FBE- Maden Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Akçın, Nuri Ali, 1954-" ile FBE- Maden Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeTürkiye Taşkömürü Kurumu Armutçuk Taşkömürü İşletme Müessesesi yeraltı ocaklarında yüksek basınçlı su jetleriyle kömür kazısının araştırılması ve uygulanabilirliği / Nuri Ali Akçın(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1986) Akçın, Nuri Ali, 1954- ; Eskikaya, Şinasi ; 2082 ; Maden Mühendisliği ; Mining Engineering and MiningSuyun aşındırma etkisi çok eskiden beri bilinmektedir. Su hızının artmasıyla bu etki daha da artmaktadır. Suyun bu gücünden yararlanmak için yüksek hızlı (veya yüksek basınçlı) su jetleri geliştirilmiştir. Su jetleri, uygun konum ve koşullarda malzemeler üzerine tutulduğu zaman aşınma hızlanmakta ve malzeme giderek parçalanmak tadır. Herhangi bir pompadan veya basınç yükselticiden sağ lanan basınçlı su bir nozülden su demeti şeklinde fışkırtılırsa yüksek basınçlı bir su jeti elde edilmiş olunur. Su demetinin yayılma biçimi, hızı, basıncı ve uygulandığı yüzeyde oluşturduğu kalıcı basınç nozül tasarımına bağ lıdır. Yüksek basınçlı su jetleri akım tiplerine göre devamlı jetler, kesikli jetler ve sutopları olmak üzere üç grupta toplanmaktadır. Devamlı jetler kesme-parçalama çalışmalarında, kesikli jetler ve sutopları ise yalnız par çalama çalışmalarında kullanılmaktadır. Yüksek basınçlı su jetleri önce laboratuvarda çeşitli malzemelerin kesilmesi ve parçalanmasında denenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre- sanayii ve arazi uygu lamalarına geçilmiştir. Su jetleriyle yapılan kesme ve parçalama çalışmalarında basınç, gerilme, aşınma, çatlama, dalga yayılması ve çökme etkileri bir arada görülmektedir. Bu da kesme veya parçalama işleminin açıklanmasını güçleştirmektedir. Fakat, kullanılacak su jeti ile ilgili etmenlerin, kesilecek veya parçalanacak malzemenin özelliklerinin ve uygulama şeklinin çok iyi belirlenmesi açıklamada yardımcı olmaktadır. VI Yüksek basınçlı su jetleri kesme-parçalama ve hassas kesme çalışmalarında kullanılmaktadır. Kesme-parçalama çalışmaları kayaçların, kömürün ve çeşitli malzemelerin laboratuvarda kesilmesinden, delik delme, tünel açma, hidrolik kazijhidromekanik kazı, beton kırma ve buzlu veya donmuş zeminlerin temizlenmesine kadar olan geniş bir alanı kapsamaktadır. Hassas kesme çalışmaları ise sanayide çeşitli malzemelerden hassas profiller çıkartılma sında ve düzgün yüzey elde edilmesinde görülmektedir. Hidrolik veya hidromekanik kazı metodlarıyla yapılan madencilik "Hidrolik Madencilik" olarak bilinmektedir. Hidrolik madencilik, terim olarak cevherin arından 'su gücüyle kazılması ve su-cevher karışımının hidrolik olarak taşınmasına kadar olan tüm çalışmaları kapsamak tadır. Kazılan cevherin suyla arından uzaklaştırılması hidrolik madenciliğin ön koşullarındandır.Bu koşul ancak kömür kazısında gerçekleşebildiği için hidrolik madencilik daha çok kömür işletmeciliği alanında yaygındır. Kazıcı ünitenin su olması nedeniyle grizu patlama tehlike si ve toz sorunu ortadan kalkmaktadır. Hidrolik üretim yöntemleri bilinen yöntemlerin aynısıdır. Fakat, özellikle kalın ve dik damarlarda hidrolik üretim yöntemleriyle daha ekonomik ve daha güvenli bir işletme yapma olanağı vardır. Bu çalışmada, Batı Karadeniz Taşkömürü Havzasında üretim çalışmalarını sürdüren T.T.K. Genel Müdürlüğü kısaca tanıtılmış ve kurumun üretim yapmakta olduğu damarlardan hangilerinin hidrolik üretim için uygun olduğu etüd edilmiştir. Damar seçimi yapıldıktan sonra, bu damarda hidrolik kazı yapabilmek için gerekli olan kazı parametreleri ve yöntemleri araştırılmıştır. Havzada işletilmekte olan 16 damar kalınlık, eğim, şekil, doğrultu, tavan-taban koşulları, kömürün yapısı, uygulanan üretim yöntemi ve maliyetler bakımından incelendiğinde hidrolik üretim için en uygun damarın Armutçuk VII Bölgesindeki "Büyükdamar" olduğu görülmüştür. Büyükdamar, havzadaki en kalın ve en dik damarlardan birisidir. Damarda, dilimli göçertmeli kısa ayak yöntemiyle üretim yapılmaktadır. Bu yöntemle pano rezervinin ancak #50' ı alınabilmektedir. Üstelik, güvenli ve ekonomik bir işletme yapılamamaktadır. Damar koşullarına göre arakatlı göçertme yöntemiyle hidrolik üretim yapmak mümkündür. Dünya' da bir çok ülkede benzer koşullara sahip damarlarda bu yöntem başarıyla uygulanmaktadır. Büyükdamarda hidrolik kazı yapabilmek için tayin edilmesi gereken kazı parametreleri iki aşamalı bir de neysel çalışma programı ile saptanmıştır. Birinci aşamada, deneysel donanımın en uygun kesme koşulları belirlenmiştir. Donanım; dakikada 24 MPa basınçta 8?, 3 İt su veren bir basınç yükseltici, yeteri kadar boru-hortum, çeşitli çapta 8 adet nozül ve bir numune taşıyıcıdan ibarettir. En uygun kesme koşulları,"tuvenan toz kömüre #10 oranında çimento karıştırılarak hazırlanan 30 adet briket numune üzerinde yapılan kesme deneyleriyle saptanmıştır. Sonuçta, II. Tip 2 mm çaplı nozülle 15 cm'lik etkileme uzaklığı ve 3,5 ra/dak'lık geçiş hızında yapılan çalışmaların en iyi sonuçları verdiği görülmüştür. İkinci aşamada ise Büyükdamardan alınan blok numuneler, donanımın en uygun kesme koşullarında kesilmiş ve sonuçlar yorumlanmıştır. Büyükdamardan değişik amaçlar için üç grup numune alınmıştır. Birinci grupta, çeşitli yerlerden damarı tem sil edebilecek 8 adet oluk numunesi alınmıştır. Bunlar üzerinde yapılan kimyasal analiz ve fiziksel testlerle kül, uçucu madde, sabit karbon, nem ve kükürt miktarları tespit edilmiştir. Damarda: litotip olarak belirlenen bandlardan da iki grup numune alınmıştır. Büyükdamara ait Darbe Dayanım indeksi (I. S. I) ve konik delici değer lerini tayin etmek için her bandtan ikişer adek oluk numunesi alınmıştır. Bu numuneler üzerinde yapılan - vnı testlerden elde edilen değerler arasında ilişkiler kurulmuştur. Aynı bandlardan 32 adet de blok numune alınmış ve bu numuneler kesme işlemine tabi tutulmuştur. Numune lerin 12 'si tabakalaşma düzlemine dik ve kalan 20' si de paralel doğrultuda kesilmiştir. Yapılan analizlerin ve testlerin sonucunda Büyük- damarın oldukça sert ve kırılgan olmayan bir yapıya sahip olduğu belirlenmiştir. Bunun için öncelikle kesme işlerinde kullanılacak su jetinin kritik basıncının 19 MPa civarında olması gerektiği tespit edilmiştir. Kullanılan basınç yükselticinin çıkış basıncı kesme için yeterlidir. Numuneler tabakalaşma düzlemine paralel ve dik doğrultularda kesilmelerine göre farklı şekillerde parçalanma göstermişlerdir. Paralel doğrultuda yapılan kesme çalışmalarında numunelerin bandlar halinde parçalandığı gözlenmiştir. Dik doğrultuda yapılan kesme çalışmalarında ise numune yüzeyinden pul-pul~ dökülmelerin olduğu ve etkili bir kesme işleminin gerçekleşemediği görülmüştür. Çok sert numuneler ancak iki geçişte parçalanabilmiştir. Tabakalaşma düzlemine paralel doğrultuda yapılan kesme çalışmalarında spesifik enerji değerlerinin 50 J/cm,dik doğrultuda ise 130 J/cm civarında olduğu hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalara göre mevcut basınç yükseltici ile 1 ton kömür kazabilmek için 37 MJ'lük enerji harcamak gerekecektir. Nikonov tarafından geliştirilen bazı eşitliklerden yararlanılarak hesaplanan değerlere göre mevcut basınç yükseltici ile saatte 18-19 ton kömür kazmak mümkün olabilecektir. Sonuç olarak; Büyükdamar, hidrolik madencilik için gerekli ön koşullara sahiptir ve damar koşullarına göre arakatlı göçertme yöntemiyle hidrolik üretim yapmak mümkündür. Hidrolik kazı için en az 19 MPa basınca sahip bir su jeti gereklidir. Damarın tabakalaşma düzlemlerine pa ralel doğrultuda gelişecek bir kazı yöntemi uygulanmalı dır. Damar yapısında mevcut olan klivaj düzlemleri kazı randımanının artmasında yardımcı olacaktır. Hidrolik EC yöntemle üretime, halen hazırlık planları yapılmakta olan Büyükdamar doğu bloku III ve VI no'lu fayları arasında kalan panolardan başlanabilir. Pano hazırlıkları mevcut sistemdeki gibi yapılabilir. Yalnız, ara kılavuzlar hidrolik taşıma yapılacak şekilde en az 7 'lü eğimlerde sürülmelidir. Kazılan kömürün pano dibinde susuz 1 aştırılarak mevcut taşıma sistemi ile taşınması daha ekonomik olacaktır. Böylece, hem mevcut sistem devreden çıkartılmayacak, ayrıca hidrolik taşıma için yatırım yapmaya gerek kalmayacaktır. Arakatlı göçertme yöntemiyle üretim yapıl ması halinde pano rezervinin #70-80 'nin kazanılması ve güvenli bir işletmecilik yapmak mümkün olabilecektir. Üstelik, bu yöntemle hızlı üretim yapılabildiği için yangın riski de azalacaktır. Ayrıca, 19 MPa basınca sahip 30 mm çaplı bir su jetinin kullanılmasıyla üretimin teorik olarak 1200-1300 ton/saat düzeyine çıkartılması da mümükün olabilecektir. Büyükdamarda uygulanacak bir hidrolik üretim çalış-, masından elde edilecek deneyime göre Ülkemizdeki başka işletmelerde de bu yöntemle üretim çalışmalarına da geçi lebileceği ümit edilmektedir.