Performans Analizi Parametrelerinin Açık Ocak Patlatmalarına Uyarlanması

dikkate alınacak performans parametrelerinin (etkenlik, verim ve verimlilik) teorik genel tanımlamaları ile patlatma uygulamalarına uyarlanmış tanımlamaları Çizelge 14.1’de görülmektedir.

Çizelge 14.1. Patlatma için uyarlanmış performans parametreleri.

Performans Parametresi

Teorik Genel

Tanımı Sisteme Uygulanışı

Etkililik, E1, (titreşim için)

Gerçekleşen Sonuç Beklenen Sonuç

Patlatmada ölçülen titreşim değeri (mm/sn) Beklenen titreşim değeri (mm/sn)

E2, (yığın tane boyutu için)

Ortalama yığın tane boyutu (cm)

Beklenen (istenilen) ortalama yığın tane boyutu (cm)

Verim, V1, (Özgül şarj)

Tüketilen girdi

Potansiyel girdi _{Patlatma öncesi hesaplanan teorik özgül şarj(kg/mᶟ)}Patlatma sonrası belirlenen özgül şarj(kg/mᶟ)

Verimlilik, V2, (Maliyet)

Çıktı

Girdi 1 / [(Patlatma sonrası açığa çıkan malzeme(mᶟ) x Malzeme birim fiyatı(TL/mᶟ))_{Toplam delme ve patlatma maliyeti (TL)} ]

Sistemin performansına yönelik olarak yapılan tanımlamada birinci parametre olan etkililik; patlatma sonrasında beklenen optimum tane boyutuna göre üretim miktarında ve buna bağlı olarak patlatma maliyetinde gözlemlenecek değişim ile ateşleme sonrasında ortaya çıkan titreşim değerindeki değişimin hangi düzeyde olacağının tespiti olarak belirlenmiştir.

İkinci parametre olan verim; daha çok kaynakların tüketimi ile ilgili bir kavramdır ve araçlara yöneliktir. Yani işlerin doğru yapılıp yapılmadığını belirler. Bir üretim unsuru etken olduğu halde verim düzeyi düşük veya tersi bir durum söz konusu olabilir. Sistem bir bütün olarak ele alındığında, yapılan patlatma uygulamaları sonrasında malzemenin tane boyutunda meydana gelen değişim hem yükleme hem taşıma ve hem de kırıcı sisteminde olumlu ya da olumsuz yönde maliyete etkiyecektir. Dolayısı ile bu çalışmada ele alınan verim; fiili çalışmanın, potansiyele ne kadar yakınsadığının bir ifadesidir.

Üçüncü parametre olan verimlilik ise girdi ve çıktı unsurları yanında pek çok kaynağın etkileşimi göz önüne alınarak belirlenir. Bu çalışmadaki arzu edilen verimlilik düzeyine ise patlatma sonrası açığa çıkan malzeme miktarının artırılması ile ulaşılabileceği varsayılmaktadır. Mevcut çalışma kapsamında; elektronik ateşleme sistemine göre ölçümlerin ve analizlerin yapılacağı titreşim, tane boyutu ve maliyet faktörlerinin nonel ateşleme sistemine göre avantaj ve dezavantajları incelenmiştir. Bu anlamda etkililik, verim ve verimlilik kavramları her bir faktör için ayrı ayrı hesaplanarak bir değer belirlenmiş, sonrasında nonel ve elektronik ateşleme sistemleri arasında bir karşılaştırma yapılmıştır.

olarak kırma işlemi uygulanır. Daha sonra kayaç parçaları elenerek gruplanır. Burada kayaçların parça boyutu doğal olarak kırıcının performansını etkilemektedir. Bu nedenle, uygulanan patlatma sisteminin planlanması ve verimliliğinin belirlenmesi önemlidir. Patlatma uygulamasının verimliliği, patlatma sonrası oluşan yığının parça boyut dağılımının belirlenmesi ile de ölçülebilir. Optimum tasarlanmış delme-patlatma işlemi sonucunda oluşan yığın yükleme, taşıma ve kırma-eleme operasyonlarının en verimli şekilde yapılabildiği parça boyutu ile elde edilebilir. Ancak süreksizlik sistemleri, kayaç kütlesi içindeki bilinemeyen boşluklar, kayacın fiziksel ve mekanik özellikleri gibi kontrol edilemeyen birçok değişken, delme patlatma tasarımını olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Bu amaç ile patlatma işlemine ait delik geometrisi, patlayıcı şarj paterni, özgül şarj, dilim kalınlığı ve ateşleme sistemi gibi kontrol edilebilir parametreler yardımı ile uygun delme-patlatma tasarımı yapılabilmektedir.

Elektronik ateşleme sistemi ile yapılan patlatmalarda kapsüllere verilecek olan gecikme zamanları 1’er msn ye kadar düşürülebilmektedir. Böylece, patlatma sırasında oluşan şok dalgalarının yayılımı sırasında açığa çıkan yüksek sıcaklık ve basınçlı hava, kayaç içerisinde fazla yayılma imkânı bulmadan birbiri üzerine binerek kayacın daha fazla parçalanmasını sağlayacaktır. Örneğin bir taş ocağında bu tip bir uygulama yapıldığında; daha fazla parçalanan ve boyutu daha da küçülen kayaç, yükleyicinin kepçesini ve kamyonun kasasını daha verimli dolduracak, böylece yükleyici patarlara takılmadan daha rahat ve daha hızlı yükleme yapabilecek ayrıca kamyonun birim zamanda taşıdığı malzeme miktarı da artacaktır. Konkasörde ise birim zamanda kırılan kayaç miktarı artacak ve bu da günlük, aylık ve yıllık üretimde oldukça önemli bir etki sağlayacaktır.

Elektronik ateşleme sistemi üzerine yapılan bir çalışmada, patlatma sonucu elde edilen tane boyutunun hem yükleme işleminde hem de cevher hazırlama tesisinde kapasite artışına etkisi kıyaslanmıştır.

McKinstry vd. (2002), Nevada (USA)’da bulunan bir altın madeni sahasında yapılan elektronik patlatma uygulamasında, tesiste %11’lik bir verim artışı sağlandığını belirtmiştir.

Bartley (2001), elektronik kapsüller kullanılarak yapılan bir patlatma uygulaması sonucu elde edilen malzemenin, kazı-yükleme işinde %25’lik bir zaman tasarrufu sağladığını ve patlatılmış malzemenin boyut küçültme işlemlerindeki enerji tüketiminin de %6-%10 arasında azaldığını belirtmiştir.

Everett ve Eloranta (2006), bir demir cevheri sahasında piroteknik ve elektronik gecikmeli ateşleme sistemleri kullanarak patlatma yapmışlar sonrasında oluşan yığının fotoğrafını çekerek bir bilgisayar programı yardımı ile tane boyut dağılımlarını belirlemişler ve sonuçta elektronik gecikmeli ateşleme sisteminden, piroteknik ateşleme sistemine göre daha ince boyutta malzeme elde edildiğini belirtmişlerdir.

Banda (2005), Güney Afrika'da bulunan bir bakır madeni sahasında yapılan elektronik patlatma uygulamasında, daha ince boyutlarda patlatılmış malzeme elde edilebilmesi ile yükleme verimliliğinin arttığını, kırıcı ve bakım masrafları ile ton başına genel maliyetlerin düştüğünü belirtmiştir.

Hay ve Aminosatti (2015), Avusturalya'da bulunan bir açık kömür ocağında, piroteknik ve elektronik gecikmeli kapsüllerle yapılan patlatmalardan elde edilen ürünün boyut dağılımının, malzeme yüklenmesindeki ve cevher hazırlama tesisindeki kapasite artışının etkilerini belirlemek üzere bir çalışma yapmışlar ve sonuçta %4,7 - %14,7 arasında bir kapasite artışının olduğunu belirtilmişlerdir.

Patlatma verimliliği incelenirken belirtilen parametrelerle birlikte kazı-yükleme, nakliye ve primer kırma işlemleri de birlikte değerlendirilmektedir. Çünkü patlatma sonrası oluşan yığının parça boyutu ile bu parçaların kazılması, yüklenmesi, taşınması ve kırılıp belli bir boyuta küçültülmesi işlemlerinin maliyetleri arasında sıkı bir ilişki vardır. Verimliliğin, Çizelge 14.1’de "Sisteme Uygulanışı" alanına yazılmış olan denklemdeki gibi verilmesinde, bahsedilen bu durum etkilidir. Üretim bazında düşünüldüğünde ise nonel ve elektronik ateşleme uygulamaları sonrasında, bir vardiyada günlük üretilen toplam tonaj miktarının kıyası, verimliliği ifade edecektir.

Nitekim verimlilik düzeyinin yüksek olması için denklemde ya pay kısmının azaltılabilmesi ya payda kısmının arttırılabilmesi ya da her ikisinin birlikte gerçekleşmesi gerekmektedir. Burada amaçlanan; sahada yapılan farklı patlatma uygulamalarında, toplam delme ve patlatma maliyetinin (TL) değişmesinden ziyade, patlatma sonrası açığa çıkan malzeme (m3₎

miktarının arttırılabilmesidir.

Bahsedilen parametrelerin dışında diğer bir önemli konuda özgül şarj ve hacim hesaplarının doğru belirlenmesidir. Özgül şarj değeri; açık ocak patlatmalarında, patlatma sonrası yapılan yükleme, nakliye ve kırma verimini direkt olarak etkilemektedir. Birçok araştırmacı, açık ocak patlatma uygulamalarının maliyetlerini önceden belirlemek için, özgül şarj değerine göre patlatma öncesinde yükleme, nakliye ve kırma verimini belirleyen bazı matematiksel bağıntılar

2004; Muhammad, 2009; Tosun vd., 2012).

Basamak patlatmasında delik düzeni (patern) büyüklükleri belirlendikten sonra patlatma sonucunda ortaya çıkacak hacim teorik olarak hesaplanabilir. Bunun için delik düzeninde verilen büyüklükler kullanılarak hacim hesaplamak yeterli olmaktadır. Bu durumu, Eşitlik 14.1’de verilmiştir. V = K × B × E × n (14.1) Burada; V: Teorik hacim (m3_), K: Basamak yüksekliği (m), B: Dilim kalınlığı (m), E: Delikler arası mesafe (m) n: Delik sayısıdır.

Özgül şarj değeri, değişik zamanlarda yapılan patlatmalar ile farklı özellikler taşıyan kayaçlarda uygulanan patlatmaları birbirleri ile kıyaslamaya yardımcı olan bir değerlendirme ölçütüdür. Özgül şarj 1 m3 _{kayayı patlatmak için kullanılan patlayıcı madde miktarıdır. Bir delik}

ile ilgili olarak hesaplanabileceği gibi tüm patlatma verileri ile de hesaplanabilir. Patlatma uygulamasında kullanılan toplam patlayıcı madde miktarı, teorik hacme bölündüğünde özgül şarj değeri bulunur (Eşitlik 14.2). Bu değerin 0,3 – 0,9 aralığında ve mümkün olduğu kadar küçük olması beklenir (Rustan, 1998).

q = m / V (14.2)

Burada;

q: Özgül şarj (kg/m3_),

m: Patlayıcı madde miktarı (kg) V: Teorik hacimdir (m3₎