Stabılıty studıes of the eastern slopes of Afşin-Elbistan, Kışlaköy open-pıt lıgnıte mıne (Kahramanmaraş, se Turkey), usıng the fınıte elements and lımıt equılıbrıum methods

Afşin-Elbistan Kışlaköy açık kömür işletmesindeki doğu şevlerinin duraylılığının sonlu elemanlar ve limit denge yöntemleriyle incelemesienmesi

Ahmet ONAK, Nuray YURTSEVEN, İbrahim AKBULUT, İlker ÇAM, Tahsin AKSOY, Dinçer ÇAĞLAN, Tolga ÖLMEZ, Süreyya SEZER, Selma SÜLÜKÇÜ, Veysel ÇALIŞKAN, Mustafa ÇEVİK

Abstract

In open pit mining from the safety point of view it is very important that physical and mechanical characteristics of the dug-out materials are carefully studied, and geological and geotechnical characteristics should also be considered in planning bench slopes of the dug-out materials. The purpose of this study is to work out the stable slope geometry of the eastern permanent slopes in the Kışlaköy open pit lignite mine of the Afşin-Elbistan Linyit İşletmesi. In the Kışlaköy open pit mine, 35 geotechnical drillings totalling 3393.20 m were made for the geotechnical studies and to work out slope sizing. A total of250 vertical electrical drillings (DES) were also made to study tectonic features and lithological changes which do not have surface expressions. All these data have been used in this study. Design analyses showed that black coloured clay bands with high plasticity present in between lignite horizon is the most important unit controlling slope stability. Slope stability analyses have in general been conducted using the finite elements and the limit equilibrium method to suit block sliding model and to suit different groundwater conditions. In the analyses for the stresses affecting the slices; central part of the slice has been taken as a base and the finite elements stability studies have been conducted then the findings have been compared. According to this it is understood that if stresses affecting the slices are conducted by the finite elements method then calculated factor of safety on the bench base would be more from 1% to 7%, and in the slope angles it would be more from 1% to 23%.

Özet

Açık işletme madenciliğinde güvenliğin sağlanması bakımından kazısı yapılan malzemenin fiziksel ve mekanik davranışlarının incelenip, jeolojik ve jeoteknik özelliklerinin de dikkate alınarak şevlerin tasarlanması büyük önem taşımaktadır. Bu bağlamda Afşin-Elbistan Linyitleri İşletmesine bağlı Kışlaköy Açık Ocağında yer alan doğu kalıcı şevlerinde duraylı şev geometrilerinin belirlenmesi bu çalışmanın amacını oluşturmaktadır. Afşin-Elbistan Linyitleri İşletmesi Kışlaköy Açık Ocağının işletme madenciliğine yönelik jeoteknik etüt ve şev boyutlandırması amacıyla gerçekleştirilen ve toplam derinliği 3393.20 m olan 35 adet jeoteknik sondajları ile yüzeyde gözlenemeyen tektonik yapı ve litolojik değişimlerin ortaya konulabilmesi için yapılan toplam 250 adet Düşey Elektrik Sondajı (DES)na ait veriler bu çalışmada kullanılmıştır. Gerçekleştirilen tasarım analizleri ile linyit horizonu arasında yer alan siyah renkli ve yüksek plastisiteli kil bantlarının şevlerin duraylılığını kontrol eden en önemli birim olduğu belirlenmiştir. Genel şev duraylılık analizleri sonlu elemanlar ve limit denge yönteminde bloklu kayma modeline uygun olarak ve farklı yeraltı su koşullarına göre yapılmıştır. Analizlerde dilimlere etki eden gerilmeler dilimin orta noktası baz alınarak ve sonlu elemanlar kullanılarak duraylılık analizleri yapılmış olup, elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Buna göre dilimlere etki eden gerilmeler sonlu elemanlar yöntemi ile belirlenmesi durumunda hesaplanan güvenlik katsayıları basamak bazında % 1 ile % 7, genel şev açılarında ise % 1 ile % 23 arasında daha yüksek çıktığı ortaya konmuştur.