Determination of optimum overall slope angle for an open pit iron mine
Bir açık ocak demir madeni için genel ocak eğim açısı tayini
- Tez No: 418296
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN BAŞARIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Maden İşletme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Günümüzde, maden üretiminin büyük çoğunluğu, açık ocak madencilik faaliyetleri ile yürütülmektedir. Madencilik endüstrisindeki gelişmelerle, madenler gittikçe daha derin olmaya başlamış ve bu durum şev duraylılığı problemlerine yol açmaktadır. Bu yüzden, geoteknik mühendisliği için, şev duraylılık değerlendirmesi daha fazla önem kazanmıştır. Ayrıca, ekonomik uygulanabilirlik bakımından, açık ocak madenlerini derinleştirmek, optimize edilmiş şev tasarımının gereksinimini ortaya çıkarmıştır. Maden güvenliği şartlarını sağlamak önkoşulunda, bir açık ocağın nihai şevini mümkün olduğunca dikleştirmek, pasa miktarını minimize eder ve bu durum üretim maliyetininde azalmayla sonuçlanmaktadır. Dolayısıyla, şev duraylılık değerlendirmesi, şev güvenliği ve ekonomik verimlilik arasındaki dengeyi korumak için önemlidir. Bu araştırma çalışmasında, şev duraylılık analizleri yürütülerek, Bizmişen bölgesindeki açık ocaklar için, ideal genel ocak eğim açısının belirlenmesi amaçlanmaktadır. Buna ek olarak, çalışma, ileride yapılacak olan açık ocak maden tasarımlarına katkıda bulunmak amacıyla Bizmişen bölgesindeki demir madenleri için oluşturulmuş şev tasarımı çizelgesini sunmaktadır. Bu bilimsel araştırma kapsamında, maden sahası etrafındaki kaya kütlesi özellikleri ile ilgili geoteknik veri elde etmek amacıyla geoteknik saha çalışması gerçekleştirilmiştir. Sahada gözlemlenen hakim litolojik birimlerini sınıflandırmak için Q sistemi, kaya kütlesi puanlama sistemi (RMR) ve jeolojik dayanım indeksi (GSI) sistemi kullanılmıştır. Bunun yanında, maden sahalarındaki litolojik katmanlar için GSI derecelendirmeleri doğrudan saha gözlemleri ile atanmıştır. Ayrıca, araştırma sondajlarından alınan karot numuneleri ve maden sahasından alınan kaya blokları üzerinde gerçekleştirilen laboratuvar deneyleri ile saha etrafındaki kaya kütlesinin mekanik özellikleri elde edilmiştir. Devamında, maden tasarımlarına göre, duraysızlık durumları ve açık ocağın en derin kısmı dikkate alınarak maden sahasındaki en kritik kesit tespit edilmiştir. Limit denge yöntemlerinin ve numerik modellemenin birlikte kullanımı ile çeşitli genel ocak eğim açısı planları için şev duraylılık analizleri gerçekleştirilmiştir ve bu durum duraylılık analizlerinin güvenilirliğini ve doğruluğunu arttırmaktadır. Topografya ve cevher kütlesinin yöneliminden dolayı, açık ocak etrafında maden derinliği değişiklik göstermektedir. Bu nedenle, şev duraylılık analiz sonuçları dikakte alınarak değişken maden derinlikleri için ideal genel ocak eğim açıları tespit edilmiştir. Bu analizler şev duraylılığının göstergesi olan güvenlik katsayısını (FOS) ve dayanım indirgeme faktörünü (SRF) hesaplamak amacıyla yürütülmüştür. Limit denge yöntemleri ve numerik modelleme sonuçları karşılaştırılmış ve farklı maden derinlikleri için ideal güvenli şev açıları, FOS ve SRF değerleri en az 1.2 olacak şekilde, tespit edilmiştir. Buna ek olarak, maden derinliğine karşılık gelen genel ocak eğim açıları düşünülerek bölge için şev performans çizelgesi oluşturulmuştur. Bu çizelge aynı zamanda Türkiye'de, Bizmişen bölgesiyle aynı geoteknik özellikler gösteren demir madenleri için de uygulanabilir.
Özet (Çeviri)
Currently, vast majority of the mineral extraction is conducted by open pit mining operations. With the improvements in mining industry, mines have become progressively deeper leading to slope stability problems. Therefore, slope stability assessment has gained more significance for geotechnical engineering. Moreover, deepening the open pit mines has revealed the necessity of designing optimized slopes with regard to the economic viability. Steepening the ultimate slope of an open pit as much as possible minimizes the amount of waste rock which results in reduced production cost under a prerequisite of ensuring the mining safety conditions. Hence, slope stability evaluation is important to keep the balance between safety of slopes and economic efficiency. In this study, optimum overall slope angle for open pit mines in Bizmişen region by conducting slope stability analyses is aimed to be determined. Additionally, the study presents the slope design chart constituted for iron ore mines in Bizmişen region to contribute the further designs of open pits. Within the scope of this research, geotechnical fieldwork was carried out to gain geotechnical relevant data about the rock mass characteristics around the mine sites. Q-system, Rock Mass Rating (RMR) method and Geological Strength Index (GSI) system were used to characterize the dominating lithological units observed in the field. Besides, GSI ratings were assigned directly by field observations for the lithological layers within the mine sites. Moreover, mechanical properties of the rock mass around the region was obtained by laboratory experiments conducted on the cored samples taken from the exploration drillings and rock blocks taken from the mine site. Afterwards, according to the mining plans, the most critical cross-section within the mine site was determined by considering the instability conditions and for the deepest part of the open pit. Slope stability analyses were performed for various overall slope angle schemes with the combined use of limit equilibrium methods and numerical modeling which increases the reliability and accuracy of the stability analyses. Due to the topography and the orebody orientation, mining depth differs around the open pit. Therefore, optimum overall slope angle for varying mining depths were also determined by considering the results of slope stability analyses. These analyses were carried out to determine the factor of safety (FOS) and strength reduction factor (SRF) values that are the indicators of slope stability. The results from the limit equilibrium methods and numerical modeling were compared, and optimized safe overall slope angles, that satisfy minimum FOS and SRF values of 1.2, were estimated for different mining depths. Additionally, slope performance chart has been created for the region by considering the overall slope angles and corresponding mining depth. The developed chart can also be applicable for the iron ore mines in Turkey showing the same geotechnical characteristics with Bizmişen region.
Benzer Tezler
- A new approach to 3-dimensional optimization of ultimate pit geometry for open pit mines with variable overall slope angles
Değişken genel şev açılı açık ocaklar için 3 boyutlu nihai ocak geometrisinin optimizasyonu için yeni bir yöntem
FİRDEVS KÜBRA ALTUNTOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ERKAYAOĞLU
- Sentetik fiber ve çimento katkılı kumların mukavemet özellikleri
Strength properties of cemented and fiber reinforced sands
BAHATTİN BERK AYRAÇMA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BERRAK TEYMÜR
- Enerji korunumu, iklimsel konfor ve inşaat maliyetleri açısından uygun bina kabuğunun seçilmesi
The choice of the building envelope according to the energy conservation, thermal comfort and construction cost
MAHMUT OĞUZ BEYAZIT
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZERRİN YILMAZ
- Enerji etkin konut ve yerleşme birimi dizaynında uygulanabilecek bir yaklaşım
An Approach for the design of the energy efficient building and the settlement
FİLİZ AK
- Isı kayıplarının azaltılmasını hedefleyen bina kabuğunun bina formuna bağlı olarak belirlenmesi
Determination of the building envelope which provides minimum heat loss depending on the building from
AYÇA KUTLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜL KOÇLAR ORAL