Maden İşletmeciliğinde Üretim Verimliliği Çalışma Grubu

Transkript

1 Maden İşletmeciliğinde Üretim Verimliliği Çalışma Grubu A. Grubun Amacı Gün geçtikçe gelişen teknolojiler maden işletmeciliğinde üretim verimliliği kavramının yeniden değerlendirilmesi zorunluluğunu doğurmuştur. Madenlerde yeni nesil emülsiyon patlayıcıların kullanımı artmakta, elektronik ateşleme sistemlerinin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Açık ocaklarda ve yer altında kullanılan delici ekipmanların, kesici yükleyicilerin, ekskavatörlerin kapasiteleri gittikçe gelişmektedir. Artık tamamen bilgisayar kontrollü delme ekipmanları, uzaktan kontrollü yükleme ekipmanları kullanımdadır. Klasik kazının yanı sıra Cardox ve Airdox gibi özel kaya kırma-parçalama sitemlerinin kullanımı artmaktadır. Klasik tahkimat sistemlerinin yanında özel karşıma sahip püskürtme betonlar, gelişmiş yürüyen tahkimat sistemleri, özel reçineli cıvataların kullanımı yaygınlaşmaktadır. Günümüz dünyasında insan gücü yerine makinelerin ve gelişmiş robotik sistemlerin, ekipmanların kullanıldığı bir dönem söz konusudur. Maden planlamanın yanı sıra, üretim faaliyetlerinin her aşamasının optimizasyonu için özel yazılımlar kullanılmaktadır. Bu çalışma grubu çalışma güvenliği prensiplerini en yüksek seviyede göz önünde bulundurarak, üretim faaliyetlerinin en yüksek verimlilikle gerçekleştirilmesi için araştırmalar yapmak amacıyla kurulmuştur. Gelişen teknolojinin getirdiği yenilikler, maden üretim yöntemlerinin en mükemmel seviyeye ulaştırılması amacıyla değerlendirilerektir. Teknolojinin getirdiği yeniliklerin, yeni fikirlerin, ülkemiz madenciliğine adaptasyonu hedeflenmektedir. Özellikle Belgrad Üniversitesi Maden ve Jeoloji Fakültesi ile yapılan işbirliği grubun uluslararası gücünü artıracaktır. B. Grup Çalışanları Ad- Soyadı e-posta telefon Prof. Dr. Orhan KURAL (Grup Lideri Maden Müh. Bölüm Başkanı) Prof. Dr. Gündüz ÖKTEN Prof. Dr. Hasan ERGİN Prof. Dr. Cengiz KUZU Yrd. Doç. Dr. Türker HÜDAVERDİ Araş. Gör Erim Güçlü Araş. Gör. Samet Can ÖZER Araş. Gör. Mikail BAŞYİĞİT Araş. Gör. Olgun ESEN Prof. Dr. Vedat DİDARİ Bülent Ecevit Üni. Müh. Fak. Maden Mühendisliği Böl. Assoc. Prof. Dr. Hugh B. MILLER Colorado School of Mines Mining Engineering Department

2 Prof.Nikola M. LILIC Prof.Vojin B. COKORILO Prof. Ivan Obradovic (Dean) Prof. Bozo Kolonja (Dean) Grup iletişim: C. Grubun Laboratuvar İmkânları Kaya Mekaniği ve Doğal Taş Laboratuvarı Madenlerde Havalandırma ve Emniyet Laboratuvarı Bilgisayar Destekli Maden Tasarımı ve Planlaması Laboratuvarı Kırmataş ve Briketleme Laboratuvarı Mikrotünel Açma, Sondaj ve Zemin Şartlandırma Laboratuvarı D. Grup üyelerinin seçilmiş yayınları 1. T. Hudaverdi, P.H.S.W. Kulatilake, C. Kuzu, (2011). Development of a new model for blast fragmentation prediction, Transactions of the Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Vol. 330, pp T. Hudaverdi, C. Kuzu, A. Fisne, (2012). Investigation of the Blast Fragmentation Using the Mean Fragment Size and Fragmentation Index, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 56, pp T. Hudaverdi, P.H.S.W. Kulatilake, C. Kuzu, (2011). Prediction of Blast Fragmentation Using Multivariate Analysis Procedures, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol. 35, No. 12, pp P.H.S.W. Kulatilake, W. Qiong, T. Hudaverdi, C. Kuzu,(2010). Mean Particle Size Prediction in Rock Blast Fragmentation Using Neural Networks, Engineering Geology, Vol. 114, No. 3-4, pp Fişne, A., Ökten, G. ve Hüdaverdi, T. (2006). Yeraltı Madenciliğinde Ani Gaz ve Kayaç Püskürmesine Eğilimli Zonların Belirlenmesi, 8. Bölgesel Kaya Mekaniği Sempozyumu, 2 3 Kas., İstanbul, s

3 6. Okten, G., Fisne, A., Hudaverdi T., Onur Ç. (2011). Assessment of Coal and Gas Outburst Hazards in Zonguldak Coal Basin, Turkey. 22 th World Mining Congress & Expo, September, Istanbul, Turkey, pp Fisne, A., Okten, G., Hudaverdi, T., Kuzu, C. (2007). Investigation of Noise Exposure Levels For Mechanized Coal Mine Workers in Turkey, 36 th International Congress and Exposition on Noise Control Engineering (INTER-NOISE 2007), Aug., Istanbul, pp Fişne, A., Öztürk, C. A., Ökten, G., 2006 Fire Dam Construction for Underground Openings 4 th Asian Rock Mechanics Semposium, ISRM, 8-10 November, Singapore. 9. Kuzu C, Guclu E, 2009, The problem of human response to blast induced vibrations in tunnel construction and mitigation of vibration effects using cautious blasting in half-face blasting rounds, Tunnelling and Underground Space Technology, Elsevier, Vol. 24, Issue 1, pp Kuzu C, 2008, The mitigation of vibration effects caused by tunnel blasts in urban areas: a case study in Istanbul, Environmental Geology International Journal of Geosciences, Springer-Verlag, Vol. 54, Nr.5, pp Kuzu C, Fişne A, 2001, Application of sublevel caving with high-pressure air blasting into steeply dipping hard coal seam at Zonguldak colliery Proceeding of the MPES th International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, New Delhi, November, p Ökten G, Tuncel Z, Kuzu C, 1998, An investigation of noise pollution in Istanbul Metro tunnel drivages, Proceedings of the 5th International Symposium on Environmental Issues and Waste Management in Energy and Mineral Production-SWEMP-98, Ankara, Mai, p Bilgin N, Kuzu C, Eskikaya Ş, Özdemir L, 1997, Cutting performance of jack hammers and roadheaders in Istanbul Metro drivages, Proceedings of World Tunnel Congress'97 Tunnels for People (Balkema), Vienna, April, p Tumaç, D., Bilgin N., Feridunoğlu, C., Ergin, H., Estimation of rock cuttability from Shore Hardness and Compressive Strength properties, Rock Mech. Rock Engineering, 2007, Vol. 40(5), pp: E. Grup üyelerinin daha önce gerçekleştirdiği seçilmiş projeler Ökten, G., Fişne, A., Yeraltı Yapılarında (Metro ve Tüneller) Havalandırma Koşullarının ve Hava Kalitesindekii Değişimlerin Araştırılması, Project No: 30705, İTÜ Araştırma Projesi, Maden Fakültesi, İstanbul. Ökten, G., Fişne, A., Yeraltı Madenlerinde Radon Gazı Konsantrasyon Seviyelerinin Belirlenmesi ve İşçi Sağlığı Üzerine Etkilerinin Araştırılması, Project No: 1972, İTÜ Araştırma Projesi, Maden Fakültesi, İstanbul. Ökten, G., Fişne, A., Hüdaverdi T., Özer S. C., Soma Eynez yeraltı kömür madeni havalandırma projesi, İmbat Madencilik, Manisa, (Yurtiçi Araştırma Projesi). Kuzu, C., Hüdaverdi, T., İstanbul çevresi taş ocakları için çevre dostu patlatma tasarımlarının araştırılması, (İTÜ Araştırma Projesi). Tunçdemir, H., Hüdaverdi, T., Bayram, O., Akçansa Kumtaşının mekanik özelliklerinin belirlenmesi Akçansa A.Ş. İstanbul, (Yurtiçi Araştırma Projesi). Hüdaverdi, T., Tunçdemir, H., Maden Yapı A.Ş. ye ait kayaç numunelerinin tek eksenli basınç dayanımlarının ve nokta yük dayanım indeksinin tespiti Maden Yapı A.Ş., Kocaeli, (Yurtiçi Araştırma Projesi).

4 F. Grubun laboratuvar imkânları hakkında ayrıntılı bilgiler F1. Kaya Mekaniği ve Doğaltaş Laboratuvarı Bu laboratuvarda, yeraltı yapılarının (maden galerisi, tünel, yeraltı boşlukları vb.) içinde bulunduğu değişik kaya ortamlarından alınmış kayaç numunelerinin ve doğal yapıtaşı olarak adlandırılan mermer, traverten gibi kayaçların her türlü mekanik ve fiziksel özellikleri belirlenebilmektedir. Bu amaca uygun olarak laboratuvarda; statik ve dinamik şartlarda toplam 3.12 MN yükleme kapasiteli ve 52.5 MN/mm katılığa sahip elektrohidrolik test makinesi, 300 ton kapasiteli üç eksenli ve tek eksenli basınç dayanımı için test makinası, kesme dayanımı test makinası, sismik hız ölçüm cihazı (PUNDIT), kayaç indeks özelliklerini test eden donanımlar mevcuttur. Ayrıca karot alma ve numune hazırlama imkanları her tür kayaçtan standartlara uygun olarak numune alınabilmesini sağlayacak düzeydedir. Laboratuvarda yapılan fiziksel ve mekanik özellikleri belirlemeye yönelik deneyler şöyle sıralanabilir; fiziksel özellik testleri; yoğunluk tayini deneyi, porozite oranı tayini deneyi, su emme oranı tayini deneyi, permeabilite oranı tayini deneyi, sismik hız (P., S. dalga boyu) deneyi, suda dağılma dayanımı deneyi, şişme potansiyeli deneyi, mekanik özellik testleri; tek eksenli basınç dayanımı deneyi (Elastisite Modülü ve Poisson Oranının Belirlenmesi), endirekt çekme dayanımı deneyi,

5 direk ve indirekt kesme dayanım deneyi, üç eksenli basınç dayanımı deneyi, nokta yük deneyi, eğilme dayanımı deneyi, darbe dayanımı deneyi, Schmidt çekici yüzey sertlik endeksi, Mohs sertlik tayini deneyi, aşınma dayanımı indeks deneyi, F2. Bilgisayar Destekli Maden Tasarımı ve Planlaması Laboratuvarı Bu laboratuvarda açık ve yer altı maden işletmelerinin tasarımı ve planlamaları Vulcan Micromine gibi entegre madencilik yazılımları kullanılarak yapılmaktadır. Maden yatağının 3-B modellemesi yapıldıktan sonra, jeoistatistik yöntemle rezerv hesapları yapılmakta, gerek açık işletme gerekse yer altı işletmesinin 3-B tasarım ve planlamaları yazılımlar kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Ayrıca maden ve tünellerde tasman tahmini için 2-B ve 3-B sonlu elemanlar yazılımları, Plaxis, 3-D Tunnel mevcuttur. Kaya ve Zemin şev stabilitesi çalışmaları da bilgisayar ortamında yürütülmektedir.

6 F.3. Maden Havalandırması ve İş Güvenliği Laboratuvarı Madenlerde güvenli ve sağlık koşullarına uygun çalışma ortamı sağlamak için çevre koşullarının ve havanın fiziksel özelliklerinin araştırılması gereklidir. Aşağıda laboratuvardaki ekipmanlar ile yapılabilecek çalışmalar verilmiştir. Maden hava ve iklim özelliklerinin ölçülmesi Toz ölçümleri Madenlerde aydınlatma Patlayıcı gazlar ve kömürün yanmasının araştırılması Havalandırma şebekelerinin planlaması ve şebeke problemlerinin çözümü F.4 Mikrotünel Açma, Sondaj ve Zemin Şartlandırma Laboratuvarı Bu laboratuvarda bulunan yatay sondaj deney seti 1 m çapına kadar delici ve kesici kafaların laboratuvarda kontrollü şartlarda test edilmesi için geliştirilmiştir. Deney setinin tahrik gücü 132 kw olup, dönüş hızı 80 dv/dk'ya, itme kuvveti 50 ton ve yanal kuvvet ise 20 ton'a kadar ayarlanabilmektedir. Kesici makinelerde kullanılan kesici kafa veya rotary sondajda kullanılan herhangi bir matkabın performansı bu deney seti ile test edilebilmekte, bir kollu galeri açma makinesinin veya kömür kazısında kullanılan kesici yükleyicinin yanal hareketi, kaya bloğunu taşıyan sehpanın hidrolik pistonlarla yana itilmesiyle simüle edilebilmektedir. Döner kafanın istenilen bir değerdeki itme kuvveti ve dönme hızında oluşan ilerleme hızı ve tork bilgisayar kontrollu veri toplama sistemi ile kayıt edilebilmekte, deney sırasında itme kuvveti ve dönüş hızı istenilen değerlerde tutulabilmektedir. Mikrotünel açma makinelerinde kullanılan 1 m çapa kadar herhangi bir kesici kafa, kömür ve mineral kazısında kullanılan kesici yükleyiciler, sondajlarda kullanılan matkap veya karotiyerler bu deney setinde denenebilmektedir.

7