E.K.I. ÜZÜLMEZ BÖLGESİ ASMA-DİLAVER BÖLÜMLERİ HAVALANDIRMA SİSTEMİNİN ETÜDÜ

Transkript

1 E.K.I. ÜZÜLMEZ BÖLGESİ ASMA-DİLAVER BÖLÜMLERİ HAVALANDIRMA SİSTEMİNİN ETÜDÜ Mehmet GÜNEY* Özet Yeraltı cakları havalandırma şebekelerinin analizi ve sistematik havalandırma ölçmeleri mevcut havalandırma durumlarının rtaya çıkarılması ve yeterli değişmelerin gerçekleştirilmesine lanak sağlama&ı açısından önemlidir. Kmpüterlerin endüstriyel srunların çözümlerine uygulanmasındaki gelişme kendini cakların havalandırma şebekelerinin analizinde de hissettirmiştir. Üzülmez Bölgesi Asma-Dilaver caklarında, var lan çevre kşullarını açıklığa kavuşturmak ve Hardy Crss yaklaşık-tekrarlama tekniğinin kullanıldığı kmpüter prgramının havalandırma sistemi analizine uygulamak amaciyle, havalandırma ölçmelerini kapsayan bir gözlem ve araştırma yürütülmüştür. Elde edilen veri ve bulgulara dayanan önerilerle havalandırma şebekesinin geliştirilmesi zrunluklan belirtilmiştir. Abstract In rder t bring t light existing cnditins and s make necessary changes t imprve these cnditins, an analysis f the undergrund ventilatin netwrks tgether with systematic mine ventilatin surveys are Imprtant. The prgress f the applicatin f cmputers t industrial prblems has been felt in slving ventilatin netwrk systems. A ventilatin survey was undertaken in Asma-Dilaver Cllieries f the Üzülmez District, EKt, in the hpes f understanding the present envirnmental cnditins and then a cmputer prgramme was applied using the Hardy Crss iteratin technique. (*} Assc. Prf. Dr, Maden Mühendislik Bölümü Orta-Dğu Teknik Üniversitesi, Ankara. 9

2 . Giriş Ocakların liretim pan ve kartiyelerinde rahat, güvenli ve sağlıklı çevre kşullarının temini ancak bilinçli bir havalandırma yöntemine yer vermekle mümkündür. Yeraltında var lan durumların rtaya knulması üzerine sistemin geliştirilmesi lanaklarının saptanması hususunda havalandırma şebekelerinin analizi önem kazanır. Yeraltı cakları genellikle kmpleks düzenlerdir ve bunların havalandırma prblemlerini çözümleyen metdlar her zaman yeterli değildir. Endüstrinin öteki dallarında lduğu gibi, Hardy Crss'un yaklaşık-tekrarlamalar yöntemini kullanan kmpüter prgramlarının havalandırma hesaplarına uygulanmaları bilimsel bir aşamayı gerçekleştirmiştir. Genellikle, Znguldak Kömür Havzası yeraltı caklarının karışık düzenli sistemler lması havalandırma şebekelerine de girift bir görünüm kazandırır (). Havza'da 'ilk önce istihsal' ilkesinin Öteki madencilik işlemleri yanı sıra, öncelikle benimsenmesi havalandırma srunlarının çözümünü zrlaştırır nitelikte lmaktadır. Sistematik havalandırma ölçmelerinin gereğini ve önemini belirtmek, ve araştırma verilerinin kmpüterle değerlendirilmesine lanak sağlayabilmek üzere Üzülmez Bölgesi Asma-Lilaver Ocaklarında bir çalışma Yönetilmiştir. Yeraltı hava yllarında yapılan gözlem ve kmpüterden elde edüen bulguların ışığı altında havalandırma şebekesinin bir analizi yapılmış ve sistemin yeten anlamda düzeltilmesine çözüm getiret ilecek hususlar önerilmiştir.. Havalandırma Sistemlerinin Analizi Yeraltı caklarına sevkedilen atmsfer havası seri ve paralel hava yllarında dlaşarak çalışmaların yğunlaştığı üretim panlarına ulaşır. Gerçek dirençli hava kllarından ne kadar miktarda havanın hangi basınçlar altında geçtiğinin saptanması havalandırma havasının nicelik ve niteliklerinin belirlenmesi lanaklarını sağlamsı bakımından önemlidir. Günümüze kadar havalandırma hesaplarında kullanılan Atkinsn Kanunu, P = R Q-\ bir hava ylunun herhangi iki nktası arasındaki basmç farkı P, kl direnci R ve kldan geçen Q hava miktarı arasındaki bağıntıyı verir. Seri ve paralel devrelerin r-

3 taya kyduğu eşdeğer dirençlerin bulunması suretiyle tüm şebekenin direnci hesaplanabilir. Havalandırma basıncının bilinmesi ve Atkinsn eşitliğinin kullanılması ile tplam hava miktarı bulunabilir. Bütün bu işlemler havalandırma şebekesinin seri ve paralel devrelere parçalanması snucu basitleştirilmesinin mümkün lduğu hallerde yürütülür. Ancak havalandırma şebekesinin çk girift bir sistemi rtaya kyması halinde prblemlerin çözümünde zrluklar belirir. Tüm havalandırma sistemlerinin analizinde, çözümleri mümkün kılmak üzere bazı kabullerin yapılması gereği vardır. Bunlardan ilki, havanın sıkıştırılamazhğıdır. Böylece, sıcaklık ve basınç değişimlerinin etkilediği termdinamik işlemlerden luşan hacimsel değişmeler hesaplamalarda dikkate alınmaz ve havalandırma prblemleri havanın hidrlik kanunlara uygunluk gösterdiği düşüncesi altında çözülür. Diğer taraftan, Atkinsn frmülünün bütün hava yllarına uygulanabüeceği varsayılır. Ayrıca, elektrik devreleri için geçerli lan Kirchff Kanunlarının da havalandırma şebeke prblemlerinin analizinde geçerli ldukları kabul edilir. Kirchff I'e göre, bir kavşağa dğru akan havamn tplam miktarı ayni kavşaktan ayrüan hava miktarına eşittir. Kllardaki hava akımının dğrultusu bir işaretle belirtilirse kavşağa bağlı kllardaki hava miktarlarının cebirsel tplamı sıfırdır; Kirchff II'ye göre, bir havalandırma sisteminde kapalı gözleri luşturan kllardaki tplam basınç kaybı gözdeki vantilatörün yarattığı basınç farklarının tplamına eşittir. Göze t ağlı kllarda bir vantilatörün lmaması halinde basınç düşmelerinin cebirsel tplamı sıfırdır; Havalandırma sistemlerinin etüdünde kullanılan analiz yöntemleri genellikle dört grupta irdelenir:

4 .. Analitik çözümler,.. Yaklaşık-tekrarlamalar (iterasyn) metdu,.3. Analg kmpüter metdlan,.. Sayısal kmpüter metdlan... ANALİTİK ÇÖZÜMLER: Havalandırma prblemlerinin dğrudan dğruya matematiksel analizlerle çözülmesi halidir. Klâsik Atkinsn frmülünün ikinci dereceden bir denklemi rtaya kyması ile bazı güçlüklerle karşılaşılır. Metdun basit sistemleri kapsamına alan prblemlere uygulanması üe iyi snuçlar alınırsa da büyük bir şebekenin çözümünde matematiksel analizler çk zrlaşır. Suzuki () çalışmaları üe 'çk-dğruya dönüştürme yöntemi' ni gerçekleştirmiştir. Yöntem daha ziyade P = RQ eğrisinin mümkün lduğu kadar dğrusal bir biçime skulmasında bir seri dğru parçacıklarına dönüştürülmesi suretiyle var lan hataların müsaade edilir küçük hatalara düşürülmesi esasına dayanır. Uç gözlü bir sistemin analitik yöntemle çözülmesinde dördüncü dereceden bir denklem luşur. Göz sayısının artması havalandırma etüdünün verimli lmasını imkânsız kılar... YAKLAŞIK-TEKRARLAMALAR (iterasyn) ME TODU: Atkinsn'dan bu yana tazı yaklaşık-tekrarlamalarla çözüme giden metdlar önerilmiştir. Bunlardan en önemlisi Hardy Crss'un (3) şehir suyu dağılım örgütü için geliştirdiği yaklaşık hesaplama işleminin Sctt-Hinsley () ikilisi çahşmalariyle mcdifiye edilerek havalandırma şebekelerne uygulanır bir duruma getirilmiş lanıdır. Yöntemin prensibi, Çizelge. de belirtilenler yardımiyle, aşağıda lduğu gibi özetlenebilir. Direnci R, belirli iki nkta arasındaki basınç farkı P lan vep= RQ n eşitliğine uygunluk gösteren bava ylundan geçen hava miktarı Q bilinmemektedir (n katsayısı hava ylunun fiziksel karakteristiklerine bağlı larak.7 ilâ.3 arasında değişir). Bir Q a miktarının varsayımı üe ük yaklaşım yapılır; Buradaki AQ tahmin edilen miktardaki hatayı gösterir ve gerçek Q miktarının saptanmasında yapılacak dğrultmaya eşittir. Ayni zamanda, basınç düşmesinde bu dğrultmayı karşıla-

5 yan hata ise Ap dir. Çizelge. de, Q ile Q a arasına düşen eğrinin eğimi aşağı yukarı Ap/AQ ile ve limitte (Q^nin Q değerine yakınlaşması halinde) dp/dq ile gösterilebilir. P = RQ n 'in türevi; Çizelge Bir Klda Akan Havanın Plitrpik Kanuna (P = RQ") Gösterdiği Uygunluk HAVA MİKTARI, Q yahut varsayılan Q a miktarı için; n-ı = n RQ a lur. Dlayısiyle, yaklaşık larak; 3

6 yazılabilir. Diğer taraftan; verildiğinden; eşitliği yazılabilir. Burada pay dengelenmemiş (dğrultulmamış) basınç kaybı ve payda ise PQ eğrisinin eğinlidir. Kapalı göz sisteminin dikkate alınması halinde dğrultma faktörü; biçimim alır. Kirchff II'ye göre, kapalı bir gözü meydana getiren kllardaki basınç düşmeleri tplamı sıfır lduğundan; clur ve böylece, yazılabilir. Katsayının n = lması ile göz dğrultma faktörü aşağıda lduğu gibi ifade edilebilir; Basınç kaybını gösteren paydaki ifade hava miktarı ile ayni işareti paylaşır, fakat paydadaki ifade daima pzitiftir. Dlayısiyle; lur. Göze dahil kllardan birine bir vantilatörün yerleştirilmiş

7 lması halinde Q miktarını veren fan basıncının dikkate alınması ile; cluşur. Burada; Pfan vantilatör basıncı S vantilatör karakteristik eğrisinin eğimi dir. Tüm hava miktarları için vantilatör basıncının sabit lması halinde S O lur ve denklem basitleştirilir; Hardy Crss tekniğinin uygulanmasına daha snra sayısal kmpüterler söz knusu yapılırken yer verilecektir..3 ANALOG KOMPUTER METODLARI: Yeraltı caklarının gelişimine paralel larak büyüyen havalandırma şebekelerinin daha da karışık bir sistemi luşturmaları havalandırma hesaplamalarını zrlaştırmıştır, Hardy Crss tekniğinin kullanılması ile böyle karışık sistemlerin çözümü mümkündür, fakat aritmetik işlemlerinin fazlasiyle artması analg kmpüterlerin gelişmesini sağlamıştır. Bir analg kmpüter, havalandırma şebekesi kllarından geçen hava akımını fiziksel anlamda temsil eden bir mdeldir. Bazı türlerinde brulardan geçirilen sıvı, havanın yerini alırsa da Kirchff Kanunlarının havalandırmaya çk uygunluk göstermesi elektriksel analgların yeğ tutulmasını etkilemiştir. Elektrik akımı hava akım miktarının, resistörlerdeki vltaj düşmesi hava yllarındaki basınç kaybının ve ana devredeki vltajda vantilatör basınçlarının yerini alır. Elektriksel analg kmpüterlerde gerçek elektrik bağlantılarının uzun sürede yapılması, hesaplamaların her bir aşamasında nmgram veya hesap cetvellerine ihtiyaç göstermesi ve bu arada sayısal kmpüterlere karşı yğun üginin artması bunların üstünlüklerini sarsmıştır. Matematiksel mdellerle çalışan sayısal kmpüterler çözümlerde sağladıkları sürat nedeniy-

8 le fiziksel bir mdel üzerinde işlemleri yürüten analg kmpüterlere tercih edilir lmuştur... SAYISAL KOMPUTER METODLARI: Sayısal kmpüterler genel amaçlara hizmet eden makineler lup kendilerine prgramlar aracılığı ile verilen ön bügilerle yönergelere uyarak her türlü prblemleri türlü ihtimalleri belirterek çözerler. Havalandırma hesap işlemlerinde kullanılan teknik bütünü ile Hardy Crss'a aittir, fakat hesaplamaların sıra düzenini değiştiren çeşitli metdlar geliştirilmiştir. îngütere'de McPhersn () Amerika'da Wang-Hartman (6), Japnya'da Hashimt (7) ve Almanya'da Wehr-Henningsen (8) yürüttükleri çalışmalarla farklı yöntemleri rtaya kymuşlardır. Ocak havalandırılmasında kmpüter prgramlamanın EKİ Üzülmez Bölgesi Asma-Dilâver Bölümlerine uygulanmasında Wehr-Henningsen yöntemi (9), bazı mdifikasynların yapılması suretiyle, kullanıldığından burada sadece prgramın temel ilkeleri söz knusu edilecektir. Akım şeması Çizelge. de verilen havalandırma kmpüter prgramı sırası aşağıda belirtilen aşamalarda işlem görür:. Un Verilerin Kmpütere Okunması Öncelikle havalandırma şebekesinin bir çizgisel plânı hazırlanır. Bu diagrama hava giriş ve dönüş nktaları, vantilatörler, kapılar, regülatörler, uzun ayaklar ve diğer gerekli hususlar işaretlenir. Havalandırma sisteminin etüdü yapılacak yeraltı cağında, havalandırma ölçmeleri yapılır. Gözlem ve kumalardan elde edilen değerler kmpütere kunur. Bunlara aşağıdakiler dahildir: 6 a. Kl ve kavşak sayıları, b. Kl numaralan, c. Klların bağlı lduğu kavşak numaraları (klların başlangıç ve bitiş nktaları), d. Kl tipinin belirtilmesi: Kmpütere kl tipim kuyan işaretlerden : nrmal hava ylunu,

9 Çizelge Havalandırma. Prgramının Akım Şeması sabit basınçlı bir vantilatörün tesis edildiği hava ylunu, sabit miktarda havanın geçirilmesi istenen hava ylunu, gösterir, e. Vantilatör karakteristikleri: Bazı havalandırma prgramlarında vantilatörler karakteristik eğrilerinden ye- 7

10 teri kadar kunan Pve Q değerleri ile tanımlanır. Bu prgramda, aşağıdaki parablik denklem aracılığı ile vantilatörler kmpütere taşınır: Burada; A,B,C P vantilatörün hava girişi ve çıkışı arasındaki basınç farkı, mm SS veya Kg/m ; Q Vantilatörden geçen hava miktarı, m 3 /dakika; Vantilatöre ait fnksiyn katsayılarıdır. f. Klların dirençleri, m Wb ( =. Weisbach), g. Kavşakların deniz seviyesinden lan yüksekliği veya derinliği, m, h. Kavşaklara ait kuru sıcaklıklar, C, i. Elektrik Kw tarifesi.. GÖZ DÜZENİNİN KURULMASI: İlk önce, tmatik larak kmpüterin seçtiği kllarla kavşak numaraları kullanılarak kapalı göz düzeni kurulur. Daha snra, havalandırma ölçmelerinden sağlanan verilerle hesaplanan kl dirençleri, kllardan geçen hava miktarları ve kllardaki basınç kayıpları kmpüter tarafından kntrl edilir, ve sistemin Kirchff I're lan uygunluğu gerçeklenir. Göz sayısı; eşitliği ile bulunur. Burada; M havalandırma şebekesinin göz sayısı, B havalandırma şebekesinin kl sayısı, J havalandırma şebekesinin kavşak sayısıdır. 3. DOĞAL HAVALANDIRMA BASINCININ HESAP LANMASI: Her bir göz için dğal havalandırma basınçları; denkleminin kullanılması ile bulunur. Burada; 8

11 F dğal havalandırma basıncı, mm SS veya Kg/m, y hava yğunluğu, Kg/m 3, h istasynun deniz seviyesinden lan ktu, m dir. Havanın yğunluğu y'ün saptanmasında aşağıdaki frmülden yararlanılır; Burada; t istasynda kunan sıcaklık derecesinin mutlak sıcaklık derecesi üzerinden ifadesidir, D C. Hesaplanan dğal havalandırma değerleri bir liste halinde kmpüterden alınır.. YAKLAŞIK-TEKRARLAMALARLA HAVALANDIR MA ŞEBEKESİNİN ÇÖZÜMÜ: Göz düzeninin kurulması üzerine kavşaklara gelen ve kavşakları terkeden hava miktarları arasmda bir dengenin luşması gerçekleştirilir. Bu husus Hardy Crss tekniğindeki yaklaşık-tekrarlamalar (iterasyn) işlemi Üe yürütülür. Gözleri luşturan kllardan geçen hava miktarları rastgele seçüebüir, fakat gerçeğe yakm lmayan hava miktarlarının kullanılması çözüm süresini artırır. Yaklaşık-tekrarlamalar faktörünü hesaplayan eşitlik aşağıdadır; Burada; Q m Göze bağlı kllardan geçen hava akımı dengesizliğini dğrultan faktör, m 3 /dakika; Q a Göze bağlı kllardan geçen hava miktarı, m 3 / dakika; Q a l Hava akımının mutlak değeri, m 3 /dakika; R Göze bağlı klların direnci, mwb ( m Wb = Murgue) ; 9

12 P GÖze bağlı kllara tesis edilen vantilatörün basıncı (dğal havalandırmanın dikkate alınması halinde gözün dğal havalandırma basıncı vantilatör basıncına eklenir ), mm SS veya Kg/m dir. Her yaklaşık-tekrarlamada hesaplanan dengesizlik dğrultma faktörü AQ m gözlere bağlı kllardan akan hava akımı miktarına eklenir. işlem tekrarlandıkça hava ylundan geçen gerçek miktara yaklaşılır ve dğrultma faktörünün.7 ye veya bunun altındaki bir değere ulaşması halinde tekrarlamalar sna erer. Böylece havalandırma şebekesi hava miktarlarının dağılımı bakımından dengelenmiş lur.. ENERJİ TÜKETİMİ VE YTLUK MALİYETİ: Gerektiğinde sistemin her kluna düşen enerji tüketimi ve elektrik Kw tarifesinin kmpütere verümesi halinde enerjinin yıllık maliyeti hesaplanabilir. Böylece, bir havalandırma şebekesindeki yüksek dirençli klların, hava yllarına inşa edilen kapı ve regülatörlerin havalandırmaya neler yüklediği klaylıkla etüd edilebilir. Her bir klda tüketüen enerji miktarının saptanmasında; güç frmülü kullanılır, burada; G güç veya tüketüen enerji, Kw; Q = kldan akan hava miktarı, m 3 /dakika; P kldaki basınç kaybı, mm SS dur. 6. KOMPÜTERDEN SAĞLANAN VERİLER: Havalandırma prgramı aracılığı üe kmpütere kunan ön veriler gerçek direktiflerle türlü işlem aşamalarından geçerek aşağıda belirtilen sıra ve düzende değerlendirilirler: a. göz listesi; b. her ük gözün dğal havalandırma basıncı, mm SS ; c. her bir klun direnci, m Wb; d. her iki kldan akan hava miktarı, m 3 /dakika; e. her bir klda luşan basınç düşmesi veya kaybı, mm SS ;

13 f. her bir kldaki enerji kaybı ve şebekenin tplam enerji tüketimi, Kw; g. her bir kla düşen enerji maliyeti ve şebekenin yıllık enerji maliyeti, TL/yıl. Her yönü ile belirtilen havalandırma prgramı aşağıda sıralanan uygulama lanaklarını gerektiğinde sağlar: a. Mevcut havalandırma şebekesinin dğal ve mekaniksel karakteristiklerini hesaplar, b. Havalandırma şebekesine daha verimli kfulları sağlayabilmek amaciyle yapılmasında düşünülen her türlü değişiklik istemi yerine getirilir. Bunlara;. Değişik vantilatör yerlerinin, farklı karakteristikleri veren vantilatörlerin, seri ve paralel vantilatör düzenlerinin denenmesi,. Yeni havalandırma kllarının şebekeye eklenmesinin denenmesi, 3. Bazı hava kllarının şebekeden çıkarılmasının denenmesi dahildir. Havalandırma prgramının Orta Dğu Teknik Üniversitesi Hesap Bilimleri Bölümünün hafıza büyüklüğü 6 K bite lan IBM Mdel F kmpüterinde kullanılması halinde 'a kadar vantilatöre yer verilebilen kldan luşan bir havalandırma sisteminin etüdü yapılabilir. Ana hafıza kapasitesi daha yüksek bir kmpüterde havalandırma prgramının denenmesi halinde hava klları ile bunlara tesis edilen vantilatörlerin sayısını artırmak mümkündür. 3. Üzülmez Bölgesi Asma-Dilâver Ocakları Havalandırma Sisteminin Etüdü 3.. Genel Plânlama ve Havalandırma Düzeni Üzülmez Bölgesi'nde kilmetre karelik bir alanı kaplayan Asma ve Dilâver Bölümleri kapsamına giren caklarda çalışılan 9 uzun ayaktan (Düâver'de ve Asma'da 9 ayak) günde rtalama,7 tn tuvönan kömür üretimi knvensiynel

14 ilerletimli ve dönümlü yöntemlerde ayak gerisinin göçertilmesi suretiyle yapılır. Dilâver Ocakları bölgenin dğusunda + üzerinde kalan sahalarda +, +, + ve +3 katları arasında; ve batıda verlegen Asma Ocakları ise + nin altında kalan sahalarda +,, ve katları arasında kömür katmanlarını üretir. Her iki bölümde katlar arasında kör kuyular (bürler) veya desandriler aracılığı ile bağıntılar kurulur. Çalışmaların merkezileştirilmesinin planlanmasında yürütülen 7 katı hazırlıklarında Asma I ve II kuyuları aynı derinliğe kadar açılmıştır. Her vardiyada çalışan tplam işçi sayısı I'de,6, H'de 93 ve HTde,68 kişidir. İdare sistemi ile üretim çalışmalarında birbirinden ayrı lan iki bölümün yeraltı havalandırma şebekesi, Çizelge. 3 de belirtildiği gibi, rtak bir sistemdir. Yeraltında hava akımım yaratan Buffal santrifüj tipi emici vantilatör Dilâver'de +/ 33, ve +/33,7 galerilerinin birleştiği nktaya kurulmuştur. Vantüatörün basınç-hava miktarı eğrisi üe teknik karakteristikleri ve cak karekteristik eğrisi Çizelge. de gösterilmiştir. Asma cağına atmsfer havası +/33,, +33,8 A ve +/33,9, Asma Kuyusu I (+/ 7) ile desandri +/ 33,8 ağızlarından girerek hürlerle desandriler aracılığı üe katma ulaşır. Üretim sahalarım dlaşan hava en sn + ktunda dönüş yluna geçer ve dış atmsfere ulaşır. Dilâver cağına +/33, 766, +8 Kesmeli ve + Acılık ağızlarından dahil lan atmsfer havası katlar arası bağıntılar yardımiyle çalışma sahalarına yayılır ve + ktundan cağı terkeder. Dilâver daha çk Asma'nın kaçakları ile açık cak mstrası kırık ve çatlaklarından yeraltına sızan hava Üe havalandırılır. 3.. Yeraltı Havalandırma Ölçmeleri Asma-Dilâver Ocaklarının havalandırma karakteristiklerinin elde edilmesinde gözlem ve ölçmelerden luşan hir araştırma yürütülmüştür (). Yeraltı çalışmalarında; a. iki ölçüm istasynu arasındaki basınç düşmelerinin saptanmasında Pitt tübü-manmetre ikili düzeni,

15 Çizelge 3 Asma - Dilâver Ocakları Havalandırma Sisteminin Çizgisel Diyagramı

16 Çizelge Ocak ve Vantilatör Karakteristik Eğrileri b. her ölçüm istasynu kesitinden geçen hava miktarının ölçülmesinde pervaneli elektrnik anémmètre, c. dğal havalandırma ile cak havasının bağıl rutubet yüzdesinin hesaplanmasında, her ölçüm istasynunda kuru ve yaş sıcaklık dereceleri ile atmsfer basıncının kaydedilmesinde psikmetre ve altimetre, d. Ölçüm istasynları, taban ylları, uzun ayak içleri ve dönüş yllarında grizu kşullarının rtaya çıkarılmasında, metan

17 yğunluğu yüzdesinin tesbitinde MSA C MK. tipi metanmetre kullanılmıştır. Bunlara ek larak, ölçüm istasynlarının deniz seviyesine lan yükseklik ve alçaklıkları; hava ylu kesit alanlarının hesaplanmasında gerekli ölçmeler kaydedilmiştir. Bir hava klu direncinin hesaplanmasında aşağıdaki frmül kullanılmıştır : v e y a Burada; R hava ylunun direnci, m Wb; P hava ylunun basınç kaybı, mm SS ; Q hava ylundan geçen hava miktarı, m 8 /saniyedir. tik yapılan hesaplamalardan elde edilen snuçlar Çizelge. 3 de belirtilen çizgisel diyagramın yardımiyle değerlendirilmiş ve kmpütere 'ön veriler' larak verilmek üzere Tabl. de görülen liste hazırlanmıştır. Tabl Kmputer Öıı Veriler Listesi Kd Numarası Kavşak Numarası Başlangış Bitiş Kl Tipi Kl Direnci m Wb

18 Î

19 » SO Snuç ve Tartışma Üzülmez Bölgesi Asma-Dilâver Bölümleri havalandırma şebekesi 99 hava klu, 6 kavşak ve M = = gözden luşur. Yüzde. verimle çalışan santrifüj tipi vantilatör mm SS basınçla,3 m 3 /dakika veya 7.7 m 3 /saniye ha- 7

20 vayı emer. Bu değerlerin dikkate ahnması ile saptanan cak eşdeğer açıklığı.6 m dir. Kmputer hesaplamalarından elde edilen göz listesi ve her göze ait dğal havalandırma basınçları Tabl. de verilmiştir. Tablnun incelenmesinden görüldüğü gibi, +/33,8: desandre ile +/33,7 galeri ağızları arasında kalan 6 numaralı göze ait dğal havalandırma basıncı 8.89 mm SS lmuştur. Tablda işareti ( ) ile belirtilen değerler mekaniksel havalandırmanın luşturduğu hava akımına karşıt dğrultuda gelişen dğal havalandırma basınçlarını anlatır. Tabl GÖz Listesi ve Dğal Havalandırma Basınçları Göz Numarası Hava Klları Numaraları Dğal Havalandırma basıncı, mm SS. 3 i S

21 S Hava Miktarları Kmpüterden elde edilen havalandırma karakteristikleri tümü ile Tabl. 3 de görülmektedir. Yeraltına sevkedilen hava miktarı,3 m 3 /dakika lduğu halde uzun ayaklara ve benzeri iş sahalarını dlaşan hava miktarı yaklaşık larak, m 3 / dakikadır. Bu sadece tümün %7 si lmaktadır. Arta kalan %3 lük hava vantilatör tesisinde, kapı ve regülatörlerde, ana 9

22 havalandırma yllarında, göçertilmiş ve terkedilmiş göçük ve eskilerde, ve uzun ayaklarda luşan sızma, kaçak ve kısa devrelerle kayıp larak rtaya çıkmaktadır. Kırık ve çatlaklara kaçan hava nedeniyle ana hava ylları ile kavşaklarda hava miktarının tamamı krunamamakta ve dlayısiyle hava ylları byunca hava miktarlarında farklılıklar dğmaktadır. Nrmal uygulamalarda, hava giriş kuyu ve galerileri genellikle üretim perasynlarının yürütüldüğü sahaların rtasına gelecek biçimde açılır. Böylece yeraltına gönderüen temiz atmsfer havası havalandırma şebekesinde lüzumsuz mesafelerde dlaştırılmadan aktif pan ve kartiyelere sevkedilmiş lur. Böyle bir metdun uygulamasına Asma-Dilâver cakları havalandırma sisteminde yer yktur. Âsma'dan cağa giren hava aktif sahalara ancak Km kadar yeraltı hava yllarım katettıkten snra ulaşabilmektedir. Bundan başka, geleceğin üretimini düzenleyen plânlarda böyle bilinçli bir yöntemin uygulanmasına yer verilmediği gelecek yıllarda hava girişinde kullanılacak Asma Kuyuları I ve Il'nin üretim sahalarından çk uzaklarda seçilmiş lmasından anlaşılmaktadır. Genellikle, cak havalandırmasının esas gayesi, bütün pan ve kartiyelerdeki uzun ayaklara ve nların taban yllarına yeterli miktarda temiz havanın erişmesini gerçekleştirmektir. Asma-Dilâver Ocaklarında kömür katmanından üretimin yapıldığı 9 uzun ayak vardır. Üretim hiç bir zaman her bir ayağın tam byunca yürütulmemekte ve ayakların çkluğu nedeniyle hava fazlasiyle bölünmüş hava kllarına ayrılmakta veya daha kötüsü bir hava klu üzerinde iki ve bazan da üç ayağın tesis edilmesi zrunluğu belirmektedir. Ayni kl üzerindeki ayaklardan birincisinde luşan ve havaya karışan tz ve grizu diğer ayakları dlaşmakla tehlike ptansiyelini bir iş yerinden diğerine sürüklemiş lmaktadır. Bunun açıkhğa kavuşturduğu anlam, cak havalandırmasındaki gayelerin tersine, bütün taban ylları ile uzun ayaklara temiz havanın sevkedüememesidir. Merkezüeştirme sistemine gitmek veya ayaklarda üretim faaliyetlerinin yğunlaştırılması ylunu seçmek suretiyle ayak sayısı düşürülebilir ve böylece (a) ayakların bekletilmesinden dğan tahkimat masrafları en alt düzeye düşürülür; (b) dağı- 3

23 Tabl 3 Kmpüterden Sağlanan Veriler /-/3 desandre /339 lâğımı /339 lağımı, N. bür hava ylu hava ylu /333 ylu /-7 Asma Kuyu I Vantilatör Galerisi /33, lâğımı /33,8 A lâfımı ylu / ging l&gımi ylu ylu ylu /3 A lağımı /333 Dğu lâğımı ylu ve 333 lâğımı /3333 sulu ayak ve taban yllan /3 lâğımı / ylu Q/33 ylu ylu /3 ylu / ylu

24 O / ylu +/33 ylu +/33 ylu (R) N bür kntuan +/3 ylu +/3 A ylu +6ylu +6ylu +6ylu +6ylu +6ylu +6ylu +6ylu +/- desandre ve 3397 ylu N. 8 bür /333 ylu /- desandre /39 lâğımı (R) /3 lâğımı /3 lâğımı Milpera ayak ve taban yllan Nemi ayak ve taban yllan /33 B lâğımı Lui ayak ve taban yllan /333 B lâğımı /333 lâğımı (R) /33 lâğımı (R)

25 O.Ol O.Ol Piriş, ayak ve taban ylları /- desandre /333 lâğımı Tb Acüık ayak ve taban ylları Tb Acılık ayak ve taban yllan /333 lâğımı /333 lâğımı /333 lâğımı Pirlç ayak ve taban ylları + desandre +6 giriş ylu +639 lâğımı, Lui ayak Dmuzcu ayak ve taban ylları +/333 lâğımı (R) +/333 lâğımı Büyük kılıç ayak ve +/3 lag. Sulu ayak ve taban ylları + /33 lâğımı Kesmelİ ayak ve taban ylları + /33 lâgimı +/33 lâğımı (R) +S6/+ bür, desandre +/33 sl lâğımı + /3 lâfımı + /3 lâğımı +3/366 lâğımı ve sulu ayak +/36 lâğımı

26 Vantilatör klu (8) tplamı Diğer kllar için tplam /3 lâğımı +3/+S kuyu +/3 lâğımı +/3 lâğımı +3/366 ayak ylları (R) +8 kesmeli ayak ve taban yl. (R> +/3 çıkış, ylu (R) +/33 çıkış ylu +/33 lâ&ımı +/33 lâğımı +/33 lâğımı Sulu ayak ve taban yllan Tb Acılık Ayak ve yllan Tv Acılık ayak ve yllan + ayak yllan Tv Acılık ve mstra girişi (R) + dönüş ylu +6 ylu +6/+6 ve +6/+ desandre +/33 lâğımı

27 nık çalışma perasynları sistematik bir düzene dönüştürülür; ve (c) cak emniyeti ve iş güvenliği bakımından önemi lan havanın dağılımı bilinçli bir anlamda yeterli derecede geliştirilmiş lur. Asma-Düâver yeraltı caklarının en kalabalık vardiyasında,68 işçi çalışmaktadır. Her bir işçi başına düşen hava,6 m 3 /vardiya veya.6 m 8 /dakika larak hesaplanmıştır. Tplam üretimin,7 tn tuvönan kömür lması nedeniyle tn başına isabet eden hava miktarları,83 m 8 /gün veya.9 m 3 / dakikadır. Maden Emniyet Yönetmeliklerinde işçi ve üretilen kömürün tnu basma düşen hava miktarları saptanmamıştır, fakat bu değerlerin diğer ülkelere ait verilerle karşılaştırılması daha çk havanın yeraltına sevkedilmesi gereğini rtaya kymaktadır. Uzun ayakları dlaşan hava miktarları ayrıntıları Üe Tabl. de beürtümiştir. Ayaklara yöneltilen hava miktarları arasında bir bağıntının lmadığı hangi prensiplere bağlı kalarak hava dağılımının yapıldığı tablnun incelenmesinden anlaşılamamaktadır. Asma-Düâver caklarındaki grizu emisynunun genellikle tehlike ptansiyeli yaratan kşulları gerçekleştirmediği ve tzlanmaya karşı teknik tedbirlerin alınmadığı hususları dikkate alınırsa miktarlar arasındaki farkın hangi sebeplerden luştuğu saptanamamaktadır... Hava Basınçları Asma-Dilâver caklarının tplam statik basınç kaybı 3.89 mm SS dır. Havalandırma şebekesi kapsamına giren yl kesitlerinin havalandırma gayelerine göre saptanmamaları hava kllarının ve dlayisiyle tüm cak direncinin yüksek lmasına ve bu da basınç kayıplarının artmasına lanak vermektedir. Ayrıca, kllara tesis edilen kapı ve regülatörlerin basınç düşmelerindeki payları büyük lmaktadır. Havalandırma plânında kapı larak gösterilenlerin tamamı hava sızdırmakta ve regülatör fnksiynu göstermektedir. Kapı sayısının çkluğu ve devamlı açılıp kapanmaları hava dlanımında dikkati çeken değişmeleri yaratmakla basing düşmelerinde dalgalanmaları luşturmaktadır. 3

28 Tabl Hava Miktarlarının Uzun Ayaklara Dağılımı Kömürün V e tildiği Uzun Ayak Kl Numarası Hava Miktarı m^daklka Bağlı Olduğu Bölüm Nemt Milpera Lui Taban Acılık Taban Acılık Piriç Piriç Sulu Sulu Dmuzcu Lui Büyük Kılıç Sulu Sulu Kesmeli Kesmeli Taban Acılık Tavan Acılık Tavan Acılık Asma Asma Asma Asma Asma Asma Asma Asma Asma Dilâver Dilâver Dilâver Dilâevr Dilâver Dilâver Dilâver Dilâver Dilâver Dilâver Uzun ayak dirençleri ldukça yüksektir. Bunun gerçek sebeplerini özellikle ayak girişlerindeki kesitlerin küçük lmasında aramak gerekir. Uygulanması tartışma knusu labilecek işletme yöntemleri ve yeteneksiz tahkimat sistemi snucu zrlukla karşılanan tavan basınçları ayak kesitlerini daraltmaktadır. Bir kişinin sürünerek geçmekte güçlük çektiği uzun ayaklarda direncin fazla lması nrmal bir husustur. Farklı ayaklarda fiziksel kşulların çeşitli lması üretim metdları ile ayak dirençleri arasında bir bağıntının kurulmasını imkânsız kılmaktadır. Dönüş taban yllarının peridik bakımı alt taban ve ana nakliyat ylları düzeyinde yapılmamaktadır. Yan ve üst tavan basınçları hava yllarının kesitlerini etkilemekte ve büyük miktarlardaki havanın dlaştığı dönüş yllarında basınç kayıpları da fazla lmaktadır. Bunlara ek larak, yllardaki bş arabaların durumu, malzeme yığınları, keskin kavisler ve özellikle

29 kısa mesafelerle kesit alanlarının değişmesi nedenleri lmaktadır. şk kayıplarımn.3. Grizu Yayılımı ve Prblemi Araştırma bulguları taban ve uzun ayak çevre atmsferindeki metan yğunluklarının bir tehlike ptansiyelini luşturacak nitelikte lmadığını göstermiştir. Yapılan gözlemlere göre, kömür katmanı ve kmşu kayaç tabakalarından luşan aşırı metan emisynu yktur, fakat metanın çğu kırık ve çatlaklardan yeryüzüne ulaşır. Derinlere inildiğinde bu dğal işlemin gerçekleşmemesi üe bir grizu srununun gelişmesi mümkündür. Ayak içi ve dönüş yllarında sürdürülen hesaplara göre yaklaşık larak günde.8 m s ve yılda 9.3 müyn m 3 saf metan yeryüzüne çıkmaktadır. Üretüen kömürün tuvönan tnu başına düşen miktar. m a metandır..3. Havalandırmanın Eknmik Yönü Havalandırmanın yıllık maliyeti, sadece elektrik enerji tüketiminin dikkate alınması ile,.898 TL dır. Tabl. 3 her hava kluna düşen elektrik tüketimi üe maliyetini ve Tabl. de regülatör larak fnksiyn gösteren kapıların maliyetlerini belirtmektedir. Enerji tüketimi maliyetinin %. kapılara düşmektedir. Bunun yanı sıra, en yüksek maliyet 6, TL/yıl üe Tabl Regülatör Fnksiynu Gösteren Kapıların Maliyeti Regulatr Enerji Maliyeti (Kl nnmarası ile verildiği gibi TL/Yıl ,7 8 9,8 8 9,7 86, 9,97 8,86 Tplam,6

30 vantilatör galerisine aittir. Galeri direncinin yüksekliği ve bunun en ergeç nedenidir. Kesitinin artırılması maliyetin düğmesini büyük mikyasta etkileyebilir. Daha önceleri belirtildiği gibi, Asma'da cağa giren hava ancak Km hava yllarında dlaştıktan snra aktif üretim sahalarına ulaşmaktadır. Bunun enerji maliyeti yılda 39,86 TL sı lmaktadır. Daha gerçek bir maliyet analizinin tartışması elektrik tüketimine ek larak işçilik, amrtisman ve sair masrafların dahü edilmesi ile ancak mümkün lur. Bir fikir yaratabilmek için sadece elektrik enerjisi tüketiminin maliyeti söz knusu lmuştur.. Snuç Yerinde yürütülen gözlem ve araştırma verileri ile kmpüter bulgularının ışığı altmda aşağıdaki genellemeler yapılabilir: Kmputer prgramlamanın havalandırma şebekelerinin etüdüne uygulanmasının en üginç yönü prblemlerin çk büyük bir hızla ve eknmik anlamda çözülmeleri yam sıra pek çk alternatifleri rtaya kyabilmesidir. Alternatif düzenlerin denenmesi suretiyle mevcut havalandırma sistemlerinin geliştirilmesi lanakları sağlanmış lur. Yeraltı gözlem ve araştırmaları Asma-Düâver cakları havalandırma şebekesinin sistematik bir havalandırma düzenini rtaya kymadığını göstermiştir. Mevcut vantilatör karakteristiklerinin, özellikle veriminin, nrmal uygulama değerlerinin çk altında kalması, daha iyi havalandırma kşullarının elde edilmesine lanak yaratan bir yenisiyle değiştirilmesini önermektedir. Hava yllarının havalandırma gayelerine hizmet eder biçimde peridik bakıma bağlı tutulmamalan cak direncinin ve dlayısiyle enerji tüketiminin artmasına neden lmaktadır. Regülatör fnksiynu yaratan kapıların kullanılma gayelerini sağlar duruma getirilmeleri gereği vardır. Halihazırda, kömür katman ve kmşu kayaç tabakalarından luşan grizu bir srunu yaratmak durumunda değildir. Gelecek yıllarda üretimin derinlere kayması iş sahalarında metan

31 birikim yğunluklarının artmasına ve böylece grizu prblemlerinin rtaya çıkmasına neden labilir. Buna tz prblemide eklenirse, Asma-Dilâver caklarının geleceğinde havalandırma şebekesinin öncelikle yeni bir sisteme kavuşturulması gerekecektir. Bibliygrafik Tanıtım. Güney, M. (967): Undergrund Operatins at Znguldak Calfield, Turkey, Trans. Inst. Min. Engrgr (ingiltere), 7, Suzuki, T. - Oba, S. ve Sihara, Z. (96): Methds f Slving Mine Ventilatin Prblems. Int. J. Rck Mech, Min Sei.,, s Crss, H. (9): Analysis f Flw in Netwrks f Cnduits r Cnductrs, Bull. IH. Univ. Engng. Exp. Stn. 86, 3 s.. Sctt, D. R., Hudsn, R. F. ve Hinsley, F. B. (9-93): A Calculatr fr the Slutin f Ventilatin Netwrk Prblems, Trans. Instn. Min. Engr,, McPhersn, M. J. (966) : Ventilatin Netwrks Analysis by Digital Cmputer, Trans Instn Min Engr., 6, -8.. Wang, T. J. ve Hartman, H. L. (96) : Cmputer Slutin f Three- Dimentinal Mine Ventilatin Prblems, Ins. J. Rck Mech. Min. Sei.,, Hashimt B. (96): Analysis f Mine Ventilatin Distributin Netwrks by Digital Cmputer, Waseda, U. Bull. Sei. Eng. Res. Lab., Japnya, 7, s Wehr, R. ve Hennlngsen, U. (97): Stand der Digitalen Rechentechnik auf dem Gebiet der Grubenbewetterung im deutschen steinkhmengergbau, Glückauf 6, N. 3, (Almanya Kömür Ocaklarının Havalandırmasında Sayısal Digital)) Hesaplama Tekniğinin Yeri, Tercüme: H. Hdancı, EKt Etüd-Tesis Kütüphanesi, Znguldak). 9. Cundall, P. A. (97): User's Handbk-Ventilatin Netwrk Prgram by Uwe Henningsen, EKt Ettid ve Tesis Müdürtüğü Kütüphanesi, Znguldak.. İgçi, O. (97) : A Study f the Ventilatin Netwrk System f the Üzülmez District, EKt Maden Bölümü, ODTÜ, Master tezi, s.. 39

32