Konya Ilgın linyit sahası şev stabilite analizi

Günümüzde gelişen teknoloji ve artan hammadde ihtiyacına bağlı olarak artan üretim kapasiteleri ile birlikte açık işletme derinlikleri artmıştır. Bununla birlikte, artan üretim kapasiteleri ile paralel olarak teknik sınırlar da zorlanmaya başlanmış olup tüm mühendislik sektörlerinde olduğu gibi madencilik sektöründe de tüm çalışmalarda optimizasyon üzerinde durulan en önemli konu haline gelmiştir. Açık maden işletmelerinde, optimizasyon açısından yapılan değerlendirmelerin başında teknik ve ekonomik sınır şartları karşılayacak optimum şev geometrisinin belirlenmesi gelmektedir. Özellikle 20. yüzyılın son çeyreğinde gelişen bilgisayar teknolojisi ve yaygınlaşmaya başlayan şev stabilitesine yönelik paket programlarla birlikte şev stabilite analizleri daha gerçekçi, hassas ve hızlı yapılabilir hale gelmiştir. Bu çalışmada, Konya Ilgın Çavuşçu Gölü Havzasının kuzey bölümünde yer alan kömür sahaları ele alınmaktadır. Çalışmaya konu olan sahadaki formasyonlar; Kuvaterner yaşlı güncel birikinti çökeller ile kireçtaşı, Neojen yaşlı kil, killi kireçtaşı ile linyit ve Neojen öncesi yaşlı şist olarak sıralanmaktadır. Bu çalışmanın amacı, söz konusu sahadaki linyit rezervinin üretilebilmesi için teknik ve ekonomik açıdan optimum şev tasarımının belirlenmesidir. Belirtilen amaç doğrultusunda "kısa süreli şevler" olarak adlandırılan kazı şevleri için sismik yüklerin mevcut olmadığı durumlarda"1,30 emniyet katsayısı", sismik yüklerin mevcut olduğu durumlar için ise "1,00 emniyet katsayısı" sınır değer olarak kabul edilmiş olup sonlu elemanlar yöntemi ile analizler yapılmıştır. Analizler, Phase2 programı ile bölgenin 1. derece deprem bölgesi olması ve Çavuşçu Gölü tabanından gelmesi muhtemel sızıntı suları düşünülerek 3 farklı duruma göre 3 farklı analiz seti halinde yapılmıştır. Bu analiz setleri; yer altı suyunun ve sismik yüklerin mevcut olmadığı, yer altı suyunun mevcut olup sismik yüklerin mevcut olmadığı durum ile yer altı suyunun mevcut olmadığı fakat sismik yüklerin mevcut olduğu duruma göre yapılan analizleri içermektedir. Duraylı şev geometrisinin tasarlanması noktasında; dekapaj miktarı açısından ekonomik ve teknik şartlar göz önünde bulundurularak optimum basamak genişliği yer yer 40 m, yer yer 50 m olarak belirlenirken,optimum basamak yüksekliği ise 15 m olarak belirlenmiştir. Belirlenen şev geometrisine göre genel (nihai) şev açısı değeri ise üretimin farklı dönemleri ve linyit havzasının farklı bölümlerinde 13,70° ile 17,40° arasında değişiklik göstermektedir.Analizlerde kullanılan kesitlerde gözlemlenen formasyonlar; düşük dayanıma sahip birikinti çökel, kireçtaşı-kil-marn, linyit, düşük dayanıma sahip taban kili ve şist şeklinde sıralanmaktadır.Belirlenen şev geometrileri doğrultusunda Phase2 programı ile analizler yapılarak "dayanım faktörü" değerleri ve stabilitenin bozulduğu durumda oluşacak kaymalar için "kayma daireleri" tespit edilmiştir. Yapılan analizler neticesinde, veri setleri birbirleri ile hem "emniyet katsayıları" hem de "kayma daireleri" yani yorulma yüzeyleri açısından karşılaştırılmıştır. Bu sayede, sahada gerçekleşmesi muhtemel tüm durumlar göz önünde bulundurularak nihai sonuca varılmıştır. Analiz sonuçlarının değerlendirilmesi noktasında, sismik yüklerin mevcut olmadığı durumlarda 1,30 emniyet katsayısı değeri, sismik yüklerin mevcut olduğu durumlarda ise 1,00 emniyet katsayısı değeri sınır değer olarak alınmıştır. Bu bağlamda sonuçlar incelendiğinde; sadece suyun mevcut olduğu analiz setinde elde edilen emniyet katsayısı değerlerinin sınır değer kabul edilen emniyet katsayısı değerlerinden düşük olduğu, suyun mevcut olmadığı diğer iki analiz setinde ise sınır değerin üzerinde olduğu gözlenmiştir. Bu durum; ortamda suyun varlığına bağlı olarak ortaya çıkan hidrostatik basıncın, şevin duruylılığını yitirmesine sebep olduğunu göstermektedir. Buradan yola çıkarak, sahada şev duraylılığının sağlanabilmesi için drenaj çalışmalarıyla yer altı su seviyesinin düşürülmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.