Madenlerde Hazırlık Kazısı Ders Notları

Transkript

1 Maden Teknolojisi Programı Madencilik ve Maden Çıkarma Bölümü MDT 1152 Madenlerde Hazırlık Kazısı Ders Notları

2 İÇİNDEKİLER 1. GİRİŞ 2. MADENCİLİKTE KULLANILAN TERİMLER 3. MADEN İŞLETMECİLİĞİNİN ANA İŞLEMLERİ 4. MADEN YATAĞININ DEĞERİNİ ETKİLEYEN ETMENLER 5. HAZIRLIK İŞLERİ (BÜYÜK, KÜÇÜK HAZIRLIKLAR) 6. HAZIRLIKLARLA İLGİLİ YOLLARIN AÇILMASI İŞLERİ 7. KAZI İŞLERİ (KAYA ÖZELLİKLERİ, KAZI YÖNTEMLERİ VE ALETLERİ) 8. KUYU AÇMA İŞLERİ 2

3 KÖMÜRÜN OLUŞUMU KÖMÜR, BİTKİ PARÇALARININ BATAKLIK ALANLARDA BİRİKMESİYLE OLUŞMUŞ TABAKALARIN, ÜZERLERİNDE GİDEREK ARTAN ISI VE BASINÇ SONUCU FİZİKSEL VE KİMYASAL DEĞİŞİKLİĞE UĞRAMASIYLA, 15 MİLYON YIL İLE 300 MİLYON YIL ARASINDA MEYDANA GELMİŞ KATI FOSİL ORGANİK KÜTLEDİR. GENELLİKLE YAŞLI KÖMÜRLER DAHA KALİTELİDİR. KÖMÜRLER ORGANİK OLGUNLUKLARINA GÖRE LİNYİT ALT-BİTÜMLÜ KÖMÜR BİTÜMLÜ KÖMÜR, TAŞ KÖMÜRÜ OLARAK SINIFLANDIRILABİLİR. KÖMÜR DÜNYADA EN YAŞLI OLARAK BULUNAN, GÜVENİLİR AYNI ZAMANDA DÜŞÜK MALİYETLERLE ELDE EDİLEBİLEN FOSİL YAKITTIR. KÖMÜR DÜNYADA 50 DEN FAZLA ÜLKEDE ÜRETİLMEKTEDİR. KÖMÜR KULLANIMI, DEPOLANMASI VE NAKLİYESİ AÇISINDAN EN EMNİYETLİ FOSİL YAKITTIR. ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİNDE UCUZ VE REKABETÇİ BİR YAKIT OLMASI NEDENİ İLE DÜNYA ELEKTRİK ÜRETİMİNİN %40 ı KÖMÜRDEN KARŞILANMAKTADIR. Bataklık ISI TURBA TAŞKÖM

4 TÜRKİYE KÖMÜR HARİTASI

5 1. MADENCİLİKTE KULLANILAN TERİMLER YERALTI İŞLETMESİ (KAPALI OCAK) : Her türlü açık işletmelerde kuyu ve diğer girişler, eğimli kuyular, düz ve eğimli galeriler ile birlikte yeraltı kazı ve imalatı, çıkarma, çekme havalandırma, gerektiğinde yeraltında kullanılan elektrik cereyanının üretim ve dağıtımına yarayan tesis ve teçhizat ile birlikte kömür ve cevher çıkartma işlerinde kullanılan diğer yeraltı yollarını, çeşitli iş yerlerini, açılmakta olan kuyuları, yeraltına doğru kazılmakta olan tüm vinç ve varagel yollarını ve galerilerini kapsayan bir işyeridir. GRİZU : Yeraltında maden kömüründen çıkan metan (CH 4 ) gazının hava ile karışımına denir. ANA LAĞIM : Ana yol anlamına gelir. Genellikle çift demiryolu ve ocağın toplam gereksinimine yetecek miktarda hava geçmesini sağlayacak açıklığı olan taş içinde açılmış galerilerdir. MOSTRA : Cevher yatağı ya da kömür damarının toprak üstünde görünen kısmına denir. AÇIK İŞLETME (AÇIK OCAK): Yer yüzünde yapılan maden çıkartma işidir. 5

6 AYAK : Kömür damarı veya cevher yatağı içerisinde, birbirine paralel yada belli ara uzaklıkta sürülmüş iki galeri ve bunların arasında belli uzunlukta, sürekli ve düzenli kazı ile ilerletilen üretim aynasına ve bağlantılarına denir. ŞÖVELMAN : Kuyu ağzındaki asansör kulesidir. BÜR : Yeraltında iki katı birleştiren düşey açılmış kuyulardır. TOPUK : Bazı yapıları korumak amacıyla alınmadan yeraltında bırakılan cevher kısımlarıdır. BAĞ : Galeri açma işlerinde tavan ve yan duvarların göçmesini önlemek amacıyla yapılan tahkimat birimidir. TENÖR : Cevherin faydalı mineral yüzdesidir. VANTÜP : Silindirik hava borularıdır. 4

7 TAHKİMAT: Yeraltı yapılarının tavanlarını tutmak için destekleme işlemidir. ARIN (AYNA): Bir ocakta her türlü baca, ayak, galeri, kuyu veya yolların ilerlemekte olan yüzlerini tanımlar. HAVALANDIRMA: Yeraltında yeterli miktarda ve uygun kalitede havanın dolaştırılması için yapılan tüm işlemlerdir. KONSANTRE : Cevher hazırlama tesislerinde zenginleştirilmiş cevherdir. ROSET : Kuyu dip ve başlarının veya ara katların yatay yollarla üretim yerlerine bağlantısını sağlayan mahaldir. KAFES : Maden kuyularında insan malzeme ve ocak arabası naklinde kullanılan tek veya çift katlı çelik konstrüksiyonlu kabin. Çalışanların yeraltı ocağına giriş ve çıkışları da bu kafeslerle yapılır. Diğer bir deyişle kuyu içinde nakliyatı sağlayan asansördür. 7

8 SKİP : İhraç kuyusunda taş veya yeraltında üretilen madenin yerüstüne naklinde kullanılan ve altındaki otomatik kapak ile boşaltma yapabilen çelik kova. Şövelman MOLET Üst Halat Alt Halat Kuyu Kuyu Ağzı Hareket Tamburları Skip veya Kafes 8

9 KAMA : Arazi boşalmasına karşı bağların üstüne ve arkalarına konan, kullanıldığı yerdeki koşullara bağlı olarak kalınlığı 3-8 cm., boyu 1-4 m. arasında değişen ağaç parçalarına denir. ÇATAL DİREK : Normal olarak sarma altına, tavan basınçlarının fazla olduğu yerlerde boyunduruk ve çıplak tavan altına konan takviye direktir. BOYUNDURUK : Ağaç bağda iki yan direk üzerine konan ve esas tavan yükünü taşıyan çintili yatay direğe denir. TAKOZ : Direk başı ile tavan arasına yerleştirilen, tavanın yükünü direğe ileten ve esneklik sağlayan küçük ağaç parçasına denir. DEKAPAJ : Açık işletmelerde cevher yatağı ya da kömür damarının üstünde bulunan örtü tabakasının kazılarak kaldırılması işidir. POSTA : Lağım ve diğer galeri arınlarından çıkan taş ve toprağa denir. 9

10 GİDAJ : Kuyularda kafesin ya da skibin aşağı yukarı inerken sağa sola sallanmasına engel olan ve kafese kızaklık yapan çelik ray yada halatlara denir. ARA KESME : damar içinde bulunan bant halindeki kayaç tabakalarıdır. DESANDRE : Belirli bir kottan aşağı doğru sürülen yatımlı damar içi yada taş yollarıdır. DEPRESYON : Ocak içindeki galerilerde iki nokta arasında ölçülen hava basıncı farkıdır. FIRÇA : İki bağ arasına vurulan ince direklere denir. BACA : Ocaklarda kömürün kazılarak çıkartıldığı yere denir. 1 0

11 BARET: İş güvenliği amacıyla madencilerin giydiği özel yapılmış şapkalardır. DAMAR : Uzunluğu, derinliği ve kalınlığı bulunan ve genel olarak kalınlığı diğerlerine nazaran çok az olan yeraltı tabakaları yada kayaçlar arasına sıkışmış genellikle düzgün kalınlıktaki kömür ve düzensiz bir yapı görünümünde olan cevher kütlesine denir. DOMUZDAMI: Özellikle göçertmeli uzun ayaklarda uygulan ve ayak arkasını göçertmeye yarayan tahkimat elemanıdır. POTKOPAÇ : Arında kömür kazısını kolaylaştırmak için derinlemesine açılan dar boşluğa denir. Genellikle damarın yumuşak tabakası içinde açılır. REKUP : Damar yada ya da yatağı kesesiye sürülen taş galerilerle, damar içinde birbirine paralel sürülmüş iki kılavuzu dik olarak birleştiren galerilerdir. PASA : Cevherin işe yaramayan kısmına denir. 9

12 AKROSAJ : Dik ve eğimli kuyuların dip ve başlarında çalışmakta olan katlardaki manevra yollarını ve bunlara bağlı açıklıkları ifade eder. KARTİYE : En çok 300 kadar işçinin bir yeraltı üretim birimidir. KAVLAK : Kazı yapılan alanlarda ya da diğer galerilerde, özellikle tahkimatsız kısımlarda tavanda ve yanlarda kabarıp kolayca sökülebilen ve hatta kendiliğinden düşebilir durumdaki taşlara denir. ATIM : Ateşleme işlemi sonunda serbestleşen maden veya örtü tabakası kitlesine denir. 12

13 GALERİ : Bir tarafı kapalı olan tünel ya da arazi içinde sürülmüş yoldur. GÖÇÜK : Yeraltı işyerinde yapılan tahkimatın yetersiz olması yada eskimesi veya başka bir nedenle devrilmesi sonucu tavanın kırılarak aşağı düşmesi (boşalması) olayına denir. FAY : Bir tabaka serisini bölen ve bölümlerin konumunu değiştiren çatlaklara denir. KILAVUZ : Damar yada yatağın tavan ve taban taşları arasında genellikle yatay sürülen yollara denir. 13

14 PABUÇ : Demir bağları ve demiryolları birbirine bağlayan bağlantı parçasına denir. PARAŞÜT : Asansörlerde çekici halatın koptuğu zaman kafesi gidajlar arasında sıkıştırıp sağa sola sallanmasına engel olan, tırnaklar vasıtasıyla kafesin kayıtlara artan bir basınçla tutunmasını sağlayan düzen. LAĞIM ATMA : Taşta ve kömürde galeri açma ile cevher ya da kömür kazı işlerinde, kazıyı kolaylaştırmak için arına delinen deliklerin patlayıcı madde ile doldurulup ateşlenmesi işidir. LAVVAR : Cevher-kömür yıkama tesisidir. TABAN YOLU : Cevher içinde açılan hazırlık galerileridir. Üst kottan sürülene üst taban yolu, alt kottan açılana ise alt taban yolu denir. TARAMA : Yeraltı galerilerinde üst ve yan basınçlar nedeniyle daralmış olan açıklıkların genişletilmesi işine denir. SARMA : Ayaklarda, baca tahkimatlarında tavan altına konan yuvarlak ve ortadan bölünmüş 3 veya 4m. uzunluktaki direğe denir. BAŞAŞAĞI : Üst taban yolundan eğim aşağı sürülen bağlantı galerisine verilen addır. 14

15 2. MADEN İŞLETMECİLİĞİNİN ANA İŞLEMLERİ Tipik bir maden işletmesinin ana işlemlerinin gösteren şematik bir açıklama Şövelman toplu durumda Atık Sahası Üretim tesisi Kazısı Tamamlanmış Açık işletme Havalandırma kuyusu Başaşağı Kazısı Tamamlanmış Ve doldurulmuş bölüm Terkedilmiş Üretim yapılan Topuk Üretim için hazırlanan Topuk Kat Arakat Anakat Nakliye katı Arakat Kelebesi Tartı Cebi Cevher Nakliye Feresi Silo Cevher Kafes Skip Su Havuzu Pompa İstasyonu Band Konveyör Arama Sondajları Klavuz Galeri Şlam Havuzu Gelecekte Kullanılacak Rezervler 15

16 Yeraltı işletmesi ve yerüstü tesisleri Açık işletme genel görünümü Açık işletme kazı ve yükleme 16

17 MADENCİLİKTE YAPILAN BAŞLICA İŞLER ARAMA (Prospeksiyon) DEĞERLENDİRME (Fizibilite) HAZIRLIK (Üretime Hazırlık) ÜRETİM KAZI TAHKİMAT SU ATIMI HAVALANDIRMA ULAŞIM (NAKLİYAT) İHRAÇ CEVHER HAZIRLAMA 17

18 2.1 ARAMA Arama, yeryüzüne çıkmamış bulunan maden yatağının yerini saptamak üzere yapılan araştırma işlemidir. Bu işlemler; çeşitli jeolojik çalışmalar, uçak yada uydudan alınan hava fotoğraflarının değerlendirilmesi (fotojeoloji), haritalama, petrografik tayinler ve maden yatakları çalışmalarını kapsar. Bu bağlamda çeşitli bilgisayar programları ile pek çok jeolojik, jeofizik, jeokimya bilgileri değerlendirilmekte ve yeraltında saklı olan maden yatakları keşfedilmektedir. Arama aşamasında maden yatağının mostra alınan yada kuyu, galeri veya sondajlarda elde edilen temsili numuneler kimyasal, spektrografik, radyometrik ve benzeri analizlere tabi tutularak cevher yatağının yayılımı ve kalitesi hakkında kapsamlı ve detaylı bilgiler elde edilmeye çalışılır. Yatağın boyut ve geometrisi, şekil ve lokasyonu nitelik ve nicelik yönünden ortaya konur. Ekonomik değeri belirlenir. 16

19 Maden arayıcısı gerekli ve yeterli jeolojik bilgiye sahip olmalıdır. Arama yapılacak bölge sistemli ve düzenli bir biçimde araştırılır, bulgular jeolojik haritalara işlenir. Araziden numuneler alınır ve laboratuvar analizleri yapılır. Maden aramada geçirilen bazı safhalar; Mostraların ve arazinin iyice incelenmesi Jeolojik oluşumların ve onların yapısal değişimlerinin harita üzerine titizlikle işlenmesi Sondajlarla arama Yeraltı aramaları Jeofizik aramaları Madenlerin aranması ve işletilmesi hakkı Devlete aittir. Devlet bu hakkını belli bir süre için, gerçek ve tüzel kişilere devredebilir. Bu durumda gerçek ve tüzel kişilerin uyması gereken şartlar, Devletçe yapılacak gözetim, usul ve esaslar kanunda gösterilir. Madencilik faaliyetlerine ilişkin izin ve ruhsat alınırken aranacak veya işletilecek madenin cinsi, arama veya işletme alanının yeri ve büyüklüğü, işletme ve arama süreleri kanun ve yönetmeliklere göre belirlenir. Örneğin; maden kanununa göre bor ve radyoaktif özellikli ve stratejik madenlerin (uranyum ve toryum gibi) arama ve işletme izin ve ruhsatları özel veya tüzel kişilere verilemez. Arama ruhsatının düzenlenmesinden sonraki ilk bir yıl ön arama dönemidir. Ön arama süresi sonuna kadar, maden arama projesinde belirtilen faaliyetlerin tamamlandığını ve bu faaliyetlere ilişkin yatırım harcamalarını gösteren ön arama faaliyet raporunun verilmesi zorunludur. Aksi takdirde ruhsat iptal edilir. Yükümlülüğünü yerine getiren ruhsat sahipleri aranan madenin türüne göre bir veya iki yıl daha genel arama dönemine hak sağlar. 19

20 Devletin hüküm ve tasarrufu altındaki madenlerde, işletmeye elverişli ekonomik bir cevherin bulunması durumunda ruhsatların verilmesi, denetimi, projelerinin incelenmesi ile ilgili madencilik faaliyetleri Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı adına Maden İşleri Genel Müdürlüğü (MİGEM) tarafından yürütülmektedir. 20

21 2.1.1 Aramaya Hazırlık : Aramaya başlamadan önce aranacak saha ve maden konusunda olabilecek her türlü bilgi toplanmalı ve incelenmelidir. Arama süreci, önceden üretilmiş verilerin yorumlanmasıyla başlar, madenin üretilmesi sırasında devam eder ve madenin tüketilmesine rağmen bir süre daha devam eder. Aranacak maden sahası ile ilgili yazılmış raporlar, Daha önce yapılmış jeolojik haritalar, Ön arazi araştırmalarının olup olmadığı dikkatlice araştırılmalı ve bunlardan yararlanılmalıdır. Herhangi bir madenin aranması, o bölgede gerçekleşmiş jeolojik olayların, etkili oldukları alanların, kayaç türlerinin ve geometrisinin çözümlenmesini gerektirmektedir. Cevher yatakları genellikle belirli tip kayaçlarla bir arada bulunurlar. Arama sırasında bu kayaçların yeryüzünde görülmesi cevherin mostra verdiğini gösterir. Bazı maden yataklarının aranmasında aşağıdaki bilgilerden yararlanılır. Krom, elmas ve platin çoğunlukla peridotit ya da bunun değişiminden oluşan «serpantin» içerisinde bulunur. Manyetit, nikelli pirit ve kalkopirit ise diorit içinde bulunur. Bazende kalkopirit, diabaz veya gabrolarla bulunabilir. Altın, kuvars damarlarında piritle birlikte bulunur. Bulunan mostraların istikameti, yatımı ölçülür ve haritaya işlenir. Mostranın devamlılığı araştırılır ve cevherleşme olabilecek sahalar belirlenir Jeolojik Etüt : Cevherleşme olabilecek sahalar belirlendikten sonra, ümitli sahaların ayrıntılı jeolojik yapısının, tektonik ve mineralojik unsurlarının belirlenebilmesi amacıyla yapılan jeolojik çalışmalardır. 19

22 Bu çalışmalar 1/ den daha büyük ölçekli olmaktadır. Temel amaç; cevherleşme ve çevre kayaçlar için daha verimli ve ayrıntılı bilgiler sunarak çalışma alanını daha da sınırlamaktır. 3.Jeokimyasal Yöntemle Arama : Aranacak madenin ne olduğunu içindeki elementlerin tespiti yapılır. Bu amaçla maden yatağının yakın çevresindeki kaya, toprak, bitki veya dere kumlarından örnekler alınarak kimyasal analizleri yapılır. 4. Jeofizik Yöntemle Maden Arama Özellikle derinlerde cevherleşme hakkında daha ayrıntılı bilgilerin edinilmesi ve işletme dönemine ışık tutacak muhtelif işletme problemlerinin çözümü, tektonik yapının ortaya çıkarılması, cevher kalitesinin ve büyüklüğünün bir ölçüde belirlenmesini esas alan çalışmalardır. Sondaj, galeri, yarma vb. madencilik çalışmalarının maliyetine kıyasla daha küçük maliyetli olması nedeniyle tercih edilen bir yöntemdir. Maden ve minerallerin ölçülebilir fiziksel büyüklüklerinden yararlanılır. Eğer aranacak maden birden fazla baskın fiziksel özelliğe sahipse birden fazla jeofizik yöntem uygulanır. Maden veya minerali çevreleyen yan veya ana kayacın fiziksel özellikleri madenin fiziksel özelliklerinden daha baskın ise, maden dolaylı olarak aranır, yani önce yan veya ana kayaç saptanmaya çalışılır. Jeofizik uygulamalarının madencilik faaliyetlerinin tüm evrelerinde (arama ve işletme) yer alması, bilimsel ve verimli bir madencilik için zorunludur. Örneğin; damar tipi metalik bir maden yatağının işletme evresinde, damarın kesintiye uğraması halinde, damarın devamının, yön ve uzanımının saptanmasında jeofizik yöntemlerden elektrikelektromanyetik yöntemler galeri veya kuyu içinde bile uygulanarak başarılı sonuç alınabilmektedir. Böylece, işletme faaliyeti jeofizik sonuçlara göre yönlendirilmektedir. 20

23 Maden veya kayaçların fiziksel özellikleri genel olarak şunlardır: ısı veya ışığı yayma, geçirme, kırma ve yansıtma özellikleri; elastik dalgaları iletme, yansıtma ve kırma özellikleri; farklı özgül ağırlıklara sahip olma özellikleri; mıknatıslanabilme özelliği; yüksek veya düşük elektriksel geçirgenlik veya elektriksel özdirenç veya iletkenlik farkına sahip olma özellikleri; elektromanyetik alana ikincil elektrik ve elektromanyetik alanla karşılık verme özellikleri; doğal elektriksel gerilim üretme özellikleri; doğal radyoaktiviteye sahip olma özellikleri, vb. Maden aramalarında kullanılan başlıca jeofizik yöntemler şunlardır. 1.Gravimetrik yöntem : Kayacın yoğunluğuna bağlı olarak, yerçekimi özelliklerinden yararlanılarak geliştirilen aletlerle 2.Manyetik yöntem : Yerkürenin manyetik alanındaki değişimlerden yararlanılarak manyetit demir yatakları ve mıknatıs gibi hassas diğer cevher yataklarının aranmasında 3.Elektrik ve Elektromanyetik(EM) yöntemler : Metalik minerallerin elektrik iletkenlikleri ile öziletkenlikleri arasındaki farktan yararlanılır. 4.Sismik yöntem : Ses dalgalarının kayacın içerisinde ilerleme hızlarından yararlanarak, düz arazilerde ve kayaçların çok farklı sismik hızlara elverişli olduğu yerlerde uygulanır. 23

24 2.DEĞERLENDİRME : Maden yatağının değerini saptamak için yapılan birtakım işlemleri kapsar. Bunların başında da sondaj gelir. Sondaj ile maden yatağının jeotermik boyutları, lokasyonu, derinliği ortaya çıkmakta, yatım, tenör dağılımı ve neticede rezerv denilen maddi varlık belirlenmektedir. Günümüz teknolojisinde bilgisayar işlemlerinin uygulanması ile bu dağılımlar hızlı ve doğru bir biçimde saptanabilmekte, iki ve üç boyutlu profiller ortaya çıkarılabilmektedir. Maden değerlendirmesi, madencilik işlerinin en önemlisi işlerinden olup doğru değerlendirilmesi halinde ocağın gelecekteki gelişmesi kolayca yapılabilmektedir. Yanlış değerlendirmede ise, tüm yatarımlar büyük bir hüsran ve zararla sonuçlanabilmektedir. Modern maden işletmecileri bu işi ciddi olarak yerine getirmekte, uzman kişilerin çalışmalarını şart koşmakta ve yerine yatırım yapmaktadırlar. Aksi düşünüş, az yatırım ile sonuçlanan yanlış değerlendirme, neticede çok büyük kayıplara neden olmaktadır. Bu konuda pek çok acı tecrübeler madencilik literatüründe mevcuttur. 3.HAZIRLIK : Sondajlarla değerlendirilmiş bir maden yatağına erişmek için yapılan tüm işlemlere hazırlık denir. Bu işlemler tipik olarak, meyilli galeri (desandre) sürülmesi, kuyulardan düz galerilerin açılması şeklinde yapılır. Bu işler daha çok cevher olmayan yan kayaçlar içerisinde yürütülür ve yerine göre yıllar alan işlerdir. Dolayısıyla hazırlık işleri büyük bir yatırım gerektirir ve uygulandığı sürece cevher çıkarılıp satılamadığı için maden işletmesine ağır bir finansman getirir. 24

25 Hazırlık işlemleri, normal kuyu ve galeri açma yöntemleri olan delme, dinamit doldurma, ateşleme, çıkan taşları yükleme ve taşıma, açılan yeri tahkim etme işlerini kapsar. Modern teknolojinin gelişmesiyle bu işlemler ateşleme yapılmadan galeri açma makinaları ile kazı yapılması yönteminde de uygulanmaktadır. 2.4 ÜRETİM-KAZI : Hazırlık galerileri ile cevhere erişildikten sonra cevherin yerinden çıkarılması için yapılan işleri kapsar. Genellikle bu işler kömür ve cevher içinde düz galeriler veya dikey kuyular (bür) yapılması ile başlar. Çalışmada önemli etken olan hava akımı sağlanır. Cevher içinde bu ön hazırlıktan sonra cevher kazı işlemleri yapılır. Maden yatağının fiziksel ve jeolojik özelliklerine göre çeşitli «üretim yöntemleri» mevcuttur. En uygun olan sistem deneyim ile saptanır. Çoğu zaman çıkarılan cevherin bıraktığı boşluklar doldurulur. Kazı işlemini takiben açılan boşluğun belirli bir süre tutulması zorunludur. Bu işlemler madencilikte «tahkimat» terimi ile belirlenmektedir. Tahkimat devamlı olmayıp belirli bir süre tutulduktan sonra sökülüp ileri alınır ve değersiz ise yerinde bırakılır. Kazı işlemleri metal madenlerinde delme-patlatma ile yapılır. Kömür yataklarında, özellikle az yatımlı damarlarda çeşitli kazı makinalarıyla bu işlemi verimli bir şekilde yürütmek mümkündür. Modern teknolojinin geliştirdiği çeşitli kazı makinaları ve «yürüyen tahkimat» üniteleri mevcuttur. Hatta bu teçhizatı elektronik olarak uzaktan kumanda etmek mümkündür. 25

26 2.5 ULAŞIM-NAKLİYAT : Kazılan cevher, kömür ve personelin yeryüzüne çıkarılması işidir. Çeşitli nakliye araçlarını kullanan geniş bir işlem grubudur. En basit nakliye aracı vagondur. Madencilikte taşıma işleri ocağın yapısına göre; yeraltında yerüstünde yeraltı ile yerüstü arasında, kuyu veya desandreden olmak üzere üç ortamda yapılmak zorundadır. Vagonları çeken dizel, akülü ve trloey lokomotifler yeraltının ana nakliyat araçlarıdır. Büyük üretimler için daimi nakliyatı temin eden bant konveyörler ve üretim yerlerinde zincirli olurlar çeşitli kömür işletmelerinde kullanılmaktadırlar. 26

27 6.İHRAÇ : Nakliyatın son devresi kuyu içinde olan ulaşım olup ihraç terimi ile tanımlanmaktadır. İhraç en basit olarak arabanın kafes içine konulup vinç ile yeryüzüne çekilmesi işidir. Daha büyük kapasiteler için sırf cevher taşımak üzere özel kovalara «skip» inşa edilmiştir. İhraç sistemini yeryüzünde sağlayacak maden kuleleri (şövelman) ve vinç daireleri maden işletmelerinin en bariz ve görkemli tesisleridir. 7.HAVALANDIRMA : Çalışma yerine temiz, serin, kuru hava sağlanması madenciliğin en önemli işidir. Bu hava çalışanların teneffüs, makinaların oksijen gereksinimini karşılar. Havanın ikinci önemli görevi, metan gibi patlayıcı gazların %1 in altında, patlamaz orana düşürülmesini sağlamaktır. Ayrıca, derin ve sıcak ocaklarda, ısının 32 C altına düşürülmesi, rutubetin azaltılması ile işçilerin randımanlı şekilde çalışmaları mümkün olmaktadır. Metan geliri çok yüksek ve üretimi fazla olan kömür ocakları için havalandırma oldukça önemli olup metanın çalışma yerlerinde %1 den az olması istenir. Bu yüzden yeraltında metan çok yakından izlenmelidir. Bu amaçla yeraltına uzaktan izlemeli ve kumandalı sensörler monte edilmekte ve tüm gazlar yeryüzündeki bilgisayarlar ile emniyetli bir şekilde kontrol edilmektedir. 27

28 Havanın ihraç kuyusundan girip, ocak çalışma yerlerinin dolaşıp, baka bir kuyu veya desandreden çıkması basit bir havalandırma sistemidir. Hava akımını temin edecek, bir biri ile yedek çalışacak çift vantilatör keza bir maden ocağının kaçınılmaz teçhizatıdır. 2.8 SU ATIMI : Su, maden işletmesinin kaçınılmaz bir ürünüdür. Yeraltı suyu veya çeşitli çatlaklardan sızan dere nehir, göl, deniz suları gravite ile çalışma yerlerine gelir. Üretim ilerledikçe açılan boşluğa sızan suların dışarı atımı önemli bir sorun halini alır. Maden işletme tesisinde işletilecek yatağın bulunduğu bölgenin detaylı hidrojeolojik etüdü yapılmalıdır. Bu etüt sonucuna göre en uygun su atım tesisi planlanır. Su atım tesisinin gerek teknolojik açıdan gerekse ekonomik açıdan işletmeye uygunluğu, üretimin sürekliliğini ve maliyetini etkileyecektir. Genellikle sular hazırlık galerileri kenarlarına yapılan kanallara %0,3 meyil ile kendiliğinden akarak kuyu dibine gelirler. Burada suların kuyu dibi tesislerinden daha alt seviyede havuzlarda toplanması ve pompalar ile yeryüzüne atılması sağlanır. Yeraltı ve yerüstü sularının toplanarak uzaklaştırılması işlemine drenaj denir. işletme sahasından Üretimin sürekliliği açısından madenlerde drenaj zorunludur. 26

29 2.9 CEVHER HAZIRLAMA : Ocaktan üretilen kömür genellikle tenör bakımından düşüktür. Kömürler ise temiz değildir, içlerinde kül oranını yükselten taş ve şist mevcuttur. Bu koşullarda cevher veya kömürü satmak mümkün değildir. Ancak, yüksek tenörlü ve iri parçalı bazı cevherler (krom gibi) olduğu gibi satılabilir. Bu durumda cevher tenörünü yükseltmek için «zenginleştirme» yöntemlerine başvurulur. Cevher kırılıp öğütülerek cevher ve taş parçaları birbirine serbest hale getirilir. Sonra çeşitli zenginleştirme yöntemleri ile cevher ve taş mineralleri birbirinden ayrılır. Elde edilen ürüne konsantre denir. Değerce çok yüksek, miktarca az olan bu ürün izabe (metalürji) tesislerine gönderilerek orada saf metale yakın ürünler elde edilir. Kömürler için ise çeşitli yıkama yöntemleri ile kömür ve şist ayrılır. Bu arada elekten elenerek sınıflandırılır ve piyasanın istediği parça (krible), ceviz, fındık ve toz kömür boyutları elde edilir. Cevher hazırlama tesisleri genellikle ocak civarındadır ve kuyudan çıkan cevher bir band konveyör ile bu tesise yollanır. Bir cevher hazırlama tesisi 27

30 4. HAZIRLIK İŞLERİ Maden yataklarında, üretim çalışmalarının başlatılabilmesi için açık işletmelerde örtü tabakasının kaldırılması «dekapaj», yeraltı işletmelerinde ise yatağa (damara) kuyu yada galerilerle ulaşılması gerekir. işçilerin ocağa girmeleri, üretilen cevherin dışarı çıkarılması, gerekli havanın ocak içinde dolaşımını sağlayacak yolların, üretimin yapılacağı yerlerin açılması için hazırlık işlerine girişilir. Ayrıca, madenin özelliğine ve arazinin durumuna bağlı olarak; yeryüzünde kara ve demir yolları, cevher zenginleştirme yada satışa hazırlama tesisleri, işletme için gerekli olan enerji üretim ve dağıtım tesisleri, işçiler için yurtlar, soyunma, giyinme, yıkanma ve dinlenme yerleri, vb. gibi tesislerin yapılması da gerekmektedir. İşte madende bulunan cevher yatağının üretilmesi için yeraltı ve yerüstünde yapılan tüm bu işlere «HAZIRLIK İŞLERİ» denmektedir. 50

31 Taş içinde yapılan büyük hazırlıklar ile cevher içinde yapılan hazırlıklar, uygulanması gereken işlerin tümünü kapsar. Taş içinde yapılan büyük hazırlıklar cevhere ulaşmak için yapılan bütün çalışmalardan meydana gelir. Yerüstünden itibaren bir maden yatağına ulaşmak için taş içeresinde açılan kuyu veya galeriler, katların teşkil edilmesi, yatağın panolara ayrılması büyük hazırlıkların kapsamına girer. Cevher içi hazırlığı ise, damar veya cevher kitlesi içerisinde sürülen galeriler, üretim yerlerinin hazırlığı için olan başyukarılar ve başaşağılar, fereler v.b. olan işleri kapsar. Bir ocağın genel görünüşü 1) Kuyu 3) Damar içi galerisi (1. kat) 5) Damar içi galerisi (2. kat) 7) Ara kat (yardımcı kat) 10) Yardımcı yerler 2) Ana galeri (1. kat rekup galerisi) 4) Ana galeri (2. kat rekup galerisi) 6) Yardımcı kuyu 8) Damar içi yolları 9) Ayaklar 11) Varagel ve desandre 51

32 Hazırlık işleri aynı zamanda maden yatağının zenginliğini saptamak üzere yapılan fizibilite etüdünden sonra, üretime bir an önce başlanması için yapılan işlerdir. Üretime açılacak olan bir madenin hazırlık plan ve projelerinin yapılması çok önemli, özel bilgi ve yetenek isteyen bir uğraştır. Hazırlık plan ve projelerinin ayrıntılı biçimde incelenerek karar verilmesi gerekli olan hususlar; 1. Ocak girişi için yer seçimi 2. Ocak giriş biçiminin saptanması (galeri-kuyu) 3. Üretime geçilmesi için gerekli zaman ve üretim miktar planlaması 4. Katlar arası mesafenin saptanması 5. Katlarda yapılacak başlıca hazırlık işlerinin planlanması, üretim birimlerinin saptanması 6. Üretim çalışmaları sırasında devam ettirilme zorunluluğu olan hazırlık çalışmaların üretim çalışmalarıyla uyumunun sağlanması 7. Madenin rezerv miktarı, üretim ve ömrü göz önüne alınarak yapılacak hazırlık ve üretimin maliyet hesaplarının yapılması Hazırlık işlerinin planlanmasında öncelik, günlük üretim miktarının saptanmasıdır. Tüm hazırlık çalışmaları bu rakamı sağlayacak şekilde olacağından günlük üretimin saptanması çok duyarlı bir olgudur. Saptanan üretim miktarına göre bütün hazırlık işlerinin ayarlanması zorunludur. Dolayısıyla yapılan işler ne gereğinden fazla büyük ölçülerde olacak, ne de yapılan üretimin yükünü kaldıramayacak derecede küçük olmayacaktır. Bu saptamada göz önüne alınması gerekli faktörler; 50

33 1. Ticari Durum : Cevherin satış durumu, arz-talep, satış olanakları dikkate alınmalıdır. 2. Yatırım miktarı-maden ömrü ilişkisi (amortisman) Özellikle kuyu-ömür ilişkisi (100 m kuyu, 10 yıl ömrü olmalı) Bütün tesisler cevher tükenince ömrünü tamamlamış olmalıdır. Bu sayede maliyet azalır. Ancak, bunu sağlamak zordur. Çünkü kullanılan tesisler aynı derecede uzun ömürlü değildir. Bir makine ömrünü tamamladığında bir başka makine halen kullanılabilir durumda olabilir. Yatırım fazla ise günlük üretimde fazla olmalıdır. 3. Damarın yoğunluğu ve derinliği : Yerüstünde 1 m 2 lik alana düşen cevher miktarıdır. Maksimum üretim olanağını belirler. Yeraltında fazla miktarda damar varsa, damar yoğunluğu da artacaktır. (Almanya Ruhr Bölgesi t/m 2, İngiltere 5-10 t/m 2, Zonguldak 15 t/m 2 ). Teknik olarak 1 km 2 lik alandan 400 ton/gün kömür üretim yapılabilir. Kesitler buna uygun olmalıdır. 4. Kuyu derinliği : Kuyu pahalı bir tesistir. Mümkün olduğunca fazla üretim taşınmalı. Üretim alanı, kuyu derinliğinin 10 katı kadar bir yarıçaplı daire alanı kadar olmalı, Kuyudan sürülecek galeri uzunluğu kuyu derinliğinin 10 katını geçmemelidir. 5. Kuyu Ömrü: Maden yatağının ömrü kadar olmalıdır Kısa olursa yeni kuyu gerekir. Uzun olursa maliyet artar. Donanımlar değişik ömre sahiptir. Ömrü kuyu derinliğinin 1/10 u kadar olmalıdır. 51

34 6. İş yeri konsantrasyon : Üretim maliyetindeki düşüşü sağlayan en önemli faktördür. Kuyu yoğun işyeri yaratacak şekilde açılmalıdır. 7. Havalandırma : Kuyu, galeri vb. yerlerin kesitleri hava ihtiyacına göre belirlenir. Zehirli gazların belirli bir değer altında tutulması için yeraltına temiz hava gönderilir. İşçilerin ihtiyacı olan hava miktarı sağlanmalıdır. 8. Doğal ve hukuki sınırlar : Kısıtlayıcı faktörlerdir. Bir fay veya başka bir arızanın bulunması veya imtiyaz hududu o işletmenin gelişimine engel olabilir. Maden yatağının üretime başlayabilmesi için BÜYÜK HAZIRLIKLAR ve DAMAR İÇİ HAZIRLIKLARIN yapılması gerekir. Yeraltı diğer hazırlık işleri : Cevher/Maden yatakları yada kömür ve diğer damarların üretime hazırlanması için yeraltında yapılan hazırlık çalışmalarını 2 grupta toplamak mümkündür. Taşta yapılan hazırlıklar Damar yada yatağa paralel (tavan/taban lağımları) sürülen yatay galeriler Damar yada yatağı kesesiye sürülen yatay galeriler (rekup lağımları) Ana ve arakatlar arasında açılan düşey yada meyilli kuyu yada galeriler (bür, başyukarı, başaşağı, kelebe, vb.) Yatak yada damar içinde yapılan hazırlıklar Damar yada yatak doğrultusunda açılan yatay galeriler (kılavuz ve taban gibi ana ve ara yollar) Damar yada yatak doğrultusunda dik olarak açılan yatay yollar (rekup) Damar yatımında yada yatak içinde dik ve meyilli yapılan çalışmalar (başyukarı, başaşağı, kelebe, vb.)

35 4.1 BÜYÜK HAZIRLIKLAR Büyük hazırlık olarak isimlendirilen işler, yerüstünden maden yatağına varmak için açılması gereken kuyu, meyilli kuyu ve galerilerin sürülmesinden ibarettir. Öte yandan büyük hazırlıklar yardımıyla maden yatağı pano, bölüm ve kartiyelere ayrılır. Bu ayırmanın faydalarından biri herhangi bir yerde olan yangın, su basması, patlama gibi olaylarda bölümün diğer bölümlerden kolayca bağıntısının kesilmesi ve üretim çalışmalarının aksamadan devamını sağlamak içindir. Ayrıca bir kartiyeden elde edilecek üretim kısıtlı olduğu ve bugünkü şartlarda örneğin kömür ocaklarında 1000 ton dan fazla üretim yapılamadığından, hazırlık işlerinin maden yatağının bu hususu göz önünde bulundurularak kısımlara ayrılması ve planlanan üretim miktarının elde edilmesine çalışılmalıdır. Genellikle ocakların üretime açılmasında gerek yerüstü ve gerekse yeraltında yapılan büyük hazırlık işleri şunlardır : 1. Yerüstünde; 1. Kara ve demiryolları, köprüler, havai hatlar 2. Yükleme, boşaltma, stoklama tesisleri 3. Cevher-kömür hazırlama tesisleri 4. Liman tesisleri 5. Enerji üretim ve dağıtım tesisleri 6. Sinai ve sosyal tesisler 2. Taşta yapılan hazırlıklar 1. Kuyular (ana ihraç ve havalandırma kuyuları) 2. Ana nakliyat galerileri (katlarda) 3. Ana bant galerileri (Katlarda ve katlar arasında) 4. Ana transfer (yükleme ve boşaltma) istasyonları 5. Ana su alım (pompa) istasyonları 53