Bir Taç Ocagi Basamak Patlatmasinda Uygulanan Farkli Delik Boyu Seçeneklerinin Delme Maliyet Ve Verimliligine Etkisinin Incelenmesi: Saha Çalismasi

Transkript

1 Bir Taç Ocagi Basamak Patlatmasinda Uygulanan Farkli Delik Boyu Seçeneklerinin Delme Maliyet Ve Verimliligine Etkisinin Incelenmesi: Saha Çalismasi Ö AKKOYUN Dicle Üniversitesi Maden Mühendisligi Bölümü ÖZET Bu çalismada, bir tasocaginda basamak patlatmalarinda uygulanan farkli delik boyu seçenekleri, delme maliyet ve verimliligi açisindan karsilastirilmislardir. Basamak yüksekligi, dolayisiyla delik boyu; yaygin bir uygulama olarak 6-10 m arasinda seçilir ve bu seçim sirasinda makine parki, üretim hizi, seçimli kazi gibi bir takim parametreler göz önüne alinir. Delme süresi içerisinde önemli bir payi olan tij sökme ve takma süresi, delik boyu uzun seçildiginde artacaktir. Delik boyunun kisa seçilmesi durumunda ise, delik sayisi artacagi için toplam yanasma süreleri artacaktir. Bir tasocaginda delik boyuna bagli olarak birim delme süresinin nasil degistigi bu çalisma kapsaminda teorik ve pratik olarak arastirilmistir. Uygulamada her delik boyu alternatifi gerçeklestirilemedigi için sahadan elde edilen veriler kullanilarak bir bilgisayar programi hazirlanmis ve ölçülemeyen durumlar için tahminlerde bulunulmustur.

2 1.GIRIS Açik isletme yöntemi ile üretim yapilan maden ocaklarinda patlatma uygulamasi tüm çalisma içerisinde önemli biri yer tutmaktadir. Delme ve patlatma uygulamalari, genellikle olusturulan basamaklarda gerçeklestirilmektedir. Gerek güvenlik gerekse verimlilik açisindan uygulanmasi önerilmese de (Bilgin, 2004) basamak patlatmasindan farkli olarak galeri patlatmasi uygulamalarina özellikle tasocaklarinda rastlanmaktadir. Açik isletme yöntemi ile üretim yapilan maden ocaklarinda uygulanan patlatmalarin etkili olabilmesi için, kullanilan patlayici madde, kazilmak istenen kayaç içerisine homojen bir sekilde ve en uygun geometride dagitilmalidir. Patlayici maddenin kayaç içerisine dagitilabilmesi ve orada patlatilabilmesi için kayaçta delici makineler yardimi ile delikler delinmektedir. Deliciler; sahip olduklari en az bir boom üzerinde birbirine baglanabilen tijler ve en uçtaki bit ile kayaci delerek ilerleyen özel makinelerdir. Kayaç içinde egimli yada dik delik delebilirler. Delme takiminin ucundaki bitin baski ile kayaç içerisinde dönmesi ile kaçay kirilmakta ve kirilan parçalar tijlerin ortasinda bulunan delikten bit ucuna-delik dibine- kadar inen hava yardimi ile delik üstüne kadar tasinmaktadir. Tij takiminin en alt ucundaki bit tarafindan ezilen bu kayaç parçalarinin delik disina tasinmalari delmenin saglikli yapilabilmesi açisindan çok önemlidir. Delik boyuna bagli olarak tanelerin disariya tasinmalari için gerekli olacak basinçli hava miktari da degisiklik göstermekle birlikte bu havayi saglamak için her delici makine yanina basinçli havayi üretmek için bir kompresör gerekmektedir. Yeni üretilen delici makinelerde kompresör delici makine üzerine monteli olarak gelmektedir. Delici makinelerde kullanilan ve tijlerden olusan delme takiminin en alt ucunda bulunan ve bit adi verilen parçanin çapi, açacagi deligin çapini belirlemektedir. Delik çapiu, delme-patlatma uygulamalarinda patlayici madde miktarindan delik geometrisine kadar her parametreyi dogrudan etkileyen önemli bir degiskendir. Delik çaplari genelde 64 mm. Den 381 mm. ye kadar degismektedir (Yildiz ve Köse, 2003). Delme patlatma çalismalarinin uygulandigi maden isletmelerinde ve yol, baraj ve diger insaat islerinde delme-patlatma uygulamasi genel çalisma içerisinde önemli bir yer tutmaktadir. Özellikle delme sistemi ve delik düzeni önceden ve iyi planlanmadiginda ekonomi ve verimlilik açisindan istenmeyen sonuçlar ile karsilasmak olasidir. Bu nedenle delme-patlatma uygulamalari iyi planlanmali ve uygulanmalidir. Iyi bir planlama için etkin parametreleri tespit etmek ve degistirilebilir olanlar üzerinde çalismalar yaparak optimum degerlere ulasmaya çalismak gerekmektedir. Bu çalismalar yapilirken çikis noktasi delmepatlatma konusundaki bilgi birikimidir, ancak her kayacin kendine özgü davranisi olabilecegini, kayaç özelliklerinin her yerde ayni olmayacagini, bir ocak içerisinde dahi farkli basamaklarda farkli sonuçlar ile karsilasilabilecegi gerçegini unutmamak gerekmektedir. Açik isletme yöntemi ile üretim yapilan maden ocaklarinda en sik kullanilan patlatma yöntemi olan basamak patlatmasi yönteminde etkin olan parametrelerden bazilari asagidaki gibidir; Kayaç Özellikleri Delik çapi Delik boyu Delik düzeni Patlayici madde cinsi Atesleme sistemi Istenen ürün tane boyu Bu çalisma kapsaminda delme sistemi içerisinde önemli biri yeri olan delik boyu parametresi üzerinde durulmaktadir Delik Boyu Delik boyu, basamak patlatmasinda en önemli parametrelerden birisidir. Bir açik isletmenin seklini görüntüsünü, üretim esnekligini belirleyen unsur basamak yüksekligidir. Basamak yüksekligi ise delik boyu seçimi ile saglanir. Delik boyu seçimine ise bir çok parametre etki etmektedir. Delik boyunun hem delme, hem patlatma ve hem de yükleyici makineler açisindan önemi büyüktür. Delik boyu gereginden kisa tutuldugunda delici makineden tam verim alinamamis olur. Aksine deligin fazla derin olmasi halinde, hem delme hizinin düsmesi, delgi ve patlayici madde doldurma hatalarinin artmasi ve hem de makinelerin zorlanmasi kaçinilmaz olur (Erkoç, 1990).

3 Bir açik isletme, özellikle günlük üretimin yüksek oldugu bir tasocagi üretim plani hazirlandiginda üzerinde durulmasi gereken en önemli parametrelerden birisi de basamak yüksekligidir. Basamak yüksekligi, ya da bagli olarak delik boyu, yapilacak üretimin esnekliginden, ocakta çalisacak is makinelerinin büyüklüklerine kadar bir çok üretim parametresini dogrudan etkilemektedir. Basamak yüksekligi kisa seçildiginde delinmesi gereken delik sayisi artacak, delici makinenin manevra yaparak çok sayida delik delmesi gerekecektir. Büyük delik boyu durumunda ise delinesi gereken delik sayisi azalacak buna karsin bir delik delme sirasinda uygulanan tij takma-tij çekmetij çikarma islem zamanlari ile manson gibi delme aparatlarinin tüketiminde artis gözlenecektir. Ayrica uzun delik boyu, delik sapmasi ihtimalini artiracaktir. Normal patlatmalarda kural olarak basamak ayna yüksekliginin, delik ayna uzakliginin en az 2,5 en fazla 6 kati alinmasi dogru seçim olacaktir. Yükleyici makinelerin de, güvenli ve verimli çalisabilmeleri açisindan, karsilarinda uygun bir ayna yüksekligi olmasi gerekmektedir. Tarif olarak bu mesafe kepçe erisebilme yüksekligidir. Genel olarak basamak yüksekliginin 3 ile 18 metre arasinda degistigi söylenebilir (Bilgin, 2003). Basamak yüksekligine bagli olarak uygulanacak delik boyunu etkileyen etmenler; Kaya özellikleri Sev Durayliligi özellikleri Kazici-Yükleyici makine özellikleri Kazi seçimliligi ve esnekligi Kompresör ve delici makine kapasitesi Delme takimi çalisma kosullari Delik boyunun uzun seçilmesi durumunda asagidaki sonuçlar beklenebilir (Bilgin, 2003); Basamagin yükselmesi, yemleyici ve kapsül tüketimini azaltir. Basamak yüksekliginin artmasi optimum delik çapini da büyültür, bu ise genelde toplam delik maliyetini azaltir Yüksek basamaklar, büyük kazici-yükleyici makinelerin kullanilmasina olanak verir. Sev durayliligini zorlastirir, kayma, tas düsmesi sorunlari ortaya çikar. Delik boyunun büyük olmasi sonucunda sulu deliklerde delik göçmesi, tikanmasi sorunlarina neden olur Delik sapmasi ihtimali artar. Bu delme ve patlatma verimliligini olumsuz etkiler Delme Faaliyeti ve Delik Boyu Basamak patlatmalari için yapilan delik delme islemi; delici makinenin basmak üzerinde hareket ederek önceden planlanan delinecek noktaya manevra yapmasi, delme takimini delik noktasina nisanladiktan sonra delme islemine baslamasi ve bir tij boyu kadar delmesi, bir sonraki tijin bir öncekinin arkasina eklenmesi, planlanan delik boyuna ulastiktan sonra ise delme takiminin yukari çekilmesi, en üstteki tijin sökülmesi, takip eden tijin çekilmesi, sökülmesi, bomda tek bir tij kalana kadar devam edilerek delme takiminin delikten çikarilmasi ve yeni delige dogru manevra için hazirlanilmasi islemlerini kapsamaktadir. Seçilen delik boyuna bagli olarak bu islemlerin sirasinda bir degisiklik olmasa da ihtiyaç duyduklari çalisma zamaninda önemli degisiklikler meydana gelebilecektir. Delik boyu degisimine bagli olarak meydana gelmesi muhtemel sonuçlar su sekilde siralanabilir; Büyük delik boyu seçildiginde delinmesi gerekli delik sayisi azalacagi için toplam manevra süresinde bir azalma meydana gelecek, buna karsin tij sayisi artacagi için tij takma, çekme, sökme sürelerinde bir artis meydana gelecektir. Delik boyunun artmasi sonucunda delik sapmasi, hatali delme, delikte takim sikismasi gibi olumsuz sonuçlarda artis meydana gelebilecektir. 2. YAPILAN ÇALISMALAR Delik boyunun farkli alternatiflerinin delme zamani ve dolayisiyla delme maliyeti açisinda ne tür sonuçlar doguracaginin incelenmesi amaciyla bir çalisma gerçeklestirilmistir. Bu çalismada bir tas ocaginda delme patlatma çalismalarinda kullanilan delici makine üzerinde ölçümler yapilmis ve çalisma süresince manevra, tij takma, sökme, çikarma, çekme gibi degerler ölçülmüs ve iki ayri basamak yüksekliginde yapilan delik delme çalismalari ile delici makinenin delme performansi karsilastirilmistir. Üretim çalismasi süren ve büyük üretim taahhütleri ile çalismasina devam etmekte olan bir

4 tas ocaginda degisik basamak boyu alternatiflerinin tamamini yerinde uygulayarak test etmenin mümkün olamayacagi açiktir. Ayirca delik boyu delme süresinin disinda baska bir çok parametreyle de dogrudan iliskilidir ve önceden seçilmis olan makine parki bu degisikliklere yeterince esnek cevap vermeyecektir. Bu ve benzeri zorluklar nedeniyle söz konusu tas ocaginda sadece iki farkli basamak boyu için gerçek ölçüm degerleri alinmistir. Buna ragmen alinan gerçek süre ölçümleri ve teorik hesaplamalarda da yararlanarak bir bilgisayar programi gelistirilmis ve diger delik boyu alternatifleri bilgisayar programi ile karsilastirilmistir Uygulanan Yöntem Çalisma Ankara ili yakinlarindaki bir tasocaginda gerçeklestirilmistir. Tasocagi açik isletme yöntemi ile isletilmektedir ve dört adet basamaktan olusmaktadir. Üretim, çimento fabrikasinin talebi dogrultusunda günlük ortalama ton olarak planlanmistir. Isletme makine parki; 2 adet Beko kazici yükleyici (Cat 325 ve HF 400), 1adet lastik tekerlekli yükleyici (Cat 966), bir adet dozer (Cat D7), ve bir adet delici makine ile bagli oldugu kompresörden olusmaktadir. Delici makinede, bir adet dizel motor, iki adet hidrolik pompa ve harici kompresör bulunmaktadir. Bit çapi 89 mm, tij boyu 3 m. dir. Tijlerin takma, sökme islemleri hidrolik sistemin de yardimi ile ve operatör yardimcisi tarafindan yapilmaktadir. Tasocaginda delici makine çalismasi gözlemlenerek ortalama manevra süresi, tij takma, sökme, takma, çekme, süreleri ile delme hizlari bilgileri elde edilmistir. Tasocaginda halihazirda mevcut olan basamaklarda (1050, 1060 ve 1070 nolu basamaklar) delik boyu 10 m dir. Tasocaginda yeni açilan en üst kottaki basamakta (1080 adli basamak) ise topografya etkisi ile basamak yüksekligi 6-7 m olarak planlanmistir. Ocagin bir yerinde delici makine 7 m ye uygun delikler delerken diger tarafta 10 m delikler delmektedir. Her iki delik boyunda da delici makinenin çalismasi gözlemlenmis, ölçümler alinmis ve gerek 10 m delik boyunda ve gerekse 7 m delik boyunda delici makine çalisirken manevra, tij takma, tij sökme gibi süreler açisindan ayni degerlere ulasilmistir. Bu durumlarla ilgili elde edilen bilgiler asagidaki çizelgede verilmistir (Çizelge 1). Çizelge 1. Ölçümlerden Elde edilen Veriler Eylem Ölçüm Sayisi Ortalama (Dakika) Manevra (dak) 10 4,6 Tij takma (dak) 10 1,2 Tij çekme (dak) 10 0,8 Tij sökme (dak) 10 1,3 Delme Hizi (dak/m) 20 0,16 Iki tij ile delinen bir deligin delinmesi için geçen süre; delici makinenin delik basina gelmesi (manevra) birinci tijin delinmesi ikinci tijin takilmasi ikinci tijin delinmesi ikinci tijin çekilmesi ikinci tijin sökülmesi birinci tijin çekilmesi seklinde olmaktadir. Bu durumu farkli tij sayisina sahip delikler için de kullanabilmek için genel bir esitlik haline getirmek için asagidaki esitlik kullanilabilir; n Ts= = Ts M N D Ç T N 1 M + N*(D+ Ç) + (N -1)*(T + S) (1) : Bir delik için geçen süre (dakika) : Delici makine manevra süresi (dakika) : Tij sayisi : Bir tij boyu delme süresi : Tij çekme süresi : Takma süresi 2.2. Elde Edilen Veriler Tasocaginda 7m ve 10m delik delinen basamaklarda çalisan delici makine delme performansi izlenmis ve delici makine ile ilgili degerler kaydedilmistir. Delici makinenin isletme giderleri hesaplanirken delici makine operatörü ve yardimcilarinin aylik maaslari ve delici makine ve kompresörün yakit giderleri hesaplanmistir. TG=U+Y (2) U=OP+OPY (3) Y=YD+YK (4) Burada; TG :Bir Delik Için Isletme Toplam Gideri (YTL)

5 U :Ücretler (YTL) Y :Yakit Ve Yedek Parça Gideri (YTL) OP :Delici Operatörü Brüt Ücreti (YTL) OPY :Delici Operatör Yardimcisi Brüt Ücreti (YTL) YD :Delici Makine için Yakit ve Yedek Parça Gideri (YTL) YK :Kompresör Için Yakit Ve Yedek Parça Gideri (YTL) Bir delikten elde edilen teorik kazi hacmini hesaplayabilmek için ise yük mesafesi, delikler arasi mesafe kullanilarak hesaplama yapilabilir. Bu durumda bir delikten elde edilen teorik hacim; H=DB*B*S (5) Burada; H DB B S :Teorik Hacim (m3) :Delik Boyu (m) :Yük Mesafesi (m) :Delikler Arasi Mesafe (m) Tasocaginda yapilan çalisma sonucunda elde edilen veriler ve yukarida verilen esitlikler ve hesaplamalar kullanilarak elde edilen tablo Çizelge 2 de verilmistir. yapilabilmistir. Ancak bu iki alternatif için yapilan ölçümler sonucunda (1) esitligine ulasilmis ve diger delik boyu alternatiflerinin bu esitlik yardimi ile teorik olarak hesaplanabilecegi degerlendirilmistir. Elde edilen verilerden de yararlanarak farkli delme süreleri, farkli delme takimi alternatifleri ve farkli delme isletme gideri degerleri için kullanilabilecek basit bir bilgisayar programi ile farkli delik boyu alternatiflerine karsilik gelen kazi teorik hacmi ve birim delme gideri gibi degerlerin hesaplanabilecegi tespit edilmis ve program gelistirilmistir. Ölçümü yapilamayan ve farkli tij boylari ile farkli delik boylarini da hesaplamada kolaylik saglayacak bilgisayar programi algoritmasi Sekil 1 de verilmistir. Burada kullanilan hesaplamalar (1),(2), (3), (4) ve (5) esitliklerinde verilen formüllerdir. Program, kolay anlasilir veri girisi pencereleri ve nesnelerine sahip olmasi açisindan visual (OOP) derleyici olan MSVBasic derleyicisi ile hazirlanmistir. Program çalistiginda ekrana gelen pencere Sekil 2 de verilmistir. Çizelge 2. Tasocagindan alinan Veriler ve Yapilan hesaplama Sonuçlari Bir Çalisma Günü Için Delik 7 m Delik 10 m Toplam delik sayisi 10 6 Toplam delik boyu (m) Toplam kazi hacmi (m3) Birim hacim (m3/m) 0, , Birim delik gideri (YTL/delik) 23, ,72222 Birim delme gideri (YTL/m) 3, ,41358 Birim delme gideri (YTL/m3) 0, ,78658 Bir deligin delinmesinden elde edilen hacim ve deligin delinmesi için yapilan gider ile ilgili olarak iki farkli birim delme maliyeti tanimlanabilir. Bunlardan birincisi delinen delik metresi basina yapilan gider ve digeri; elde edilen tüvenan hacmi (m3) basina delme gideri olarak hesaplanabilir. Gelistirilen program algoritmasi içerisinde her iki hesaplamaya da yer verilmistir. Sekil 1. Gelistirilen Programin Akim Semasi 2.3. Gelistirilen Yazilim Çalismanin yapildigi tas ocagi sartlarinda sadece iki farkli delik boyu alternatifine ait uygulamalar

6 Sekil 2. Bilgisayar Programinin Açilis Penceresi

7