Türkiye 7. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi-TUMKS 00, 00, ISN 97-9-6-6 ir Yeraltı Maden işletmesinde lternatif Nakliye Sistemlerinin Mukayesesi.emirci &.levli umhuriyet Üniversitesi, Maden Mühendisliği ölümü, Sivas ÖZT: u çalışma kapsamında, mevcut haliyle -0 m derinliğe ulaşmış bulunan ve derindeki cevherin nakli için yetersiz kalan kuyu-nakliye sistemi kullanan gerçek bir yeraltı krom işletmesi için alternatif nakliye sistemleri araştırılmıştır. Sözkonusu işletmede cevherin -00 m derinliğe kadar ulaşacağı kabul edilmiş ve bu derinlikteki cevheri çıkarmak için beş farklı nakliye alternatifi (üç adet'i kuyu nakliye, iki adedi yeraltı kamyonları ile) uygulanabilir bulunmuştur. u nakliye sistemleri teknik ve ekonomik açıdan incelenmiş ve farklı kriterler bazında değerlendirilmişlerdir. STRT: In this study, alternative transportation systems have been studied for an underground chromite mine. urrent transportation system for the mine consists of a shaft reaching to a level of -0 meters. However, this system is inadequate for hoisting the ore from the levels below -0 m. It is assumed that the ore body will reach to a depth of 00 meters. In order to transport the ore from the levels between -0 and - 00 m five.different transportation alternatives have been found to be applicable. These alternative systems have been investigated from the technical and ecomical point of view and evaluated on the basis of multidimensional (multiple) objective systems. GİRİŞ u çalışma kapsamında incelenen yeraltı madencilik faaliyetlerinde cevherin yeryüzüne taşınması işlemi, genellikle kuyu nakliye sistemi ile yapılmaktadır. Kuyu nakliye sisteminin tasarımı yapılırken gözönüne alınması gereken faktörler oldukça kabarıktır. ncak değerlendirmelerde bu faktörlerden, "istenen üretim miktarı" ve bu "üretimin sağlanacağı derinlik" öne çıkmakta ve diğer tasarım parametreleri bu iki parametreye bağlı olarak irdelenmektedir (eerkircher 98, Harmon 97 & Saltoğlu 976). evherin taşınacağı derinlik, arama çalışmaları sonucu tespit edilmiş olan cevher sınırlarına bağlıdır. ncak bazı durumlarda, cevher tabanını tespit etmek değişik sebeplerden dolayı mümkün olmamaktadır. u durumda kuyu tasarımı genellikle mevcut verilere göre yapılmaktadır. Özellikle küçük ölçekli işletmelerde genel üretim stratejisi, ara-bul-işlet şeklinde olduğu için biiuik yatırımlardan kaçımlmakta ve kuyu tasannu mevcut bilinen cevher sınırlarına göre yapılmaktadır. u haliyle işletmenin ilerleyen safhalarında cevher tabanı derinleştikçe kuyu'da buna bağlı olarak derinleştirilmektedir. ncak belirli aşamalardan sonra bu uygulama, teknik ve ekonomik problemleri gündeme getirmektedir. Genellikle bu şekilde derinleştirilen kuyular, belirli bir derinlikten sonra istenen üretim talebini karşılayamamakta, bu ise alternatif nakliye sistemi arayışım gündeme getirmektedir. u çalışmada işaret edilen işletmede kazılan krom cevherini yeryüzüne çıkarmak için işletmenin mevcut koşullarına bağlı olarak değişik alternatif nakliye sistemleri göz önüne alınabilir bulunmuştur. ncak bu alternatiflerin tek veya çok kriterlere göre değerlendirilerek, öncelikli olanın sıralandırılması bu çalışmanın esasını oluşturmaktadır. u çalışmaya baz olan yeraltı işletmesinde mevcut kuyu önce (-0 m) katma kadar sürülmüş, ve bilahare ikinci safhada 90 m ilave ile (-0 m) katma indirilmiştir. u günkü haliyle cevherin 90 m daha derine gittiği tespit edilmiştir. ununla beraber diğer jeolojik veriler cevherin -00 m katına kadar gidebileceğine işaret etmektedir. u durumda mevcut kuyunun derinleştirilmesine ilaveten alternatif nakliye sistemlerini ortaya koyan, yeni nakliye sistemi arayışları gündeme gelmiştir. Sözkonusu işletme için işletme yönetimiyle beraber aşağıda verilen nakliye alternatiflerinde mutabık kalınmıştır: 89
a) lternatif : u alternatife göre mevcut kuyu (-0 m) katından (-90 m) katma kadar kademeli (90'ar m) olarak derinleştirilecektir. lternatifin uygulanması sonucu oluşacak genel görüntü Şekil 'de serildiği gibi olacaktır. Şekil. lternalif: Yeni kuyu. Şekil. lternatif : Mevcut kuyuyu derinleştirme. b) lternatif : u alternatifte öncelikle mevcut kuyunun (-0 m) katına kadar derinleştirilmesi ve daha sonra (-0 m) katından (-90 m) katma kadar bir iç kuyu (kör kuyu) sürülmesi öngörülmüştür (Şekil ). Şekil. lternatifs: Mevcut kuyu ve iç kuyu. c) lternatif : u alternatifte, yeryüzünden yeni bir kuyu sürülmesi öngörülmüştür. u kuyu daha büyük kapasiteli olup, mevcut kuyu ile aynı hatta olucakür. lternatifin uygulanması sonucu oluşacak genel görünüm Şekil 'de verildiği gibidir. d) lternatif : u alternatifte mevcut kuyu tabanından aşağıya doğru %0- eğimli rampa sürmek ve aşağı katlardaki cevheri yeraltı kamyonları ile mevcut kuyu tabanına getirmek öngörülmüştür. u alternatifin uygulanması soncu oluşacak genel görünüm Şekil 'de verilmiştir.. Şekil. Mevcut kuyu ve iç rampa alternatifi e) lternatif : u alternatifte ise cevher nakli için yeryüzünden başlayan bir rampa sürülmesi, ve mevcut kuyu tabanına ulaşıldığında da lternatif 'de verilen rampa sistemi ile aşağı katlara inilmesi öngörülmüştür. u alternatifte cevher yeryüzüne yeraltı kamyonları ile nakledilecektir (Şekil ). Şekil. Yeryüzü rampa sistemi. 90
Yukarıda verilen alternatiflere özgü parametreler ve konumlandırmalar VULN programı yardımı ile belirlenmiş olup, şekiller sözkonusu programdan elde edilmiştir. u çalışmada sözkonusu olan nakliye alternatiflerinden herhangi birisinin seçimi, bir karar verme problemi olarak şekillenmektedir. u kararın oluşması sadece mono bir amaç halinde şekillenen ekonomik yaklaşımlara dayandırılamayacağmdan; problemin çözümü çok boyutlu amaçlar düzeninde (multicriteria choice) gerçekleştirilmelidir. (emirci 98, Wolters 99, elecal 000, atzias 000 & Nutt 000). u itibarla sözkonusu seçim yönteminde öncelikle kriterlerin belirlenmesi ve bilahare geliştirilen alternatiflerin bu kriterlere göre ve uygun ölçme metodları ile değerlendirilmesi problemin çözümüne esas alınmıştır. lternatiflerin öncelikleri bu esasa göre belirlenmiştir. LTRNTİFLRİ ĞRLNİRM KRİTRLRİ Yeraltı nakliye sistemi için düşünülen alternatifleri mukayese etmek ve değerlendirmeye tabi tutmak amacıyla mevcut koşullar için hazırlanmış olan bir amaçlar düzeninden aşağıdaki kriterler tespit edilmiştir:. İstenen üretimin sağlanması,. Toplam yatırım tutarı,. Nakliyeye özgü işletme maliyeti,. Oluşan net bugünkü değeri (N),. Hazırlık faaliyetlerinde kolaylık ve üretimin sürekliliği, 6. Rezerv'e yönelik belirsizlik.. îstenen üretimin sağlaması lternatifleri üretimi sağlama kriteri bazında değerlendirebilmek için, her alternatifin istenen mevcut üretim programına göre nakledebileceği cevher miktarı hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda alternatifler Çizelge l'de verildiği gibi sıralanmışlardır. Çizelge. lternatiflerin üretime göre sıralanması. lternatif Sonuç Önem Sıralaması (fi) yetersiz. Toplam yatırım tutarı lternatifleri bu kritere göre değerlendirebilmek için öncelikle her alternatif için gerekli olan hazırlık miktarları (kuyu,galeri,rampa,vs.) tespit edilmiş, ve bilahare bu hazırlıkların toplam yatırım miktarları hesaplanmıştır. Hesaplanan yatırım miktarına bağlı olarak alternatiflerin öncelikleri Çizelge 'de verilmiştir. Çizelge. Yatırım maliyetine göre sıralama. lternatif Yatırım Miktarı ($)*.7.69.60.88..8.787.88.77.6 Öncelik Sıralamasını) *u rakamlar rastgele bir katsayı ile değiştirilmiştir. Nakliyeye özgü işletme maliyetleri lternatifleri nakliyeye özgü işletme maliyeti bazında sıralayabilmek için her alternatifin uygulanması sonucu oluşacak sabit ve değişken maliyetler hesaplanmıştır. Hesaplamalar sonucu elde edilen sıralama Çizelge 'de verilmiştir. Çizclge. Nakliyeye özgü işletme maliyetine göre sıralama. lternatif İşletme Maliyeti ($/ton)*,08,99,8,99,90 Öncelik Sıralama^) *ıı rakamlar rastgele bir katsayı ile değiştirilmiştir. Oluşan net bugünkü değer (N) Nakliye için göz önüne alınan alternatiflerin yatırım süreleri farklı olacağı için, projenin toplam ömrü de farklı olmaktadır. u durumda yeraltındaki cevherin toplam net bugünkü değeri, nakit akımları planı farklılığından dolayı farklılık arz etmektedir. lternatifleri, bu bazda sıralayabilmek için, her alternatifin yatırım süresi hesaplanmış ve buna bağlı olarak da üretim planı belirlenmiş ve bu veriler kullanılarak cevher yatağının her alternatif için yıllık nakit akış çizelgesi hazırlanmıştır. Nakit akış çizelgesinde oluşan değerler %0 faiz oranı kullanılarak net bugünkü değere (N) indirgenmiş ve elde edilen sonuçlar Çizelge 'de verilmiştir. Çizelge lternatif lternatifler sonucu o N(S)*.78.000.68.000 0.6.000..000.67.000 usan Nf'!cr. Öncelik Sıralaması(ft) *u rakamlar rastgele bir katsayı ile değiştirilmiştir 9
. Hazırlık faaliyetlerinde kolaylık ve üretimin sürekliliği Seçilecek nakliye alternatifinin, diğer faaliyetlerde kolaylık sağlayıp sağlayamayacağı veya hangi oranda kolaylık sağlayabileceği kısmen sübjektif bir husustur. ncak, bu çalışmanın araştırmacıları kendi tecrübelerine dayanarak ve işletmedeki uygulamacıların görüşlerini alarak alternatifleri Çizelge 'deki gibi sıralamışlardır. Çizelge. Hazırlık faaliyetlerinde kolaylık sıralaması. lternatif Öncelik Sıralması (f').6 Rezerve yönelik belirsizlik Madencilik yatırımlarıdna yatırım miktarını kontrol eden en önemli parametre rezerv miktarıdır, Rezerv miktarındaki belirsizlik veya yetersiz bilgi yatırım üzerinde önemli bir risk oluşturmaktadır. u çalışma kapsamında alternatif yatırımlar, cevher yatağının -00rn katına kadar ineceği varsayımına dayandırılmıştır. Gerçekte rezervin varlığı - Om katma kadar tespit edilmiştir. u durumda yatırımlar için bir risk sözkonusudur. Sözkonusu bu riskin oranı her alternatif için farklılık göstereceğinden alternatifler düşük risk oranından yüksek risk oranına doğru Çizelge 6'da verildiği gibi sıralanmışlardır. Çizelge 6. lternatiflerin riske göre sıralanması lternatif Öncelik Sıralaması (fî) LTRNTİFLRİN ĞRLNİRMSİ V TRTIŞM u çalışma kapsamında incelenen alternatiflerin tüm kriterler bazında değerlendirilebilmesi için bir değerlendirme matriksi (değerlendirme sentezi) oluşturulmuştur. u matriks, her alternatifin kriterlere göre önem sıralamasından meydana gelmiş olup Çizelge 7'de verildiği gibidir: Çizelge 7'de görülen W (alternatiflerin önemi), her alternatifin sıralamasının toplamından meydana gelmiş olup bu önem için değişik yaklaşımlar sözkonusudur. Sözkonusu matrikse göre lternatif. sırayı almış olmasına karşın, teknik olarak Çizelge 7. lternatiflere özgü değer sentezi. Kriterler lternatif fi Î 6 F fs f 6 W 7 6 6 0 istenen üretime cevap veremeyeceğinden otomatikman değerlendirme dışına çıkarılmıştır. u durumda genel öncelikli sıralama aşağıdaki gibi belirlenmiştir:. lternatif,. lternatif,. lternatif,. lternatife urada belirlenen sıralamaya rağmen, karar verici merci, gerek alternatiflerin tartımlılıklannı gerekse kriterlere özgü ağırlık farklılıklarını nazarı dikkate alarak değerlendirmeyi genişletebilecektir. yrıca, değerlendirmenin sonuçları, işletmede çalışan teknik personelin değerlendirmeye alınmasıyla daha belirgenleşecektir. Kaldıki değerlendirme burada verilen ordinal sıralamadan hareketle oransal bir ölçüme götürülebilinecek özelliktedir. SONUÇLR u çalışma kapsamında mevcut bir yeraltı maden işletmesi için sözkonusu olabilen nakliye alternatifleri hem parasal bir amaç doğrultusunda, hem de "çokkriterli değerlendirme" bazında değerlendirmeye tabi tutulmuştur. eğerlendirmenin akabinde en iyi alternatifin mevcut kuyunun altında kalan cevherin kamyon-nakliyesi ile kuyu tabanına taşınmasında mutabık kalınılmıştır. TŞKKÜR u değerlendirmenin yapılmasına maddi destek sağlayan ve yayınlanmasına müsade eden MN Madencilik.Ş. yetkililerine, temsilcilerine, Pulpınar Krom İşletmesi personeline ve çalışmada kullanılan VULN programı Türkiye temsilciliğine teşekkür ederiz. KYNKLR atzias, F.. ve Roumpos,.P., 000, Multicriteria choice of a lignite field for mine development and power plant construction, Proc, of the 9th International Symposium on Mine Planning and quipment Selection: 78-788, Greece. 9
elacel, N., 000, Multicriteria assignment method PROFTN: Methodology and medical application, uropean Journal of Operation Research, :7-8. eerkircher, G, 98, "Mine Hoists", Underground mining methods handbook, ditör: W..Hustrulid, M- SM,:86-0. emirci,. ve levli,., 00, Kayseri-Pınarbaşı-Pulpınar yeraltı krom işletmesi alternatif nakliye sistemlerinin ekonomik ve teknik etüdü, edeman Madencilik Turizm Sanayii ve Ticaret.Ş.(Yayınlanmamış Rapor) emirci,., 98, Yeraltı maden işletmelerinde kazı yöntemlerinin seçimi, Madencilik ergisi, ilt XXI, No:l- :-9. Harmon, J.H., 97, "Hoists and hoisting systems". Mining ngineering Handbook, ditön.. ummins, İM- SM;NewYork:.-.69. Nutt, P..,000, ontext, tactics and the examination of alternatives during strategic decision making, uropean Journal of Operation Research, :9-86. Saltoğlu, S., 976, Madenlerde hazırlık ve kazı işleri, İTÜ Yayın no:06, İstanbul. Wolters, W.T.M. ve Maréchal,., 99, Novel types of sensitivity analysis for additive MM methods, uropean Journal of Operation Research, 8-90. 9