Development of a Preliminary Blasting Design and Assessment of Environmental Impacts for a Quarry

Öz

The most commonly used excavation method in the mining, quarry and construction sectors is the drilling and blasting method. This method has many advantages as well as disadvantages in terms of environmental impacts. The most important adverse environmental effects caused by blasting can be said as vibration, air shock and dust emission. In order to minimize these environmental impacts, a proper blasting design plays an active role by taking the principles of controlled blasting into account. In this study, an appropriate pre-blasting design was performed to meet the production capacity increase in a quarry, and the environmental impacts of this design on the settlements and olive groves, which were determined as a critical structure near the quarry, were estimated. The risk of damage to critical structures is found to be low with assessment of the estimated peak particle velocity (PPV) values for the amount of charge per delay in the proposed blasting design model due to the fact that these values are well below the permissible threshold damage limits in the regulation. According to air shock and dust emission value analysis, the estimated values were found to be below the limit values given in the related regulations. As a result, it was determined that the proposed design model for the quarry is a suitable model in terms of its environmental impacts, but the design should be tested with the test shots in the field. 

Anahtar Kelimeler

• Drilling and blasting,Blasting design,Ground vibration,Dust emission,Air shock

Bir Taş Ocağı için Ön Patlatma Tasarımı Geliştirilmesi ve Çevresel Etkilerinin Değerlendirilmesi

Öz

Maden, taş ocağı ve inşaat sektörlerinde en yaygın olarak kullanılan kazı yöntemi delme-patlatma yöntemidir. Bu yöntemin birçok avantajı olduğu kadar çevresel etkileri açısından dezavantajları da olduğu bilinmektedir. Patlatmadan kaynaklanan olumsuz çevresel etkilerin en önemlileri titreşim, hava şoku ve toz emisyonu olarak sıralanabilir. Bu çevresel etkileri en aza indirmede, kontrollü patlatma ilkeleri gözetilerek uygun bir patlatma tasarımı yapılması etkin rol oynamaktadır. Bu çalışmada, bir taş ocağında üretim kapasitesi artışını karşılayacak uygun bir ön patlatma tasarımı yapılmış ve yapılan ön tasarımın ocağın yakınında kritik yapı olarak belirlenen yerleşim yerlerine ve zeytinliklere olan çevresel etkileri tahmin edilmiştir. Önerilen patlatma tasarım modelindeki gecikme başına düşen şarj miktarı için tahmin edilen en yüksek parçacık hızı (PPV) değerlerinin, yönetmelikte izin verilen eşik hasar sınır değerlerinin oldukça altında olması nedeniyle, kritik yapılar üzerindeki hasar riskinin en az olacağı öngörülmüştür. Hava şoku ve toz emisyonu değerleri için yapılan analizlerde, tahmin edilen değerlerin ilgili yönetmenliklerde verilen sınır değerlerin altında kaldığı görülmüştür. Sonuç olarak, taş ocağı için önerilen tasarım modelinin, çevresel etkileri açısından uygun bir model olduğu, ancak tasarımın sahada yapılacak deneme atımlarıyla test edilmesi gerektiği belirlenmiştir. 

Anahtar Kelimeler

• Delme patlatma,Patlatma tasarımı,Yer sarsıntısı,Toz emisyonu,Hava şoku

Kaynakça

1. 1. Kılıç, A.M., 2015 Investigation of Blasting Parameters of Gaziantep-Şehit KamilKarpuzkaya Area Limestone Quarry and Determination of Post-Blast Particle Size Distribution, Çukurova University Journal of Faculty of Engineering and Architecture, 30(2), 217-216 (in Turkish).
2. 2. Hoek, E., Bray, J.W., 1981. Rock Slope Engineering: Third Edition, the Institution of Mining and Metallurgy, Stephen Austin and Sons, 358, London.
3. 3. Atlas Powder Co., 1987, Explosives and Rock Blasting, Atlas Powder Co., Dallas, 662s.
4. 4. Tamrock, 1999. Rock Excavation Handbook, Sandvik Tamrock Corp.
5. 5. Bilgin, H.A., 1986. Blasting Design and Problems in Open Pit Mines, METU Mining Engineering Department Seminar Notes 2, Ankara (in Turkish).
6. 6. Olofsson, S., 1990, Applied Explosives Technology for Construction and Mining, Second Edition, Applex, Sweden.
7. 7. Konya, J.A., Walter, E.J., 1990. Surface Blast Design, Prentice Hall, 292, New Jersey.
8. 8. Singh, S.P., 1993. Prediction and Determination of Explosive Induced Damage, Rock Fragmentation by Blasting, Balkema, Rotterdam.

9. 9. Langefors U., Kihlstrom B., 1978, The Modern Technique of Rock Blasting, Halsted Press a Division of John Wiley & Sons Inc., Third Edition, 438, New York.
10. 10. Jimeno, C.L., Jimeno, E,L., Carcedo F.J.A., 1995. Drilling and Blasting of Rocks, A. A. Balkema, Rotterdam, Netherlands.
11. 11. Aksoy, M., Kahriman, A., Özer, Ü., Karadoğan, A., Özdemir, K., 2007. The Analysis of Ground Vibrations Induced by Blasting at Çan Open Pit Mine, 5th Drilling and Blasting Symposium, Ankara, Turkey, 205-212.
12. 12. Avşar, U., 2006. Evaluation of Alluvial Deposits in Gemlik Basin in Terms of Earthquake Codes. MSc Thesis, Middle East Technical University, 25-26, Ankara.
13. 13. Hüdaverdi, T., 2015, Prediction of Blast Induced Ground Vibration Using Various Regression Models, Çukurova University Journal of Faculty of Engineering and Architecture 30(1), 141-150 (in Turkish).
14. 14. Blasters Handbook, 2000, International Society of Explosives Engineers, 17th Edition, 600-602.
15. 15. Berry, P., Pistocchi, A., 2003. A Multicriterial Geographical Approach for the Environmental Impact Assessment of Open-Pit Quarries, International Journal of Surface Mining, Reclamation and Environment, 17(4), 213-226.
16. 16. Khandelwal, M., Singh, N., 2005. Prediction of Blast Induced Air Overpressure in Opencast Mine, Noise and Vibration Worldwide, 36(2), 7-16.