ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERĠSTESĠ MADEN FAKÜLTESĠ MADEN MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

Transkript

1 ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERĠSTESĠ MADEN FAKÜLTESĠ MADEN MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ MADENCĠLĠKTE ÖZEL KONULAR II DERS PROJESĠ MICROMINE PAKET PROGRAMI ĠLE ÜÇ BOYUTLU MADEN PLANLAMASI HAKAN ALTIPARMAK Proje Danışmanı: Prof. Dr. Selamet G. ERÇELEBĠ Dersi Veren Öğretim Üyesi: Prof. Dr. Orhan KURAL Mart 2014

2 İÇİNDEKİLER ÖZET... v 1. GİRİŞ PROJENİN AMACI ve YAPILAN ÇALIŞMALAR Collar.dat Lithology.dat Survey.dat Sondajların düzleme yerleştirilmesi Kesitlerin alınması CEVHERİN MODELLENMESİ Cevherin küplere bölünüp, Inverse distance yöntemi ile tenör atanması Oluşturulan küplere atanan Pb Tenör Dağılımı Oluşturulan küplere atanan Cu Tenör Dağılımı Oluşturulan küplere atanan Zn Tenör Dağılımı Oluşturulan küplere atanan FE 3 O 4 Tenör Dağılımı Oluşturulan küplere atanan S Tenör Dağılımı AÇIK OCAĞIN BASAMAK VE YOLLARININ MODELLENMESİ Topografya ve basamak tasarımının modellenmesi TARTIŞMA VE SONUÇ KAYNAKLAR ii

3 RESİM TABLOSU Resim 1. Collar verileri... 3 Resim 2. Lithology verileri... 4 Resim 3. Survey verileri... 5 Resim 4. Sondajların Plan Görünüşü... 6 Resim 5. Sondajların batı ekseninden görünümü... 7 Resim 6. Sondajların batı ekseninde görünümü... 8 Resim 7. Kesit görünümleri... 9 Resim 8. Cevherin (Katı Model) 3 Boyutlu Görünüşü Resim 9. Katı modelin batı ekseninden görünümü Resim 10. Katı modelin küplere bölünmesi Resim 11. Küplere bölünmüş 3 boyutlu katı modelin farklı açıdan görünümü Resim boyutlu katı model ile elde edilen küplerin birlikte gösterimi Resim 13. Pb Tenör dağılımı Resim 14. Cu tenör dağılımı Resim 15. Zn tenör dağılımı Resim 16. FE 3 O 4 tenör dağılımı iii

4 Resim 17.S tenör dağılımı Resim 18. Basamak tasarımı plan görünümü Resim 19. Basamak tasarımı batı ekseninden görünümü Resim 20. Cevher ve basamak tasarım plan görünümü Resim 21. Basamak yollarının tasarımı Resim 22. Basamakların katı modelinin oluşturulması Resim 23. Topgrafyanın plan görünümü Resim 24. Dekapaj, cevher ve topografyanın gösterimi iv

5 ÖZET Madencilikte bilgisayar teknolojisinin gelişmesinin en önemli yararlarından biri çalışmaların planlanma aşamasında gerçeğe en yakın sonucun elde edilmesini amaçlamasıdır. Madencilikte en büyük mali gideri oluşturan ilk yatırım maliyetleri, gözlemlenebilir, değiştirilebilir ve alternatifi olan planlama yöntemleri seçenekleri ile en uygun hale getirilebilmek hedeflenmiştir. Madencilik yazılımları üretim yöntemlerini görsel hale getirmekte, iş güvenliğini ve ekonomik faktörleri göz önünde bulunduran bir yaklaşım sağlamaktadır. v

6 1. GİRİŞ Madencilik faaliyetlerinin verimli olarak yürütülebilmesi için, arama, proje, hazırlık, üretim ve üretim sonrası aşamalarının her birinde kullanılacak olan verilerin doğru olarak derlenmesi ve değerlendirilmesi büyük önem taşımaktadır. Kimi zaman hesaplamalarda, kimi zamansa çizim ve modellemelerde kullanılan bu veriler, ele alınan aşamanın niteliğine göre farklı ortam ve belgelerde saklanmaktadır. Günümüzde gelişen bilgisayar teknolojileri ve yazılımları, bu verileri sayısal ortamda çok daha güvenle saklama ve çok daha hızlı değerlendirme olanaklarını da beraberinde getirmiştir. Bilgisayar destekli maden tasarımı yazılımları, madencilik faaliyetlerinin tüm aşamalarına ait verilerin bir veritabanında bir araya getirilmesi ve bu verilerin gerek sayısal gerekse görsel olarak çok kısa zamanda yorumlanmasını mümkün kılmaktadır. Arazi yapısı, jeolojik yapı, rezerv hesabı, örtü kazı, patlatma, hazırlık, üretim, nakliyat ve havalandırma gibi ana madencilik konularına yönelik çalışmalarda gerçeğe yakın modellerin oluşturulması, bu tür yazılımların sağladığı en belirgin kolaylıklardan biridir. Hazırlanan bu modellerin ilerleyen madencilik faaliyetleriyle birlikte kolayca güncellenmesi, mevcut durumun ve yakın geleceğin çok daha yakından izlenmesi açısından önemli emek ve zaman tasarrufu sağlamaktadır. Bu durum, özellikle işçi sağlığı ve güvenliği ve de verimlilik konularında büyük önem taşımaktadır. Bu projede maden yatağının modellenmesi için Micromine programı kullanılmıştır. 1

7 2. PROJENİN AMACI ve YAPILAN ÇALIŞMALAR Bu projede Siirt-Madenköy de bulunan yaklaşık 10 milyon m 3 rezervli bakır yatağının modellenmesine yönelik çalışma yapılmıştır. Bu kapsamda öncelikle; yapılan sondajlardan elde edilen veriler Micromine programına yüklenmiştir. Yüklenen bilgiler ile üç farklı.dat dosyası oluşturulmuştur. Bu oluşturulan dosyalar ilerleyen aşamalarda istenilen ve elde edilmek istenen veriler için kullanılacaktır. Bu bilgiler ışığında cevher yatağının modellenmesinden yanısıra ekonomik özelliklerini kullanıcılara gösterecek olan litolojik modellemeleri incelenecektir. 2

8 2.1. Collar.dat Bu dosya içerisinde yapılan sondajın genel özellikleri bulunmaktadır. Bunlar; sondaj numarası, X-Y-Z koordinatları ve derinlik bilgileridir. Resim 1. Collar verileri 3

9 2.2. Lithology.dat Bu dosyada yapılan sondajların cevheri hangi derinlikte kestiği ve alınan numunelerden elde edilen labratuar sonuçları (kesilen cevherin içerdiği mierallerin tenörü) yer almaktadır. Resim 2. Lithology verileri 4

10 2.3. Survey.dat Survey.dat da ise sondajların derinlik, azimut (kuzeyle yapılan açı-saat yönünde) ve dip (yatayla yapılan açı) bilgileri yer alır. Resim 3. Survey verileri Collar.dat, Lithology.dat ve Survey.dat dosyaları kullanılarak sondajların yerleri belirlenmiş ve cevher yatağının modellenmesine geçilmiştir. 5

11 2.4. Sondajların düzleme yerleştirilmesi Oluşturulan data dosyaları kullanıcılara program arayüzünde maden sahasını görsel olarak görebilmeyi ve yorumlayabilmeyi sağlar. Resim 4. te Sondajların tepeden görünümü mevcuttur. Resim 4. Sondajların Plan Görünüşü 6

12 Resim 5. Sondajların batı ekseninden görünümü Resim 5 ise sondajların yatay eksen de görünümünü vermektedir. İlerleyen aşamalarda yatay eksenden alınan görünümü modellerin kesitleri alınmasında yardımcı olacaktır. 7

13 2.5. Kesitlerin alınması Lithology dosyasından faydalanılarak sondajların kestiği cevher kalınlıkları ayrı renklerde belirtilerek 14 tane kesit alınmıştır. Resim 6 da görülen kesitlerde yeşil renk cevheri, gri renk ise değersiz kayacı temsil etmektedir. Resim 7 de ise 14 tane kesitin plan görünüşü verilmiştir. Resim 6. Sondajların batı ekseninde görünümü 8

14 Resim 7. Kesit görünümleri Kesitlerin sondajlar ile birlikte görünümü ileriki aşamalarda cevher modellemesinde yardımcı olacaktır. 9

15 3. CEVHERİN MODELLENMESİ Alınan kesitlerin birleştirilmesi sonucunda cevher yatağının üç boyutlu modeli Resim 8 de gösterilmektedir. Resim 8. Cevherin (Katı Model) 3 Boyutlu Görünüşü 10

16 Cevher modelinin üç boyutlu modeli kullanıcılara görsel düşünme imkanı tanımanın yanısıra, üretim odaklı düşünme imkanı sağlamaktadır. Bu aşamadan sonra oluşturulan cevher modelini istenilen boyuttaki bloklara ayırdıktan sonra bloklara değer ataması işlemini yapılacaktır. Resim 9. Katı modelin batı ekseninden görünümü 11

17 3.1. Cevherin küplere bölünüp, Inverse distance yöntemi ile tenör atanması Oluşturulan üç boyutlu cevher bloğu bir metrelik (1m 3 ) küplere bölünecektir. Daha sonra Inverse distance yöntemi ile elde edilen verileri kullanarak, cevherde oluşturulan bloklara değerler atanacaktır. Bunun sonucunda elde edilen verile incelenebilecek duruma gelmiş olacaktır. Resim 10. Katı modelin küplere bölünmesi 12

18 Resim 11. Küplere bölünmüş 3 boyutlu katı modelin farklı açıdan görünümü 13

19 Resim 12 de Bloklara bölünen cevher yatağının değer atama işlemi tamamlanması sonucunda tüm mineralleri gösteren görünümü gösterilmektedir. Resim boyutlu katı model ile elde edilen küplerin birlikte gösterimi 14

20 Oluşturulan küplere atanan Pb Tenör Dağılımı ıresim 13, Cevher yatağında oluşturulan bloklara atanan Pb dağılımını göstermektedir. Bu veriler ışığında modellenen bloklar Pb üretiminin nereden başlaması gerektiği konusunda kullanıcılara yardımcı olacaktır. Resim 13. Pb Tenör dağılımı 15

21 Oluşturulan küplere atanan Cu Tenör Dağılımı Resim 14, Cevher yatağında oluşturulan bloklara atanan Cu dağılımını göstermektedir. Bu veriler ışığında modellenen bloklar Cu üretiminin nereden başlaması gerektiği konusunda kullanıcılara yardımcı olacaktır. Resim 14. Cu tenör dağılımı 16

22 Oluşturulan küplere atanan Zn Tenör Dağılımı Resim 15, Cevher yatağında oluşturulan bloklara atanan Zn dağılımını göstermektedir. Bu veriler ışığında modellenen bloklar Zn üretiminin nereden başlaması gerektiği konusunda kullanıcılara yardımcı olacaktır. Resim 15. Zn tenör dağılımı 17

23 Oluşturulan küplere atanan FE 3 O 4 Tenör Dağılımı Resim 16, Cevher yatağında oluşturulan bloklara atanan FE 3 O 4 dağılımını göstermektedir. Bu veriler ışığında modellenen bloklar FE 3 O 4 üretiminin nereden başlaması gerektiği konusunda kullanıcılara yardımcı olacaktır. Resim 16. FE 3 O 4 tenör dağılımı 18

24 Oluşturulan küplere atanan S Tenör Dağılımı Resim 17, Cevher yatağında oluşturulan bloklara atanan S dağılımını göstermektedir. Bu veriler ışığında modellenen bloklar S üretiminin nereden başlaması gerektiği konusunda kullanıcılara yardımcı olacaktır. Resim 17.S tenör dağılımı 19

25 4. AÇIK OCAĞIN BASAMAK VE YOLLARININ MODELLENMESİ Bir işletmenin yerüstü üretim metodu veya yeraltı üretim metodu ile işletilebileceği ekonomik şartlar göz önünde bulundurularak belirlenir. Ancak bu projede ekonomik üretim yöntemi yerine açık ocak dizaynı incelenmiştir. Bu yüzden basamak genişlikleri 10 m, basamak yükseklikleri 15 m belirlenmiştir. Maliyet ve üretim bilgileri mevcut olmadığı için ekonomik sınır değeri hesaplanamamıştır. Resim 18. Basamak tasarımı plan görünümü 20

26 Resim 19. Basamak tasarımı batı ekseninden görünümü Resim 20 de cevher modeli ve basamak dizaynı tepeden gösterilmiştir. Tepeden görünüm ilerleyen aşamalarda tesislerin planlamasında yardımcı olacaktır. 21

27 Resim 20. Cevher ve basamak tasarım plan görünümü Basamak yolları en ekonomik ve en verimli şekilde dizayn edilmelidir. Bu durum maden ocağının üretim halinde ve ilerleyen yıllarda daha düzenli bir şekilde üretim yapmasına ve iş güvenliği konusunda daha güvenilir olarak çalışabilmesine olanak sağlayacaktır. 22

28 Resim 21. Basamak yollarının tasarımı 23

29 4.1. Topografya ve basamak tasarımının modellenmesi Sahanın topografya haritası ve tasarlanan basamak dizaynı göz önünde bulundurularak yapılması hedeflenen üretim yerleri konaklama lokasyonları belirlenecektir. Bilgisayar destekli dizaynın diğer bir faydasıda iklimsel değişikliklerin etkileri sonucunda oluşabilecek tehlikeleri önceden kullanıcılara gösterebilme özelliğidir. Resim 22. Basamakların katı modelinin oluşturulması 24

30 Topografya haritasında görülebileceği gibi cevher bloğunun bulunduğu noktanın kot seviyesi genel arazinin kot seviyesinden daha alçak olması nedeniyle, üretim parametreleri buna göre dizayn edilmelidir. Resim 23. Topgrafyanın plan görünümü 25

31 Resim 24 te görüldüğü üzere görsel olarak tasarlanan cevher bloğu ve maden sahası, maden hakkında bir görsel oluşum yaratmaktadır. Bu çalışmalar bakış açısını arttırmaktan öte mühendislere yeni fikirler bulmasına yardımcı olacaktır. Resim 24. Dekapaj, cevher ve topografyanın gösterimi 26

32 5. TARTIŞMA VE SONUÇ Elde edilen veriler sonucunda ,1 m 3 cevher hesaplanmıştır. Bu veriyi kullanarak yoğunluğu 2.27 ton/m 3 kabul ederek toplam cevherin kütlesini ,3 ton olarak hesaplanır. Toplam kazılacak dekapaj miktarı ise ,34 m 3 olarak hesaplanmıştır. Buradan toplam dekapaj- cevher hacminden kazılacak miktarın ,73 ton/m 3 olduğu hesaplanmıştır. Dekapaj oranı ise ,73 / ,33 =22,06 m 3 /ton elde edilmiştir. 27

33 KAYNAKLAR Micromine, Selimoğlu, Ö., Bilgisayar Destekli Entegre Açık İşletme Tasarımı ve Planlaması, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ. Özkan, M., Açık Ocak İşletmelerinde Optimum Nihai Sınırın Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ 28