176 177176 177

Patlatma Kaynakl Titre imlerin Analizine Dayal Basamak Patlatma Tasarm Bench Blasting Design Based on Vibrations Analysis of Blast-Induced Abdulkadir Karado an, Ümit Özer, Ali Kahriman, Mehmet Aksoy, Deniz Adgüzel, U. Gökhan Akkaya stanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisli i Bölümü, Avclar, stanbul

ÖZET: Bu çal mada; stanbul li Çatalca lçesi yaknnda bulunan, G S Firmasna ait Kireçta Oca nda düzenlenen test atmlarnda ortaya çkan titre imlerin analizi sonuçlarna dayal basamak patlatma tasarmlar sunulmu tur. Çal mada, atmlarn ölçekli mesafe unsurlar kaydedilmi ve 8 adet titre im ölçer cihaz ile bütün atmlar için yersarsnts bile enleri ölçülmü tür. Daha sonra, düzenlenen 4 test atmna ait 32 olayn parçack hz ve ölçekli mesafe veri çiftleri istatistiksel olarak analiz edilmi tir. statistiksel de erlendirme sonunda, söz konusu saha için parçack hz ile ölçekli mesafe arasnda, iyi korelasyonlu ampirik bir ili ki elde edilmi tir. Bulunan ampirik ili ki kullanlarak, gecikme ba na kullanlmas gereken maksimum patlayc madde miktarlar, buna ba l olarak uygulanabilecek basamak yükseklikleri ve delik çaplar belirlenmi tir. Bu belirleme srasnda, söz konusu sahada patlatmal kaz srasnda olu an titre imlerin, saha yaknnda bulunan NATO’ya ait yakt tanklarnda hasara neden olmamas için, DIN 4150 Alman Normu’nun ypranm eski yaplar için belirledi i hasar ba langç snr dikkate alnm tr. ABSTRACT: This paper presents bench blasting designs based on results of vibrations analysis on test shots organised in limestone quarry belong to G S Company located near to Çatalca district in Istanbul province. In this study, parameters of scaled distance were recorded and the ground vibration components were measured for all test shots using 8 vibration monitors. Then, the data pairs of scaled distance and particle velocity obtained from the 32 event records belong to 4 test shots were analyzed statistically. At the end of statistical evaluation of the data pairs, an empirical relation with a good correlation coefficient was established between peak particle velocity and scaled distance. Maximum charge per delay, bench height and hole diameters were determined by using obtained empirical equation. During this determination, threshold damage limit stated by DIN 4150 norm for historical building were taken into consideration in order to prevent damage nearby fuel tanks belonging to the NATO. 1 G R Patlatmann kaçnlmaz oldu u ta ocakçl , madencilik, in aat altyap kazlar, kuyu-tünel, boru hatt, baraj gibi çe itli sektörlerde; yersarsnts ve hava okundan kaynaklanan çevresel problemlerle skça kar la lmakta ve tart lmaktadr.

(Dowding, 1985; Kahriman, 2004). Patlatma kayna ndan belirli bir uzaklkta bulunan bir yerle im biriminin ya da tesisin, patlatma sonucunda olu acak yersarsnts ve hava oku gibi sonuçlardan etkilenmemesi için,

patlatma tasarmnda herhangi bir gecikme aral nda kullanlabilecek en fazla patlayc madde miktarn önceden belirleyebilmek ve

178 179178 179

kontrollü atmlar gerçekle tirebilmek önemlidir (Felice, 1993; Kahriman ve di ., 2006a).

Patlatmadan kaynaklanan çevresel problemler, geli mi ülkelerde; ülkemize göre daha önceleri ya anm tr. Bu nedenle, bu konularn çözümü ve konuyla ilgili baz standartlarn olu turulmas amacyla çe itli sistematik ara trma programlar yürürlü e konulmu tur. Bu programlarn sonucunda "Kontrollü Patlatma Tekni inin lkeleri" ortaya konulmu tur. (Johnston ve Durucan, 1994; Ozer, 2007). 2 ÇALI MA SAHASI Çal ma sahas olan GIS n aat ve Tic. Ltd.

ti’nin kireçta oca , stanbul line ba l Çatalca ilçesinin hemen güneyinde yer almaktadr ( ek. 1).

ekil 1 nceleme alan yer bulduru haritas 3 ARA TIRMADA UYGULANAN YÖNTEM Bu ara trma kapsamnda, stanbul li Çatalca lçesinin yaknnda GIS n aat ve Tic. Ltd. ti’nin, IR8352 ruhsat sahasnda agrega üretimine yönelik faaliyet gösteren kireçta oca ndaki patlatmal kazlarn, söz konusu oca n yaknnda bulunan NATO’ya ait yakt tanklarnda hasarlara neden olabilecek seviyelerde olup olamayaca konusunda de erlendirme yaplmas ve düzenlenen test atmlarnda ortaya çkan titre im analizleri sonucunda elde edilen saha sabitleri kullanlarak, söz konusu ocak yaknnda bulunan yakt tanklarna zarar

vermeyecek tarzda patlatma tasarmnn yaplmas amacyla titre im ve hava oku ölçümleri yaplm tr.

Söz konusu çal ma alannda egemen kaya birimi, ayn zamanda kaz ve üretimi yaplan kireçta dr. (Kahriman ve di ., 2006b). Kireçta nn kaz zorlu u derecesini belirlemek amacyla uygulana gelmekte olan patlatmal kaz faaliyetlerinin gözlemlerine ek olarak, Schmidt çekici deneyleri de yaplm tr. Deneylerin sonucunda, elde edilen sertlik de erlerinin, Uluslararas Kaya Mekani i Dene i (ISRM) tarafndan önerilen Schmidt çekici sertlik skalasndaki yerleri belirlenerek kaya sertli i tasvirleri yaplm tr. Buna göre “SERT” kaya snfnda yer ald anla lm tr. Yaplan deney sonuçlar Çizelge 1’te verilmi tir.

Çizelge 1. Schmidt Çekici Deney Sonuçlar

Nokta No

Schmidt De eri

Nokta No

Schmidt De eri

1 40 8 44 2 38 9 52 3 38 10 52 4 50 11 42 5 42 12 54 6 38 13 44 7 40

Aritmetik Ortalama 44.15 Standart Sapma ± 5.86 ISRM Snflamasndaki Yeri SERT Belirlenen kaya özellikleri ve saha gözlemleri ile birlikte benzer sahalardaki i letme tecrübelerinden de yararlanlarak yaplan de erlendirmeler nda üretim sürecinde patlatmal kaznn kaçnlmaz oldu u anla lm tr.

Çal ma kapsamnda, söz konusu i letmenin oca ndaki atmlarda uygulanan patlatma paternleri, delik düzenleri ve patlayc arjlar; i letmelerin yetkilileri tarafndan sistematik olarak uygulanan ekliyle (herhangi bir müdahalede

bulunulmadan) gözlemlenmi ve ölçümler bu ekildeki çal malarda alnm tr. Titre im

ölçümlerine esas olacak söz konusu atmlarda, sadece gerekli kantitatif ölçüm ve gözlemler yaplm tr. letme yetkililerinin

178 179178 179

atmlarla ilgili uygulanan patern ve protokolleri gerekli verilerin türetilmesinde kullanlm tr.

Her bir gecikme ba na dü en patlayc madde miktar, her bir delik için planlanan patlayc maddenin kontrollü bir ekilde arj edilmesiyle belirlenmi tir. Atm noktalar ile yer sarsnts ve hava oku ölçüm istasyonlar arasndaki mesafeler ise GPS kullanlarak belirlenmi tir. Ölçekli mesafenin belirlenmesinde literatürde en sk kullanlan kareköklü e itlikten yararlanlm tr.

SD = R / W0.5 (1)

SD: Ölçekli mesafe R: Atm ile ölçüm istasyonu arasndaki mesafe (m)

W: Gecikme ba na kullanlan toplam arj miktar (kg). Ara trma süresince; amaçlar do rultusunda, daha önce açklanan yönteme uygun olarak düzenlenen 4 adet test atmna ait toplam 32 olay cihazlar tarafndan kaydedilmi tir. Her bir atmla ilgili patlatma paterni, patlayc madde arj parametreleri ve titre im ölçüm sonuçlar titizlikle kaydedilmi tir. Elde edilen veriler; bu amaçla geli tirilen form ve çizelgelere aktarlm tr.

Sahada basamak atm eklinde gerçekle tirilen toplam 4 adet atma ait patlatma parametreleri Çizelge 2’de ayrntl bir ekilde verilmi tir (Kahriman ve di ., 2006b).

Çizelge 2. Titre im Ölçümü Yaplan Atmlarn Patlatma Geometrisi

Ara trma kapsamnda; gerçekle tirilen toplam 4 atma ait titre im ölçümleri, 6 adet Instantel Minimate Plus ve 2 adet White Mini-Seis Model olmak üzere toplam 8 adet titre im ölçer cihazlar ile ölçülmü tür. Titre im ölçer cihazlarlar, söz konusu ocakta yaplan atm noktalar ile NATO’ya ait 3 adet yakt tanklar arasnda muhtelif

uzaklklarda belirlenen ölçüm istasyonlarna ekil 2 ve ekil 3’deki gibi sistematik bir ekilde yerle tirilmi tir.

Çal ma kapsamnda, sahada yaplan atmlarn NATO’ya ait yakt tanklarna etki edip etmedi inin belirlenebilmesi açsndan, atmlarla yakt tanklar arasnda daha fazla noktadan ölçüm alabilmek için, titre im ölçer

Atm No 1 2 3 4 Delik Says 5 11 5 5 Delik Çap, d (mm) 102 102 102 102 Delik E imi, ( 0 ) 90 90 90 90 Basamak Yüksekli i K (m) 14 7 14 14 Sra Says 1 2 1 1 Delik Boyu, H (m) 14 7 14 14 Dilim Kalnl , B (m) 3,5 3,5 3,5 3,5 Delikleraras Mesafe, S (m) 3,5 3,5 3,5 3,5 Sklama Boyu, h0 (m) 3,5 3 3,5 3,5 Kullanlan Yemleyici Emulite T-G Emulite T-G Emulite T-G Emulite T-GYemleme Miktar, (kg) 4 5 4 4 Esas Patlayc Madde ANFO ANFO ANFO ANFO Esas Patlayc Miktar (kg) 300 330 300 300 Toplam arj, Q (kg) 304 335 304 304 Gec. Ba . Toplam arj, W (kg) 61 61 61 61 Kullanlan Kapsül Tipi Gecikmeli

Elektrikli Gecikmeli Elektrikli

Gecikmeli Elektrikli

Gecikmeli Elektrikli

Toplam Kapsül Adedi 5 11 5 5

180 181180 181

cihazlarlar, ilk iki atmda ekil 2’de gösterilen istasyon noktalarna, üçüncü ve dördüncü atmda ise ekil 3’de gösterilen

istasyon noktalarna kurulmu tur (Kahriman ve di ., 2006b).

ekil 2. Atm 1 ve Atm 2 noktalar ve ölçüm istasyonlarnn konumu

180 181180 181

ekil 3. Atm 3 ve Atm 4 noktalar ve ölçüm istasyonlarnn konumu

4 ÖLÇÜM SONUÇLARI Konumu, paterni ve patlayc tüketimleri, yukarda detayl olarak açklanan toplam 4 atm sonucunda, kayaç içi titre imlerin olu turdu u parçack hz, deplasman, ivme ve frekans de erleri, kayt cihazlar ile tespit edilmi tir. Atmlardaki kayt almlarnda, parçack hznn enine, boyuna ve dikey bile enlerini ölçen ve bunlarn bile kesi olan

hz de erlerini veren titre im ölçer cihazlar yerle tirilmi tir.

Atmlar sonucunda cihazlar tarafndan kaydedilen toplam 32 olayn maksimum parçack hzlarn, frekans de erlerini ve hava oku de erlerini içeren bilgileri ile istasyon noktalar ve atmlar ile istasyon noktalar arasndaki mesafeler, Çizelge 3’de ayrntl olarak verilmi tir.

Çizelge 3. Atmlara Ait Ölçüm Sonuçlar

182 183182 183

Atm No

Titre im Ölçer Modeli

stasyon No

Maksimum Parçack

Hz (PPV) (mm/s)

Frekans f

(Hz)

Hava oku

(dB)

Gecikme Ba na

Top. arj (W) (kg)

Mesafe (R) (m)

Ölçekli Mesafe

(SD)

Instantel BE10707 1 98,70 30 124,9 61 45 5,82 Instantel BE10773 2 73,40 43 121,9 61 67 8,58 Instantel BE10687 3 21,70 43 120,6 61 86 11,03 Instantel BE10772 4 55,40 51 * 61 29 3,65 White 1458 5 75,18 39,3 * 61 60 7,62 White 1455 6 11,43 42,6 * 61 99 12,72 Instantel BE10688 7 17,30 34 122,2 61 118 15,14

1

Instantel BE10708 8 15,50 7 117,5 61 180 22,98 Instantel BE10707 1 6,10 12 128,9 61 138 17,64 Instantel BE10773 2 3,68 14 126,0 61 159 20,35 Instantel BE10687 3 4,83 14 125,9 61 179 22,91 Instantel BE10772 4 2,03 11 * 61 156 19,93 White 1458 5 3,05 39,3 * 61 190 24,38 White 1455 6 2,29 9,6 * 61 229 29,34 Instantel BE10688 7 1,27 16 118,8 61 248 31,70

2

Instantel BE10708 8 1,78 32 115,7 61 310 39,73 Instantel BE10707 1 119,00 28 126,0 61 39 5,05 White 1455 6 51,59 22,2 * 61 106 13,57 Instantel BE10708 8 10,80 5 119,0 61 189 24,23 Instantel BE10773 9 45,20 47 121,6 61 65 8,29 Instantel BE10687 10 13,30 47 120,1 61 83 10,68 Instantel BE10772 11 60,20 30 * 61 56 7,18 White 1458 12 31,50 46,5 * 61 77 9,84

3

Instantel BE10688 13 12,80 47 123,1 61 153 19,61 Instantel BE10707 1 202,00 47 129,8 61 35 4,51 White 1455 6 10,41 16 * 61 116 14,79 Instantel BE10708 8 11,30 5 117,2 61 202 25,85 Instantel BE10773 9 71,90 34 124,3 61 66 8,49 Instantel BE10687 10 19,90 51 122,8 61 84 10,77 Instantel BE10772 11 57,90 27 * 61 64 8,16 White 1458 12 23,88 42,6 * 61 87 11,09

4

Instantel BE10688 13 6,60 30 118,6 61 166 21,28 * Mikrofon ba lanmad 5 ÖLÇÜM SONUÇLARININ ANAL Z VE DE ERLEND R LMES 5.1. Ölçüm Sonuçlarnn statistiksel Analizi Bu çal ma kapsamnda; izlenen 4 adet test atmna ait toplam 32 adet olay kaydedilmi ve olu an yer sarsnts ölçüm sonuçlar Çizelge 3’de sunulmu tur. Parçack hz tahmini için gecikme ba na dü en en fazla

patlayc miktar ve kaynak ile ölçüm istasyonu arasndaki uzaklklar dikkate alnarak türetilen ölçekli mesafe ile parçack hz arasndaki ili ki incelenmi tir.

Çizelge 3’deki verilerden hareketle; ölçülen en yüksek parçack hz ile ölçekli mesafe veri çiftleri kullanlarak yaplan regresyon analizi sonucunda, bölgede yaplacak kontrollü patlatma tasarmlarnda parçack hz tahmininde kullanlmas

182 183182 183

önerilen çal ma sahasnn sabitleri a a daki formülle ifade edilmi tir.

PPV = 2874 x SD-1.993 ; (r= 0.89) (2)

Buna göre, çal lan saha sabitleri srasyla K =2874 ve = - 1.993 olarak bulunmu tur. Oldukça iyi bir korelasyon katsays ile sonuçlanm olan bu regresyon ifadesi, i letmede titre im ölçer kullanlmad durumlarda; herhangi bir atmdaki gecikme ba na kullanlan belirli miktardaki bir patlayc maddenin yarataca titre imin hznn belirli bir uzaklktaki de erinin ne olaca n tahmin etmede çok önemli bir yakla m olarak rahatlkla (kabul edilebilir limitlerdeki bir sapma ile) kullanlabilecektir. Literatüre uygun olarak iyi korelasyon katsaysyla elde edilen bu fonksiyonun en yüksek parçack hzna kar lk gelen ölçekli mesafe ili kisinin logaritmik grafiksel görünümü de ekil 4’de gösterilmi tir (SPSS).

ekil 4. En yüksek parçack hz ve ölçekli mesafe ili kisi

5.2. Hasar Riski De erlendirmesi Bu çal ma kapsamnda; cihazlarn kaydetti i parçack hz bile enlerinin olu um frekanslar dikkate alnarak, NATO’ya ait yakt tanklarna etki derecelerini tahmin ve

mukayese etmek amacyla, USBM, Alman DIN 4150 ve Çevre ve Orman Bakanl Çevresel Gürültünün De erlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeli i Norm’larna göre de erlendirilmi tir.

Kaydedilen tüm atmlarda ölçülen maksimum parçack hz ve kar lk gelen frekans de erleri, USBM kriterine göre mukayese edilmek üzere ekil 5’deki grafik üzerinde topluca gösterilmi tir. ekil 5’de görüldü ü üzere, 1, 3 ve 4. atma çok yakn seçilen ve ekil 2 ve 3’de konumlar ve Çizelge 3’de atmlara olan mesafeleri gösterilen 1, 2, 4, 5, 6, 11 ve 12 numaral ölçüm istasyonlarnda kaydedilen de erler, USBM normuna ait hasar limitinin üzerinde olmu tur. Özellikle NATO’ya ait bölgenin snrna yakn istasyonlarda kaydedilen de erlerin hasar limitinin altnda kald görülmektedir.

1

10

100

1000

1 10 100 1000Frekans (Hz)

PP

V m

m/s

n

Atm 1 Atm 2 Atm 3 Atm 4

ekil 5. PPV ve frekanslarn USBM kriterine

göre de erlendirilmesi

ekil 6’da ise kaydedilen tüm atmlarda ölçülen maksimum parçack hz ve kar lk gelen frekans de erleri daha muhafazakar limitler öngören DIN 4150 Alman Normu’na ait grafik üzerinde topluca gösterilmi tir.

ekil 6’da görüldü ü üzere, 1, 3 ve 4. atmda tüm istasyonlarda kaydedilen de erler, 3 mm/sn’lik hasar limitinin üzerinde olmu tur. stasyon noktalarna daha uzak olan 2.

atmda, yakt tanklarna yakn olan istasyonlarda kaydedilen de erlerin hasar limitinin altnda kald görülmektedir.

184 185184 185

1,00

10,00

100,00

1000,00

1 10 100 1000Frekans (Hz)

PP

V (m

m/s

n)Atm 1 Atm 2 Atm 3 Atm 4

ekil 6. PPV ve frekanslarn DIN 4150

Alman Normu’na göre de erlendirilmesi

Çevresel Gürültünün De erlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeli ine göre atmlarda ölçülen maksimum parçack hz ve kar lk gelen frekans de erleri, mukayese edilmek üzere ekil 7’deki grafik üzerinde de topluca gösterilmi tir. ekil 5’de görüldü ü üzere, 1, 3 ve 4. atma çok yakn seçilen 1, 2, 4, 5, 6, 11 ve 12 numaral ölçüm istasyonlarnda kaydedilen de erler, hasar limitlerinin üzerinde olmu tur. Özellikle NATO’ya ait bölgenin snrna yakn istasyonlarda kaydedilen de erlerin hasar limitinin altnda kald görülmektedir.

1

10

100

1000

1 10 100 1000Frekans (Hz)

PPV m

m/s

n

Atm 1 Atm 2 Atm 3 Atm 4

ekil 7. PPV ve frekanslarn Çevresel

Gürültünün De erlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeli i’ne göre de erlendirilmesi

5.3. Titre im Analizine Dayal Basamak Tasarm Ara trma kapsamnda yaplan atmlarda gecikme ba na kullanlan maksimum

patlayc madde miktarlarnn 61 kg oldu u dü ünüldü ünde, söz konusu atmlarn ve bundan sonra benzer arj miktarlarnn kullanlaca atmlarn, NATO’ya ait yakt tanklarna DIN 4150 Normu’ndaki ypranm eski yaplarla ilgili 3 mm/sn e ik hasar limitine göre hasar verme riski bulundu u

ekil 6’daki grafikten anla lmaktadr. Söz konusu oca n zaman içerisinde

NATO’ya ait yakt tanklarnn bulundu u yönde ilerleyece i gözönüne alnd nda bu riskin daha da artabilece i açktr. Bu riskin azaltlabilmesi için ocaktaki atmlarda uygulanan gecikme ba na kullanlan maksimum patlayc madde miktarnn azaltlmas gereklili i yukarda yaplan analizlerle anla lmaktadr. Bu miktarn azaltlabilmesi için, sahada özellikle NATO’ya ait yakt tanklarnn bulundu u yönde 14 m olarak uygulanan basamak yüksekli inin kademeli olarak azaltlmas gerekmektedir.

Çizelge 4’de farkl basamak yükseklikleri ve farkl delik çaplar için hesaplanan gecikme ba na kullanlabilecek patlayc madde miktarlar verilmi tir. letmenin mevcut imkanlar dahilinde delik delme i leminde kulland 102 mm çapl delici makinenin kullanlaca , ate lemede kullanlan gecikmeli elektrikli kapsüllerin kullanmna devam edilece i ve her deli in ayr gecikmelerde patlatlaca dü ünüldü ünde, Çizelge 4’de görüldü ü üzere, 10 m’lik basamak yüksekli inde gecikme ba na kullanlacak patlayc madde miktarnn 45 kg, 7,5 m’de 33 kg, 5 m’de 23 kg ve 3 m’de 13 kg olaca hesaplanm tr.

GIS n aat ve Tic. Ltd. ti’nin Ta Oca ’nda patlatmadan kaynaklanan titre im hareketiyle ilgili parametrelerin, özellikle de literatürde genel kabul görmü olan maksimum parçack hznn genliklerinin, (geçmi e ya da gelece e yönelik) tahmininde yukarda verilen e itlik kullanlarak bir de erlendirme yaplm tr. Bu de erlendirmede e ik hasar limiti olarak en olumsuz ko ullar dü ünülerek, daha muhafazakâr limitler öngören DIN 4150 Alman Normu esas alnm tr. Burada da yap tipleri için ypranm eski yaplarla ilgili kriter dü ünülmü tür. Hasar normuna göre

184 185184 185

E K HASAR için 3 mm /s’lik maksimum parçack hz söz konusu olmaktadr. NATO’ya ait yakt tanklar önemli ve hassas yap olarak kabul edildi inden, mevcut uluslararas standartlar içinde en muhafazakar hasar limitleri içeren DIN 4150 Alman Normu’nu de erlendirmelerde kullanlm tr.

Çizelge 4. Farkl Basamak Yükseklikleri ve Delik Çaplar çin Hesaplanan Gecikme Ba na Kullanlacak Patlayc Madde Miktarlar

Gecikme Ba na Kullanlacak Patlayc Madde Miktar (kg)

Delik Çap

Basamak Yüksekli i

(m)

102 mm 89 mm 76 mm 10 45 35 25 7.5 33 25 18 5 23 17 13 3 13 10 7

Ara trma kapsamnda sahada yaplan ölçüm sonuçlarndan elde edilen e itlik kullanlarak, farkl mesafelerde 3 mm/sn’lik hasar ba langç snr dikkate alnarak gecikme ba na kullanlmas gereken maksimum patlayc madde miktarlar ve buna ba l olarak da uygulanabilecek basamak yükseklikleri Çizelge 5’de verilmi tir.

Söz konusu ta oca nda, çal ma izni istenilen alann NATO’ya ait yakt tanklarnn bulundu u yönde tanklara en yakn mesafesi, ekil 2 ve 3’de görüldü ü gibi 85 m’dir. Çizelge 5’de görülece i üzere, sahada yakt tanklarna 85 m’de yaplacak atmlarda 3 mm/sn’lik e ik hasar limitinin olu abilmesi için, gecikme ba na kullanlmas gereken maksimum patlayc madde miktar, %50 tahmin hattna göre 7,5 kg, olarak hesaplanm tr. Bu miktarn a lmamas için, söz konusu oca n yakt tanklarna en yakn olan 85 m’lik mesafelerinde uygulanmas gereken basamak yüksekli i 3 m olarak öngörülmü tür.

Çizelge 5. DIN 4150 Normu E ik Hasar Limitine Göre Hesaplanan Gecikme Ba na

Dü en Maksimum arj Miktar (W) ve Öngörülen Basamak Yükseklikleri

Mesafe (m)

E ik hasar limiti

(mm/sn)

W (kg)

Öngörülen Basamak

Yüksekli i (m)85 3 7.5 3 100 3 10 3 125 3 16 5 150 3 23 7,5 175 3 31 10 200 3 41 10 250 3 64 10

Çizelge 5’de yaplan de erlendirmelerde, yine oca n yakt tanklarna 100 m’lik mesafelerinde hasar limitinin a lmamas için kullanlmas gereken miktar 10 kg hesapland ndan, bu mesafelerde de 3 m’lik basamak yüksekli i öngörülmü tür. Ayn ekilde yakt tanklarna 125 m’lik

mesafelerde 5 m, 150 m’lik mesafelerde 7,5 m ve 175 m’den uzak mesafelerde 10 m’lik basamak yüksekliklerinde çal labilece i öngörülmü tür.

Oca n zaman içerisinde NATO’ya ait yakt tanklarnn bulundu u yönde ilerleyece i gözönüne alnd nda, Çizelge 5’de de i ik mesafeler için hesaplanan gecikme ba na kullanlabilecek maksimum patlayc madde miktarlar, i letmenin mevcut imkanlar dahilinde kulland 102 mm’lik delik çapnn, öngörülen basamak yüksekliklerine uygun olmad n ortaya koymaktadr. Keza bu delik çapnn kullanlmas durumunda, sahada yaplacak atmlarn yakt tanklarna hasar verme riskinin her zaman olabilece i anla lmaktadr.

Söz konusu sahada 3 m’lik basamak yüksekli inde yaplacak atmlarda, 3 mm/sn’lik hasar limitinin a lmamas için Çizelge 5’de 7,5 m olarak hesaplanan gecikme ba na kullanlabilecek patlayc madde miktarn a madan uygulanabilecek delik çapnn, Çizelge 5’de de görülece i üzere 76 mm oldu u ve bu çapta gecikme ba na kullanlacak patlayc madde miktarnn da 7 kg oldu u tespit edilmi tir. Ayn ekilde, Çizelge 4’de gecikme ba na 5 m’lik basamak yüksekli inde 13 kg, 7,5

186 187186 187

m’lik basamak yüksekli inde 18 kg ve 10 m’lik basamak yüksekli inde 25 kg kullanlaca tespit edilen patlayc madde miktarlar, sahada yakt tanklarndan uzakla tkça Çizelge 5’de uygulanmas öngörülen 5 m 7,5 m ve 10 m’lik basamak yükseklikleri için hesaplanan gecikme ba na kullanlabilecek maksimum patlayc madde miktarlarndan daha az oldu undan, bu basamak yüksekliklerinde de 76 mm’lik delik çapnn kullanlmas gerekti i anla lmaktadr. Ayrca; söz konusu sahada yakt tanklarna 175 m’den daha uzak mesafelerde

uygulanabilece i öngörülen 10 m’lik basamak yüksekliklerinde 89 mm’lik delik çaplarnda da çal labilece i Çizelge 4 ve 5’de hesaplanan de erlerden de anla lmaktadr.

Buna ilaveten, yine yukarda elde edilen e itlik kullanlarak Çizelge 5’de % 50 tahmin hattna göre elde edilen miktarlarn ocakta yaplan patlatmalarda kullanlmas durumunda, de i ik mesafelerde elde edilecek maksimum parçack hzlar da Çizelge 6’da verilmi tir.

Çizelge 6. Farkl Mesafeler çin Hesaplanan En Yüksek Parçack Hz (PPV)

Hesaplanan En Yüksek Parçack Hz -PPV (mm/sn) Gecikme ba na kullanlan maksimum patlayc madde miktar (kg)

Mesafe (m)

7 kg 13 kg 18 kg 25 kg 35 kg 45 kg 50 kg 50 8,2 15,2 21,0 29,2 40,8 52,4 58,2 85 2,8 5,3 7,3 10,1 14,2 18,2 20,2

100 2,1 3,8 5,3 7,3 10,2 13,2 14,6 125 1,3 2,4 3,4 4,7 6,6 8,4 9,4 150 0,9 1,7 2,4 3,3 4,6 5,9 6,5 175 0,7 1,3 1,7 2,4 3,4 4,3 4,8 250 0,3 0,6 0,9 1,2 1,7 2,1 2,4

Çizelge 6’da görüldü ü üzere, ocakta NATO’ya ait yakt tanklarnn bulundu u yönde çal lmas dü ünülen ve tanklara en yakn mesafe olan 85 m’de, 7 kg’lk gecikme ba na kullanlan maksimum patlayc madde miktarnn kullanlmas durumunda, en yüksek parçack hz 2,8 mm/sn olarak hesaplanm tr. Hesaplanan bu de er de, DIN 5150 Normu’nun 3 mm/sn’lik e ik hasar limitinden dü üktür. Çizelge 6’da verilen taral bölge, farkl delik çaplarnda uygulanabilecek gecikme ba na dü en patlayc madde miktarlarnda mesafeye ba l olarak ortaya çkabilecek ve 3 mm/sn lik parçack hznn geçilmesi riskini ortadan kaldrabilecek uygulama ko ullarn tanmlamaktadr. Bu güvenli öneriye ra men 85 m de 7 kg 2,8 mm/sn ve 100 m de 10 kg 2,9 mm/sn’lik parçack hzlar verebilece inden uygulamada çok dikkatli olunmas gerekmektedir.

Patlayc madde atmlar srasnda hava oklarnn, ölçüm istasyonunda 140 dB' den

yüksek de erlerinde sesten rahatsz olma, pencere cam krlmalar ve binalarda hasar meydana gelebilmektedir. Kaz sahasnda yaplan atmlar srasnda cihazlar mikrofonu zemine yerle tirilerek hava oku de erleri 115 - 130 dB arasnda kaydedilmi tir. Bu de erlerin, atmlarn, seçilen ölçüm istasyonlarna göre çok daha uzakta bulunan çevredeki tesis ve yaplarda herhangi bir hasar yaratmayaca gibi, cam krlmalar ve sesten rahatsz olma gibi durumlarn da meydana gelmeyece i anla lm tr.

Gecikme ba na dü en arjn mevcut olanaklarla kstlanmaya çal ld bu atmlarda; kaydedilen olaylarda ortaya çkan maksimum parçack hzlarna kar lk gelen frekans de erlerinin da lmlar incelendi inde, kaydedilen 32 olaya ait titre im frekanslar de erlerinin % 12,5’1 4–

186 187186 187

10 Hz de er aral nda,% 37,5’i 11–30 de er aral nda, % 50’si ise 31 Hz’den yüksek olmu tur ( ekil 8).

ekil 8. Kaydedilen Frekans de erlerinin

da lm

Ölçülen titre im frekanslarnn yüksek olmas, genel olarak 5–10 Hertz düzeyinde olan yaplarn öz yapsal frekanslaryla kar la trld nda, rezonans riskinin minimum düzeyde olaca n göstermektedir.

6 SONUÇLAR stanbul’da hammadde ihtiyaçlarn

kar lamak üzere agrega üretimine yönelik faaliyetlerini sürdüren GIS n aat ve Tic. Ltd. ti’nin, Çatalca lçesinin yaknnda IR8352 ruhsat sahasnda bulunan ta oca nda izlenen ve ölçülen paternlerdeki test atmlar srasnda, patlatmadan kaynaklanarak kayaç içinde olu an titre imlerin, ölçü alnan noktalar itibariyle çevrede bulunan NATO’ya ait yakt tanklarna hasar yaratma riski açsndan etkili olabilece i anla lmaktadr.

Ancak; ara trma kapsamnda yaplan analizler sonucunda, söz konusu sahada uygulanan patlatma tasarmna yönelik yukarda verilen öneriler nda, oca n NATO snrna yakn 85 – 100 m’lik mesafelerinde yaplacak patlatmalarda 3 m’lik basamak yüksekli inin, 125 m’lik mesafelerinde 5 m’lik basamak yüksekli inin 150 m’lik mesafelerinde 7,5 m’lik basamak yüksekli inin ve 175 m’den daha uzak mesafelerde ise 10 m’lik basamak

yüksekli inin uygulanmas durumunda ortaya çkacak titre imlerin NATO’ya ait yakt tanklarnda hasar yaratma riski açsndan etkili olamayaca anla lmaktadr.

Ancak bu riskin, ba arsz ya da uygun olmayan tasarmlar sonucunda varolabilece i de unutulmamaldr. Keza ba arsz tasarmlarn uyguland durumlarda yakndaki yerle im birimlerinde veya ocaklarn içindeki yap ve personele yönelik istenmeyen kaya frlamas sonucu mal ve can kayplar da söz konusu olabilece i göz önünde tutulmaldr. TE EKKÜR Bu ara trma srasnda, gerek arazi çal malarnda gerekse di er faaliyetlerde her türlü yardmda bulunan GIS n aat ve Tic. Ltd. ti.’nin yetkililerine ve çal anlarna te ekkür ederiz.

Bu çal ma, stanbul Üniversitesi Bilimsel Ara trma Projeleri Yürütücü Sekreterli i (Proje No: 429/13092005), Devlet Planlama Te kilat (Proje No: 2005K120990) ve Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Ara trma Kurumu (Proje No: M SAG-283) tarafndan desteklenmi tir. Yazarlar, stanbul Üniversitesi Bilimsel Ara trma Projeleri Yürütücü Sekreterli i, Devlet Planlama Te kilat ve Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Ara trma Kurumu’na finansal destekleri için te ekkür eder. KAYNAKLAR Dowding, C.H, 1985, Blast Vibration

Monitoring and Control, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, NJ, pp. 119-126.

Felice, J.J, 1993, Applications of Modelling to Reduce Vibration and Airblast Levels, 4th International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting,. Vienna, 5-8 July 1993.

Johnston, G.J, Durucan, S, 1994, The Numerical Prediction, Analysis and Modelling of Ground Vibration Induced by Blasting, Third International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, Istanbul, 18-20 October 1994.

188 189188 189

Kahriman, A, Özer, U, Aksoy, M, Karado an, A, Tuncer, G 2006a, Environmental impacts of bench blasting at Hisarcik Boron open pit mine in Turkey, International Journal of Geosciences Environmental Geology, Springer Press, DOI 10.1007/s00254-006-0274-5, pp.1015–1023.

Kahriman, A.,Özer, U, Karado an, A., Aksoy, M, Adgüzel, D., Akaya, U. G, 2006b, Çatalca Yöresi Gis n aat ve Tic. Ltd. ti’nin IR8352 Ruhsat Sahasndaki Ta Oca nda Patlatmadan Kaynaklanan Titre imlerin Ölçümü ve Nato’ya Ait Yakt Tanklarna Etki Etmeyecek Tarzda Tasarnnn Yaplmas, stanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Döner Sermaye Projesi. stanbul.

Kahriman, A, 2004, Analysis of parameters

of ground vibrations produced from bench blasting at a limestone quarry, Soil

Dynamics and Eartquake Engineering, 24, Elsevier, London, U.K, pp. 887-892.

Özer, U, Kahriman, A, Adiguzel, D, Aksoy, M, Karado an, A, 2007, The Investigation of Ground Vibrations Induced by Bench Blasting at Different Quarries at Çatalca District in Turkey, The Thirty-Three Annual Conference on Explosives and Blasting Technique, January 28 -31, 2007 Nashville, Tennessee, USA. Volume I. pp 241-253.

SPSS, Statistical Software, SPSS 11.5 for Windows.

Kahriman, A, Özer, U, Aksoy, M, Karado an, A, Tuncer, G 2006a, Environmental impacts of bench blasting at Hisarcik Boron open pit mine in Turkey, International Journal of Geosciences Environmental Geology, Springer Press, DOI 10.1007/s00254-006-0274-5, pp.1015–1023.

Kahriman, A.,Özer, U, Karado an, A., Aksoy, M, Adgüzel, D., Akaya, U. G, 2006b, Çatalca Yöresi Gis n aat ve Tic. Ltd. ti’nin IR8352 Ruhsat Sahasndaki Ta Oca nda Patlatmadan Kaynaklanan Titre imlerin Ölçümü ve Nato’ya Ait Yakt Tanklarna Etki Etmeyecek Tarzda Tasarnnn Yaplmas, stanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Döner Sermaye Projesi. stanbul.

Kahriman, A, 2004, Analysis of parameters

of ground vibrations produced from bench blasting at a limestone quarry, Soil

Dynamics and Eartquake Engineering, 24, Elsevier, London, U.K, pp. 887-892.

Özer, U, Kahriman, A, Adiguzel, D, Aksoy, M, Karado an, A, 2007, The Investigation of Ground Vibrations Induced by Bench Blasting at Different Quarries at Çatalca District in Turkey, The Thirty-Three Annual Conference on Explosives and Blasting Technique, January 28 -31, 2007 Nashville, Tennessee, USA. Volume I. pp 241-253.

SPSS, Statistical Software, SPSS 11.5 for Windows.