Geri Dön

Jeoteknik ve yapısal unsurların maden planlamasına etkisi

Effect of geotechnical and structural elements on mine planning

PDF İndir

  1. Tez No: 975398
  2. Yazar: GAYE İŞLEK ÖZEN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. CÜNEYT ATİLLA ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Şev stabilitesi, açık ocak madenciliğinde önemli bir konudur ve şevlerin güvenli ve ekonomik şekilde tasarlanması için çeşitli analizler yapılır. Bu analizler, jeolojik, hidrojeolojik ve malzeme koşullarının belirlenmesi gibi ön analizler ve şev duraysızlığının özelliklerinin araştırılması gibi ayrıntılı analizleri içerir. Şev stabilitesi analizlerinin başlıca amaçları arasında şevlerin duraylılığının araştırılması, şev tasarımı parametrelerinin belirlenmesi, kayma mekanizmasının belirlenmesi ve duraylılığı arttırıcı yöntemlerin geliştirilmesi yer alır. Şev duraylılığı, çeşitli faktörlere bağlıdır. Öncelikle, şevin geometrik özellikleri, yani yüksekliği ve açısı, duraylılığı doğrudan etkiler; daha dik ve yüksek şevler kayma riskini artırır. Ayrıca, kaya içindeki süreksizliklerin eğimi ve yönü, şevin kinematik davranışını belirlerken, süreksizliklerin boyutu ve sıklığı da stabiliteyi etkiler. Yeraltı suyu koşulları da önemli bir rol oynar; çatlak ve boşluk suyu basıncı, kayma mukavemetini azaltabilir; çatlakları doldurarak ve donarak da şev stabilitesini olumsuz etkileyebilir. Yeraltı suyu koşullarının şev stabilitesi üzerindeki etkileri, özellikle boşluk suyu basıncının kayma mukavemetini azaltıcı rolü üzerine yapılan çalışmalarla vurgulanmıştır (Terzaghi, 1943; Duncan & Wright, 2005). Malzeme özellikleri açısından, kohezyon ve içsel sürtünme açısı, şevin güvenlik katsayısının hesaplanmasında kritik öneme sahiptir. Malzemenin yoğunluğu da stabiliteyi etkileyen bir faktördür. Ek olarak, patlatma sonrası oluşan sismik ivme, kaya kütlesinin dayanımı, iklim koşulları ve zaman gibi diğer etkenler de duraylılık analizlerinde göz önünde bulundurulmalıdır. Bu tüm faktörler, mühendislik uygulamalarında dikkatlice değerlendirilmelidir. Şev stabilite analiz yöntemleri, şevlerin güvenliğini değerlendirmek için çeşitli teknikler kullanır. Bu yöntemler arasında ampirik yöntemler, gerilme analiz yöntemleri, limit denge yöntemi, stereografik izdüşüm yöntemi ve fiziksel model yöntemleri yer alır. Ampirik yöntemler, deneysel verilere dayalı olarak geliştirilmiş yöntemlerdir ve gerçek gözlemler ile saha verileri kullanılarak stabilite tahminleri yapılır. Gerilme analiz yöntemleri ise fotoelastisite ve sonlu elemanlar yöntemi gibi tekniklerle, kayaların içindeki gerilme dağılımlarını inceler. Ampirik yöntemler, geçmiş saha verilerinden elde edilen deneyimlere dayanarak pratik şev tasarımı için güçlü bir araç sunar ve mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır (Read & Stacey, 2009). Limit denge yöntemi, şevin stabilitesinin sınır koşullarını belirler. Bu yöntemde, kaymaya karşı koyan kuvvetler ile kaymaya neden olan kuvvetlerin dengelenmesi analiz edilir. Stereografik izdüşüm yöntemi, şevlerin geometrik analizinde kullanılır ve süreksizliklerin etkilerini değerlendirmek için grafiksel bir yaklaşım sunar. Fiziksel model yöntemleri ise, hareketsiz ölçekli model ve hareketli (kinematik) model yöntemlerini içerir; bu yöntemler, gerçek şev davranışlarını taklit etmek için fiziksel modeller kullanır. Şev stabilite analizlerinde hesaplanan güvenlik katsayısı (FoS), kaymaya karşı koyan kuvvetlerin kaymaya neden olan kuvvetlere oranıdır. FoS değeri 1.0 olduğunda, şev duraysızlık durumundadır ve bu koşul limit denge koşulu olarak adlandırılır. Limit denge yöntemleri, şev stabilite analizlerinde en yaygın kullanılan tekniklerden biri olup, kayma kuvvetleri ve direnci arasındaki dengeyi değerlendirme açısından kritik bir rol oynamaktadır (Bishop, 1955). Örnek olarak, bu tez çalışmasında konu edilen Kuşçamı açık ocak işletmesinde yapılan bir çalışmada, basamak geometrileri ve genel eğim açıları şev stabilite prensiplerine göre boyutlandırılmıştır. Bu analizler, jeoteknik veriler kullanılarak gerçekleştirilmiş ve güvenli bir şev tasarımı için kritik bir adım olmuştur. Çalışma sahasının jeolojisi, Batı Anadolu'da Büyük Menderes Grabeni ile Milas-Yatağan arasında yer alan bir alanı kapsamaktadır. Bu alanda Prekambriyen yaşlı gözlü gnays, granitik gnays, mikagnays ve metagabro gibi çeşitli metamorfik birimler bulunmaktadır. Ekonomik açıdan önemli olan feldspat ve kuvars yatakları, granitik gnayslar içinde yer alır. Arazi gözlemleri, ocak sahasında farklı yönelimli ana kırık hatları ve foliasyon düzlemleri tespit edilmiştir. Çalışma sahasının jeoteknik yapısı açısından, güvenilir bir jeoteknik veri tabanı oluşturulması, şev stabilite çalışmalarının temelini oluşturmaktadır. Bu bağlamda, sürekli zeminlerde Mohr-Coulomb yenilme kriteri, çatlaklı kaya kütlelerinde ise genelleştirilmiş Hoek-Brown yenilme kriteri kullanılmaktadır. Açık ocak sahasında yapılan jeolojik kesit çalışmaları, sahada karşılaşılan birimlerin tespit edilmesine olanak tanımaktadır. Ayrıca, mevcut sondajlar değerlendirilerek jeolojik dayanım indeks (GSI) değerleri belirlenmiştir. İşletme'nin mevcut basamak geometrisi, basamak yüksekliği 12 m, basamak açısı 60°-40°, basamak genişliği 8 m olacak şekildedir. Bu geometri uygulama pratikleri açısından kıymetli olup, bu geometrinin uygun olduğu birimlerde herhangi bir revizyon yapılmaması yoluna gidilmiştir. Ancak, sahada geometriye uygun olmayan birimlerde değişim yoluna gidilerek, düşük olan güvenlik katsayılarının kabul edilen sınırlara getirilmesine çalışılmıştır. Bu amaca yönelik olarak, basamak yükseklikleri 12 m kalacak şekilde basamak açılarının düşürülmesi ve jeoteknik basamak oluşturulması yoluna gidilmiştir.

Özet (Çeviri)

Slope stability is an important issue in open-pit mining, requiring various analyses to ensure the safe and economical design of slopes. These analyses include preliminary assessments, such as determining geological, hydrogeological, and material conditions, as well as detailed investigations into the characteristics of slope instability. The primary objectives of slope stability analyses are to assess slope stability, define slope design parameters, identify sliding mechanisms, and develop methods to enhance stability. Slope stability depends on various factors. Firstly, the geometric properties of the slope, including its height and angle, directly influence stability; steeper and higher slopes increase the risk of sliding. Additionally, the dip and orientation of discontinuities within the rock determine the kinematic behavior of the slope, while the size and frequency of these discontinuities also affect stability. Groundwater conditions play a significant role; pore water pressure can reduce shear strength. Groundwater can negatively impact slope stability by filling cracks and freezing. In terms of material properties, cohesion and internal friction angle are critical for calculating the safety factor of the slope. The density of the material is another factor influencing stability. Furthermore, other factors such as seismic accelerations caused by blasting, the strength of the rock mass, climatic conditions, and time must also be considered in stability analyses. All these factors should be carefully evaluated in engineering applications. Slope stability analysis methods employ various techniques to assess the safety of slopes. These methods include empirical approaches, stress analysis methods, limit equilibrium methods, stereographic projection methods, and physical model methods. Empirical methods are based on experimental data and use real observations and field data to make stability predictions. Stress analysis methods examine the stress distributions within rocks using techniques such as photoelasticity and finite element analysis. The limit equilibrium method determines the boundary conditions for slope stability. In this method, the balance between forces resisting sliding and forces promoting sliding is analyzed. The stereographic projection method is used for the geometric analysis of slopes and offers a graphical approach to assess the effects of discontinuities. Physical model methods include both stationary scale models and moving (kinematic) models, which use physical models to replicate actual slope behavior. The safety factor (FoS) calculated in slope stability analyses is the ratio of forces resisting sliding to those causing sliding. When the FoS value is 1.0, the slope is in a state of instability, which is referred to as the limit equilibrium condition. For example, in the study conducted at the Kuşçamı open-pit operation discussed in this thesis, bench geometries and general slope angles were designed according to slope stability principles. These analyses were carried out using geotechnical data and represented a critical step for safe slope design. The geology of the study area encompasses a region located between the Büyük Menderes Grabeni and Milas-Yatağan in Western Anatolia. This area includes various metamorphic units such as Pre-Cambrian aged gneiss, granitic gneiss, micagneiss, and metagabbro. Economically significant feldspar and quartz deposits are found within the granitic gneiss. Field observations have identified differently oriented major fault lines and foliation planes in the quarry area. In terms of the geotechnical structure of the study area, establishing a reliable geotechnical database is fundamental for slope stability studies. In this context, the Mohr-Coulomb failure criterion is used for continuous soils, while the generalized Hoek-Brown failure criterion is applied for fractured rock masses. Geological cross-section studies conducted in the open-pit area facilitate the identification of the units encountered on-site. Additionally, geological strength index (GSI) values have been determined based on the evaluation of existing drillings. The existing bench geometry of the operation consists of a bench height of 12 meters, a bench angle of 60°-40°, and a bench width of 8 meters. This geometry is valuable from a practical application perspective, and no revisions were made in units where this geometry was deemed appropriate. However, changes were implemented in units where the geometry was unsuitable, aiming to bring low safety factors within acceptable limits. To achieve this, adjustments were made to reduce bench angles while maintaining a bench height of 12 meters, along with the establishment of geotechnical benches.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    136798

    İzmir-Selçuk ilçesinin mühendislik jeolojisi

    Engineering geology of the Selçuk (İzmir) province

    HAKAN ELÇİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Jeoloji MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Uygulamalı Jeoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET YALÇIN KOCA

  2. Tez No

    490186

    Gökçedoğan (Kargı-Çorum) Cu ± Zn cevherleşmesinin jeolojisi ve oluşumu

    Geology and formation of the Gokcedogan (Kargi-Corum) Cu ± Zn mineralisation

    CİHAN YALÇIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NURULLAH HANİLÇİ

  3. Tez No

    389385

    A review and evaluation of development in exploration, production, reserves estimation, and research efforts for shale gas and oil

    Şeyl gazı ve petrolü için arama, üretim, rezerv kestirimive araştırma çalışmalarının incelenmesi ve değerlendirilmesi

    OSMAN MOHAMMED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM METİN MIHÇAKAN

  4. Tez No

    116368

    Assessment of hydraulic and structural interactions for bridges

    Köprülerde hidrolik ve yapısal etkileşimin değerlendirilmesi

    SEÇİL KÜRKÇÜOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2001

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MELİH YANMAZ

  5. Tez No

    1000058

    Construction dispute resolution in the age of AI: Bridging the gap between engineering reality and legal doctrine in Türki̇ye

    Yapay zeka çağında inşaat uyuşmazlıklarının çözümü: Türkiye'de mühendislik gerçekliği ile hukuk doktrini arasındaki boşluğun köprülenmesi

    HASAN EFEKAN BİLEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ONUR BEHZAT TOKDEMİR

Geri Dön