Yrd. Doç. Dr. Okan Su

Transkript

1 Zonguldak Meslek Yüksekokulu Maden Teknolojisi Programı Madencilik ve Maden Çıkarma Bölümü ZMD203 Maden İşletme I Ders Notları Yrd. Doç. Dr. Okan Su

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

3 1. MADENCİLİKTE KULLANILAN TERİMLER 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 : Yer yüzünde yapılan maden çıkartma işidir. 3

4 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

5 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. 5

6 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. Molet Kafes Tamburlar SKİP : İhraç kuyusunda taş veya yeraltında üretilen madenin yerüstüne naklinde kullanılan ve altındaki otomatik kapak ile boşaltma yapabilen çelik kova. 6

7 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. Takoz Kama Boyunduruk Çatal direk 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. 7

8 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. 8

9 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 ya da 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

10 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. 10

11 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. 11

12 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 4 m. uzunluktaki direğe denir. BAŞAŞAĞI : Üst taban yolundan eğim aşağı sürülen bağlantı galerisine verilen addır. 12

13 2. MADEN İŞLETMECİLİĞİNİN ANA İŞLEMLERİ Tipik bir maden işletmesinin ana işlemlerinin toplu durumda gösteren şematik bir açıklama Üretim tesisi Şövelman Atık havuzu Atık sahası Kazısı tamamlanmış açık işletme Havalandırma kuyusu Skip Kazısı tamamlanmış ve dolgu yapılmış kısım Kafes Pompa İstasyonu Arama Delme Skip Doldurma İstasyonu 13

14 Yeraltı işletmesi ve yerüstü tesisleri Açık işletme genel görünümü Açık işletme kazı ve yükleme 14

15 MADENCİLİKTE YAPILAN BAŞLICA İŞLER ARAMA DEĞERLENDİRME HAZIRLIK ÜRETİM-KAZI ULAŞIM-NAKLİYAT İHRAÇ HAVALANDIRMA KAZI TAHKİMAT SU ATIMI CEVHER HAZIRLAMA 15

16 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

17 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. 17

18 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. 18

19 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

20 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 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 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

21 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. 21

22 2.2 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. 2.3 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. 22

23 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. 23

24 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. 24

25 2.6 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. 2.7 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. 25

26 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 işletme sahasından uzaklaştırılması işlemine drenaj denir. Üretimin sürekliliği açısından madenlerde drenaj zorunludur. 26

27 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

28 3. MADEN YATAĞININ DEĞERİNİ ETKİLEYEN ETMENLER Bir maden yatağının ekonomik olarak işletilebilmesi için çok sayıda etmenin göz önünde bulundurulması gerekir. Bu etmenler söz konusu olan maden yatağında teker teker incelenmeli ve olumlu sonuçlar alındıktan sonra yatağın işletilebilirliğine karar verilmelidir. Ancak, bütün yapılan araştırma ve çalışmaların amacı temelde, maden yatağının şekli, derinliği ve tektoniğinden ayrı olarak yatağın rezervinin ve tenörünün saptanmasıdır. Cevher yataklarında tenör faydalı metalin yüzdesi (%), altın, platin vb. metallerde ise beher ton cevherdeki miktarı (gr/t) olarak gösterilir. Kömür damarlarında is bu husus kömürün kalorisi, uçucu madde miktarı, koklaşma kabiliyeti, kül ve kükürt miktarı vb. konuları kapsar. Cevherlerde faydalı metal miktarının yanında metalurjik işlemler için zararlı maddeler ile gang cinsinin de dikkate alınması gerekir. 3.1 REZERV MİKTARI Bir maden yatağında hazırlık ve üretim işlerine girişebilmek için her şeyden önce yatırımların yapılması gerekecektir. Bu yatırımlar büro, sosyal tesisler, yollar, liman, vb. pek çok sayıda hususları kapsar. Yatırım miktarının saptanmasında bu bakımdan rezervin büyük etkisi vardır. Rezerv miktarı bulunduktan sonra yapılacak yatırımların ve alınacak teçhizatın ömürleri, madenin ömrüne uygun olmalıdır. Diğer bir deyişle madenin ömrü tükendiği zaman alınmış olan teçhizatında kendini amorte etmiş olması gerekir. Fakat bu hususun tam olarak uygulanabilmesi hemen hemen imkansızdır. Bunun nedeni madende kullanılacak teçhizatların farklı ömürlere sahip olmasıdır. Fakat yine de yapılacak yatırımlarda rezerv miktarının göz önüne alarak malzeme alınması gerekir. 28

29 Genellikle yapılacak yatırımların değeri mevcut rezervin tümünün satış fiyatının %20 sini aşmayacak şekilde olmalıdır. Bu nedenden dolayı yüksek kaliteli bir maden yatağı, rezerv yetersizliğinden dolayı yetersiz olabilir ve işletilemez. Bir maden yatağının rezervi, yatağın tespit edilen yüzeyi alanı ile ortalama kalınlığı, yoğunluğu ve jeolojik faktör katsayısının çarpımıyla bulunur. Maden yataklarındaki rezervler; görünür, muhtemel ve mümkün rezerv olmak üzere 3 gruba ayrılır. 1- Görünür Rezerv: Varlığı tam olarak (en az üç boyutlu) belirlenmiş rezervdir. 2- Muhtemel Rezerv: En az iki boyutu belirlenmiş ve %70-80 yakınlıkla tahmin edilen rezervdir. 3- Mümkün Rezerv: En az bir boyutu belirlenmiş ve %50 den daha az yakınlıkla tahmin edilen rezervdir : Görünür rezerv 2: Muhtemel rezerv 3: Mümkün rezerv 29

30 3.2 STANDART YÖNTEMLERLE REZERV HESAPLAMA Rezerv hesaplamalarında 3 temel işlem ve uğraşı gereklidir. Yatağın ve cevher kütlesinin hacmi Yatağın ve cevher kütlesinin ortalama yoğunluğu Yatağın veya cevher kütlesinin ortalama tenörü Üçgen Yöntemi : Bu yöntemde açılan sondaj delikleri köşeleri oluşturacak şekilde üçgenler oluşturulur. Üçgenlerin eşkenar üçgen olmasına dikkat edilir. Yalnız genellikle sondaj aralıkları düzensiz olduğundan bu mümkün olmamaktadır. Yine de üçgenin dar açı oluşturması sağlanmalıdır. Saha kenarında kalan üçgen dışı alan için maden oluşumunun tesbit edilmiş bulunan sınır hattı üzerindeki uygun noktalar belirlenir. Bu noktalar saha içinde kalan noktalarla birleştirilerek üçgenler oluşturulur. Sınırda kalan üçgenlerin rezervleri muhtemel rezerv olarak belirlenir. Bu alanın dışında kalan bölgenin alanı da mümkün rezerv olarak adlandırılır. Tüm üçgenlerin alanları hesaplanır, damar kalınlıkları, kömürün yoğunluğu ve jeolojik faktör ile çarpılarak rezerv miktarı (ton) belirlenir. 30

31 t ort : ortalama damar kalınlığı (m) ρ : Kömürün yoğunluğu (ton/m 3 ) t ort = (t 1 + t 2 + t 3 ) / 3 t m t 3 t 2 t 1 β = Jeolojik faktör (fay, sıkma, kalınlıkla önemli anomalileri) göz önüne alan bir amprik faktördür. Değeri 0,80-1 arasında değişir. Oldukça az tektonizmaya maruz kalan yataklar için a=1 olarak alınabilir. Önemli fay ve jeolojik sınır içeren durumlarda a< 1 kabul edilir. R = 1/3. Alan (S 1 S 2 S 3 ). (t 1 +t 2 +t 3 ). y. β Üçgen rezerv miktarı = Üçgen alanı x Üçgen ortalama damar kalınlığı x Ortalama yoğunluk x Jeolojik faktör R = Alan (S 1 S 2 S 3 ). t ort. y ort. β S 1 S 2 Alan (S 1 S 2 S 3 ) = (a x h) / 2 S 3 31

32 3.2.2 Poligon Yöntemi : Yeryüzünden açılmış sondajların etki alanları bulunarak yatağın rezervi hesaplanır. Bu yöntem bir sondaj etki alanının iki sondaj arasındaki etki alanının yarısına kadar uzandığını kabul eder. Prensip sondaj deliklerinden her biri için bir poligon teşkil etmektir. Bu yöntem sondajlar sahada oldukça uniform bir aralıkta bulunduğu zaman güvenilir sonuçlar verir. Kenar orta dikme yöntemi : Tüm sondaj noktaları kendisine komşu olan birleştirilerek üçgenler oluşturulur. Daha sonra üçgenlerin kenarlarının orta noktaları tespit edilir ve bu noktalardan birer dikme çıkılır. Dikmelerin kesişme noktaları her sondajın etrafındaki poligonların köşe noktalarını oluşturur. Oluşan her bir poligon o sondajın etki alanı olarak tanımlanır. Sondaj etki alanı 3 sondajın etki alanları 32

33 Poligon alanı, o poligona ait sondajdaki kalınlıkla çarpılarak hacim elde edilir. Bulunan bu hacim yoğunlukla çarpılarak tonaja dönüştürülür. Sondaj rezerv miktarı = Poligon alanı x Damar kalınlığı x Yoğunluk x Jeolojik faktör R S1 = Alan (S 1 ). t 1. y. β 33

34 Açıortay yöntemi : Sondajlar birleştirilerek üçgenler oluşturulur. Burada da dikkat edilmesi gerekli husus üçgenlerin dar açılı olmasıdır. Üçgenlerin açıortayları çizilerek poligonlar oluşturulur. Bu poligonlar sondajların etki alanıdır. Poligon alanı o poligona ait kalınlıkla çarpılarak hacim tespit edilir. Yoğunlukla da çarpılarak o bloğa ait tonaj bulunur. Faydaları : Karmaşık değil, yatağın belli bir bölümü için ayrı ayrı tenör ve tonajları verilmektedir. Yatay ve yataya yakın yataklarda, özellikle sedimanter yataklarda başarıyla uygulanır. Zararları : Yatağın şeklini tam temsil etmemektedir. Yatağın uzayda duruşunu göstermemektedir. Sondaj aralıkları düzensiz ise poligon şekli ve boyutları da düzensiz olmaktadır. Bu da fazla ölçüm ve zaman harcanması demektir. 34

35 3.2.3 Kesit Yöntemi Bu yöntemde yatak için birçok jeolojik kesitin hazırlanmasını gerektirmektedir. Bu kesitler sondajlardan elde edilen bilgiler ışığında çizilir. Kesitlerdeki alanlar değişik yöntemlerle hesaplandığı gibi Trapez veya Simpson kuralı ile de hesaplanabilir. Ayrıca köşe koordinatları bilinen bir alan Cross yöntemi ile belirlenebilmektedir. a) Trapez Kuralı : Maden yatağı eşit aralıklı (h) paralel çizgilerle çok sayıda yamuğa bölünür. a n S = a 1 + a 2 2 h + a 2 + a 3 2 h +. + a n 1 + a n 2 h 35

36 b) Simpson kuralı : Maden yatağı ilgili kısmı eşit aralıklı çizgilerle çift sayıda dilimlere bölünür ve bu alan Simpson kuralı ile hesaplanır. Dilim sayılarının tek sayıda olması durumunda yüzeyin uç kısmında bulunan yamuk ayrı olarak hesaplanır ve toplam alana ilave edilir. Doğrular paralel ve hep «h» mesafedirler. S = 1 3 h a a 2 + a a n a 3 + a a n Örnek : Aynı doğrultuda açılmış sondaj kuyularından elde edilen kesit görüntü aşağıda verilmiştir. Bu kesitin sınırlarının düzgün olduğu kabul ediliyor. Trapez yöntemine göre alanı hesaplayınız. S = S = m

37 3.2.4 Eş Kalınlık Eğrileri (İzopak) Yöntemi Sondajlarla sürekliliği ve cevherleşme sınırları saptanmış cevher yatağının eş kalınlık eğrilerinin çizilmesi esasına dayanır. Eş kalınlık eğrileri, sondajlarla kesilen kalınlıklardan faydalanılarak sondajlar arası uzaklığın fonksiyonu olarak çizilir. Yöntemin esası cevher kütlesinin ayni düzeydeki kısımlarının işaretlenmesiyle bulunan eşdeğer çizgilerin arasında kalan hacimlerin hesaplanmasıdır. İzopak dilim hacmi (V) = (h/3) (s 1 + s 2 + s 1 x s 2 ) s 1, s 2 : Dilim taban ve tavan hacmi h: Dilim kalınlığı İzopak dilimi rezerv miktarı = Dilim hacmi x yoğunluk Ayrıca; cevher kütlesinin eşdeğer çizgilerinden yararlanarak planimetre ile S 1, S 2, S 3, S 4 etki alanları bulunarak da rezerv hesaplanabilir. 37

38 3.3 DAMAR KALINLIĞININ BULUNMASI Belirli bir eğimi olan damarın üç kalınlığı vardır. Bunlar; Gerçek kalınlık (t g ) Yatay kalınlık (t y ) Düşey kalınlık (t d ) t y t g. t d α mostra α : damarın eğimi Sin α = t g / t y Cos α = t g / t d O halde ; t g = t y. Sin α t g = t d. Cos α t g = t y. Sin α=t d. Cos α Gerçek kalınlık (t g ) : Cevher tabanı ile tavanı arasındaki en kısa uzaklıktır. Genelde bu uzaklık tavan ve taban düzlemlerine diktir. Rezerv hesaplamalarında damarın gerçek kalınlığı göz önüne alınır. Görünür kalınlık (t gö ) : Cevherin tabanı ile tavanı arasında herhangi bir doğrultuda ölçülen kalınlıktır. Bu kalınlık en fazla sondajlarla kesilen cevher için kullanılır. t g α t g t gö t g 38

39 3.4 MADEN YATAĞININ EĞİM VE DOĞRULTUNUN BULUNMASI Arazide yapılan sondajlar topografik haritada işaretlendikten sonra birbirini takip eden sondajların arasında kalan alanlar belirlenerek maden yatağı hakkında tam bir bilgi elde edilmeye çalışılır. Sondajlar şayet damar halindeki bir maden yatağını, örneğin bir kömür damarını kesmişlerse, damarın kesilme derinliğine göre doğrultusu ve eğimi bulunabilir. Bunun için üç tane sondaj noktası gereklidir. Doğrultu; yatay düzlemle olan ara kesittir. Değeri; ara kesitin o noktadan geçen NS (kuzey-güney) istikameti ile yaptığı açıdır. Eğim (yatım) yataydan farklı olan bir tabakanın baktığı yöndür. Değeri ise doğrultuya dik yönde yatayla yaptığı küçük açıdır. 30 N N30 W Doğrultu EW Eğim 70 N S Bir maden yatağının eğim ve doğrultusunun gösterilmesi 39

40 Grafik yöntemi ile eğim ve doğrultunun bulunması N β=78 A (+50) S35 E B (+10) x D C (0) Doğrultu x α tan α = = = 0,71 x 56,25 Damarın eğimi = α = 35 Doğrultunun kuzey ile yaptığı açı ölçülerek doğrultu açısı β=78 bulunur ve değeri N78 E olarak gösterilir. Diğer taraftan AD değeri cetvelle 4,5 cm olarak ölçülür ve 1/1250 ölçeğine göre 56,25 m olarak hesaplanır. Buna bağlı olarak damarın eğimi 35 bulunur. Eğim yönü yüksek kottan düşük kota doğru alınır ve buna göre eğimin değeri S35 E şeklinde gösterilir. 40

41 3.5 CEVHERİN TENÖRÜ Tenör, birim kütledeki cevher miktarının % veya gr/ton olarak ifade edilmesidir. Bir başka deyişle madenden çıkarılan tüvenan cevher veya konsantre içerisindeki faydalı metal oranıdır. Bir yatağın ekonomik bir şekilde işletilebilmesi için cevher cinsine göre değişen belli bir tenörde bulunması gerekir. İlgilenilen metalin asıl kütle içinde çok az miktarlarda olması halinde milyonda bir anlamına gelen ppm (parts per million) birimi de kullanılabilir. Tenörlerin hesaplanmasında ekonomik değer taşıyan mineral türü esas alınır. Örneğin Cu, Pn, Zn vb. gibi elementleri Cr2O5, B2O3 gibi bileşikler, barit asbest gibi hammaddeler % şeklinde ifade edilir. Au, Ag gibi elementler gr/ton, plaser yataklarda bulunan elmaslar kg/m3 veya karat/m3 şeklinde ifade edilir. Bunlara karşılık kömür, kil, kireçtaşı gibi hammaddelerin kalite dağılımını etkileyen (kalori, kalsiyum oranı, yoğunluk gibi ) parametreleri dikkate alınır. Genellikle kurşun ve çinko cevherlerinin ekonomik olarak işletilmesi için bunların sülfürlü cevher olması gerekir. Konsantre tesisi ocak yanında ise, % 2-3 tenörlü cevherler işletilebilir. Aksi halde üretime geçilemez. Demir cevherleri; %50 Fe den aşağı cevherlerin satışı imkansız. Satış bazı ise %55 Fe dir. %55 Fe den yukarı tenörler için prim, aşağı olanlar için ise ceza kesimi yapılır. Metalürjik manganez cevherinde %44-46 Mn den aşağısı ihraç edilemez. Baz tenör %35 Mn dir. Bakır cevherlerinde %10 Cu dan aşağısı ihraç edilemez. Etibank Ergani Bakır İşletmesi %6 Cu'ya kadar olan cevherleri almaktadır. Bir maden yatağının tenörü numune alma yoluyla belirlenir. 41

42 3.5.1 Numune Alma :Cevher kütleleri.ok farklı türde mineral içerirler. Yatakların mineral içeriklerinin yayılım ve dağılımları; cevherin oluşum mekanizmasına ve yan kayacın karakterine bağlı olarak değişir. Öte yandan aynı bölgedeki aynı tür cevherleşmelerde bile kütlelerin şekilleri birkaç metre içinde önemli farklılıklar gösterebilir. Bu sebeple numuneler mümkün olduğu kadar alındıkları cevher kütlesini temsil etmelidir. Numuneler, cevher kütlesinin yüzeydeki mostralarından, galeri ve kuyu gibi madencilik faaliyetlerinin yürütüldüğü kesimlerden veya yarmalar ile sondaj karotlarından alınır. Numune alma alındığı yere ve alınış şekline göre sınıflandırılabilir. Alındığı yere göre; Damardan kazılarak alınan oluk numunesi, Nakliyatı yapılan hareket halinde cevherden numune alma Yığın halinde bulunan cevherden numune alma Alınış şekline göre; Elle numune alma Ateşleme yoluyla numune alma Mekanik veya otomatik aletlerle numune alma Sondaj veya karotlardan yararlanarak numune almadır. 42

43 3.5.2 Ortalama Tenörün Hesaplanması Numuneler alınıp, kimyasal analizleri yapıldıktan sonra maden yatağının bilinen kısmındaki ortalama tenör hesaplanır. Bir filon veya damarın ortalama tenörünün hesaplanması, bunların kalınlıkları boyunca alınan numuneler yardımıyla yapılır. Örneğin kalınlığı 1 m olan bir filondan alınan %5 Iik bakır numunesi, kalınlığı 20 cm olan bir filondan alınan numuneye kıyasla değişik ağırlığa sahiptir. Analiz sonuçlarında damar veya filon kalınlığının da dikkate alınması gerekir. Ortalama tenör, kullanılan parametre türüne göre şu yollarla hesaplanır. 1. Basit aritmetik ortalama 2. Ağırlıklı ortalama Basit Aritmetik Ortalama İle Ortalama Tenör Hesabı Çok basit ve genel bir tenör hesaplama yöntemidir. Bu yöntemde cevher kütlesinden alınan örneklere ait tenör değerleri toplanır ve örnek sayısına bölünür. T = t 1 + t 2 + t t n n Ön değerlendirme aşamasında olan bir projede; analiz sonuçlarının büyük ve küçük değerlerinin bölgesel farklılıklara uyum sağlayıp sağlamadığını belirlenmesinde bu yöntem uygulanır. Ancak, tasarım ve rezerv hesaplamalarında bu yöntem yetersiz kalmakta ve bunun yerine ağırlıklı ortalama kullanılmaktadır. 43

44 Ağırlıklı Ortalama İle Ortalama Tenör Hesabı Ağırlıklı ortalama, dizi içindeki her bir terimin belirli bir ağırlıkla çarpıldıktan sonra alınan toplamın, ağırlık toplamına bölünmesi ile elde edilen ortalamadır. Numunelerin analiz sonuçlarının temsil ettiği uzunluk, kalınlık ve kütle gibi özellikleri ile ağırlıklandırılması ortalama tenör hesabında daha gerçekçi sonuç verecektir. T = t 1. w 1 + t 2. w 2 + t 3. w t n. w n w 1 + w 2 + w w n Örnek : Bakır damarında açılan oluklardan alınan numunelerin analiz sonuçları aşağıdaki tabloda verilmiştir. Bu cevher damarındaki bileşenlerin aritmetik ve ağırlıklı ortalama yoluyla ortalama tenörlerini hesaplayınız. Numune No Kalınlık (cm) Yoğunluk (gr/cm 3 ) Analiz sonuçları (% Cu) ,90 5, ,43 3, ,98 2, ,75 3, ,64 5, ,83 4,6 Aritmetik ortalama ile 24 : 6 = % 4 Cu Ağırlıklı ortalama ile 2524 : 600 = %4,22 Cu bulunur. 44

45 3.6 DAMAR KALINLIĞI VE TAVAN - TABAN SAĞLAMLIĞI Rezerv yeterli olduğu halde, bu rezervi oluşturan damarlar çok sayıda ince damarlardan meydana gelmiş ise damarlara erişmek için sürülen galeriler ve damar içi hazırlıklarından dolayı madenin çalıştırılması olanak dışı olabilir. Oysa damar kalınlığı fazla ise üretimin ekonomikliği daha fazla olmaktadır. Bunun yanında damarın tavanının sağlamlığı; üretim sırasında kullanılacak tahkimat malzemesinin ve yerine konulması için gerekli olan işçiliğin az olmasını, dolayısıyla ekonomikliği sağlayacaktır. 3.7 CEVHERİN BULUNDUĞU DERİNLİK VE SU GELİRİ Derinlik arttıkça kuyu açma donanımı ve işletme masrafları yükselmektedir. Bunun yanında üretim sırasında su açığa çıkmaktadır. Üretilen beher ton cevhere karşı 20 m 3 suyun dışarı basıldığı madenler mevcuttur. Derinlik arttıkça su ile savaş daha da zorlaşmakta ve su problemi önemli bir sorun olmaktadır. 3.8 KÖMÜR MADENLERİNDE METANIN ÇIKIŞI Ocak havasında metanın varlığı gerek havalandırma, gerekse emniyet yönünden büyük masraflara yol açmaktadır. Metan konsantrasyonunun hava çıkış kuyularında izin verilebilir maksimum seviyesi %1, uzun ayak ve hava dönüş yollarında %1,5 u aşmamalıdır. Ayrıca, ocak genel havasında %2 olduğunda ocak terkedilmelidir. 3.9 CEVHERDEKİ YAN ÜRÜNLER VE ZARARLI MİNERALLER Bir cevherin üretimi sırasında, bu cevher içeresinde bulunan başka bir faydalı metalin de üretimi sağlanmış olunabilir. Örneğin bakır cevheri içeresinde bulunan altın, gümüş gibi metaller ayrıdan değerlendirilmekte, dolayısıyla cevherin üretim imkânı artmaktadır. Bunların tersine cevher içeresinde bazı başka elemanların bulunması, cevherin satış kabiliyetini azaltmakta, hatta bazen imkânsız hale getirebilmektedir. Örneğin demir cevheri içerisinde bakır 45 veya arseniğin bulunması.

46 3.10 COĞRAFİ DURUM VE İŞÇİ TEMİNİ Memleketimizden ihraç edilmekte olan cevherlerin nakil masrafları genellikle üretim masraflarından fazla olmaktadır. Şayet maden yatağı ulaşılması çok zor yerlerde ise ve ulaşım olanakları kısıtlı ise, maden yatağında üretime geçmek ekonomik olmayabilir. Bunun yanında, bu tip yerlerde işçi bulabilmek özellikle usta işçileri temin edebilmek çok zor olduğu gibi, temin edilenlerin barındırılması da önemli bir problem olabilmektedir İKLİM Maden yatağının bulunduğu yerlerdeki iklim, bazen sene içeresinde aralıklı çalışmayı gerektirebilir. Özellikle dağlık yerlerde açık işletme veya yerüstündeki işler, kış mevsiminde mümkün olmayabilir. Ayrıca bu gibi yerlerden nakliyat yapabilmek de kış aylarında hemen hemen imkânsızdır YATIRIM Yatırım, henüz hiç üretime geçmeden tamamının ödenmesi gereken bir masraftır. Bunların başında yapılan yollar, sürülen galeri ve kuyular, malzeme ve direk ihtiyacı, makinalar, gerekli enerjinin temini v.b. hususlar gelir. Bu hususların yerine getirilmesi ve alınan donanımların kurulması önemli bir zamana ihtiyaç gösterir. Bu işlerin planlanması, yatırımın temini ve donanımların yapımının bitimine kadar hiç üretim yapılmadığından, gerekli olan masrafların önceden karşılanması gerekir. 46

47 3.13 ÜRETİLECEK CEVHERİN SATIŞ DURUMU VE STOKLAR Cevherin üretim miktarı piyasadaki isteğe bağlı olarak ayarlanır. İstek arttığı sürece piyasaya sunulacak cevher miktarı da ona göre arttırılabilir. Örneğin kış aylarında kömüre olan istek, yaz aylarına kıyasla daha fazladır. Bunun yanında bazı cevherlerin, özellikle stratejik önemi olan cevherlerin üretimi dünya politikasına bağlı olarak azaltılır veya çoğaltılır. Bunun yanında dünya ihtiyacına göre devamlı üretilmesi zorunlu olan cevherler de mevcuttur. Bazen cevher, piyasanın isteğinden fazla olarak üretilir ve stok yapılır. Bunun nedenleri çeşitlidir. Nitekim kış aylarında yakıt isteğini karşılayabilmek için, yazın kömürün üretilmesi veya stratejik cevherlerin sulh zamanlarında gerekli olduğundan fazla üretilmesi gibi DİĞER NEDENLER Diğer nedenlerin başında rekabet durumu gelir. Aynı cins bir cevherin ucuz olarak üretileni ile pahalı üretileni hiçbir zaman aynı pazarda satış imkanı bulmaz. Bunun yanında cevher fiyatının seneden seneye artması yada azalmasıdır. Bu durum cevherin üretimine devam edilmesi yada yatağın terkedilmesine bile sebep olabilir. Özellikle uluslararası piyasadaki metal fiyatları sürekli değişmektedir. 47

48 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. 48

49 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 2) Ana galeri (1. kat rekup galerisi) 3) Damar içi galerisi (1. kat) 4) Ana galeri (2. kat rekup galerisi) 5) Damar içi galerisi (2. kat) 6) Yardımcı kuyu 7) Ara kat (yardımcı kat) 8) Damar içi yolları 9) Ayaklar 10) Yardımcı yerler 11) Varagel ve desandre 49

50 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 yanı sıra devam ettirilmesi 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

51 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

52 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. 1) Taşta yapılan hazırlıklar Damar yada yatağa paralel sürülen yatay galeriler (tavan/taban lağımları) 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.) 2) 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.) 52

53 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 : a. 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 b. Yeraltında taş içinde; 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

54 4.1.1 Düz Galeri ile Maden Yatağına Giriş Derin vadilerin bulunduğu dağlık bölgelerde maden yatağına düz galerilerle ulaşmak mümkündür. Düz galeri taş içeresinde sürülebildiği gibi damarların mostrası boyunca alçaldığı bir yer varsa, damar içerisinde çapraz olarak da sürmek mümkündür. Galerilerin kuyuya göre 4-5 kat ucuz oluşu, su atım tesisleri, karmaşık havalandırma ve nakliyat sistemleri, kuyu ihraç donanımlarına ihtiyaç olmayışı avantajıdır. Galerinin boyunun kuyuya göre uzun oluşu ve bakım masraflarının fazlalığı dezavantajıdır. Bugün bilinen maden yatakları için artık dönemi sona ermiş bir çalışma biçimidir. Daha derin kısımlara erişebilmek için «kuyu» koşuldur. Düz galeri ile maden yatağına giriş. 54

55 Punch mining (Sığ damarlarda esnek üretim koşulları, kolay ve basit bir madencilik yöntemi) 55

56 4.1.2 Kuyular Düz galeri ile girerek bunun üzerindeki maden yatağının kazısı bittikten sonra, altta kalan kısımlarda üretim faaliyetlerine girişmek için kuyu açmak zorunludur. Kuyular ya yerüstünden itibaren veya yeraltından açılabilir. Bunun için de isimleri yerüstü kuyusu ve yardımcı kuyu (kör kuyu) olarak sınıflandırılır. Kuyuların da düz galeriler gibi bazı görevleri vardır. Bunlar kazılan cevherin yerüstüne çıkarılması, işçilerin ocağa giriş çıkışlarına yardımcı olması, gerekli havanın ocağa girip dışarı çıkması, ocakta kullanılacak makina ve malzemelerin indirilmesi ile gerekli su, basınçlı hava borularının ve elektrik kablolarının döşenileceği yeri sağlaması gibi hususlardır. Yaptığı göreve göre de isim alırlar. Örneğin nakliyat, havalandırma kuyuları gibi. Genellikle emniyet yönünden bir maden işletmesinde en azından iki kuyu bulunmalıdır. Bunlardan biri nakliyat veya hava giriş kuyusu, diğeri ise hava çıkış kuyusudur. Bu sayı ocağın gereksinmelerine göre daha da artar. Bunun başında ocak için olan hava gereksinmesi gelir. İşçi sayısı ve üretim miktarı fazlalaştıkça ve kuyu derinleştikçe gerekli olan hava miktarı da fazlalaşır. Ek olarak açılacak kuyular hava gereksinmesini karşıladığı gibi nakliyat yollarının da kısalmasını sağlarlar. Fazla sayıda kuyu açılması ancak kuyu nakliyatının düşük olması halinde uygulanır. Madencilikte açılan kuyular genellikle dikey olurlar. Şayet maden yatağının yerüstüyle bağıntısı varsa, damarın eğimine göre yatık ve meyilli kuyulardan da bahsedilebilir. Yatık kuyular düşük eğimlerde, meyilli kuyular ise büyük eğimlerde açılan kuyulardır. 56