Basamak patlatmaları için tasarım nomogramlarının geliştirilmesi
Development of design nomograms for bench blasting
Yazar: OKHTAY JAMNIA
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ALİ HİNDİSTAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Yerüstü madencilik faaliyetlerinde gerek örtü malzemesinin gerekse de cevherin
kaldırılması için uygulanan en yaygın yöntem mekanik kazıdır. Bu malzemelerin iş
makinaları ile doğrudan kazılması nadiren mümkün olmakla birlikte genellikle kazı öncesi
patlatma yapılması gerekmektedir. Patlatma işleminin ana amacı, kaya kütlelerinden nakli
planlanan malzemenin uygun parçalanma ile ayrılmasını sağlamaktır. Bu sayede iş
makinaları ile kazılması ve taşınması mümkün olmayan büyük kaya kütleleri patlatma
uygulaması ile kazılabilir ve taşınabilir koşullara getirilmektedir. Dolayısıyla yerüstü
madencilik faaliyetlerinde uygulanan basamak patlatmalarında en önemli amaç uygun
özellikte kazı malzemesinin sağlanmasıdır. Bu sayede kazı ve nakliye maliyetlerinin
optimizasyonu mümkün olmakla birlikte cevherin zenginleştirilmesi aşamasında gerekli
boyut küçültme (öğütme) işlemleri açısından da ekonomiklik sağladığı muhakkaktır.
Bu tez çalışmasında JKSimBlast yazılımı yardımıyla, farklı özelliklere sahip kaya kütleleri
için patlatma sonuçları değerlendirilerek birincil patlatma tasarımlarında kullanılabilecek
grafikler çizilmiştir. Genel olarak patlatma tasarımları iki detaya; elde edilmek istenen
parça boyutuna ve patlatma maliyetine göre yapılır. Bu anlamda istenilen sonuçlara en
uygun bir patlatma tasarımının yapılması deneme yanılma yöntemi ile mümkündür. Şöyle ki;
başlangıçta kaya özelliklerine göre teorik çalışma ile bir tasarım yapılır ve uygulanır.
Uygulamadan elde edilen sonuçların değerlendirilmesi ile tasarımda gerekli düzeltmeler
yapılır ve bu şekilde amaca en uygun tasarım parametreleri elde edilir. İlk tasarımdan son
tasarıma kadar olan süreç ne kadar uzarsa, para ve zaman kaybı o kadar fazla olur. Bu
süreci kısa tutmak ilk patlatma tasarımının çok dikkatli yapılması ile mümkündür. Bu
çalışmada, tasarımcıya yardımcı olmak amacıyla, ilk tasarımında kullanabileceği
grafiklerin çizilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için kullanılan bir yazılımda farklı ortam
şartları tanımlanarak çok sayıda patlatma denemeleri yapılmıştır. Bu farklı ortamlar
patlatma sonucuna etki eden en önemli değişkenlere farklı değerler atanması ile
yapılmıştır. Bu çalışmada; kaya türü, süreksizlik şekli, delik çapı ve yük mesafesi önemli
değişkenler olarak dikkate alınmıştır. Farklı kaya ortamlarını tanımlayan kombinasyonlar
oluşturmak amacıyla 4 farklı kaya türü, 6 faklı süreksizlik tanımı, 4 farklı delik çapı ve en
az 3 farklı yük mesafesi kullanılmıştır. Bunların her birine farklı değerler verilerek, farklı
patlatma tasarımları yapılmıştır. Farklı kombinasyonların her biri için elde edilen sonuçlar
kullanılarak, basamak patlatma tasarımına yardımcı olabilecek nomogramlar
geliştirilmiştir. Yapılan tüm patlatma denemeleri sonucunda özgül şarjın 0,2 ile 1,6
kgANFO/m3 arasında değiştiği görülmüştür.

Abstract:
Mechanical excavation is the most widely used method to remove both overburden
material and ore at surface mining activities. In spite of the direct excavation of these
materials by heavy duty machines is rarely possible, blasting before excavation is
commonly applied. The main purpose of blasting process is to disperse the planned amount
of suitably fragmented material from the rock mass to haulage. Thus the huge rock masses
which are not possible to dig and transport by duty machines are suited to diggable and
transportable conditions by blasting application. Therefore the most important aim of
bench blasting applications at surface mining is to provide suitable material for digging.
There is no doubt that a good fragmentation provides the economy in size reduction
(milling) during mineral beneficiation process as well as the possibility to optimize digging
and transporting costs.
In this thesis study, design nomograms can be used in the primary blasting designs are
developed by the help of JKSimBlast software. In general, blasting operations aim two
major outcomes; to obtain desired fragmentation and blasting cost. To obtain the most
suitable blasting design for the results is only possible by trial and error method. Such that
a blasting round design is primarily done by theoretical study and it is applied in practice. 
Then the results of this first application are evaluated and necessary adjustments are done
in design parameters. This process is repeated until the most suitable design parameters are
obtained for optimum fragmentation. The consumption of money and time increases as the
period of trial and error lengthens out. This period of time can be decreased by studying
the first trial very carefully. In this study, it is aimed to develop some charts which may be
useful for the designer to do the initial design work. Numerous blasting tirals are
conducted for different rock mass conditions which are defined by using an appropriate
software. The different conditions are defined by changing the values of the parameters
which are selected as the most effective on the results. In this study, rock type,
discontinuity condition, hole diameter and burden are effective parameters taken into
consideration. Four different rock types, six different discontinuity conditions, four
different hole diameters and minimum three different burdens are used to define different
rock mass conditions. Numerous different blasting cases are generated by changing the
value of one parameter at each run. Thus the charts which might be useful for bench
blasting designs are obtained by using the data obtained from these blasting trials. From
the results of all runs conducted, it is found that the specific charge changes between 0.2
and 1.6 kg.ANFO/m3 of rock.