Dr. Necdet BİÇER

MADEN PLANLAMASI VE ALTYAPI TESİSLERİNİN

İŞ GÜVENLİĞİNDEKİ ÖNEMİ

TÜRKİYE MADENCİLER DERNEĞİ

2. ULUSLARARASI MADENLERDE İŞ SAĞLIĞI VE GÜVENLİĞİ KONFERANSI VE SERGİSİ

05-06 ARALIK 2016

İÇİNDEKİLER1. Giriş

2. Jeolojik, Jeoteknik ve Hidrojeolojik Değerlendirme

3. Rezervlere Giriş ve Madenin Ön Dizaynı

4. Yer üstü İnşaat İşleri

5. Tahlisiye İhtiyacı ve Örgütlenmesi

6. Yeni Bir Maden İşletmesinde Ana Alt Yapı Yatırım

Projelerinin Planlanması

7. Üretim Dönemi Planlanması

8. Yeraltı Nakliyat Sistemlerinin Planlanması

8.1 Cevher Nakliyatı

8.2 Malzeme Nakliyatı

8.3 İnsan Nakliyatı

9. Havalandırma, Haberleşme, İzleme ve Uzaktan

Kontrol Sistemlerinin Planlanması

10. Mevcut Madenlerin Yeniden Yapılandırılması

11. Sonuç

MADEN PLANLAMASI

Maden işletmelerinin yıllar sürecek faaliyetleri boyunca iş güvenliği yönünden

oluşabilecek riskleri asgari düzeyde tutmak için planlama – projelendirme ve bu

doğrultuda alt yapı tesislerinin kurulumu büyük önem arz etmektedir.

Başlangıçta yanlış dizayn edilen bir maden ve/veya gerçekleştirilmesi öngörülen

yatırımların eksik yapılması uzun yıllar sürecek işletme faaliyetleri döneminde geri

dönülmez bir şekilde olumsuz etkileri olacaktır.

Projelerde öncelikle, risklerin tespitinin yanı sıra risk oluştuğunda bu risklerle ne

şekilde baş edileceği de öncelikle bilinmeli ve önleyici tedbirler hazır durumda

bulundurulmalıdır.

Derin taşkömürü madenciliği yapılan Türkiye Taşkömürü Kurumu alt yapı

tesislerinin yeniden yapılandırılmasında, özellikle iş güvenliği risklerinin azaltılması

ve risk oluştuğunda hızlı ve etkin müdahale öngörülerek dizayn edilmekte projenin

fiziksel gerçekleştirilmesi buna göre yapılmaktadır.

Yeni bir madenin geliştirilmesi genellikle arazinin yapısına uygun aralıkla sondajlar

vasıtasıyla başlatılır. Tanımlanması güç jeolojik yapılarla karşılaşıldığında daha sık

aralıklarla sondajlar yapılarak bilinmezlikler en aza indirilir.

İlk sondajlarla özellikle yer altı kömür madenciliğinde kömürün varlığı, kalınlığı ve

kalitesi belirlendikten sonra rezervi belirlemek üzere daha detaylı sondaj programı

uygulanır.

Detaylı sondaj programından elde edilen bilgilerle ayrıca; kömür havzasının

yapısı, derinliği, damar kalınlığı ve kömürün rankı, bünye külü, sülfür ve klor

içeriği ve metan gazı içerikleri belirlenir. Ayrıca jeotermik ısının ölçülmesinin yanı

sıra, yatağı çevreleyen kayaçlardan karotlar alınarak laboratuvar ortamında

jeoteknik özellikler belirlenir.

Detay sondaj programında loglama yöntemleri de kullanılarak damar korelasyonu

yapılır.

Damar geometrileri (Damarın hangi yöne nasıl ve hangi derinliklerde devam ettiği)

sondajlara dayalı olarak yapılan jeolojik ve jeofizik çalışmalar yardımıyla maden

ocağının 3 boyutlu modelinin oluşturulmasına katkı yapar.

Jeolojik Çalışmaların Hazırlık ve Üretim Öncesinde Kullanılmak Üzere

Detaylandırılması;

Kısa ve uzun vadeli üretim planlamasına uygun olarak pano, ayak, lağım,

taban, başyukarı, başaşağı, kuyu ve bürlerin planlaması

Yer altında yapılan her türlü kazıdan elde edilecek olan litolojik, tektonik,

sedimantolojik vb. bilgileri derleyerek jeolojik bilgi arşivi hazırlanması

Kat planları, damar izohips haritaları ve jeolojik kesitlerin yapılması, yer altında

yapılan çalışmaların sürekli olarak izlenmesi ile elde edilen yeni bilgilerle harita

ve planların sürekli olarak güncellenmesi ve değerlendirilmesi.

Yer altında sürülmekte olan ve yeni planlanan lağım, kuyu, bür profillerinin

jeolojik yapı içerisindeki yerleri, durumları, doğrultuları topuk ve rezerv durumu

incelenerek varsa alternatiflerinin önerilmesi

Jeolojik yapı içerisinde, yer altı tesislerini de dikkate alarak panoların

çalışılabileceği sınırları belirlemek için yer altında gözlem, araştırma, sondaj

vb. gibi çalışmaları planlanması ve uygulanması. Bu çalışmaların ışığında

gelecekte panoların alacağı şekilleri öngörerek geleceğe dönük planların

oluşturulması

Rezerv kayıplarını önleyici çalışmaların yapılması

Maden işletmesinin sondaj arşivlerinin hazırlanması, yapılan sondajların

determinasyonlarının yapılması, stamplarının çıkarılması. Belirlenen amaçlara

göre yeni yapılacak olan sondajların lokasyon noktalarının, doğrultularının ve

eğimlerinin belirlenmesi

Galerilerdeki taban ve tavan kabarmaları, basma, göçme vb. kaya mekaniğini

ilgilendiren olayların jeolojik yönden incelenmesi ve önleyici tedbirlerin

alınmasının sağlanması

Yeraltı suları ile ilgili olarak hidrojeolojik çalışmalar yapılması ve ocak içi drenaj

proje tasarımı çalışmalarına katılması.

Jeolojik birimlerin korelasyonu ile görünür ve gerçek kalınlıklarının

stamplarının yapılması, ayrıca kömür damarlarının stratigrafik yaş tayininin

yapılması

A B’

B

A’

Derin taşkömürü madenciliğinin en öenmli yatırımları kuyulardır. Yer seçimi

yapıldıktan sonra, kuyun geçeceği güzergah boyunca yapılan pilot

sondajından elde edilen karotlarla ve jeofizik loglar yardımıyla kuyu yapımı

aşamasındaki parametreler ortaya konur.

3- REZERVLERE GİRİŞ VE MADENİN ÖN DİZAYNI

Madene giriş için alt yapı tesislerinin dizaynından önce arazide detaylı

hidrojeolojik testler ve çalışmalar yapılmalıdır. Sahada madencilik

çalışmaları için su basma riski oluşturan kayaçların varlığı halinde; ikincil

sondajlar yapılarak, enjeksiyon uygulamaları ile ve hatta dondurma

çalışmaları yapılarak önlem alınır.

Bu şekilde kuyu veya desandrenin sürülmesi esnasında ani su baskını

riski tespit edilir. Özellikle deniz, göl, baraj ve akifer altı madenciliğinin

gerektirdiği kurallara uygun maden planlaması yapılmalıdır.

Son aşamada madenin çalışacağı alanda detaylı topografik ölçümler

yapılarak sahanın ayrıntılı haritası çıkarılır. Ek olarak yüzeyde zemin

mekaniği etüdü tamamlanır. Bu sayede kuyuların açılacağı ve maden

tesislerinin yerleşeceği sahanın zemin özellikleri belirlenir.

Maden ön dizayn projesinin en önemli kararları rezervlere giriş yaparak hazırlıkların

başlatılmasıdır. Bu hazırlıklar kuyular, desandreler ile derin katlara indikten sonra ana

katların teşkil edilmesi için galerinin sürülmesidir.

Derin katlara girişte kuyular veya desandrelerin tercih edilmesinde aşağıdaki faktörler

göz önünde bulundurulur;

Maden faaliyetlerinin sürdürüleceği dönemde üretimin yapılacağı derinlikler,

Yer altında veya yer üstünde su kütlesi ve/veya su taşıyan tabakaların varlığı,

Bırakılacak topuk miktarı,

Havalandırma sistemi.

Üretime yönelik panoların dizaynı gündeme geldiğinde damarların derinliği, kalınlığı,

birbiri arasındaki mesafeler, yer altındaki büyük ve atımlı fayların doğrultuları ve

atımları, damar eğimleri, damarın tavan ve taban taşının jeoteknik özellikleri, üst

kotlardaki su taşıyan tabakaların varlığı, ani gaz degajmanı ihtimali ve damarların

kendiliğinden yanma özelliği tekrar gündeme gelir.

Mühendisler yer altı planlamasını etkileyen bu doğal koşulları değiştiremeyecekleri

gerçeğiyle yer altı pano dizaynlarının şekillendirilmesinde iş güvenliği ve yapılan

yatırımı etkileyecek ekonomik riskleri asgari düzeye indirecek şekilde düzenler.

Tüm bu etmenler göz önüne alınarak üretim mühendisleri, havalandırma

mühendisleri, kaya mekaniği uzmanları, makine, elektrik ve jeoloji mühendisleri

birlikte ekip çalışması yaparlar. Hazırlıklar devam ederken elde edilen gerçek

bilgiler, daha önce öngörülen maden tasarımının daha rafine hale gelmesi sağlar.

Burada özellikle kömür madenlerinde ani metan gazı degajmanı, grizu patlaması,

kendiliğinden yanma, kömür tozu patlama risklerine karşı başlangıçta « Yangın

Önleme Planı » yapılır. Bununla ilgili kapsamlı bir risk değerlendirmesi yapılır.

Yeni maden kurulumunda İnşaat Mühendisliğinin yüzeydeki yapılarda önemli

görevleri bulunmaktadır. Yer üstündeki yapılar desandre giriş yapılacak ağızlar ve

tahkimat kemer yapısı, kuyu bileziği dizaynı, kule tipi, kuyu vinç binası gibi

yüklere karşı uzun vadeli dayanıklı şekilde inşa edilmelidir. Ayrıca karo sahasının

gelişimine çeşitli amaçlı binaların oturacağı, güçlendirilmiş zeminler ve drenaj

sistemi göz önünde bulundurulmalıdır.

Yer altı hazırlıktan gelen ocak taşları ve lavvar atıkları için yapılacak katı atık sahası

ve tailing barajı da uzun vadeli çevresel endişelere karşı iyi planlanmalıdır.

Ayrıca kuyunun veya desandrenin açılacağı lokasyonda heyelan riski varsa kapsamlı bir

zemin mekaniği etüdü yapılır. Heyelana karşı inşa edilecek yapıların teknik özellikleri ve

standartları belirlenir.

KARO SAHASINDA KURULMASI GEREKEN TAHLİSİYE İSTASYONU

Maden idaresi, yeni kurulacak maden için tasarım veya kuruluş aşamasından başlamak üzere

tehlikeleri tanımlar, riskleri belirler ve analiz ederek risk kontrol tedbirlerini kararlaştır.

Bir maden işletmesinde iyi bir iş güvenliği yönetim sisteminin oluşturulması kazaların en aza

indirilmesi açısından son derece önemlidir ve maden işletmelerinin olmazsa olmazlarından bir

tanesidir. İşyerlerinde kazaların önlenmesi için ilk öncelikli yapılması gereken şey, işletmenin tipine

ve tehlikelerine cevap verebilen ve risk değerlendirmesi temellerine dayanan bir iş güvenliği ve

sağlık yönetim sistemi oluşturmaktır.

Acil eylem planlarının oluşturulması, uygun ekipman seçimi ve eğitimli bir maden kurtarma

ekibinin bulunması kazalar sonucunda meydana gelen kayıpları en aza indirecektir.

TTK’da yangın riskine karşı alınan önlemler şu şekilde özetlenebilir;

Risk faktörleri belirledikten sonra yangına karşı önleyici bir plan yapılmaktadır. Bu

planda yangın kaynağı olabilecek kömür damarlarının kendiliğinden yanma özelliği

yönünden sınıflandırılması yapılmış, kendiliğinden yanma, metan gazı ve kömür tozu

patlamalarına karşı merkezi gaz izleme istasyonundan sürekli izleme yapılmaktadır.

Olumsuz herhangi bir durumda yangın söndürme ve yangının yayılmasına karşı

gerekli önlemler önceden alınır.

Yangın Koruma Planı doğrultusunda bu planı gerektiğinde uygulayacak ocak

personelinden Mühendis, Nezaretçi ve İşçilerden oluşan bir ekip belirlenir. Yangınla

mücadele edecek ekip içinde yeterli sayıda kişiden oluşan Tahlisiye ekibi ve bu ekibin

kullanacağı teçhizat ve aparatların muhafaza edildiği merkezi tahlisiye istasyonu

kurulur.

Yer altında gerektiğinde yangınla mücadele ve yangın önleyici soğutma için bağımsız

Azot şebekesi uygun lokasyonlara kadar döşenir.

Ayrıca yer altında çeşitli özellikte yangına karşı kullanılacak sertifikalı köpükler ve

bunların kullanılması için gerekli teçhizat hazır bulundurulur.

Tahlisiyeci, yer altı maden işletmelerinde, ocak atmosferinin yoğun olarak zehirli ve boğucu

gazlar ihtiva ettiği, yüksek sıcaklık ve tehlikeli durumların bulunduğu ortamlara, can ve

malzemeyi kurtarmak için görevlendirilmiş ve çeşitli madencilik sanatlarından seçilerek özel

olarak eğitilmiş kişilerdir.

TTK Merkez Tahlisiye İstasyonu Alman Dräger firması işbirliği ile 1938 yılında kurulmuş ve

yıllar itibariyle tahlisiye örgütlenmesini geliştirerek 78 yıldır başta TTK olmak üzere ülkemiz

madenciliğine hizmet vermektedir. Ayrıca başta TTK olmak üzere tüm Türkiye'de tahlisiyeci

ehliyeti verme yetkisine sahip bir merkezdir.

Havza genelindeki 5 tahlisiye istasyonunda bulunan 102 adet W70 ile BG4 tahlisiye

cihazlarının periyodik bakımları ile maden işletmelerinde kullanılan yer altı gaz ölçüm ve gaz

izleme cihazlarının tamir-bakım ve kalibrasyonu yapılmaktadır.

Havza genelinde görev yapan 525 tahlisiyecinin 6 ayda bir tekamül kurslarını ve yeni

tahlisiyeci olacakların haftalık tahlisiye kurslarını yıllık ders programı çerçevesinde vererek

yeni tahlisiyecileri yetiştirmektedir.

Grizu ve/veya kömür tozu infilakı, gaz ve/veya kömür degajı, yangın, sel, su baskını vb. gibi

büyük çaplı olağanüstü olaylarda tahlisiye cihazlı olarak müdahale etmekte, ekiplerin

hazırlanmasını sağlamakta, kaza raporu tanzim etmekte ve görev verildiğinde bilirkişi olarak

çalışmalarda bulunmaktadır.

TTK’nın kurtarma, ocak yangını, göçük açma, enkaza girme, gazla mücadele konularındaki

uzmanlığı sebebiyle, ülke sathındaki birçok kamu ve özel maden işletmelerine tahlisiye ve ilk

yardım eğitimi ile ayrıca olağanüstü durumlarda kurtarma hizmeti verilmektedir. Ülkemizde 12

ilde faaliyet gösteren toplam 16 maden işletmesi ile gelen talepler doğrultusunda üniversite

öğrencilerine de kurtarma ve iş güvenliği konularında eğitim verilmektedir.

• Uluslararası Maden Kurtarma Yarışması (IMCR) dünyada, yeraltı madencilik

işletmeleri olan ülkelerin bir araya gelmesi ile oluşturulan bir organizasyondur.

Ülkemizde bu organizasyona sadece TTK davet edilmiştir. TTK ilk olarak Eylül

2012‘de Ukrayna’nın Donetks kentinde sekizincisi düzenlenen yarışmaya

iştirak ederek bu organizasyona katılmaya başlamıştır. Dokuzuncusu

Polonya’nın Katowice kentinde düzenlenen Maden Kurtarma Yarışmasında

TTK Merkez Tahlisiye İstasyonu ekibi gaz ölçer cihazları ölçüm bakım kullanım

dalında birincilik almıştır.

6- YENİ BİR MADEN İŞLETMESİNDE ANA ALT YAPI

YATIRIM PROJELERİNİN PLANLANMASI

Dünya standartlarında taşkömürü üretimine yönelik olarak kurulacak yeni bir yer altı maden

işletmesi için kurulma süresi 6-10 yıl olmaktadır. Yeni kurulacak maden işletmelerinde yapılması

gereken yatırım miktarları çok farklılık göstermekte olup, genel olarak madencilik

parametrelerine (üretim derinliği, üretim teknolojisi, damar özellikleri vs. ), bölgenin coğrafi

konumuna ve o bölgedeki yer üstü alt yapısına bağlıdır.

Gereksinim duyulacak yatırım miktarları; giderek artan çevre koruma maliyeti, ulaşım imkanları,

alt yapı (nakliye, haberleşme, konut enerji vs.) gibi yatırım ihtiyaçları kapsam dışı olduğunda;

satılabilir ton başına yapılan yatırım 60-170 $ arasında değişim göstermektedir. Tam mekanize

bir taşkömürü madeni için bu değer 150 $/ton olarak kabul edilebilir. Bu yatırım dönemi

tamamlandıktan sonra yıllık üretim kapasitesi ve yatırım yapılan katlar arası rezerv durumuna

bağlı olarak ilave yatırım 20-30 $ arasında değişim göstermektedir. Diğer yandan yatırım

dönemini takiben üretime başlayan bir işletme için idame yatırımlar gerekmektedir. Bu yatırımın

miktarı kömür tonu başına 10-15 $ arasında değişmektedir.

YILLAR 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Toplam

Fiili Yatırım (Bin $/yıl) [1] 19 16 19 24 21 27 21 17 28 15 16 4 227

İşgüvenliği İyileştirme

Teçhizatları Yatırım Durumu

(Bin $/yıl) [2] 0,52 0,02 0,57 0,00 0,52 0,00 0,96 0,80 0,67 1,24 3,82 1,64 10,76

Ton Başına 10($/t) idame

yatırım durumu (Bin $/yıl) [3] 17 15 17 16 19 17 16 15 14 13 10 7 176

Ton Başına 15($/t) idame

yatırım durumu (Bin $/yıl) 4] 25 23 25 24 28 26 24 22 20 20 14 10 261

TTK’’nın başlıca yatırımları modernizazyon, idame ve yenileme yatırımları ile makine teçhizat ve iş güvenliği

teçhizat kalemlerinden oluşmaktadır. Son 10 yıldaki satılabilir ton başına yatırımları ile yine ton başına iş

güvenliği teçhizat yatırımları şu şekilde gerçekleşmiştir:

0

5

10

15

20

25

30

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Yat

ırım

Bin

$/y

ıl

YILLAR

Fiili Yatırım (Bin $/yıl) [1]

İşgüvenliği İyileştirme TeçhizatlarıYatırım Durumu (Bin $/yıl) [2]

Ton Başına 10($/t) idame yatırımdurumu (Bin $/yıl) [3]

Ton Başına 15($/t) idame yatırımdurumu (Bin $/yıl) 4]

Görüleceği üzere son 10 yılda toplam 227 milyon TL yatırım yapılmış olup 10,76 milyon TL tutarındaki

yatırım doğrudan iş güvenliğine yapılmıştır.

Madenin projelendirilmesi için karar verilen kuyular ve desandrelerin kazısı

aşamasına gelindiğinde önceden sondajlarla belirlenen risklere karşı önlemler

alınarak kazı işlerine başlanır.

Arazide gerçekleştirilen hidrojeolojik testler ile

laboratuvar deneylerinden alınan bilgilerden

tabakaların geçirgenliği ve porozitesi elde edilir.

Bu veriler kullanılarak kuyu ve desandrelerin

inşasında su taşıyan tabakalara karşı önlemlerin

şekli belirlenir.

Kuyu kazısında ilerleme esnasında karşılaşabilecek su problemlerine karşı önlem

olarak farklı yöntemler geliştirilebilir.

Bunlar; arazinin dondurulması, kimyasal madde ve/veya çimento enjeksiyonu ile

arazideki suyun basıncının düşürülmesidir.

Kuyu kazısına başlandığında ilk olarak kuyu bileziği inşa edilir. İlerleme yapıldıkça da

inset seviyelerinin tavanında ve yatay girişlerde mahmuzlu betonarme tahkimat

yapılır. Mahmuz tahkimatı belirli mesafelerde gerektiğinde kuyu içinde tekrarlanır.

Kuyunun ilerlemesi esnasında arazinin yapısına göre kaya saplaması kullanılır.

Özellikle insetlerde tam kesit açmadan inset tavanı kaya saplamasıyla

güçlendirilmelidir.

Kuyunun açılacağı derinliğe kadar başlangıçta yapılan ve en az 50 m uzunluğunda

olması gereken pilot sondajında kesilen ve maden için gaz ve su tehlikesi oluşturan

kayaçlara güvenli mesafe olarak bırakılan 15 m’ye ulaşıldığında gaz drenajı ve su

drenajı yapmak amacıyla sık aralıklarla sondajlar yapılır. Tehlike ortadan kaldırıldıktan

sonra kuyu kazısı bitinceye kadar kesintisiz olarak pilot ve degaj sondajlarına devam

edilir.

Madene desandre ile giriş yapılmasına karar verilirse su

taşıyan tabakalar gibi problemli arazinin geçilmesi kuyu

sistemine göre daha tehlikelidir. Çünkü desandre, kuyuya

oranla bu zemini daha uzun mesafede geçecektir. Bu

durumda arazinin susuzlandırılması ve enjeksiyon

teknikleri kullanılır.

KOZLU İNCİRHARMANI HAVALANDIRMA KUYU KAZISI

• Kuyu kazısı tamamlandıktan sonra kuyu ihraç sistemi montajına başlanır.

• Maden işletmeciliğinde, kömür ve minerallerin üretim metotları düşünülürken,

üretimin ihraç tekniklerinin de göz önüne alınması gerekmektedir. Bunların

birbirlerinden soyutlanabilme imkanı yoktur. Aynı zamanda iş güvenliği

havalandırma sistemlerini oluşturan yer altı pervaneleri de bu kapsamda

düşünülmelidir.

• İhraç tesislerinin kurulmasında, teknolojik yeniliklerin takip edilmeli ve uygulama

alanları araştırılmalıdır.

• Maliyetler, artan verimlilik ve istenilen rasyonalizasyon, ihraç tesislerine öncelik

verilmesini gerektiren nedenlerden birkaçıdır.

• Kuyu ihraç tesisleri, yer altında herhangi bir tehlikeli durumda çalışanların en hızlı

şekilde tahliye edilmesi bakımından büyük öneme haizdir.

İHRAÇ TESİSLERİ VE KARO SAHASI

Bir maden kuyusunun ihraç sisteminin seçimi bazı kriterlere bağlıdır. Tesis,

kömür, taş, malzeme ve insan naklinde kullanılacaksa en iyi seçim yolu servis kuyusu

olarak kafesin tercih edilmesidir. Şayet kuyunun tamamen kömür ihracına tahsisi

halinde faydalı yükün doldurma ve boşaltma sürelerinin aralıkları ve ihraç hızının

artışı bakımından ihraç kuyusu olarak skip daha elverişli olur.

İHRAÇ TESİSLERİ ÇALIŞMA SİSTEMİNİN

SEÇİMİ VE ÜNİTELERİ

a) Şovelman (kule)

b) Kafes

c) Kuyu içi teçhizatı (iner-kalkar köprüler, iticiler, gidaj ve muazlar)

d) İhraç vinci (kumanda, kontrol ve emniyet devreleri)

e) Ocak içi-ocak dışı araba devresi ve yükleme tertibatı (tumba, silolar)

f) Kumanda kontrol ve emniyet devreleri

g) Tesis binaları

Servis (Kafes) Kuyusunun Ekipmanları

İMALAT AŞAMASINDAKİ BİR SEVİS VİNCİ KULESİ

POSTA VE MALZEME NAKLİ İÇİN KULLANILAN

KUYUBAŞI ARABA DEVRELERİ (KETHEBANT)

a. Şovelman(kule)

b. Skip

c. Kuyu içi teçhizatı

d. İhraç vinci(kumanda, kontrol ve emniyet devreleri)

e. Ocak içi -ocak dışı yükleme ve boşaltma tertibatı (tumba ve silolar)

f. Kumanda kontrol ve emniyet devreleri

g. Tesis binaları

Ayrıca;

İnsetlerde kurulacak olan tulumba ve yüksek basınçlı borular,

Ocak içi sinyalizasyon tertibatı,

Ocak içi ve dışı aydınlatma projesi,

Karo sahası tanzimi, bir maden kuyusunun planlanmasında önemlidir.

İhraç (Skip) Kuyusunun Ekipmanları

Servis (Kafes) Kuyu Dizaynıİhraç (Skip) Kuyu Dizaynı

Kuyuların çalışmasında nasıl bir sisteme

gidileceği iyi analiz edilmelidir. Bu analiz

yapılırken, konuma uygunluk, emniyet ve

ekonomik faktörler göz önüne alınmalıdır. Bir

maden kuyusunun hangi amaçla

kullanılacağına karar verdikten sonra ihraç

sisteminin nasıl seçileceği önemlidir.

Ayrıca Koepe veya tamburlu sistemlerden hangisinin kullanılması

gerektiğini de belirleyici olan çalışma derinliğidir.

Tamburlu vinçler, tek veya çift tamburlu olmaktadır. Tek tamburlu vinçler,

çift tamburlulara nazaran daha ucuzdur. Fakat tek tamburlu vinçlerde kat

ayarı tam olarak yapılamamaktadır. Halatın uzaması durumunda,

uzamanın koşum tertibatı üzerinden alınması zorunludur. Tamburlu

sistemin bir diğer sakıncası, kuyu derinliği arttıkça tambur ebadının çok

fazla büyümesidir. Tamburlu sistem seçilirken konumun çok iyi

incelenmesi gerekmektedir.

Koepe sisteminin tamburlu sisteme olan üstünlüğü, çok halatlı olması

durumunda halat dönmesi gibi bir zorluğun bulunmamasıdır. Enerji

ekonomisi yönünden büyük bir avantaja sahiptir. Özellikle derin

kuyularda maliyet faktörü yönünden daha avantajlıdır. Koepe ihraç

sistemi, ihraç halatının etrafını yarısından fazla dolaştığı bir ihraç

tamburu, onu tahrik eden bir ihraç motoru ve ihraç halatının iki ucuna

asılan en az iki kafes / skip ve denge halatından ibarettir.

Koepe ihraç sistemi tarafından temin edilen avantajlar çok fazladır.

Sadece dış görünüş bakımından değerlendirilirse, koepe ihraç sisteminde

sağlanan yer tasarrufu ve bunun yatırım maliyetine etkisi fevkalade neticeler

verir. Tambur genişliğinin klasik tiplere nazaran daha az olması, ağırlıklarının

daha hafif olmasını sağlar. Tambur şaft uzunluğu daha kısa ve çapı

küçüktür. Makine aksamı olarak, koepe ihraç sisteminin ağırlık ve maliyeti

klasik tip tamburlara nazaran %50 daha azdır. Elektrik motorunun verimi

%27-40 arasında daha fazladır. Böylece çalışma sırasındaki işletme

masraflarında tasarruf sağlanır. Büyük derinlikler koepe ihraç sistemi lehine

avantajlar sağlar.

Koepe ihraç sisteminde hareket eden kütle ağırlığının hafifliği, ihraç

motorunun kolaylıkla kontrolünü ve her ihraç seferinin kısa zaman içinde

harekete geçebilmesini mümkün kılar. Böylece “sefer sayısı/saat” artar ve

bunun etkisi her saat için ihraç edilen tonajda görülür.

Bu sistemin uygulanması ancak,

1. Halat kayma riskinin olmadığı veya

2. İki halat geriliminden T1 ve T2, küçüğü ile halatı koepe tamburu

üzerinde tutan gerilimin mukayesesinde, ikincisinin ilk iki geriliminden

daha küçük olması halinde meydana gelebilecek kayma riskinin

minimum olması, hallerinde mümkündür. Kayma riskini yaratacak bu

farkı gerektiği kadar küçültmek amacıyla denge halatlarının kullanılması

gereklidir. Derin kuyularda ise bu bir mecburiyettir.

Burada hayati önemi olan 3 durum vardır.

1. Minimum kayma riskinin temininde, genel bir kaide olarak, ihracı yapılacak faydalı

yükün KOEPE sisteminin ağır kanadında asılı toplam yüke oranı %30’u

geçmemektedir. Yani asılı toplam yük 33 ton olduğunda faydalı yük 10 ton’u

aşmamalıdır.

2. Artan ve azalan ivme, halatın çekilmesine tesir ettiğinde, kontrolünün yapılması

esastır. Pratik tatbikatta artan ivme minimumda tutulur. Bu değer hiç bir zaman

1m/sn2 yi aşmaz.

3. En kötü şartlarda ihraç halatlarının yükselen ve alçalan kanatlarındaki çekme kuvveti

oranları sürtünme katsayısı ve temas açısı ile tayin edilmiş değerleri aşmamalıdır.

Bu sistemde hareket; Koepe makarası ile halat arasındaki sürtünmeyle sağlandığına göre

halat kolları arasındaki gerilme farkının oldukça küçük olması gerekir. Eytehvien Kuramı‘ na

göre makara döndüğünde halatın kaymaması için

T1/T2 e koşulunun sağlanması gerekir.

Burada;

T1= yükselen halattaki (dolu taşıyıcı tarafındaki) gerilme, kN

T2= alçalan halattaki ( boş taşıyıcı tarafındaki) gerilme, kN

= halatın sarılma açısı (radyan olarak),

= halatla, halat yuvası arasındaki sürtünme katsayısı‘ dır.

Bu sistemde, halatın kaymaması için belirli bir T2 değerinin sağlanması gereklidir ve bu da

denge halatı kullanılarak sağlanabilir. Derinlik arttıkça halat kütlesi de göreceli olarak arttığı

için T2 büyür ve kayma riski en aza iner. Koepe sistemde, halat ile tahrik tamburu arasındaki

sürtünme faydalı yük tespitinde en önemli unsurdur.

Sürtünme yeterli olmadığı durumlarda, sistem durdurulduktan sonra tambur üzerinde halat

kayması meydana gelerek önemli kazalara neden olabilir.

Koepe sisteminde kullanılan çelik halatların lif özlerinde bulunması önerilen yağ;

Nyrosten N113 tipi bir yağdır ve halatlar bu yağ yardımıyla içten yağlanır. Bu

yağın temel özellikleri aşağıda verilmiştir (Drumet, 2002);

Görünümü = Yapışkan, yeşil renkli katı

Kırılma sıcaklığı = - 30 °C

Akma sıcaklığı = + 90 °C

Tutuşma sıcaklığı = 220 °C

Viskozite = 122 mm2/s

Kullanılma yeri = Koepe ihraç sistemi halatlarında Aşırı nem ve yağış

olması muhtemel bir kayma riskini artırabilir. Bunun için, kuleye bir nem izleme

monitörü yerleştirilir, nem artınca yük hücreleri devreye sokularak yük

ayarlaması yapılır. Yük her seferinde yeniden düzenlenir. (resenkronizasyon

yapılır) (Ramlu, 1996).

Üretim dönemi faaliyetlerinin adımları;

Konsantre üretim birimleri oluşturulması,

Oluşturulan konsantre birimlerinde yüksek kapasiteli üretim yapılması,

Yüksek kapasiteli üretimin gerektirdiği temel altyapının (Kuyu, kat galerileri

ve damar içi hazırlıkların) buna uygun kesitlere büyütülmesi,

Yüksek kapasiteli nakliye birimleri oluşturulması,

Kat galerileri ve damar içi hazırlıklarda mekanizasyon yapılması,

Damarların yapısına (Eğim – Damar kalınlığı) uygun mekanizasyon

modellerinin uygulanmasıdır.

35

8.1 Cevher Nakliyatı

Kazılan cevherin yer altında nakli raylı sistemle olduğu gibi özellikle yüksek

kapasiteli üretim gerçekleştirilen kömür madenlerinde ana yollarda bant

konveyörler önem kazanır.

Cevher naklinin sürekliliğini sağlamak bakımından yer altı bunkerlerinin (silolar)

gerektiği kapasitede bulunması üretimin sürekliliğini sağlar.

İş güvenliği yönünden iki önemli konunun dikkate alınması gerekir.

36

- Lokomotifin çektiği vagonlardan oluşan katar ile

nakliye yapılıyorsa lokomotif sürücüsünün ve

kancacının eğitimi özellikle önemlidir. Lokomotif

sürücüsünün Skid-Kontrol (Kayma Kontrolü)

kursundan mutlaka geçmesi gerekir. Yani kontrolü

kaybedilerek hız aşımı yapan katarı sürücü

soğukkanlılıkla durdurabilmelidir.

Bant naklinde ise bantın aşırı sürtünme ile ısınması sonucu duman çıkarıp

kopma özelliği olmalıdır.

Yangına karşı dayanıklılık testinden geçmesi gerekmektedir. Bu özelliği

akredite kuruluşlarca sertifikalandırılmalıdır.

37

Uygulanan Test (Sürtünme) İstenilen Durum İstenmeyen Durum

8.2 Malzeme Nakliyatı

Malzeme nakliyatı, iş gücü ihtiyacı fazla olduğundan geleneksel olarak

madencilikte kazaların en fazla gözlendiği bir faaliyet alanıdır. Özellikle

son yıllarda monoray sistemleri ve halatlı nakliye sistemleri

geliştirilmiştir. Modern raylı sistemlerin dizaynı kilitli bir sistemle

çalıştığından verimliliği yüksek, emniyetli bir sistemdir. Bununla birlikte

malzeme naklinde lokomotifler yaygın olarak kullanılmaktadır. Nakliye

sistemlerinde boşaltma ve tekrar yükleme yapılan transfer noktalarından

kaçınmak gerekir.

38

39

8.3 İnsan Nakliyatı

İnsan nakliyatı özel vagonlarda yapıldığı gibi bant konveyörler ile de hızayarlanarak ve bir nezaretçi gözetiminde kullanılmaktadır.

Bantla insan nakli yapılacaksa binme ve inme noktaları mutlaka bağımsız şekildeaydınlatılmalıdır. Günümüzde desandrelerde telesiyej sistemleri de etkin taşımaaracıdır.

Maden işletmesi kuyular, desandreler ve ana katlardan oluşan ocak

yapısına uygun bir havalandırma sistemi kurar. Havalandırma sisteminin

önemli parametreleri sürekli olarak izlenir ve elde edilen ölçümler ocak

havalandırma planına kaydedilir.

Yer üstünde uygun bir kuyu hava dönüş kuyusu olarak seçilerek ocak

karakteristik eğrisine uygun bir fan seçimi yapılır. Ancak kurulan

havalandırma sisteminin devre dışı kalması halinde yer altındaki

çalışanları tahliye edebilecek alternatif tedbirlerin alınması gerekir.

40

Modern maden haberleşme, izleme ve kontrol sistemleri yeni maden

dizaynının en önemli bileşenleridir. Uzaktan izleme ve kontrol sistemi ile iş

gücü ihtiyacı azalırken maden yönetimine kaliteli ve sürekli bilgi akışı

sağlanır. Bu sistemle herhangi bir tehlike durumunda çalışanların derhal

tehlikesiz alanlara uzaklaşmaları sağlanır.

Aynı zamanda sürekli izleme ve kontrol sistemi ile ocak havasında patlayıcı

karışımlar oluştuğunda elektrikli ekipmanların şalterleri otomatik olarak

kapatılır.

Yer altı konveyör sistemleri, bunkerler, üfleyici pervaneler ve ocak

tulumbalarında merkezi izleme ve kontrol sistemi ile çalıştırılması önemli

avantajlar sağlar.

41

Maden planlama mühendisleri son yıllarda uzun yıllardır faaliyetleri devam

eden ancak alt yapı tesisleri günümüz koşullarında yetersiz kalan maden

işletmelerine rasyonelleştirmek amacıyla yeniden yapılandırma çalışmaları

yürütmektedirler. Bu çalışma ile dağınık birçok üretim birimlerinin

konsantrasyon prensibiyle yüksek kapasiteli hale getirilerek üretim artışı

sağlanmakta ve iş güvenliği seviyeleri yükseltilmektedir.

Önceki bölümde belirttiğimiz yeni maden kurulumunda gerekli olan tüm

bilgiler yeniden yapılanma çalışmalarında gerekli olacaktır.

42

Çalışan bir madenin yeniden inşası adım adım yaklaşımla gerçekleştirilirse bu

değişimden maksimum fayda ve verimlilik sağlanır. Öncelikle madenin mevcut

yapısı masaya yatırılır. Mevcut rezervler, potansiyel rezervler, yer altı

açıklıkları ile ilgili jeoteknik bilgiler, faylar, piyasaya uygun öncelikli üretilecek

rezervler belirlenir.

Madenle ilgili mevcut kuyu, desandreler ve kat hazırlıklarının yapısı gelecekte

üretilecek rezervlere göre konumu, tesislerin boyutu, yaşı, gelecekteki hizmet

verme durumu ve yer altı suyu geliri gibi durumlar yeniden dizayn prosesinde

kullanılır. Yer altı açıklıklarıyla ilgili geçmiş tüm kayıtlar göz önünde

bulundurulur. Yer üstündeki tüm yapılar kuyu ihraç sistemleri, cevher

zenginleştirme tesisleri ve atık yönetimi yeniden düzenlenir. Yeniden

yapılandırılacak madenin iş gücü yeni düzene göre sayı azaltıcı bir şekilde

norm kadro biçimde programlanır.

43

Bu aşamada madenin yeni bir fizibilite projesi yapılarak, üretim maliyetleri,

üretim hedefi, iş gücü gereksinimi, yatırım miktarı ve süresi ile madenin

ekonomik ömrü gibi soruların yanıtı alınır.

Olumlu fizibilite sonrası yeniden inşa faaliyetleri başlatılır;

o Mevcut kuyuların tamir, bakımı ile derinleştirmesi,

o İhtiyaç duyulan yerlere yeni kuyu ve desandre açılması,

o İhraç tesislerinin daha hızlı ve yüksek kapasite skipler ile donatılarak

kapasite artırımı,

o Yer altı nakliye sistemlerinin rehabilitasyonu gerçekleştirilir.

44

Yeni kurulacak bir maden işletmesinin araziden elde edilen jeolojik ve jeoteknikveriler doğrultusunda hazırlanacak detaylı fizibilite projelerine dayalı yatırımplanlaması yapılmalıdır.

Özellikle 6-10 yıl sürecek hazırlık döneminde açılması planlanan temel alt yapıtesisleri, maden tesis ve teçhizatının yatırımları gerçekleştirilir. Bu yatırımlarkonusunda başlangıçta alınan yanlış ya da eksik kararlar madenin ömrü boyuncageri dönülmez maliyetlere neden olur.

Yatırımlarını eksiksiz gerçekleştiren madenler faaliyetlerini teknolojik gelişmelereuygun gerçekleştirdikleri ölçüde yüksek verimlilikle piyasa rekabet koşulları ilebaş edebilir.

Detaylı fizibiliteye dayalı dizayn edilen derin maden işletmesinde yatırımlarınbuna göre eksiksiz yapılması, madenin çalışma ömrü boyunca yüksek işgüvenliği standartı sağlayacaktır.

Uzun yıllar faaliyetlerini sürdüren eski maden işletmeleri belirli dönemlerdedurumlarını rehabilitasyon projeleriyle güncellemeleri gerekir.

Rehabilitasyon projelerinden ortaya çıkacak yatırım ihtiyaçlarınıngerçekleştirilmesi yenilenen maden işletmelerinin gelecekte de sürdürülebilirliğinisağlayacaktır.

45