ZONGULDAK HAVZASI KÖMÜR DAMARLARININ GAZ İÇERİĞİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI CLASSIFICATION OF COAL SEAMS BASED ON GAS CONTENT IN ZONGULDAK BASIN S.C. Özer *, O. Esen, A. Fişne, G. Ökten İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, İstanbul Ö.A. Ergenekon Bülent Ecevit Üniversitesi, Maden Mühendiliği Bölümü, Zonguldak ÖZET Bu çalışmada Zonguldak Havzası kömür damarlarının gaz içeriklerine göre sınıflandırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla, Türkiye Taşkömürü Kurumu na bağlı ocaklarda üretim ve hazırlık çalışmaları sürdürülen kömür damarlarından, toplam 57 adet yatay sondaj yapılarak kömür numuneleri alınmıştır. Farklı 11 damardan alınan toplam 349 numune üzerinde doğrudan yöntem ile gaz içeriği değerleri ölçülmüştür. Damarların orijinal bazda ortalama gaz içerikleri 0,50 m 3 /t ile 14,66 m 3 /t arasında değişmektedir. En düşük değer (0,50 m 3 /t) Çay, en büyük değer (14,66 m 3 /t) ile Hacımemiş damarlarında belirlenmiştir. En fazla üretim yapılan Acılık, Çay ve Sulu damarlarında kömürlerin orijinal bazda gaz içeriği sırasıyla 0,92-11,55 m 3 /t, 0,50-8,74 m 3 /t ve 0,73-10,49 m 3 /t arasında değişmektedir. Kömür damarları, ölçülen gaz içeriği değerleri ile bulundukları Müessese ve derinlikleri de dikkate alınarak sınıflandırılmıştır. Armutçuk, Karadon, Kozlu ve Üzülmez Müesseselerinde numune alınan kömür damarları orta gazlı ve çok gazlı olarak sınıflandırılmıştır. Sadece Kurul damarı Kozlu Müessesesi için az gazlı sınıfa girmektedir. ABSTRACT The aim of this study is to classify the coal seams of Zonguldak Basin in terms of gas content. A total of 57 horizontal drilling were drilled to determine the gas content of coal seams by direct method in the mines of Turkish Hardcoal Enterprise. From these horizontal drillings, a total of 349 samples were taken in 11 different coal seams, and gas content values were measured. The average gas content of the coal seams varies between 0,50 m 3 /t and 14,66 m 3 /t. These values were obtained from Çay and Hacımemiş seams respectively. The highest production levels are gained mostly from Acılık, Çay and Sulu seams. Gas content of these coal seams at original basis varies between 0,92-11,55 m 3 /t, 0,50-8,74 m 3 /t and 0,73-10,49 m 3 /t respectively. Coal seams are classified with gas contents and depth. Coal seams of Armutçuk, Karadon, Kozlu and Üzülmez Collieries are classified as moderately gassy and highly gassy. Kurul seam is the only seam that determined as mildly gassy for Kozlu Colliery. * canozer@itu.edu.tr 1
1. GİRİŞ Kömür madenlerinde metan gazının varlığı, madencilik tarihi boyunca önemli can ve mal kayıplarına yol açan patlama, yangın ve boğulma gibi iş kazalarına neden olmuştur. Konu ile ilgili yeni yöntemler, ekipmanlar ve standartlar geliştirilmesine, havalandırma planlaması ve ocak havasının daha etkin biçimde izlenmesi konularındaki gelişmelere karşın, yeraltı kömür madenciliğinde metan gazı kaynaklı kazalar hâlâ yaşanabilmektedir. Yüzeye yakın kömür damarlarının tükenmesi sonucu üretimin daha derinlere inmesi ve üretimde mekanizasyonun artması da bu konuda etkili olmaktadır (Ediz ve Durucan, 1998). Ülkemizde de metan gazı kaynaklı sorunlar yeraltı kömür madenciliğindeki iş kazaları arasında önemli yer tutmaktadır. Kömür damarı içindeki gazın büyük bölümü bir denge basıncında kömür damarları ile çevre tabakaları içinde serbest ve gözeneklerin yüzeyine soğurulmuş durumda bulunmaktadır. Üretim çalışmaları ile bozulan basınç dengesinden dolayı kömürün gözenek ve çatlaklarında biriken metan gazı ocak ortamına çeşitli şekillerde yayılarak patlama, yangın ve boğulma gibi birçok tehlikeyi de beraberinde getirmektedir. Ayrıca bazı yeraltı ocaklarında, kömür damarı içinde basınç altında depolanan metan gazı aniden arının dayanımını aşarak onu parçalamakta ve büyük hacimlerde metan emisyonlarına sebep olmaktadır (Ökten, 1983). Ani gaz ve kömür püskürmesi olarak tanımlanan bu olaylar yeraltı ocaklarında işletme güvenliğinin en önemli sorunları arasında yer almaktadır. Zonguldak Havzası ülkemizde prodüktif taşkömürü rezervlerinin bulunduğu başlıca bölgedir. Üretim çalışmalarını zorlaştıran çeşitli engellerin (karmaşık jeolojik yapı, üretim derinliği artışı vb.) bir arada bulunduğu Havza da en önemli sorunlardan birisi de kömür damarlarının fazla miktarda metan gazı içermesidir. Üretim ve hazırlık çalışmaları sırasında farklı şekillerde ocak havasına karışan bu gaz, çok sayıda madencinin ölümüne, üretimin aksaması ve/veya durmasına, makine ve teçhizatın zarar görmesine neden olmaktadır. Yukarıda belirtilen metan gazı kaynaklı sorunlara çözüm getirmek, ortaya çıkabilecek olan kayıpları en alt düzeye indirebilmek (metan denetimi) ancak birbirini tamamlayan iki farklı uygulama ile mümkün olmaktadır. Bunlar, ocakta etkin bir havalandırmanın sağlanması ve kömür damarlarından metan gazının drenajıdır. Her iki uygulamanın da sağlıklı bir şekilde planlanması ve yürütülmesi için ocakta veya panolarda yayılacak metan miktarının belirlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, söz konusu hedefe yönelik verilerin elde edilmesi olup, öncelikle havzada üretim faaliyetlerinin büyük bir bölümünü gerçekleştiren Türkiye Taşkömürü Kurumu Amasra, Armutçuk, Karadon, Kozlu ve Üzülmez Müesseselerine bağlı yeraltı maden ocaklarında üretim ve hazırlık çalışmalarının sürdürüldüğü kömür damarlarının gaz içeriklerinin doğrudan yöntemle belirlenmesidir. 2. HAVZA İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLER Akdeniz (Antalya Akseki Kemer ) ve Güneydoğu (Diyarbakır Hazro ) bölgelerinde bulunan çok az miktardaki rezervler hariç tutulursa, Zonguldak Kömür Havzası ülkemizdeki taşkömürü varlığının bulunduğu başlıca bölgedir. Havzada üretilen taşkömürü koklaşabilir ve koklaşmaz olmak üzere iki ayrı kalitededir. Doğrudan metalurjik kok üretimine uygun olan rezervler Kozlu, Üzülmez ve Karadon Müesseselerinin çalışma alanlarında bulunmakta olup, Armutçuk işletmesinde üretilen kömür yarı koklaşabilir özelliğe, Amasra kömürleri ise kısmen koklaşabilir özelliğe sahiptir (Öztürk, 2014). 2
Havzada kömürlü birimler Üst Karboniferin Namuriyen katına ait Alacaağzı formasyonu ile başlamakta, Alt Vestfaliyen A yaşlı Kılıç formasyonu, Üst Vestfaliyen A ya ait Kozlu formasyonu ve Vestfaliyen B-C-D yaşlı Karadon formasyonu ile tamamlanmaktadır. Şekil 1 de Zonguldak Kömür Havzası nın stratgrafik kesiti verilmiştir. Şekil 1. Zonguldak Kömür Havzası stratigrafik kesiti. Havzada bu formasyonlar içinde 46 adet değişik yapı ve özellikte kömür damarı mevcut olup, halen bunlardan ekonomik olarak işletilebilen 18 damarda üretim faaliyetleri sürdürülmektedir. Üretim ağırlıklı olarak Kozlu formasyonu içerisindeki verimli damarlarda yapılmaktadır. Havzanın -1200 m derinliğe kadar hesaplanmış jeolojik rezervi yaklaşık 1,354 milyar ton olup, bunun % 42 si görünür rezerv olarak kabul edilmektedir. Kömür damarlarının eğimleri 0 90 arasında ve damar kalınlıkları 0,8 3,5 m arasında değişmektedir. Armutçuk Müessesesi Büyük damarda kalınlık 25 m ye kadar çıkmaktadır. Damar eğimlerinin dik ve dike yakın olması ocakların hızla derinleşmesine neden olmuştur. Ortalama üretim derinliği her yıl yaklaşık 12 m artmaktadır. Karadon ve Kozlu ocaklarında sırasıyla -540 ve -630 m derinlikte üretim ve hazırlık çalışmaları sürdürülmekte olup -1000 m ye derinleştirilen kuyularla derin kömür madenciliğine hazırlık yapılmaktadır. Havzada üretim yapılan müesseseler ile 3
ilgili bilgiler (rezerv, üretim, işçi sayısı, üretim derinliği vb.) Tablo 1 de özet olarak verilmiştir. Tablo 1. Havzada üretim yapılan müesseseler ile ilgili bilgiler. Müessese Rezerv (10 6 ton) Üretim (10 3 ton/yıl) 4 İşçi Sayısı Ortalama Üretim Derinliği (m) Amasra 407 250 774 236 Armutçuk 33 252 1283 550 Karadon 412 806 3590 373 Kozlu 159 647 1990 488 Üzülmez 305 486 1884 200 Toplam 1316 2441 9521 Havzada 0 45 meyilli damarlarda ilerletimli-göçertmeli uzun ayak, yangına eğilimli damarlarda (Armutçuk ve Kozlu Müesseseleri) geri dönümlü göçertmeli uzun ayak yöntemleri ile üretim yapılmaktadır. Eğimi 45 den büyük damarlarda pnömatik patlatmalı kazı yöntemi uygulanmakta olup, üretim ara katlı göçertme yöntemi ile yapılmaktadır. Ayrıca Kozlu Müessesesi nde dik damarlarda oda topuk yönteminin değişik bir türü olan tumba baca yöntemi de uygulanmaktadır. Havzada irili ufaklı çok sayıda fay ve sıkmalar mekanize yöntemlerin uygulanmasını engellemektedir. Üretim halen büyük oranda insan gücüne dayalı olarak gerçekleştirilmektedir. 3. KÖMÜR DAMARLARININ GAZ İÇERİĞİNİN BELİRLENMESİ Kömürün gaz içeriğini belirlemek için geliştirilmiş Doğrudan Yöntem olarak nitelendirilen farklı yöntemler bulunmaktadır. Bu yöntemlerin çoğunda kömürün gaz içeriği üç ana bileşene ayrılmaktadır. Bunlar; kayıp gaz (lost gas), desorbe olan gaz (desorbed gas) ve artık gaz (residual gas) dır. Bu bileşenlerin her biri doğrudan ölçülerek veya tahmin edilerek kömürün toplam gaz içeriği tespit edilmektedir (Diamond ve Levine, 1981, Diamond and Schatzel, 1998). Söz konusu yöntemler temelde aynı prensiplere dayansa da farklı uygulamalara sahiptirler. Yöntemlerin özünü, kömür damarlarından olası en az gaz kaybı ile numuneler alınması ve bu numunelerden çözülen gaz miktarının belirlemesi oluşturmaktadır. Kömür damarlarının gaz içeriğinin doğrudan yöntemle belirlenmesi konusunda Bertard ve arkadaşlarının (1970) Fransız Kömür Araştırma Merkezi CERCHAR da yaptıkları çalışmalar bu konudaki temel yaklaşım olarak kabul edilmektedir (Çakır, 1994). Bu çalışmada, desorpsiyon sürecinin erken aşamalarında salınan gaz (kayıp gaz) miktarının zamanın kareköküyle orantılı olduğu ortaya koyulmuştur. Söz konusu teknikte numunenin kömür damarından kesilmesi ve sızdırmaz bir kap içerisine alınması süresince kaybolan gaz miktarı (Q 1 ), örneklerin kontrollü metan emisyon deneylerinden elde edilen sonuçların değerlendirilmesi ile belirlenmektedir. Bulunan bu değer numunenin laboratuvara taşınması sırasında kap içine yayılan (Q 2 ) ve laboratuvarda sızdırmaz değirmende öğütülerek belirlenen artık gaz (Q 3 ) miktarına eklenerek kömürün toplam gaz içeriği saptanmaktadır. 3.1. Sondaj İşlemleri ve Numune Alınması Kömür damarlarının gaz içeriğini belirlemek amacıyla sürdürülen çalışmalar süreklilik arz eden, jeolojik parametrelere veya kömürün fiziksel-kimyasal özelliklerine bağlı olarak değişebilen çalışmalardır. Gaz içeriği aynı panodaki kömür damarının doğusu ile batısı arasında bile çok farklı değerler alabilmektedir. Kömür
damarlarının homojen yapıda olmaması bu durumun başlıca sebebi olsa da, numune alınan yerin uzun süre önce açılmış olması veya yakınında yapılan madencilik çalışmaları (alt-üst kat üretim çalışmaları, rahatlatma veya keşif sondajları vb,) gibi sebeplerle kömür bünyesindeki gazın bir kısmını kaybetmektedir. Bunun dışında fay zonlarına olan yakınlık da gaz içeriğini lokal olarak etkileyebilen bir parametredir. Belirtilen nedenlerle bu çalışmada numunelerin mümkün olduğunca damarı kesesiye ilerleyen ana hazırlık galerileri ve yeni sürülmekte olan taban yollarının arınlarından alınmasına dikkat edilmiştir. Yapılan sondajların plan görünüşleri Şekil 2 de gösterilmiştir. Çalışma kapsamında gaz içeriğini belirlemek amacıyla numune alma işleri Zonguldak Taşkömürü Havzasında kömür damarlarının Kozlu, Karadon ve Armutçuk Müesseselerinde yoğunlaştırılmıştır. Şekil 2. Yeraltından numune alma işleminde uygulanan sondajların plan görünüşleri. Numune alma işlemi için, sondaj tijleri içindeki boşluktan vakum yapabilecek ejektöre sahip bir sondaj makinesi kullanılmıştır. Sondaj düzeneği ana hatlarıyla Şekil 3 de gösterilmiştir. Bu ekipmanın en büyük avantajı, istenilen derinlikten numune alınabilmesi ve kayıp gaz zamanını oldukça azaltmasıdır. Şekil 3. Numune alma işleminde kullanılan sondaj düzeneği. Bu ekipmanda kilit rolü oynayan parça ejektördür. Ejektördeki vanalar(valfler) sayesinde sondaj donanımına gelen basınçlı hava hem delik içini temizlemek ve soğutmak için hem de tersine çevrilerek vakum yapmak için kullanılmaktadır. Vanalar ters çevrilerek vakum yapmaya başlandığında ejektör kutusunun içinde bulunan hazneye kömür numuneleri gelmektedir. Çalışma prensibi basitçe Şekil 4 de gösterilmiştir. 5
Şekil 4. Vakum ile numune almayı sağlayan ejektör kutusu. 3.2. Kayıp Gaz Miktarının (Q1) Belirlenmesi Kayıp gaz, kömür numunesi damardan kesilip sızdırmaz bir kap içerisine yerleştirilinceye kadar geçen sürede yayılan gaz miktarı olup toplam gaz içeriğinin bir parçasıdır. Bu işlemler sırasında gecen süre Kayıp Gaz Zamanı olarak tanımlanmaktadır. Kayıp gaz miktarı doğrudan ölçülememekte, desorpsiyon ölçmelerinden hareketle tahmin edilmektedir. Kayıp gaz miktarı Eşitlik (1) yardımıyla hesaplanabilmektedir. (Q 1 ) L = Q a = Q b t a (1 k t ) t b (1 k t ) t a (1 k t ) (1) Q a : Numunenin damardan kesilip sızdırmaz bir kap içerisine yerleştirilmesine kadar geçen sürede yayılan gaz miktarı (cm 3 ), Q b : Numunenin laboratuvara taşınması sırasında kap içine yayılan gaz miktarı (cm 3 ), t a : Numunenin alınması ile numune kabının kapatılması arasında geçen süre (sn), t b : Numunenin alınması ile laboratuvardaki Q 2 değerinin ölçümü arasında geçen süre (sn), k t : Desorpsiyon katsayısı; 0,65 tir. Desorpsiyon katsayısı kömür numunesinin desorpsiyon hızındaki değişimin bir ölçüsüdür, k t değeri kömürden desorbe olan gaz miktarının zamana bağlı değişiminden elde edilen veriler ile belirlenmektedir. Söz konusu verilerin tam logaritmik kağıt üzerine taşınması ile elde edilen noktalardan geçen doğrunun eğimi k t değeri olarak tanımlanmaktadır. Desorpsiyon hızı arttıkça doğrunun eğimi yani k t değeri de artacaktır. Zonguldak Taşkömürü Havzası kömür damarları için desorpsiyon katsayısının k t = 0,645 ± 0,035 arasında değiştiği belirlenmiştir (Ökten,1983). Eşitlik (1) ile belirlenen kayıp gaz değerine sıcaklık ve basınç düzeltmesi Eşitlik (2) ile yapılarak normal şartlardaki kayıp gaz miktarı elde edilmiş olur. (Q 1 ) N = (Q 1 ) L P L : Laboratuvardaki atmosfer basıncı (hpa), P L 1013,25 273 (2) T L 6
T L : Laboratuvar sıcaklığı (K). 3.3. Yayılan Gaz Miktarının (Q2) Belirlenmesi Yayılan gaz hacmi Q 2 değeri, yeraltında numune alma işlemi tamamlanıp, numune kabının ağzı kapatıldıktan sonra, laboratuvarda ölçüm yapılıncaya kadar geçen sürede yayılan gazı temsil etmektedir. Yayılan gaz (Q 2 ) miktarı Eşitlik (3) ile hesaplanmaktadır. (Q 2 ) L = (V Fl V K ) (C Fl C V ) 100 C Fl T L P V T V P L (3) V Fl : Numune kabının hacmi (cm 3 ), V K : Kömür numunesinin hacmi (cm 3 ), C Fl : Numune kabındaki metan konsantrasyonu (%), C V : Ocak havasındaki metan konsantrasyonu (%), P L : Laboratuvardaki atmosfer basıncı (hpa), T L : Laboratuvar havası sıcaklığı (K), P V : Ocak atmosfer basıncı (hpa), T V : Ocak havası sıcaklığı (K). Sıcaklık ve basınç düzeltmesi Eşitlik (2) ile yapılarak normal şartlardaki yayılan gaz miktarı elde edilmiş olur. 3.4. Artık Gaz Miktarının (Q3) Belirlenmesi Artık gaz olarak değerlendirilen bu bileşen, kömür numunesinin sızdırmaz bir değirmende öğütüldüğü sırada açığa çıkan gaz miktarıdır. Artık gaz miktarı Eşitlik (4) yardımı ile hesaplanmaktadır. Bu çalışmada damardan alınan numunelerin artık gaz bileşeninin belirlenmesinde kullanılan sızdırmaz değirmen Şekil 5 de gösterilmiştir. Q 3 = Q 3 (4) Burada; Q 3 : Kömürün öğütülmesi sırasında yayılan gaz hacmi (cm³) dir. Şekil 5. Artık gazın bulunmasında kullanılan halkalı değirmen. Ölçülen bu değere gerekli sıcaklık ve basınç düzeltmesi Eşitlik (2) ile yapılarak normal şartlardaki artık gaz miktarı elde edilmiş olur. 7
4. GAZ İÇERİĞİ ÖLÇÜM SONUÇLARI Zonguldak Taşkömürü Havzasında kömür üretimi kalınlıkları 0,7 30 m arasında değişen yaklaşık 18 işletilebilir kömür damarında gerçekleştirilmektedir. Bu damarlar arasında üretim ve hazırlık faaliyetlerinin yoğun bir şekilde sürdürüldüğü damarlar Acılık, Çay, Sulu, Büyük, Kurul, Hacımemiş, Nasifoğlu, Unudulmuş ve Domuzcu dur. Dolayısıyla gaz içeriği ölçüm çalışmaları da söz konusu damarlarda yoğunlaştırılmıştır. Elde edilen değerlerin istatistiksel analiz sonuçları Tablo 2 de özet olarak verilmiştir. Tablo 2. Zonguldak Havzası Kömür Damarlarının Gaz İçeriği Sonuçları. Damarlar Numune Sayısı Gaz İçeriği (m 3 /t), (orj) 8 Gaz İçeriği (m 3 /t), (kk) Min. Max. Ort. Std. Min. Max. Ort. Std. Acılık 82 0.92 11.55 5.37 2.21 1.64 15.34 6.67 2.79 Çay 77 0.50 8.74 3.97 2.13 1.15 12.38 5.09 2.68 Sulu 51 0.73 10.49 5.80 2.63 1.23 11.91 6.72 2.94 Hacımemiş 34 1.01 14.66 6.25 3.53 1.60 16.98 7.55 4.00 Kurul 10 1.31 8.74 4.99 3.17 1.53 12.40 5.77 3.80 Domuzcu 24 0.88 8.78 5.72 1.86 1.81 12.94 7.41 2.21 Büyük 44 0.96 10.90 6.17 3.16 1.43 11.77 6.80 3.30 Unudulmuş 6 1.04 2.50 2.00 0.55 2.50 2.75 2.61 0.10 Piriç 4 2.23 5.83 4.17 1.75 2.57 6.12 4.49 1.77 Gökcan 5 2.15 4.32 2.94 0.88 2.41 4.79 3.28 1.01 Nasifoğlu 12 2.69 5.74 4.03 0.85 2.93 12.04 5.30 2.38 Damarların orijinal bazda ortalama gaz içerikleri 0,50 m 3 /t ile 14,66 m 3 /t arasında değişmektedir. Söz konusu değerler sırasıyla Çay ve Hacımemiş damarları için elde edilmiştir. Acılık, Çay ve Sulu havzada en fazla üretim çalışması yapılan damarlardır. Bu damarların orijinal bazda gaz içeriği değerleri sırasıyla 0,92-11,55 m 3 /t, 0,50-8,74 m 3 /t ve 0,73-10,49 m 3 /t arasında değişmektedir. En büyük gaz içeriği Hacımemiş damarında ölçülmüştür. Bu damarın orijinal bazda gaz içeriği 1,01 14,66 m 3 /t arasındadır. En düşük gaz içeriği ise Unudulmuş damarında ölçülmüş olup, değerler 1,04 2,50 m 3 /t arasında değişmektedir. Piriç, Gökcan ve Nasifoğlu damarlarında birer adet numune alma işlemi gerçekleştirilebilmiş olup, 4 12 adet numune alınabilmiştir. Alınan numunelerin gaz içerikleri Piriç damarında 2,23 5,83 m 3 /t, Gökcan damarında 2,15 4,32 m 3 /t ve Nasifoğlu damarında ise 2,69 5,74 m 3 /t arasında bulunmuştur. Bazı numunelerde gaz içeriği değerlerinin düşük çıkmasında numune alınan lokasyonların etkisi vardır. Çay damarı numunelerinin bazıları çok uzun zaman önce açılmış olan 111063405 No.lu hazırlık galerisinden, Domuzcu numunelerinin bazıları ise -425/-485 kotları arasında oluşturulan panodan alınmıştır. Yapılan çalışmalarda en düşük değerlerin ayak arınlarından alınan numunelerde elde edildiği görülmüştür. Bunun nedeni, pano oluşturulurken açılan tavan-taban yolları ve ayak sayesinde birçok serbest yüzey alanının ortaya çıkması ve gazın bu serbest yüzeylerden desorbe olmasıdır. En yüksek değerler ise damarı kesesiye ilerleyen ana hazırlık galerileri ve yeni sürülmekte olan taban yollarının arınlarından elde edilmektedir. Burada dikkat edilmesi gereken noktalardan biri de, gaz içeriği belirleme çalışması amacıyla yapılacak numune alma işleminin yeni açılmış
yüzeylerde gerçekleştirilmesidir. Açıldıktan sonra uzun süre bekleyen yüzeylerden alınan numuneler üzerinde elde edilen değerler gerçek değerin altında çıkmakta, bu da damarların gaz içeriği konusunda yanlış değerlendirmelere neden olmaktadır. Kömür damarları içerdikleri gazın miktarına ve derinliklerine bağlı olarak Tablo 3 de görüldüğü gibi az gazlı, orta gazlı ve çok gazlı olmak üzere üç kategoride sınıflandırılmaktadır (Thakur, 2011). Tablo 3. Kömür damarlarının gazlılık durumuna göre sınıflandırılması. Derinlik Gaz İçeriği Kategori (m) (m 3 /t) Az Gazlı 200 < 3 Orta Gazlı 200-500 3-10 Çok Gazlı > 500 10-25 Derinliği 200 m den, gaz içeriği 3 m 3 /t dan az olan kömür damarları az gazlı, derinliği 200 ile 500 m ve gaz içeriği 3 10 m 3 /t arasında olan damarlar orta gazlı ve 500 m den derinde ve 10 25 m 3 /t arasında gaz içeriğine sahip damarlar ise çok gazlı olarak tanımlanmaktadır. Zonguldak Taşkömürü Havzasında, üretim yapılan kömür damarları Tablo 3 de verilen gazlılık durumuna göre sınıflandırılmıştır. Damarlardan yatay sondajla alınan numunelerin gaz içeriklerinin sondaj uzunluğu ile değişimi yukarıda açıklanmıştır. Her bir damar için belirlenen minimum sondaj uzunluğuna karşı gelen gaz içeriği o damarın yerinde gaz içeriği olarak kabul edilmiştir. Damarlar bulundukları Müessese ve derinlikleri de dikkate alınarak sınıflandırılmış, sonuçlar Tablo 4 de verilmiştir. Tablo 4 den de görüleceği gibi, Armutçuk, Karadon, Kozlu ve Üzülmez Müesseselerinde numune alınan kömür damarları orta gazlı ve çok gazlı olarak sınıflandırılmıştır. Sadece Kurul damarı Kozlu Müessesesi için az gazlı sınıfa girmektedir. Tablo 4. Zonguldak havzası kömür damarlarının gazlılık durumuna göre sınıflaması. Damar Adı Müessese En Yüksek Gaz İçeriği (m 3 /t) 9 Derinlik (m) Gazlılık Sınıfı Acılık Kozlu 11,55 630 Çok Gazlı Karadon 10,47 360/460 Çok Gazlı Çay Kozlu 8,74 560/630 Çok Gazlı Karadon 4,97 460 Orta Gazlı Sulu Kozlu 10,49 560/630 Çok Gazlı Hacımemiş Kozlu 14,66 560/630 Çok Gazlı Karadon 6,20 460 Orta Gazlı Kurul Kozlu 2,68 630 Az Gazlı Karadon 8,74 360 Orta Gazlı Domuzcu Kozlu 8,78 425/485/560 Orta Gazlı Büyük Kozlu 5,89 560 Orta Gazlı Armutçuk 10,90 500/520 Çok Gazlı Unudulmuş Karadon 2,50 460 Az Gazlı Piriç Kozlu 5,83 630 Orta Gazlı Gökcan Kozlu 4,32 630 Orta Gazlı Nasifoğlu Üzülmez 5,74 205 Orta Gazlı
5. SONUÇ Bu çalışmada Türkiye Taşkömürü Kurumu na bağlı ocaklarda kömür damarlarının yerinde gaz içerikleri Doğrudan Yöntemle belirlenmiştir. Kurumun Amasra, Armutçuk, Karadon, Kozlu ve Üzülmez Müesseselerine bağlı yeraltı ocaklarında üretim ve hazırlık çalışmaları sürdürülen kömür damarlarının gaz içeriklerinin doğrudan yöntemle belirlenmesi için yeraltında toplam 57 yatay sondaj yapılmıştır. Bu sondajlarda 11 farklı damardan toplam 349 numune alınmış ve gaz içerikleri ölçülmüştür. Havzadaki damarlar ölçülen gaz içeriği değerleri ile bulundukları Müessese ve derinlikleri de dikkate alınarak sınıflandırılmıştır, TTK na bağlı Armutçuk, Karadon, Kozlu ve Üzülmez Müesseselerinde numune alınan kömür damarları orta gazlı ve çok gazlı olarak sınıflandırılmıştır. Sadece Kurul damarı Kozlu Müessesesi için az gazlı sınıfa girmektedir. Zonguldak havzasının geçirdiği yapısal evrim sonucunda kömürlü birimler çok sayıda fayla sınırlanmış ve farklı oranlarda aşındırılmış bloklarda bulunduklarından havza genelinde gaz içeriği ölçümlerinin artırılarak devam ettirilmesi gerekmektedir. Ayrıca havzadaki ocaklarda çok sayıda ani gaz ve kömür püskürmesi olayı meydana gelmiştir. Bu olayların meydana gelmesinde kritik gaz içeriği değeri büyük öneme sahiptir. Havzadaki kömür damarlarının ani püskürmeye eğilimleri bakımından sınıflandırılması ve kritik gaz içeriği değerlerinin tespit edilmesi olayların önlenmesi bakımından da son derece önemlidir. Sonuç olarak, bu konuda sürdürülecek çalışmalar havza genelinde daha güvenli ve verimli madencilik yapılmasını sağlayacaktır. TEŞEKKÜR Bu çalışma Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından desteklenen Zonguldak Taşkömürü Havzası nda Kömür Damarlarının Gaz İçerikleri İle Gaz Yayma Karakteristiklerinin Belirlenmesi adlı 113M460 No.lu proje çalışmaları sırasında elde edilen verilere dayanarak hazırlanmıştır. Sağladıkları ekonomik destek ve her konudaki yardımlarından dolayı TÜBİTAK yetkililerine ve mühendislik araştırma grubu sekreterliği elemanlarına teşekkürlerimizi sunarız. Ayrıca numune alma ve ölçme çalışmaları sırasında, gösterdikleri yakın ilgi ve destek nedeniyle TTK Genel Müdürlüğü yetkilileri ve mühendislerine teşekkür ederiz. KAYNAKLAR Bertard, C., Bruyet, B., Gunther, J., 1970. Determination of Desorbable Gas Concentration of Coal (Direct Method), Int J Rock Mech Min, 7(1), 43, doi: 10.1016/0148-9062(70)90027-6. Çakır, A., 1994. TTK Karadon İşletmesi -303/-360 Büyük Damarının Gaz İçeriğinin ve Gaz Yayma Karakteristiklerinin Belirlenmesi (MSc. Master). Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak. Diamond, W. P., Levine, J. R., 1981. Direct method determination of the gas content of coal: procedures and results, US Bureau of Mines, 36. Diamond, W.P., Schatzel, S.J, 1998. Measuring the gas content of coal: A review, Int J Coal Geol, 35, 311-331. Ediz, İ.G., Durucan, Ş. 1998. Kömür ocaklarında metan gazı oluşumu ve birikimi. Kömür özellikleri, teknolojisi ve çevre ilişkileri. ed: Kural, O., Özgün Ofset, 223-242. Ökten, G, 1983. Zonguldak taşkömür havzasındaki ani gaz ve kömür püskürmesi olaylarının incelenmesi ve olaya eğilimli zonların belirlenebilirliğinin araştırılması, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi, İstanbul. Öztürk, M, 2014. Taşkömürü Havzası Damar Gaz İçerikleri Tespit Çalışmaları, Zonguldak Türkiye Taşkömürü Kurumu İş Sağlığı Güvenliği ve Eğitim Daire Başkanlığı, 71. Thakur, P., 2011. Gas and Dust Control. SME Mining Engineering Handbook, 3th Edition, Published by SME Inc. USA. s. 1595-1609. 10