Flooding analysis and slope stability assessment due to a confined aquifer in Elbistan-Çöllolar Open Cast Mine
Elbistan-Çöllolar Açık Linyit Ocağı?nda basınçlı akifere bağlı su basması analizi ve şev duraylılığı değerlendirmesi
- Tez No: 255560
- Danışmanlar: DOÇ. DR. LEVENT TUTLUOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Yer altı suyu inşaat mühendisliği ve maden mühendisliği gibi yer bilimleriyle ortak yürütülen dallar için kritik bir konu olabilir. Karstik yapılar ve içlerinde yer altı suyu barındıran akiferler detaylı araştırılmazlarsa potansiyel risk teşkil ederler. Barındırılan yer altı suyu ocak tabanında su basmasına veya kalıcı şevlerin duraysızlığına neden olabilir.Bu çalışma, Elbistan-Çöllolar açık ocak linyit madeninde linyit formasyonunun altındaki karstik akiferin varlığının ocak tabanına su basması durumu ve kalıcı şevlerin olası duraysızlığının analizi hakkındadır.Linyit yatağının altında yer alan taban kilinin kalınlığı ve geçirgenliği, taban kilinin altında olan kireçtaşı formasyonundaki basınçlı akiferinden olası su basması durumunu incelemek için gerekli kritik parametrelerdir. Bu parametreler değiştirilmiş ve ocak tabanına akan su miktarı sonlu elemanlar modelleriyle kararlaştırılmıştır. Taban kilinin kalınlık ve geçirgenlik özellikleri hakkında yetersiz saha çalışmaları nedeniyle eksik bilgilerin bulunmasına rağmen bu parametrelerin kritik değerleri gözden geçirilmiştir. Taban kilinde basınçlı akifer etkisiyle meydana gelen olası dayanım kaybı, çatlama ve geçirgenlik artışı incelenmiştir. Su basması ve şev duraylılığı analizlerinde sonlu elemanlar metoduna dayalı olan Phase2 programı kullanılmıştır.Analizlerin sonuçları gösteriyor ki; taban kili kalınlığı 20 m civarına düşmedikçe ve bu katmanın geçirgenliği 10-5 m/s değerlerine ulaşmadıkça, rapor edilen taban kili kalınlığı ocak tabanında yaklaşık 120 m ve geçirgenlik değerleri de 10-8 m/s değerlerinde olursa ciddi bir sel problemi oluşması beklenmemektedir.Basınçlı akiferin, şev ve taban kili yer değiştirmeleri üzerindeki mekanik etkileri incelenmiş ve bunun sonucunda da taban kili ve kalıcı şevlerin çatlama ve yenilme olasılıkları değerlendirilmiştir. Taban kili kalınlığının 60 m altına düştüğü durumlarda şev ve ocak tabanındaki yer değiştirme değerleri metre düzeyine yükselmektedir. Bunun yanı sıra, 50-60 m taban kili kalınlığı çatlama için, 20 m taban kil kalınlığı da ocak tabanında su basması açısından kritik değerlerdir.Bildirilen 120 m taban kili kalınlığı ve 25° kalıcı şev açısı için bulunan güvenlik katsayısı 1,2 olup, bu değer kil kalınlığı 70 m altına düşmediği sürece etkilenmemektedir. Genel şev açısı 32° olduğu durumda ise kalıcı şev ve üretim şevlerinde kayma riski oluştuğu, güvenlik katsayılarının birden küçük bulunmasıyla duraylılık analizlerinde de yansıtılmıştır.
Özet (Çeviri)
Groundwater can be a critical issue to be considered in civil engineering, mining engineering and interdisciplinary fields. Karstic structures and aquifers enclosing groundwater are potential risks in case they are not studied in detail. Enclosed groundwater can result in floods at pit bottom or can cause instabilities of permanent pit slopes.This study is about analyses of flooding possibility at the pit bottom and possible instabilities of pit slopes in the Elbistan-Çöllolar open cast coal mine due to the presence of a karstic aquifer under the lignite formation.Thickness and permeability of the bottom clay formation under the lignite bed are necessary critical parameters for investigating a possible water rush from a confined aquifer in limestone formation underneath the bottom clay. These parameters were changed, and water flow quantities towards the pit bottom were determined by finite element models. Critical values of these parameters were investigated considering the lack of accurate site investigation information regarding the thickness and permeability of bottom clay. Possible strength loss, fracturing, and thus permeability increase in bottom clay due to a confined aquifer were studied. In flooding and slope stability analyses Phase2 software based on finite element method is used.Results of analyses showed that as reported thickness of bottom clay is around 120 m at the pit bottom and permeability values are in orders of magnitudes of 10-8 m/s, no serious flooding problems are expected to occur unless the thickness of bottom clay layer drops down to around 20 m, and the permeability of this layer reaches an order of magnitude of 10-5 m/s.Mechanical effects of confined aquifer on slopes and bottom clay displacements were investigated, and thus fracturing and failure possibilities of bottom clay and permanent slope were assessed. Slope and pit bottom displacements increased to meter levels for less than 60 m bottom clay thicknesses. Whereas 50-60 m bottom clay thickness can be critical for cracking, 20 m bottom clay thickness was found to be critical for water rush to the pit bottom.With reported bottom clay thickness of 120 m and with 25o slope angle permanent slope factor of safety was found to be 1.2, and this value was not effected unless clay layer thickness drops below 70 m levels. Higher than 32o overall slope angle there will be a risk of slope failure for permanent and production slopes, reflected by safety factors less than one, in the stability analyses.
Benzer Tezler
- İklim değişikliğine mekansal uyumda toprak ekosistem servislerinin rolü: Nilüfer çayı havzası
The role of soil ecosystem services in spatial adaptation to climate change: Nilüfer stream basin
MERVE YILMAZ MUTLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZİME TEZER
- Comprehensive flood risk assessment and identification of the potential flood mitigation strategies
Kapsamlı bir taşkın risk değerlendirmesi ve olası risk azaltma stratejilerinin belirlenmesi
ÖMER EKMEKCİOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZGER
- Numerical analysis of rock stability challenges actuated by the extraction of a crown pillar left between open pit and underground mine: A mine-specific investigation
Açık ocak ile yer altı işletmesi arasında bırakılan eşik topuğun üretilmesi ile meydana gelen duraylılık koşullarının sayısal analizi: Bir maden özelinde inceleme
VICTOR ABEL MASSAWE
Doktora
Türkçe
2024
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHTİYAR ÜNVER
- İklim ve hidrolojik modeller ile Rize'de bulunan su havzalarının taşkın risk tayini
Determination of flood risk in the basins of Rize by using climate and hydrological models
OLGAY ŞEN
Doktora
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN KAHYA
- Monte Carlo method based geotechnical design of slopes along the banks of Bartin river
Bartın ırmağı kıyı şevlerinin Monte Carlo metodu yaklaşımı ile geoteknik tasarımı
ANIL ODABAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRKAN ÖZDEN