1 1.GİRİŞ Teknolojik gelişmeler ve daha çağdaş yaşama arzusuyla enerji kaynakları insanoğlu tarafından hızla tüketilmektedir. Gerek Dünya da gerekse Türkiye de enerji kaynaklarına olan talep her geçen gün biraz daha artmakta, dolayısıyla yeni kaynaklar ve çözüm yolları aranmaktadır. Türkiye nin olası petrol ve doğalgaz krizlerine müdahale gücünün olmaması, enerji kaynağının temininin güvenilirlik gerekliliğini ön plana çıkarmaktadır. Bu ise, yerli kaynaklarımızın enerji ihtiyacını karşılamada kullanım oranının artırılması ile mümkündür. Sadece diğer fosil kaynaklara göre rezervinin büyüklüğü açısından değil, kömür yataklarının yurdumuzun çeşitli bölgelere dağılmış olması, ekonomik, sosyal ve kültürel kalkınmaya son derece olumlu etkide bulunması, işletilmesi sonucu ortaya çıkan katma değer, elektrik enerjisi üretiminde kwh başına ucuz hammadde olması ve emniyetli taşınması gibi faktörler kömürü Türkiye nin en önemli fosil enerji kaynağı haline getirmektedir. Kömür insanoğlunun yaşamında önemli bir yer tutar. Kömür elektrik üretiminde, demir--çelik ve çimento imalatında, endüstriyel süreçlerde buhar üretmek ve ısınma amacı ile kullanılır. Dünya'da elektrik üretiminin yaklaşık olarak % 40'ı kömürden sağlanmaktadır. Birçok ülkede elektrik üretiminin önemli bir bölümü kömürden elde edilmektedir. Bu oran ABD'de ve Almanya da %53, Yunanistan da %69, Çin de %75, Danimarka da %77, Avustralya da %83, Güney Afrika da %93, Polonya da %95 tir. Türkiye de elektrik enerjisinin %32'si kömürden elde edilmektedir. Kömürün temel elementi karbondur (C). Kömürleşmenin başlıca kaynakları bitkilerdir. Bitkilerin bataklık alanlarda birikmesiyle oluşan tabakaların değişime uğraması (oksijensiz ortamda bozunmaları) sonucu meydana gelmektedir. Bu tabakalar, üzerlerine çeşitli çökeltilerin birikmesi ve yer hareketleri sonucu derinliklere gömülmüştür. Gömülmüş olan bu bitki artıkları; artan ısı ve basınca maruz kaldıklarında bünyelerinde fiziksel ve kimyasal değişikliğe uğrayarak kömüre dönüşürler. Bu süreç milyonlarca yıl içinde gerçekleşerek kömürler organik olgunluklarına göre Turba, Linyit, Alt bitümlü Kömür, Bitümlü kömür ve Antrasit tiplerine ayrılırlar. Esmer kömür de denilen linyit, kömürleşme derecesi olarak turbalardan sonra gelir. Turbalara göre çok, taşkömürüne göre daha az sabit karbon içerir. Kömür madenciliği 18. yüzyıldan sonra hız kazanmıştır. Kömür açık işletme ve kapalı işletme olarak iki ana yöntemle üretilir. Yüzeye yakın kömür oluşumları ekonomik nedenlerle açık işletme yöntemi ile üretilmelerine karşın derin kömür damarları yeraltı yöntemi ile çıkartılır. Ancak günümüzde açık ocaklarla üretilebilecek kömür çok azaldığından genelde kömür işletmeleri yer altı faaliyeti gösterirler. Yer altı kömür üretimi teknolojisi de kömürün artan önemine paralel olarak gelişmiştir. Bu gelişmeler kömür üretiminde mekanizasyon olarak bilinmektedir. Ülkemizde uzun yıllar klasik üretim sistemleri uygulanmış ve uygulanmaktadır; fakat gerek işçilik giderleri gerekse üretim kapasitesinin artması yönünden mekanize sistem daha avantajlıdır. Hızla gelişen teknolojinin de yardımıyla bu sistemde büyük ilerlemeler kaydedilmiş ve yeraltında birçok işlem mekanizasyon ve otomasyon ile yapılmaktadır. Bu çalışmada, mekanizasyonun vardığı son nokta olan tam mekanize sistem ile ülkemizde kömür üretimi yapan ocaklar, yöntemleri ve üretim donanımları hakkında genel bilgiler hazırlanmıştır.
2 2. ÜLKEMİZDEKİ KÖMÜRLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ 2.1. Linyitlerin Genel Özellikleri Linyit kahverengi kömür de denilen ve çoğunlukla termik santrallerde yakıt olarak kullanılan, ısıl değeri (kalori değeri) düşük, barındırdığı kül ve nem miktarı fazla, kömür sıralamasında alt sıralarda yer alan bir kömür çeşididir. Buna rağmen yerkabuğunda bolca bulunduğundan, başta gelişmiş ülkeler de olmak üzere sıklıkla kullanılan bir enerji hammaddesidir. Linyitler yapılarında çoğunlukla %5 den fazla (genellikle %15) reçine ve balmumu içerirler. Külsüz kuru materyalde serbest C yüzdesi %75 civarındadır. Oksijen yüzdesi çoğunlukla %15 i geçer. Linyitler ortalama %15 su içerirler ve porselen üzerindeki çizgisi genellikle kahverengi, çok nadir olarak da siyahtır. 2.2. Ülkemizdeki Linyitlerin Tarihçesi Linyit kömürünün ülkemizde ilk bulunuşuna ilişkin kesin bilgi bulunmamaktadır. Buna karşılık, 1914-1918 yılları arasında, savaş ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla başta Soma olmak üzere Anadolu da birçok işletmenin açılmış olduğu da bilinmektedir. Asıl arama faaliyetlerine 1935 yılında MTA'nın kurulmasıyla başlanmıştır. Etüt çalışmaları 1950 yılına kadar genel jeolojik etütler şeklinde yürütülmüş olup, bu tarihten sonra çalışmalar, sondajlı aramalarla, sistemli ve uzun vadeli projeler şeklinde yürütülmüştür. 1967 yılına kadar nispeten iyi ve kaliteli kömürlerin etüt ve arama çalışmaları yapılmıştır. 1967 yılında ülkemizin en büyük kömür yatağı olan Elbistan Havzası nın ortaya çıkması, düşük kaliteli kömürlerin termik santrallerde kullanılmasının gündeme gelmesi ile kömür arama çalışmaları hızlanmıştır. 2.3. Ülkemizdeki Linyitlerin Genel Özellikleri Türkiye'de linyit yatakları Alp orojenezinin etkisiyle oluşmuş dağ silsilelerinin arasında sıkışan çöküntü havzalarında gelişmiştir. Linyitlerimizin çökelim yaşları genellikle Miosen ve Pliosen dir. Ancak Eosen ve Oligosen de de çökelmiş linyit yatakları bulunmaktadır. Linyit sahaları ülkemizde bütün bölgelere yayılmış olup ısı değerleri 1.000 5.000 kcal/kg arasında değişmektedir. Toplam linyit rezervlerimizin yaklaşık %6,9'u 3.000 kcal/kg'ın üzerinde, %13,2'si 2.500-3.000 kcal/kg arasında, %79,9'u ise 2.500 kcal/kg ın altında ısı değerine sahiptir. Bölgeler bazında linyit rezervleri ve özellikleri Tablo 1'de gösterilmektedir.
3 Tablo : Türkiye'de Linyit Rezervlerinin Bölgesel Dağılımı ve Ortalama Kimyasal Özellikleri (MTA, TKİ, 1999) BÖLGELER REZERV (10 9 ton) NEM (%) S (%) KÜL (%) AID (kcal/kg) KUZEY-BATI ANADOLU BÖLGESİ (Kütahya-Balıkesir-Bursa-Manisa-Çanakkale) 1,80 20,0 1,7 20 3500 GÜNEY-ORTA ANADOLU BÖLGESİ (Adana-K.Maraş) İÇ ANADOLU BÖLGESİ (Ankara-Konya-Çankırı-Çorum-Yozgat-Sivas) GÜNEY BATI ANADOLU BÖLGESİ (Aydın-Muğla-Denizli-Isparta-Burdur- Afyon) TRAKYA BÖLGESİ (Tekirdağ-Edirne-Kırklareli-İstanbul) DOĞU ANADOLU BÖLGESİ (Bingöl-Erzincan-Erzurum-Van) 3,50 50,0 2,0 20 1200 1,45 30,0 3,2 25 3000 0,90 30,0 2,0 20 2500 0,40 30,0 3,0 20 2500 0,20 20,0 1,2 20 3000 TOPLAM 8,25 36,5 2,1 21 2240 3. UZUNAYAK ÜRETİM YÖNTEMİ 3.1. Yöntemin Tanımı Uzun kazı arınlı yöntemleri, genel olarak kömür, fosfat gibi yaygın tabakalar halinde oluşan yatakların kazanılmasında uygulanan bir yöntemdir. Büyük kütleler halinde oluşan yataklarda da yatak 1-3 m kalınlığında dilimlere ayrılarak bu yöntemin uygulanması sağlanır. 40 eğime kadar dalan yataklarda uzunayak yöntemi, daha büyük eğim açısına sahip yataklarda da diyagonal (çapraz) ayak yöntemi uygulanır. Diyagonal ayak uzunayağın eğimini düşürmek için ayağın çapraz olarak teşkil ettirilmesinden doğan bir yöntemdir. Uzunayak dar, uzun, az yükseklikte, bir taraftan kömürle diğer taraftan ya dolgu malzemesiyle ya da göçükle sınırlandırılmış bir boşluktan ibarettir. Uzunayak önceden planlanmış olan panonun ön kısmında oluşturulduktan sonra, enlemesine ilerletilerek panonun sonuna kadar tüm cevher kayıpsız olarak kazanılır. Uzunayak boşluğunda tavan kontrolü tahkimat ile sağlamaktadır. Ayak boşluğu içerisinde kazı, nakliye, dolgu, gibi işlemler yapılır.
4 Bu yöntem 0,4 ile 4m damar kalınlığına ve 0 ile 40 damar eğimine sahip yataklarda uygulanır. Damar kalınlığı 4 m den fazla olan yataklar bu yöntemle önce dilimlere ayrılarak, ya yukarıdan aşağıya doğru göçertmeli ya da aşağıdan yukarıya doğru dolgulu olarak sırası ile kazanılırlar. Üretim panolarının şekilleri genellikle kare ve dikdörtgen biçiminde seçilirler. Uzunayak üretim yöntemi ilerleme, tavan kontrolüne ve ayak içi hazırlıkların açılışına göre olmak üzere üç sınıfa ayrılır. İlerleme yönüne göre; 1. Yatay uzunayak 2. Eğim yükselme yönündeki uzunayak 3. Eğim alçalma yönündeki uzunayak olmak üzere üçe ayrılmaktadır. Tavan kontrolüne göre; 1. Dolgulu uzunayak 2. Göçertmeli uzunayak olmak üzere ikiye ayrılır. Ayak içi hazırlıkların açılışına göre de; 1. İlerletimli uzunayak 2. Geri dönümlü uzunayak olmak üzere ikiye ayrılır. 3.2 Yöntemin Faydalı ve Sakıncalı Yönleri Faydalı yönleri; Pano boyu mümkün olduğu kadar uzun seçilebilir. Bol su içeren yan taşa sahip yataklarda su atımı kolay olur. Pano galerilerinin (Damar içi galerilerinin) açılması kolay olur. Malzeme ve personel nakliyesi kolay olur. Cevher yükleme işlemi kolay olur. Sakıncalı yönleri; Artan damar eğimi ile birlikte nakliye (zincirli oluk) ve kazı makinesinin (kömür sabanı v.s.) üstteki galeriye monte edilmesi ve sabitleştirilmesi zordur. Nakliye aracından (büyük eğimlerde) taş ve kömür yuvarlanmalarına karşı iyi önlem alınması gerekir. Büyük hazırlık işleri zorlaşır, zira kör kuyuların mutlaka açılması gerekir. Büyük eğimlerde hidrolik dolgu yapılamaz. Damar yönüne dik uzanan faylar olursa pano uzunluğunun sınırlandırılması gerekir. Tavan kontrolü diğerlerine nazaran biraz daha zor olmaktadır.
5 3.3.Göçertmeli Uzunayak Göçertmeli uzunayak gerek hazırlık safhasında gerekse kazı ve nakliye işlemlerinde dolgulu uzunayaktan fazla bir farklılık göstermemektedir. Dolgu sisteminde kazısı yapılmış boşluğun tavanına dolgu malzemesi destek görevini görürken, göçertmeli sistemde ayak arkasındaki tavanın birkaç metre kalınlıktaki kısmı göçertilmektedir. Göçertilen birkaç metre kalınlıktaki (yaklaşık olarak damar kalınlığının 2-3 katı) kayaç tabakası kabarma faktöründen dolayı, kazısı yapılmış boşluğu doldurur ve böylece tavana yapay bir destek sağlanmış olmaktadır. 3.3.1. Göçertmeli Uzunayağın Faydalı ve Sakıncalı Yönleri Faydalı yönleri; Dolgu malzemesine ihtiyaç olmadığı için günlük ilerleme hızı ile ayak uzunluğu bağımsız olarak seçilebilmektedir. Dolgu malzemesi nakli olmadığı için organizasyon basit olmaktadır. Dolgu işlemi can sıkıcı bir işlem olduğu için işçilerce anlamsız bir işlem olarak görülmektedir. Randıman düşmektedir. Tam mekanize ayaklarda nakliyat zincirli olukla yapıldığından dolgu malzemesi için ikinci bir nakliyat aracı gerekmektedir. Göçertmeli sistemde buna gerek yoktur. Dolgulu sistemde dolgu yapılırken tehlikeli bir iş ortamı vardır. İş emniyeti açısından göçertmeli sistem daha elverişlidir. Ekonomik açıdan göçertmeli sistem dolguluya nazaran her zaman üstündür. Sakıncalı yönleri; Kazı boşluğunun yeryüzüne ve ana kuyulara olan etkileri göçermeli yöntemde daha fazladır. Yerleşim merkezlerinin altında yapılan kazılar da maliyet hesabı iyi yapılmalıdır. Yeryüzünde oluşan zararın maliyeti dolgu maliyetini geçerse, dolgulu sistem uygulanmalıdır. Bazı işletmelerde, galeri açılmasında, ayak oluşturulmasında ve ayakta fazla yararsız kayaç oluşur. Bunlar dolgu malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Tahkimat yoğunluğu %20-25 kadar fazla olduğu için tahkimat işleri fazladır. Göçertme esnasında ek gaz ve ısı olmaktadır. Bu da havalandırmayı güçleştirir. Göçertmeli sistemde ocak yangını oluşma tehlikesi daha fazladır. 3.4. Geri Dönümlü Uzunayak Geri dönümlü uzunayakta damar içi galerileri (tavan ve taban galerileri) panonun alt ve üst sınırında olmak üzere panonun sonuna kadar açılır. Panonun sonuna bu iki galeri ayak uzunluğuna eşit uzunluktaki bir başyukarı ve bir baş aşağı ile birleştirilir. Bu başyukarı ayağın başlangıcını oluşturur. Başyukarının
6 yan duvarı ayağın yan duvarını oluşturacak şekilde, ayak merkez kuyu yönüne yani galeri ilerleme yönünün ters istikametinde panonun başına doğru ilerletilir. Damar içi galerileri önce panonun sonuna kadar açıldıktan sonra kazı işlemi panonun başına doğru yapıldığı için yönteme geri dönümlü uzunayak yöntemi denir. 3.4.1. Geri Dönümlü Uzunayağın Faydalı ve Sakıncalı Yönleri Faydalı yönleri; Damar içi galerilerinin önden açılması üretim başlamadan önce tektonizma hakkında bilgi vermektedir. Bu da planlamada kolaylık sağlamaktadır. Damar içi galeri açımı ayak ilerlemesine bağlı olmadığı için yüksek randımanlı galeri açma makineleri kullanılabilmektedir. Hava akımı kömüre sürtünerek geçmektedir. Göçüğe girmediği için havanın kısa devre yapma olanağı bulunmamaktadır. Ayak donanımlarının söküm ve yeryüzüne çıkarılması pano ve ana yollara yakın bittiği için daha kolaydır. Sakıncalı yönleri; Galeri açımında özel havalandırma masrafları fazladır. Zaman zaman ayağa giden yollar ve kaybolan zaman oldukça fazladır. İlk yatırım masrafları fazladır. Taban taşı kabarmasının fazla olduğu durumlarda uygulanması zor olmaktadır. 4. TAM MEKANİZE UZUNAYAK ÜRETİM SİSTEMİ Tam mekanize üretim sisteminde, kömürün tamamı mekanik olarak kazıldığı gibi, ayak tahkimatının oluşturulması da tamamen mekanik olarak yapılır. Kazı aracı kazıyı gerçekleştirdikten sonra yükleme işlemini de yapmaktadır. Bu nedenle bu yöntemde uygulama alanı bulan kazı makinelerine kesici yükleyici makineler denir. Ayak tahkimatı olarak da yürüyen tahkimat bu yöntemin uygulama şeklidir. Tam mekanize sistemin amacı insan gücünün yoğun olarak kullanıldığı kazı ve tahkimat işlerini mekanik sistemler aracılığı ile yaparak, insansız ayaklar oluşturmaktır. 4.1. Tam Mekanize Sistemin Faydalı ve Sakıncalı Yönleri Tam mekanize sistemin faydaları; Kazı işlerinde bedeni işçilik azalmıştır. Kazı hızı artmıştır. Zamandan kazanç sağlanmıştır.
7 Yüksek iş güvenliği ve çalışma rahatlığı. Bazı işletme giderlerinin, kömür maliyetine şarjı azalabildiğinden daha ekonomik kömür üretimi olası olmuştur. Hazırlık işleri, üretimden tamamen bağımsız yürütülebilir. Üretim hızına bağlı kalmaksızın mekanizasyon uygulayarak, daha kısa zamanda, ucuz ve yüksek randımanlı hazırlık işleri yapılması. Tam mekanize sistemin sakıncaları; Mekanizasyonda büyük parça üretimi azalmıştır. Fazla miktarda toz oluşumuna neden olur. 5.2. PARK TEKNİK ÇAYIRHAN KÖMÜR İŞLETMESİ MEKANİZASYON UYGULAMASI 5.2.1. İşletme Tarihçesi Ankara ilinin Nallıhan ve Beypazarı ilçeleri arasında, Ankara ya 125 km uzaklıktaki Çayırhan Beldesinde bulunan Park Teknik işletmesi, 1996 yılındaki özelleştirme ile yap-işlet-devret modeli çerçevesinde alınmıştır. Almanya ve diğer Avrupa ülkelerinin teknolojisinden faydalanarak kurulan işletme ülkemizde modern madencilikte ilk olmuştur. Geri dönümlü Göçertmeli Tam Mekanize olarak çalışan Park Teknik Elektrik Tic. A.Ş. ülkemizin kömür ihtiyacını üretmek üzere yüksek kömür üretimini gerçekleştirir. 1966 yılında kömür ocakları TKİ tarafından devir alınmış ve işletme müdürlüğü olarak çalışmaya başlamıştır. Kuruluş 1977 yılında gerçekleşmiş 1985 yılında da Bölge Müdürlüğüne dönüşmüştür. 1985 yılında ise kömür ihtiyacını karşılamak ve kömür ihtiyacını iyileştirmek üzere tam mekanize üretime geçilmiştir. 1987 yılında 2 x 150 Mw gücünde iki üniteden oluşan termik santral faaliyete başlamıştır. 1996 yılında TKİ tarafından açılan ihaleyi Park Termik almış yap işlet modeli oluşturmuştur. Bu model ile yeni sahalar oluşturulup kömür kapasitesi 5000000 ton/yıl a çıkartılmıştır. PARK TERMİK ELEKTRİK SAN. VE TİC. A.Ş.ve PARK TEKNİK ELEKTRİK SAN. VE TİC. A.Ş. halen Çayırhan havzasındaki madencilik faaliyetlerini sürdürmekte olup CİNER HOLDİNG adı altında birleştirilmiştir. İşletme madencilik faaliyetleri ile 620 Mw gücündeki termik santrale enerji kaynağı üretmektedir. 5.2.2. Genel Jeoloji Çayırhan Linyit havzası miyosen yaşlı seriler içinde teşekkül etmiştir. Bu seriler ayrıntılı olarak incelenmesi için litolojik olarak 4 bölüme ayrılmıştır.
8 M 4: Genelde sahanın büyük bölümü bu formasyonla kaplıdır. Gri-yeşil, kırmızı ve bej renkli tüfitlerden oluşmuştur. Genel olarak sert yapıya sahiptirler. Ancak su ile temaslarında derhal ayrışırlar. Bu nedenle yeryüzünde 15 20 cm lik bölümleri kırıntı halindedir. Bu formasyonun kalınlığı yaklaşık 800 m olup, alt seviyelerinde silis bantları mevcuttur. M 3: Sahanın en sert formasyonu olup, bej renkli silisifiye kalkerlerden oluşmuştur. Kalınlığı 30 35 m arasında değişmektedir. Sahada akifer özelliği taşıyan en önemli formasyondur. Alt seviyelerde bol miktarda çatlak ve caviteler mevcut olup, bu boşluklarda su ihtiva etmektedir. M 2: 80 120 m arasında kalınlık gösteren bu formasyon genel olarak kil ve marnlardan oluşmuştur. Alt ve üst seviyelerinde 20 şer metre kalınlıkta iki adet bitümlü şist tabakası vardır. Sahanın etüdü sırasında detaylı olarak incelenen bitümlü şistlerin ortalama kalori değerleri 800 1200 kcal/kg olarak tespit edilmiştir. M 1: Havzadaki kömür damarları M 1 formasyonu içinde yer almaktadır. Üstte 5 5 m kalınlığında açık kahve renkli silisli bir kalker tabakasından sonra ara kesme ile birbirinden ayrılan iki adet kömür damarı mevcuttur. Kömür damarlarının hemen altında 7 8 m kalınlığında yeşil renkli kil taşı tabakası, bunun altında 15 20 metrelik volkanik breş tabakası, daha altta ise kalınlığı 200 m varan kil taşı, silttaşı, kumtaşı ardalanması mevcuttur. 3. damar mevcut damarların 140 160 m altında ve bu ardalanmanın içinde yer almaktadır. Hiçbir yerde mostra vermeyen alt kömür oluşumunun taban taşı kil ve silttaşı, tavan taşı genellikle volkanik malzemeli konglomera, silttaşı ve bazı yerlerde ise kil taşıdır. 5.2.3 Kömürün Yapısı, Tavan ve Taban Özellikleri Kömür damarı iki damardan oluşmaktadır. İki damar birbirinden ara kesme ile ayrılmaktadır. Damar kalınlıkları ve ara kesme; saha içerisinde farklılıklar göstermekle birlikte genelde 1.damar (tavan kömürü) 1.5-1.7 m kalınlıkta; iki damar arasında yer alan ara kesme 0,6-0,8 m; 2.damar (taban kömürü) 1.6-1.8 m kalınlıktadır. Tavan kömürünün ortalama alt ısı değeri: 2976 Kcal/Kg Taban kömürünün ortalama alt ısı değeri: 2760 Kcal/Kg Santrale Verilecek Kömür Özellikleri ise; Ortalama Kül : % 30 ( orijinal kömürde ) Ortalama Nem : % 27,5 ( orijinal kömürde ) Kalorifik Değer: 2800 Kcal/Kg Tane Büyüklüğü: 0 400 mm
9 Sahada yapılmış olan sondajlar sonucunda stratigrafik kesit genelleştirilmiştir. Üretim yapılan sahalarda ortalama damar ve ara kesme kalınlıkları aşağıdaki gibidir; Tablo:Ortalama damar ve ara kesme kalınlıkları Ortalama Kalınlık (m) Max Kalınlık (m) Min Kalınlık (m) Tavan Damar 1,52 1,95 1,06 Ara Kesme 0,85 1,70 0,45 Taban Damar 1,72 2,25 1,00 Damarların kazılabilirliğini tahmin etmek için yapılan Schmidt Hammer testlerinde tavan damar numunelerinin serbest basınç dayanımı 100 Kg/cm 2, taban damar numunelerinin ise 150 200 Kg/cm 2 olarak bulunmuştur. Kömür damarları ile taban ve tavan taşının birbiri içine sokulumlar yapmasına rağmen, sahada tavan ve taban şartları çok iyi olarak nitelendirilebilir. Tavan ayakta tavan iri parçalar halinde kırılmakta, taban ayaklarda ise ( ara kesme tavanı oluşturmakta ) küçük parçalar halinde kırılmaktadır. Her iki ayakta da tavan ve taban şartları mekanizasyon için elverişlidir. Ancak taban ayak tavanını oluşturan ara kesmenin yer yer 0,40 0,50 metreye kadar düşmesinden dolayı, taban ayak çalışmalarında tavan kontrolü problemi çıkabilmektedir. 5.2.4. Park Teknik Mekanize Sistem Hazırlık İşleri ve Ekipmanları Hazırlık galerileri açılması mekanize kazı sistemi ile gerçekleştirilir. Bu amaçla Galeri Açma Makineleri kullanılır. Galeri Açma Makineleri, kendi kendine hareket edebilen, paletler üzerine bindirilmiş, kömür ve taş kesebilen, kesici başlıklı, bir yükleme tablası üzerinde dönen pasa toplama kollarına sahip makinelerdir. 1. Bu makineler taş ve kömürü kestikten sonra kırılmış pasayı, yükleme tabla ve kolları ile alarak, gövde içinden geçen zincirli konveyöre, sonra da köprü tipi ve ayrılabilir yükleme konveyörüne (bant konveyöre) yükleyerek hem kazı hem de yükleme işini yapabilirler. Panolar açılırken Dosco tipi galeri açma makinesi kullanılır.
10 Tablo : Galeri açma makinesinin teknik özellikleri PK 9 R Toplam boy (köprü bandı hariç) Boyutlar Genişlik Yükseklik Ağırlık (yaklaşık) 32 ton Çalışma Boyuna eğim ±10 Sınırları Soldan Sağa eğim ±5 Tarama esnası yürüyüş hızı Yürüyüş hızı Zincirli Konveyör Hızı Kesici Kafa Motoru 1100 V. Tahrik Gücü Yağ Cinsi 68 numara hidrolik yağ Hidrolik Yağ Kapasitesi 100 litre Sistem Pompa Sayısı Dişli tip pompa Pilot ve Sistem 100 kg/cm 2 Çalışma Basıncı ~ 98 bar Basınç Katalog Bilgisi Soğutma Eksik Suyu Gerekli Debi Kazı Yüksekliği 3,9 m. Kazı Tavan Genişliği Kazı Taban Genişliği 3 5,8 m.
11 Şekil : Dosco genel görünüm Galeri Açma makineleri şu ana parçalardan meydana gelmektedir. Kesici Kafa, kesici kafa şanzımanı, şaft, uzatma parçası, kafa motoru, çatal, dönerge, tabla ve yükseltme parçaları, sağ ve sol yürüyüş, tampon ve kriko, zincirli konveyör, bant konveyör, elektrik motoru, dişli ve radyal pompalar, hidrolik tank, kumanda tablosu, silindirler ve hidrolik motorlar. Şekil : Galeri açma makinesi ana parçaları
12 Şekil : Dosko manevra şeması Bu galeri açma makineleri ile en fazla 18 m/gün ilerleme hızına ulaşılmıştır. Ortalama ilerleme 10 m/gün dür. Ayrıca galeri açma makineler ile birlikte kullanılan Engart toz bastırma ekipmanları bulunmaktadır. İşletmede toplam 8 adet Engart vardır. İlave olarak, galeri açma makineleri ile birlikte veya manuel ilerlemelerde kullanılabilecek şekilde küçük kapasiteli MIV-500 (UMM) tipi zincirli konveyörler mevcuttur. Bu konveyörlerden toplam 21 ünite oluşturmak mümkündür. Toplam oluk sayısına bağlı olarak oluşturulabilecek maksimum konveyör uzunluğu yaklaşık 1800 metredir. Uygulamada 2 adet 63 kw elektrik motoru ile tahrik edilen bir UMM tipi çift zincirli konveyör en fazla 250 m kullanılmaktadır. Hazırlık galerileri açılması esnasında, muhtelif uzunluklarda kayış depolama sistemine sahip bantlı konveyörler kullanılır. Hazırlık çalışmalarında tavan tahkim işi, ısıl işlem görmüş demir profiller yan direk ve özel GI profiller boyunduruk olarak kullanılması ile yapılır. Galeri ilerlemesi sırasında arından kazılan pasa Galeri Açma makinesi ile bantlı konveyörlere yüklenerek, karo sahalarına çıkarılır. Hazırlık bacaları havalandırma işlemi ilk galeride temiz havaya kurulacak olan tali vantilatörlerle sağlanır. Kullanılan vantüpler ise alev almaz özelliktedir.
13 5.2.5. Park Teknik Mekanize Sistem Üretim İşleri ve Ekipmanları Bu işletmede üretim yöntemi tüm sahalarda geri dönümlü göçertmeli tam mekanize uzun ayak yöntemidir. Bu sistemde panonun sınırına kadar taban yolları sürülmekte, ayak oluşturulduktan sonra üretime başlanarak geri dönülmektedir. Havalandırma, nakliyat ve tektonik şartlardan dolayı pano boyları ortalama olarak 700 3100 m civarındadır. Örneğin; G sektörü 01 panosu boyu 3100 metredir ve bu Avrupada uzunayak yönteminde en uzun pano boyu olarak bilinmektedir. Ayak içi malzeme yatırım tutarı, ayak içi zincirli konveyör, zincir gerdirme kuvveti ve havalandırma şartlarına bağlı olarak 220 m olarak belirlenmiştir. Taban yolu ihtiyacını en aza indirmek, rezervlerin daha iyi kullanılmasını sağlamak, kömürün kendiliğinden yanma riskini azaltmak için, her iki sahada da pano alt taban yolları bir sonraki pano üst taban yolu olarak kullanılacak şekilde projelendirilmiştir. Ayakların kazı işlemi uzaktan kumanda ile kontrol edilen tam mekanize L tipi çift tamburlu kesici yükleyici makineler tarafından yapılmaktadır. Ayak nakliyatı zincirli konveyör ve tahkimat sistemi de yürüyen tahkimatlardır. İşletmede şu an B, C ve G sektörlerinde üretim devam etmektedir. İşletilmesi bitmiş bulunan sektörlerden A sektörü TKİ tarafından açılmış olup 2000 yılında Park Teknik A.Ş. ye devredilmiş, B, C ve G sektörleri ise Park Teknik firması tarafından açılmıştır. B sektörü 1997, C sektörü 1999 ve G sektörü 2006 yılında üretime başlamıştır. B sektöründe ortalama, 1 metre kalınlığındaki bir ara kesmenin ayırdığı iki ana damar mevcuttur. Bunlardan alt damarın kalınlığı ortalama 1,6 metre, üstteki damarın ise 1,5 metredir Üretim B sektöründe kömür damarını ikiye ayıran ara kesmenin kalın olmasından dolayı tavan ve taban ayak olmak üzere iki kademede, C ve G sektörlerinde ise ara kesme kalınlığının az olmasından dolayı sadece taban ayak ile tek kademede yapılmaktadır. Kömürün tavan ve taban ayak olarak kazanıldığı B sektöründe panoların hazırlanması C ve G sektörlerinden farklı olmaktadır. Tavan ayak taban ayağın üzerinden geçmektedir. Tavan ayakta 20 25 metre ilerleme sağlandıktan sonra taban ayakta üretime başlanabilmektedir. Ayrıca optimum bir mesafe belirlenir ve üretim esnasında iki ayak arasında daima korunur. Eğer alttaki ayak, üstteki ayağa çok yaklaşırsa, üstteki ayaktaki basınç, tek dilimli üretimde gözlenenden daha yüksek değerlere ulaşacaktır. Tersine, eğer mesafe optimumdan fazla olursa, alttaki ayakta ek basınçlar oluşacaktır. 5.3.4.1. Yürüyen Tahkimatlar Yürüyen tahkimat üniteleri üzerlerinde bulunan hidrolik pistonlar ile tahkim gücü uygular ve ilerletilebilir. İşletmede farklı sektörlerde kullanılmış ve halen kullanılan yürüyen tahkimatlar ve teknik özellikleri tablo daki gibidir.
14 Şekil : G sektörü yürüyen tahkimat üniteleri Tablo : Sektörlere göre işletmede kullanılan yürüyen tahkimatlar ve özellikleri B Sahası B Sahası Ayak C Sahası G Sahası Ayak - 1 2 Toplam Miktar 149 Adet 151 Adet 130 Adet 140 Adet Tipi KB 8/20,5 KB 13/25,5 STS 25/50L 25/47-POZ Minimum 800 mm 1300 mm 2500 mm 2500 mm Yükseklik Maksimum 2050 mm 2550 mm 5000 mm 4700 mm Yükseklik Genişlik 1500 mm 1500 mm 1750 mm 1750 mm Ağırlık(kg) 11010 12640 25100 25600 Tahkimat Direnci(kN/m 2 ) 382 382 545 670 Üretici Firma Saar Tech Saar Tech Saar Tech Glinik- (DBT) (DBT) (DBT) Kopex İmalat Yılı 1996 1996 1999 2006 Yardımcı Saar Tech Saar Tech Saar Tech Tiefenbach Valfler (DBT) (DBT) (DBT) Kontrol Sistemi 12 fonksiyonlu 16 fonksiyonlu 16 fonksiyonlu 20 fonksiyonlu
15 Şilt tahkimat ünitelerinde silindirlerdeki ihtiyaç duyulan hidroliğin yönlendirilmesi için kumanda sistemleri mevcuttur. Yürüyen tahkimatın kumandası emniyet açısından bir yanındaki tahkimattan yapılır. Sistemin çalışma basıncı 280-320 bar arasındadır. Hortum ve bağlantı elemanları, iş güvenliği açısından, yeraltı şartlarına uygun, tip ve normlardadır. Yürüyen tahkimat ünitelerinin ilerletilmesi konveyöre bağlantılı taban itme pistonu ve bu pistonla konveyör arasında bulunan ara bağlantı elemanları ile sağlanır. 5.3.4.2. Kesici Yükleyiciler İşletmede farklı sektörlerde kullanılan kesici yükleyici makineler ve teknik özellikleri tablo da verildiği gibidir. Tablo : Sektörlere göre işletmede kullanılmış ve halen kullanılan kesici yükleyici makineler Tip SL - 300 SL - 500 SL - 500 Sayı 2 1 1 Yer B sektörü C sektörü G sektörü Kurulu Güç (kw) 677,5 1143 1143 Ağırlık (ton) 30 66,5 66,5 Tambur Çapı (mm) 1400 2300 2300 Uç Tipi C-60 C-60 C-60 Kesme Yüksekliği 2660 5100 5100 Kömür Kesme Yüksekliği 205 390-520 390-520 Taban İmal Tarihi 1997 1999 2006 İmalatçı Eickhoff GmbH Eickhoff GmbH Eickhoff GmbH
16 Tablo : Eickhoff SL 300 ayrıntılı teknik özellikleri Tanımlamalar Açıklama Kesici Motor Gücü ( 2 adet) 300 kw x 2 Yürüyüş Motor Gücü ( 2 adet) 35 kw x 2 Hidrolik Tahrik Motor Gücü 7,5 kw Ağırlık (Tamburlar hariç) 30 ton Tambur Dönüş Hızı 50 devir/dakika Soğutma Suyu Debisi 156 litre/dakika Çalıştığı Arın Eğimi ±7 gon Çalıştığı Ayak Eğimi ± 22 gon Kesme Yüksekliği 2660 mm Kesme Derinliği 205 mm Tamburlar yatay pozisyonda iken merkezden merkeze ölçü 10700 mm, tambur çapları 1400 mm.dir. SL 300 tamburlu kesici yükleyici makine şu birimlerden oluşmaktadır. 1 Kesme ünitesi Sol + Sağ: Tambur, kol ve kol tutucu halter. 2 Yürüyüş Ünitesi Sol + Sağ: Yürüyüş takımı. 3 Enerji Ünitesi 4 Bağlantı Parçaları Şekil : Eickhoff SL 300 ana birimleri
17 Tablo : Eickhoff SL 500 ayrıntılı teknik özellikleri Tanımlamalar Açıklama Kesici Motor Gücü ( 2 adet) 500 kw x 2 Yürüyüş Motor Gücü ( 2 adet) 54 kw x 2 Hidrolik Tahrik Motor Gücü 35 kw Ağırlık (Tamburlar hariç) 66,5 ton Tambur Dönüş Hızı 23 devir/dakika Soğutma Suyu Debisi 224 litre/dakika Çalıştığı Arın Eğimi ±25 gon Çalıştığı Ayak Eğimi ± 40 gon Kesme Yüksekliği 5100 mm Kesme Derinliği 390-520 mm
18 Şekil : Eickhoff SL 500 boyutları ve ana birimleri Şekil de numaralandırılan Eickhoff SL 500 kesici yükleyici 1 Enerji Ünitesi 2 Trafo Kutusu 3 Hidrolik Ünite 4 Yürüyüş Ünitesi Sol + Sağ 5 Yürüyüş Takımı Sol + Sağ 6 Kol Tutucu Sol + Sağ 7 Kesme Ünitesi Sol + Sağ, ana birimlerinden oluşmaktadır. Şekil : Eickhoff SL 500 kesici yükleyici tamburu Sağ ve sol taşıyıcı kollar birbirinden bağımsız elektrik motorlarıyla tahrik edilir. Dişli aktarım sistemiyle tambur başına hareket iletip, tambur başında da planet tahrik dişli sistemiyle tambura aktarılıp kesme işlemi gerçekleştirilmektedir. Kavrama, elektrik motoru içerisinden geçen mil ile aşağı ve yukarı hareket ise hidrolik silindirler ile sağlanır. Makine, tahrik dişlisi-yürüyüş dişlisini tahribiyle, konveyör boyunca bulunan yürüyüş merdiveni üzerinde hareket eder. Kontrol kutusu, makinenin tüm kontrol noktalarında hız, sıcaklık, elektrik akım değerlerini alıp, ikaz ve uyarılarda bulunan yapı modülüdür.
19 Hidrolik ünite, taşıyıcı kolların salınımını sağlayan hidrolik silindirlerin tahrik grubudur. Silindirler için gerekli basınç ve debide hidrolik akışkanı pompa vasıtasıyla sağlar. Kazı esnasında oluşacak tozun bastırılabilmesi için kesici uçları gören pulverize edici fisketeler üzerlerinde bulunur. Kesici-yükleyici makine ana modüllerin soğutma işlemi, su soğutmalı yapıdadır. Üretim yapılırken bir havelik üretimini tamamlayan kesici yükleyicinin yeni bir haveye başlaması için uygulanan yöntem şu şekildedir. 1. Ayak başına tavan tamburu önde olarak gelen makine, ayak başından 30 metre uzaklığa kadar olan bölgede konveyörün itilmesini beklemektedir. Şekil : Makinenin 1. durumu 2. Tamburlar yer değiştirmektedir. 1. konumda tavan tamburu olan tambur bu durumda taban tamburu, taban tamburu ise tavan tamburu olmaktadır. Şekil : Makinenin 2. durumu 3. Tamburların yeni halinde makine ayak kuyruğuna doğru hareketine başlamaktadır. Konveyörün itildiği bölgeye gelince arına kama şeklinde giriş yapmaktadır. Yeni havenin ilk kazısı böylece başlamış olur.
20 Şekil : Makinenin 3. durumu 4. Tamburlar yer değiştirmektedir. 3. konumda tavan tamburu olan tambur bu durumda taban tamburu, taban tamburu ise tavan tamburu olur. Makinenin kömüre girdiği yerden itibaren ayak başına kadar olan kısmın konveyörü arına yaklaştırır. Makine ayak başına doğru hareketine başlamaktadır. Şekil : Makinenin 4. durumu 5. Tamburlar yer değiştirir. Ayak kuyruğuna doğru harekete başlanır. Yeni kazı işlemine başlanmış olur. Ayak kuyruğuna ulaşılınca 1. Basamaktan başlanarak yeni have bu sefer ayak kuyruğunda oluşturulmuş olmaktadır. Şekil : Makinenin 5. Durumu 5.3.5. C ve G Sektörlerinde Üretim 2006 yılında faaliyete geçmiş olan G sektörü 7 adet panodan oluşmaktadır. Açılan ilk pano olan G01 de üretim devam etmektedir. 13 panoya ayrılmış C sektöründe ise 6 adet panonun üretimi tamamlanmıştır. 7. Panoda üretim devam etmektedir. Bu sektörlerde ara kesme kalınlığı 0,5 0,8 m arasında değişmektedir. Damar ve ara kesme tek ayak olarak çalıştırılmaktadır. Pano boyları G sektöründe 3100 metre, C
21 sektöründe 1750 metredir. Ayak boyları 220 metre olarak belirlenmiştir. Ayrıca G sektöründeki pano, Avrupa daki en uzun panodur, ilk kez denenmektedir. G sektöründe aylık üretim miktarı 250000 t/ay dır. Günlük ilerleme miktarı 6 metredir. Ayak içinde bulunan ana ekipmanlar 133 adet yürüyen tahkimat ( yedekleri ile 140), kesici yükleyici makine ve zincirli konveyördür. Üretimde kesici yükleyici olarak Eickhoff SL500 çift tamburlu kesici yükleyici makine kullanılmaktadır. Kesme sonucu üretilen arına tek zincirli konveyör ötelenerek, yürüyen tahkimat üniteleri ilerletilir. Bir kesimde 0,8 metre kömür kesilir. G sektöründe havalandırma, güney girişinden giren temiz hava 4007 ana nakliyat galerisinden hava kapıları vasıtasıyla 109 üst taban yoluna gönderilir. Ayak içinde dolanan hava ayak içinde kirlenerek kuyruk tarafından çıkar. Kirli hava nefesliğe ulaşır. Nefeslikte 2 adet 112 kw lık emici vantilatör ile ocak dışına atılır. Yani havalandırma emici sistem ile yapılır. C sektöründe ise havalandırma 75 kw lik motor gücüne sahip emici fan ile yapılır. Çalışılan ayaklarda 700 800 m 3 /dakika hava geçmektedir. C ve G sektöründe ocak malzeme ve insan nakliyatı sonsuz halat sistemi ile çalışan monoray ve cooliecar ile gerçekleştirilir. Şekil : G sektörü monoray ve coolie-car hattı yeryüzü başlangıcı
22 C ve G sektörlerinde ana nakliye galerisinde rijit bağ tahkimat sistemi, desandrelerde, bacalarda ve kılavuzlarda TH, GI 140 profili, direkler ve tırtıllı boyunduruklar kullanılır. Bu sektörlerde yüzey basıncının fazla olmasından dolayı normal tahkimat haricinde iki sıra TH tahkimat ve bir sıra hidrolik tahkimat üst taban yollarında kullanılmaktadır Ayrıca taban yollarına 2,5 3 metrelik ramble (beton dolgu) yapılmaktadır. Bunun nedeni alt taban yolu çalışacak panonun üst taban yolu olacağından ve kömürün yanma riskini azaltmaktır. Ramble %75 santralde yanan kömürün külü, %25 çimento karışımından oluşur. Borular ile pnömatik olarak yer altına basılır. Ayak içinde tabanca ile püskürtülürken aktivatör olan cam suyu ile birlikte sıkılır. Sektörde su atımı, kot farkından dolayı kendiliğinden veya toplam 400 m 3 lük 5 adet atık su havuzunda biriktirilerek dinlenme sonucu iri partiküllerin çökmesinden sonra su pompaları ile sağlanır. 5.3.6. B Sektöründe Üretim B sektöründeki damar arasında bulunan ara kesmenin kalınlığı 1,3 2 metre arasında olduğundan taban ve tavan ayak oluşturulmakta ve üretime tavan ayaktan başlanmaktadır. Ayak yüksekliği tavan ayakta 1,60 metre, taban ayakta 1,90 metredir. B sektöründe B 11 panosunun üretimi devam etmektedir. Bu güne kadar 7 panonun üretimi tamamlanmıştır. Üretimde kesici yükleyici olarak tavan ve taban ayakta birer adet Eickhoff SL300 çift tamburlu kesici yükleyici makine kullanılmaktadır. B sektöründe malzeme ve insan nakliyatı monoray ve coolie-car ile yapılmaktadır.