Patlatma kaynaklı yer sarsıntılarının yönsel değişiminin araştırılması
The investigation of directional changes of the blast-induced ground vibrations
Yazar: HAKAN AK
Danışman: PROF. DR. ADNAN KONUK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
PATLATMA KAYNAKLI YER SARSINTILARININYÖNSEL DEĞİŞİMİNİN ARAŞTIRILMASIHakan AKÖZETYer sarsıntısı, patlatma sürecinin doğal bir sonucudur. Patlatma kaynaklı yersarsıntıları, madencilikte her zaman en önemli çevre sorunları arasında yer almıştır Bunedenle, yer sarsıntısının etkilerinin analizini içeren birçok deneysel formül ve yöntemgeliştirilmiştir. Parçacık hızının zemindeki azalımının hesaplanması için önerilen en yaygınyaklaşım, mesafenin ölçeklendirilmesidir (ölçekli mesafe, SD). Bu yaklaşım, patlayıcı şarjmiktarı ve mesafe veya her ikisi de değiştiğinde, maksimum parçacık hızının tahminedilmesini mümkün kılmaktadır. Fakat bazı durumlarda, patlatma yeri ve gecikme başına şarjmiktarı aynı olmasına rağmen, patlatmalar farklı yönlerde ve eşit mesafelerdekaydedildiklerinde titreşim büyüklükleri farklı olmaktadır. Bunun muhtemel nedeni; yapısalözelliklerdeki değişim, anizotropi veya ortamın jeolojik diğer özellikleridir.Bu çalışmada, bir açık ocak madeninde (Süpren, Eskişehir), patlatma kaynaklı yersarsıntılarının yayılımına jeolojik yapının etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bunun içinöncelikle, açık işletmede jeolojik gözlemler yapılmıştır. Daha sonra da basamaklarda yapılanüretim patlatmalarından kaynaklanan yer sarsıntıları bir sismograf yardımıyla dört ana yöndekaydedilmiştir. Son olarak, sismograf tarafından ölçülen maksimum parçacık hızları, her biratıma ait patlatma parametreleri ve jeolojik faktörler de göz önüne alınarak analiz edilmiştir.Bu çalışmanın sonucunda, parçacık hızının sönümlenme derecesinin (veya yersarsıntısının etkilerinin), patlatmanın kaynağından eşit mesafelerde ancak farklı yönlerdedeğiştiği belirlenmiştir. Buna neden olan parametrenin ise hakim süreksizlik yönelimi olduğutespit edilmiştir. Bu nedenle, ocağın farklı yönlerinde bulunan yapıların patlatmanın olumsuzetkilerinden korunabilmesi için, jeoistatistiksel kriging tahmin yöntemini de kullanarak,yapılara özgü gecikme başına izin verilen maksimum şarj haritası oluşturulmuştur.Son olarak, açık işletmedeki basamaklarda yapılan jeolojik gözlemlere dayanılarak,Nicholes ve Arkadaşları'nın önerdiği parçacık hızı tahmin modeline, süreksizlik sıklığıparametresi eklenerek, yeni bir parçacık hızı tahmin eşitliği geliştirilmiştir. Geliştirilen yenimodel neticesinde, gözlem ile tahmin edilen parçacık hızı değerleri arasında oldukça yüksekbir korelasyon katsayısı elde edilmiştir.

Abstract:
THE INVESTIGATION OF DIRECTIONAL CHANGES OFTHE BLAST-INDUCED GROUND VIBRATIONSHakan AKSUMMARYGround vibration is the natural result of the blasting process. Ground vibrations inducedby blasting can be considered as one of the most important environmental problems in mining.Therefore, many empirical formula and methodologies including analysis of ground vibrationeffects have been developed. The most common approach proposed for the calculation of theattenuation of particle velocity in ground is scaling of distance (scaled distance, SD). Thisapproach makes it possible to predict peak particle velocity when both the explosive chargeand distance vary. In some situations, although blasting location and charge weight per delayare the same, vibration magnitude, when recorded at equal distances from the blast but atdifferent direction, they are not similar. This might be due to anomalies of structural features,the geological features or the anisotropy of the medium.This study aims to investigate the effects of geological structure on the propagation ofblasting-induced ground vibration in a surface mine (Supren, Eskisehir). For this purpose, first,the geological observations have been carried out in the surface mine. Then, the groundvibrations induced by production blasts have been recorded for four main directions byseismograph. Last, the peak particle velocities measured by seismograph have been analyzedby considering the blasting parameters and geological factors.The results of the study revealed that the attenuation of particle velocity (or effects ofground vibration) has changed at equal distances from the blast source but towards differentdirections. It was determined that the parameter responsible for this result was the dominatingdiscontinuity orientation. Therefore, to protect the constructions at various locations of themine from the negative effects of the blast, the map of the maximum charge per delay relatingto construction was constructed using the geostatistical kriging estimate method.Finally, considering the geological observations at the stages of the surface plant, andadding the discontinuity density parameter to the particle velocity estimation model suggestedby Nicholes et. al., a new particle velocity estimation equation was developed. As a result ofthe model, a significant correlation coefficient between the observed and estimated particlevelocity rates was found.