPLAM DELİK BOYU (Metre)
2.058.438,10
49.797,00
TOPLAM MALİYET (YTL)
757.766,22
Özgül delme (Ton/Metre)
41,34
Birim delme (YTL/Metre)
15,22
1 metreden alınan tonaj 41,34
Yani S*B*2,4*1,2 =41,34
S*B = 14,35
S = 1,25 B idi
1,25B*B =14,35
B*B = 11,48 ise
Paternimiz
B = 3,39 metre
S = 4,24 metre imiş
Baştan planlarken paterni 4*3 olsun dedik
Tonaj=4*3*1,2*2,4 =34,56 Ton/metre
Toplam tonajımız =2.058.438,1 ton idi
Kaç metre delmemiz gerekli?
2.058.438/34,56 = 59.561,28 metre delik
Daha önce 49.797 metre delmiştik
Fark= 59.561,28-49.797 = 9.764,28 metre
Metredeki maliyetimiz neydi?
15,22 YTL/metre
Ekstra maliyet = 148.612,34 YTL