Açık ocak patlatmalarında yığın boyut dağılımının optimizasyonu
Muck pile fragmentation optimization at open pit bench blasting
Yazar: ABDURRAHMAN TOSUN
Danışman: PROF. DR. GÜRCAN KONAK
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Maden İşletme Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Günümüze kadar yapılan araştırmalarda, araştırmacılar genellikle delme-patlatma ve oluşan parça boyut dağılımını kendi içerisinde patlatma verimi olarak değerlendirmişlerdir. Ancak, patlatma sonrası  devam eden yükleme ? nakliye ve kırma prosesleri etkilerini ortaya koyan bilimsel çalışmalar yeterli düzeyde yapılmamıştır. Literatürde  kısıtlı olmakla birlikte daha çok patlatma ile kırma veya öğütme gibi operasyonlar arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Ancak bu araştırmalar patlatma operasyonu ve istenilen parça boyut dağılımı ile sınırlı kalmıştır. 
Proje ile özgün olarak üretilmek istenilen, teknik ve ekonomik olarak birbirinden bağımsız araştırmaların yapıldığı delme-patlatma parça boyut denetimi devamında bu boyut dağılımının yükleme-nakliye işlerine etkisi ve nakledilen malzemenin kırıcı performansı üzerinde etkisi ortaya konulmasıdır. Örneğin yapılan bir patlatma sonucunda D50 = 20 cm olan bir yığının yükleme sırasında yükleyici makinelerin performansı üzerindeki etkisi, kamyonlara yüklenmesi esnasında kabarma faktörü, nakliye performansı ve aynı şekilde nakledilen malzemenin kırıcılarda kırılması sırasında kırıcı performansı enerji kullanımı ve bunların birbirleri ile olan ilişkileri bu güne kadar ortaya konulmamıştır.  Bu konuda yapılacak detaylı bir araştırma sonucunda işletmeler kendilerine uygun optimizasyonları sağlayabilecek enerji kullanımlarını denetleyebilecek delme-patlatmadan kırma aşamasına kadar kendilerine uygun öngörülerde bulunabilecektir. Bu araştırmanın bir başka sonucu da konuyla ilgili bundan sonra yapılacak araştırmalara çok değerli kaynak literatür olacaktır. Bu araştırmada  materyal olarak açık maden işletmeleri kullanılmıştır. Buna göre İzmir?de bulunan BATIÇİM AŞ.?ye ait kalker ocaklarında yapılan patlatmaların teknik parametreleri incelenmiş spesifik şarj miktarları belirlenmiştir. Yığınların parça boyut dağılımının tespit edilmesinde görüntü analiz yöntemlerinden yararlanılmıştır. Ayrıca aynı işletmelerde delik delme, yükleme, nakliye, kırma ve patar kırma işlemleri teknik ve ekonomik açıdan incelenmiştir. Yöntem olarak, toplanan bilgiler değerlendirilerek değişik spesifik şarj miktarları denenmiş ve delik delme, yükleme, nakliyat, kırma ve patar kırma işlemleri modellenerek özgül şarj değerine göre patlatma sonrası oluşan parça boyut dağılımının optimizasyonu yapılmıştır.

Abstract:
So far, scientists who are dealing with the improved blasting techniques agreed that the pile particle size distribution is the main consideration for blasting efficiency. But, terms of blasting efficiency has always been neglected to consider processes after blasting pile forms such as loading, haulage and crushing the fragmented material. In literature, limited researches have been reported to expose the relations between blasting and crushing operations. However, in this study, the effects of pile fragmentation on loading and haulage process had not been studied by the authors.
The intended original outcome of this project is to develop analytical relations between some separately built up bench blasting under strict size distribution control and their effects on loading and haulage equipment performance and finally to answer the question of what would be the final benefit gained in the size reduction operation in mineral processing units. Any scientific study so far has not been considered to put forward the effects of loading machinery performance, unconstructive effects of swelling factor, haulage machinery performance and primary crusher performance related to a pile particles size of D50=20 cm. The main purpose of this project proposal is to provide energy usage optimization between the open pit mining processes and mineral processing stage. Another important value that this project brings about is to provide very important reference material in the related mining discipline. This project will be realized in different open pit mines around Izmir. First step in the project is to develop powder factors of limestone quarries around Izmir by investigating the old technical blasting records. Image Processing techniques were used to analyze the particle size distribution of fragmented pile. At the same time, hole drilling, loading, haulage, crushing and boulder crushing processes were investigated in detail to provide technical and economical data from pre-agreed limestone quarry companies. The working model of the project is to try different blasting patterns, obtain size distribution of muck pile and measure the hole drilling, the loading, haulage, the crushing and the boulder crushing efficiency performance occurred by this specific blast pattern and provide information for the next blasting pattern.