Son zamanlarda dünyanın değişik yerlerinde jeoteknik nedenlere bağlı facia boyutlu kazaların yaşanması, jeoteknik planlama ve gözlemleme olmaksızın, güvenli ve ekonomik bir madencilik yapılmasının zorluğunu bir kez daha gözler önüne sermiştir. Özellikle jeoteknik açıdan yetersiz boyutlandırma durumunda, ciddi sonuçlar doğurabilecek örneğin ölümle sonuçlanan kazalar, ekipman hasarları, cevher kayıpları ya da üretime yönelik önemli duraklamalarla sonuçlanabilecek yüksek stabilite sorunları riski oluşur. Tüm bu konuların madenin güvenliği ve ekonomisi üzerinde kuşkusuz önemli bir etkisi vardır. Elbette, muhafazakâr bir yolla jeoteknik açıdan “aşırı boyutlandırma” yapılarak güvenlik sorunları çözülebilir ancak bu daha yüksek madencilik maliyetlerine ve cevher yitimleriyle sonuçlanabilir. Bu durum, madenlerin ekonomik verimliliğini belirleyen en önemli parametrelerden birinin jeoteknik planlama olduğu anlamına gelir.
Jeoteknik planlama sürecinin ilk adımı, madencilik operasyonunun güvenliği ve ekonomisini etkileyen soruların belirlenmesidir. Bu sorular madencilik türüne (açık ocak ya da yer altı), madencilik yöntemine ve maden yayılımına bağlıdır. Açık ocak madenciliği için şev duraylılığı, tasarım ve yerleşim açısından esastır. Yer altı madenciliğindeyse; boşluğun tipi, şekli ve boyutu ile zemin ve tavan desteği kombinasyonunun araştırılması gerekmektedir.
Her durumda, jeoteknik parametrelerin belirlenmesi sonraki jeoteknik planlamalar için önemli bir noktadır. Jeoteknik tasarım için genellikle iki farklı parametre türü gereklidir: Bir yanda, sağlam kaya, zemin ve ortam gerilimleri, çekme dayanımı, Young modülü ve Poisson oranı, kohezyon ve iç sürtünme açısı gibi mekanik parametreler gereklidir. Diğer yanda kayaçlarda eklem/eklem seti sayısı ve eklem yönelimi gibi kaya kütlesi yapısı ve kırıklanma ile eklem pürüzlülüğü, dolgusu ve alterasyonu gibi verilerin belirlenmesi gerekmektedir.
Toprak baskın zeminlerde eğimler ya da zemindeki boşluklar için genellikle stabilite ve tasarım hesaplamaları için laboratuvardan alınan parametreler kullanılabilir. Bununla birlikte, kaya şevleri ya da kayadaki boşluklar için açık ocak şevlerinin yanı sıra yer altı açıklıkları için stabilite hesaplamasında kullanılan kaya kütlesi dayanımını hesaplarken yukarıdaki parametrelerin tümü gereklidir. Kaya kütlesi dayanımının belirlenmesinde var olan eklem sistemlerinin dikkate alınması nedeniyle, yerindeki kaya kütlesi dayanımının, her zaman laboratuvardaki sağlam kaya dayanımından daha düşük olduğu unutulmamalıdır.
Eklem sıklığı, eklem yönü ve eğimi, eklem koşulları yer altı boşluklarının stabilitesi üzerinde büyük etkiye sahiptir. Özellikle çok sayıda eklem noktası ve kötü eklem koşulları, boşlukların olduğu bölgenin tavanında ya da yan duvarlarında dengesizliklere yol açacaktır. Ayrıca zayıf kaya kütlesi koşulları, kontrol edilmesi gereken yer altındaki oynamalara neden olabilir. Ayrıca eklem eğimi ve yönü ile birlikte kritik tavan bölgelerinde ya da yan duvarlarda kayan bloklar/merceklenmeler oluşturulabilir.
Belirlenen jeoteknik parametreler kullanılarak kaya kütlesinin kalitesini tanımlayan kaya kütlesi sınıflandırmaları yapılabilmekte ve bu sınıflar, farklı kaya kütlesi niteliklerinin
konumsal dağılımını göstermek için jeoteknik bir modele aktarılabilmektedir. Buna ve litolojik modele dayanarak planlanan bir açık ocak ya da yer altı madeni için homojen
olduğu düşünülen birimler tanımlanabilir ve bu alanlar için jeoteknik tasarım parametreleri atanarak tasarım oluşturulabilir.
Detaylar Madencilik Türkiye Dergisi’nin 119.sayısındadır.
