LEE- Maden Mühendisliği-Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI


Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 5
  • Öge
    Performance prediction and optimization of raise boring machines (RBMs)
    (Graduate School, 2022-09-09) Mamaghani Shaterpour, Aydın ; Çopur, Hanifi ; 505142010 ; Mining Engineering
    Raise Boring Machines (RBMs) continue to find extensive application in the mining and tunnelling industries because of the many advantages compared with drill and blast methods. These machines as the fast, safe, and efficient excavation machines are used for different purposes such as excavation of ventilation and ore transport shafts in the mines, switching lines between underground subway tunnels (horizontal), and ventilation shafts in the road and railway tunnels. In the conventional raise boring method, the machine is set up on the upper level of the two levels to be connected. Then, a small diameter hole (pilot hole) is drilled by a sealed bearing tricone bit to the lower level. Once the rod (drill string) breaks into the opening on the target level, the pilot bit is removed and a reamerhead with roller button cutters is connected to the rods and raised back up towards the upper level. The debris and cuttings from the reamerhead during drilling fall on to the lower level and from there a conventional method is used to take them out. Although a high price in foreign currency is paid for purchasing these machines, sometimes the performance (productivity) of the machines would be too low, rod jamming, and shaft deviation problems might be encountered. Consequently, the selection and design of these machines according to the project and excavation environment, predicting accurately their performance, and maximization (optimization) of the performance become very important in terms of the economics of the project in the feasibility and planning stages. Predicting the performance of an RBM is one of the important subjects in mechanized shaft / raise excavation to estimate costs and job completion time that directly affects the project economics. The parameters affecting the selection, design, and prediction of the performance of an RBM can be classified into three general categories: mechanical (machine-related) parameters, geological / geotechnical parameters, and operational parameters. A suitable RBM should be selected / designed for the geological / geotechnical conditions to be encountered during the shaft excavation. Utilizing the highest rotational speed and correct bit load for specific rock formation could lead to an optimum rate of penetration and bit service life. Cutters with larger row spacing are suitable for reaming in softer rocks. However, cutters with narrow spacing are suitable for reaming in very hard and tough rocks where the thrust forces cannot be fully utilized. Identification of fault zones and broken ground along the shaft alignment are the key requirements for successful shaft excavation with RBMs. A comprehensive rock-testing program is the most important requirement for the assessment of RBMs, and by use of the obtained data from the rock-testing program the best-suited raise bore machine for each project could be selected. Samples of all different rock types in the excavation area should be included in the laboratory studies. Moreover, site preparation plays an important role in the elimination of delay and increasing the efficiency of the raise boring operation. Load per cutter, reamerhead diameter, geological formation, and inclination of the shaft are some important factors affecting the torque requirements. Increasing shaft diameter causes additional torque effort on the drill string and reamer stem. In addition, with the increase in diameter, there is a greater potential for instability of the shaft walls and the advancing face of the shaft. The basic aim of this thesis research is to propose new empirical and deterministic models for proper selection, design, and prediction of operational and performance parameters including daily advance rate, rotational speed, weight on bit (pushing force of tricone bit), net reaming thrust (pulling) force, tricone bit / reamerhead torque and power, unit penetration rate, instantaneous penetration rate, field specific energy, and machine utilization rate of RBMs. In order to reach the goals of this thesis, firstly, the related mine and tunnel sites are visited for obtaining information on the geology of the field, the applied excavation method, and the specifications of the RBMs; collecting rock samples from the formation(s) excavated; and collecting field operational-performance data. The obtained rock core samples are used for the determination of the physical-mechanical properties and indentation tests, and block samples are used for the full-scale linear cutting tests. The experimental studies start by determining some important physical-mechanical properties of intact rock samples including uniaxial compressive strength, indirect (Brazilian) tensile strength, static and dynamic elasticity modulus and Poisson's ratio, acoustic wave velocities (P and S wave velocities), Schmidt hammer, Shore scleroscope, Cerchar abrasivity, and petrographic analysis. Rock Quality Designation (RQD) values are also determined based on geotechnical reports of the related sites. Then, indentation tests (by an insert tip with a diameter of 22.2 mm and width of 11 mm) are performed on the core samples from the fields and rectangular rock pieces obtained from the remnants of the block samples. Finally, a series of full-scale linear cutting tests in five different rock types (diabase, granodiorite, skarn, limestone-1, and limestone-2) with a 305 mm (12 inches) diameter button (kerf) cutter having an insert tip width of 11 mm are performed to generate a new RBM performance database. This research demonstrates the challenges of collecting long-term operational data in raise boring operations. Although this thesis includes raise boring operation data collected over six years, it has some limitations such as the number of data, rock mass parameters, different reamerhead diameters, and different raise inclinations. The models presented in this study are limited by the data content, the upper and lower limits of the data, and the assumptions made on a few issues mentioned in this thesis. The results of the experimental studies indicate that the mechanical properties of the rock samples vary in a wide range and the collected rock samples are in all types of geological origins (sedimentary, igneous, and metamorphic). In the inclined raise-bored shafts static elasticity modulus and Brazilian tensile strength could be good predictors for the field specific energy of reaming operations. In addition, the operational parameters of pilot hole drilling and the physical-mechanical properties of rocks may be used to predict the performance parameters of reaming in both vertical (90°) and inclined (70°) raise-bored shafts. Moreover, direct and indirect deterministic approaches are able reliably to predict the unit penetration and instantaneous penetration rates of RBMs. Besides, indentation tests indicate that the brittleness index of rocks may be predicted by using the velocity of the S-wave and the Cerchar abrasivity index parameters. Finally, this study shows the feasibility of using the power function on the relationships between the indentation force and the penetration values for predicting the performance of RBMs. The outcome of this study establishes a new database to assist on predicting the performance parameters of RBMs. The proposed empirical and deterministic models in this study can be used by the designer engineering companies, contractor companies, and project owner institutions in the feasibility and planning stages of the projects.
  • Öge
    Türkiye maden ihracatı ekonomisi ve pazar yapısı: MINT ülkeleri ile karşılaştırılması
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Başyiğit, Mikail ; Çopur, Hanifi ; 708279 ; Maden Mühendisliği
    Türkiye zengin ve kompleks bir jeolojik geçmişe sahip olsa da bu zenginliğini maden ihracatına yansıtamamıştır. Kalkınma raporları ile ortaya koyulan maden ihracatı hedefleri tutturulamamıştır. Bu durumun çeşitli nedenlerden kaynaklansa da pazar yapılarının dikkate alınmaması, pazar yoğunlaşması, pazar bağımlılığı gibi sebepler de ihracat hacminin üzerinde etkilidir. Buradan hareketle maden ihracatı miktarının artırılması ve dalgalanma risklerine karşı daha dirençli hale getirilmesi için pazar yapılarının ve ihracatını etkileyen faktörlerin belirlenmesi önemlidir. Ayrıca pazar yapılarının yakın ekonomik büyüklükteki ülkeler ile karşılaştırılması içinde bulunulan durum hakkında bilgi sağlayacaktır. Gerçekleştirilen çalışma kapsamında, 2002-2020 yılları arasında Türkiye maden ihracatı önce toplam olarak sonra da ürün bazlı olarak ele alınmıştır. Toplam ihracat baz alınarak gerçekleştirilen pazar analizleri Türkiye maden ihracatının ve pazar yoğunlaşmasının 2013 yılına kadar arttığını, 2013 yılından sonra da azaldığını göstermektedir. Bu azalmanın, Çin'in Türkiye'den ithalat miktarının ve payının kaynaklandığı tespit edilmiştir. Bunun neticesinde Çin'in Türkiye'den maden ithalatında etkili parametreler araştırılmış ve baskın faktörlerin Çin'in kişi başı geliri ve Yuan'ın Lira karşındaki alım gücü olduğu belirlenmiştir. Çin'in ve pazar yoğunlaşmasının hangi mineral ürünleri üzerinde etkili olduğunun tespiti için ürün bazlı pazar yoğunlaşması analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler, Çin'in ana ithalatçı olduğu tüm pazarlarda Çin'in büyümesine bağlı olarak daralma olduğunu ortaya koymuştur. Türkiye'nin ikinci büyük maden ihracatı partneri ABD'nin ithal ettiği ürün portföyü incelenmiş ve temel ithalat kaleminin işlenmiş mermer olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle işlenmiş mermer talebine etki eden faktörlerin belirlenmesi hedeflenmiştir. İşlenmiş mermer son tüketicinin ulaşabileceği bir maden ürünü olduğundan moda ve kişisel tercihlerin mermer talebi üzerinde etkili olduğu düşünülmüştür. Google Trends ile elde edilen trend verileri genel talep modelline eklenmiş ve modeli iyileştirmiştir. Benzer ülkelerin maden ihracatı pazarları incelenerek Türkiye'nin mineral ihracatındaki yeri ve pazar performansı bu ülkeler ile karşılaştırılmıştır. Bu ülkeler içinde en küçük pazar hacmine ve pazar yoğunlaşmasına sahip ülke Türkiye olmuştur. Son olarak maden ihracatı ile ekonomik büyüme arasındaki ilişki incelenmiş ve maden ihracatı ile ekonomik büyümenin eş bütünleşik olduğu yani birbirlerine etki ettikleri ortaya konmuştur
  • Öge
    Basamak patlatmasında tasarım parametrelerinin patlatma verimliliği ve çevresel etki açısından değerlendirilmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Akyıldız, Özge ; Hüdaverdi, Türker ; 723965 ; Maden Mühendisliği
    Patlatma işlemi taş ocaklarında üretimin ilk adımı olduğu için kendisinden sonra gelen tüm aşamaları büyük ölçüde etkilemektedir. İşlemin amacı kaya kütlesini kırıcıya beslenecek ölçüde küçük parçalara ayırmaktır. Patlatma sonrası oluşan yığının boyutu ortalama parça boyutu ile temsil edilir. Ortalama parça boyutu yığındaki malzemenin yüzde ellisinin geçtiği elek açıklığı olarak tanımlanır ve genellikle görüntü işleme yazımları kullanılarak tespit edilir. Parça boyutunu etkileyen değişkenler kontrol edilebilen ve kontrol edilemeyenler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Verimin maksimum düzeyde olması için kontrol edilemeyen değişkenlerin iyi şekilde belirlenmiş ve delik çapı, dilim kalınlığı, sıkılama mesafesi gibi kontrol edilebilen değişkenlerin buna göre seçilmiş olması gerekir. Kaya kütlesi patlayıcı madde marifetiyle parçalara ayrılırken titreşim, hava şoku ve kaya savrulması gibi bazı çevresel etkiler meydana gelir. Bu etkiler içerisinde özellikle titreşim büyük şehirlerde ve yerleşim yerlerine yakın ocaklarda endişe sebebi olmaktadır. Patlatma kaynaklı titreşimlerin uzak mesafelere kadar iletilebilmesi ve yapısal hasar verme olasılığı sebebiyle patlatma tasarımının sadece parçalanma değil çevresel etki de dikkate alınarak yapılması gerekir. Patlatma kaynaklı titreşimin yoğunluğunu etkileyen anlık şarj ve atım noktası ile ölçüm noktası arasındaki mesafe olmak üzere başlıca iki parametre vardır. Özel sismograflar yardımıyla ölçülen titreşimlerin hasar verme kapasitesi parçacık hızı ve frekans değerine bağlıdır. Dünyada birçok kurum tarafından güvenli parçacık hızı ve frekans değerleri tanımlanmış olup genellikle yüksek frekans değerlerinde yüksek parçacık hızına izin verilir. Örnek olarak, Endonezya standardı beş farklı yapı tipi tanımlayarak her biri için ayrı limit değeri getirmektedir. Alman, İsviçre ve İspanyol standartları yapıları üç gruba ayırarak daha az karmaşık bir sınıflandırma olanağı sunmaktadır. Bunun yanı sıra Brezilya ve Toronto standardı gibi bazı hasar kriterleri frekans değişimini dikkate almamaktadır. Son yıllarda patlatma kaynaklı titreşimleri ve parça boyutunu tahmin etmek amacıyla birçok çalışma yapılmıştır. Ancak bu çalışmaların büyük çoğunluğu sadece bir noktaya odaklanmaktadır. Bazı modeller sadece parçalanma tahmini yaparken diğerleri titreşim veya kaya savrulmasına odaklanır. Ancak hem parça boyutu hem de çevresel etkiye birlikte odaklanan bir çalışmaya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada parça boyutunu ve parçacık hızını tahmin eden iki bağımsız model kurulmuştur. Modellerin kurulumu uyarlamalı ağ tabanlı bulanık çıkarım sistemi (ANFIS) yardımıyla yapılmıştır. ANFIS modellerinin mimarisinde genellikle göz ardı edilen ancak hem parça boyut dağılımında hem de titreşim yoğunluğu üzerinde oldukça etkili olan, katılık oranı bağımsız değişken olarak rol oynamaktadır. Katılık oranı basamak boyunun dilim kalınlığına oranı olarak tanımlanır. İstanbul gibi agrega ihtiyacının hızla değiştiği kentlerde ocaklardaki basamak yükseklikleri de değişebilmektedir. Bunun yanında tasarım parametrelerinin sabit kalması katılık oranını değişken hale getirir. Bu sebeple titreşim ve parçalanma üzerinde etkisi oldukça büyük olan katılık oranı ilk bağımsız değişken olarak seçilmiştir. Parçalanma modelinde diğer bağımsız değişken parçalanma üzerinde bir hayli etkili olan özgül şarjdır. Parçalanma tahmini regresyon analizi ve parça boyutunu tahmin etme amacıyla üretilmiş ilk denklem olan Kuznetsov denklemi ile yapılabilmektedir. Kurulan ANFIS modelinin başarısını ölçmek amacıyla hem regresyon analizi hem de Kuznetsov denklemi ile karşılaştırma yapılmıştır. ANFIS titreşim modelinde de daha önce değinilen sebeplerden ötürü katılık oranı ilk bağımsız değişken olarak seçilmiştir. Titreşim modelinde ikinci bağımsız değişken ise Hint standardında belirtilen ölçekli mesafe denklemidir. Her iki model de yalnızca iki bağımsız değişken içermektedir. Literatür araştırmasında görülmüştür ki mevcut parçalanma ve titreşim modellerine gereksiz birçok parametrenin dahil edilmesi ile modeller karmaşık ve kullanımı zor bir hale getirilmektedirler. Bu çalışmanın amacı parçalanma ve titreşimi aynı anda tahmin ederken bir yandan da sahada kullanılabilen modeller üretmektir. Dolayısıyla, bağımsız değişkenler İstanbul Cendere havzasında bulunan Akdağlar Madencilik A.Ş. ye ait agrega ocağında gerçekleştirilen arazi çalışmaları dikkate alınarak seçilmiştir. Bu çalışma kapsamında kurulan ANFIS titreşim modelinin başarısı hem regresyon analizi hem de geleneksel titreşim tahmin modelleri ile karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Literatür araştırması sırasında mevcut modellerin genellikle kabaca ve sadece R2 veya mutlak hata ölçütleri dikkate alınarak değerlendirildiği görülmüştür. Ancak bu iki ölçütün yeterli olmadığı ve bazı dezavantajlar oluşturabileceği bilinmektedir. Bu sebeple her iki ANFIS modeli de mutlak, yüzde, simetrik ve ölçekli hata ölçütleri hesaplanarak detaylı olarak irdelenmiştir. Bu tezin ikinci aşamasında yapay sinir ağları ile modelleme yapılmış ve parçacık hızı ile frekans değerleri birlikte tahmin edilmiştir. Modelde bağımsız değişkenler ölçüm mesafesi, anlık şarj, dilim kalınlığı ve delikler arası mesafedir. Mevcut YSA modelinde bir gizli katman ve on üç nöron bulunmaktadır. Model kurulumu toplam 86 veri ile yapılmıştır. Son olarak ise 28 yabancı veri ile modelin test aşaması gerçekleştirilmiştir. Patlatma kaynaklı titreşimlerin hasar verme olasılığının sadece parçacık hızıyla değil baskın frekans ile de ilişkili olduğuna değinilmişti. Bu kapsamda YSA modeli ile tahmin edilen 15 titreşim verisi çeşitli yapısal hasar grafikleri ile sınıflandırılarak modelin başarısı test edilmiştir. Sonuç olarak neredeyse tüm titreşim verilerinin yapısal hasar kriterlerine göre aynı bölgede sınıflandırıldığı görülmüştür. Böylece mevcut YSA modelinin basamak patlatması tasarım parametreleri ve ölçüm mesafesi dikkate alınarak başarılı bir kestirim yapabildiği kanıtlanmıştır. Sahada çalışan mühendislerin, mevcut model yardımıyla, atım öncesinde planlanan parametrelerin hasar riski oluşturup oluşturmadığını analiz etmesi mümkün olabilecektir. Bu araştırma kapsamında odaklanılan diğer bir konu ise patlatma kaynaklı titreşimlere insanların verdiği tepkilerdir. Konu üzerinde oldukça az çalışma yapılmış olup gerekli özenin gösterilmediği düşünülmektedir. İnsan tepkileri özellikle büyük şehirlerde yerleşim yerlerine yakın ocaklar için sorun teşkil etmektedir. Patlatma kaynaklı titreşimlere verilen tepkiler genellikle hasar olasılığından değil titreşimin hissedilmesi sebebiyledir. İnsan tepkileri aynı yapısal hasarda olduğu gibi sadece parçacık hızına değil frekans değerine de bağlıdır. Yüksek parçacık hızları için frekans değeri arttıkça tahammül edilebilirlik de artar. Literatürde mevcut iki grafik yoluyla YSA modeli ile test edilen on beş titreşim verisi insan tepkilerinin kestirilmesi için kullanılmıştır. Bu aşamada insan tepkilerinin yaşa, sağlık durumuna, vücut pozisyonuna ve eğitim gibi değişkenlere de bağlı olduğu belirtilmelidir. Taş ocakları genellikle küçük ölçekli atımların yapıldığı ocaklardır. Mevcut modellerin daha büyük ölçekli üretim yapılan kömür ve metal madenlerinde denenmesi ile daha büyük delik çapları ve daha yüksek parçacık hızları için modellerin değerlendirilmesi mümkün olacaktır. Ayrıca çeşitli araçlar yardımıyla arayüz oluşturulabilirse modellerin kullanımı daha da kolaylaştırılabilir.
  • Öge
    Zonguldak taşkömürü havzası işletilebilir kömür damarlarının metan gazı içeriğinin belirlenmesi ve etkileyen bünyesel faktörlerin araştırılması
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Özer, Samet Can ; Fişne, Abdullah ; 674602 ; Maden Mühendisliği
    Kömür madenciliği tarihi boyunca metan gazı kaynaklı birçok ölümcül kaza yaşanmış ve yaşanmaya devam etmektedir. Türkiye'nin en kaliteli kömürlerinin bulunduğu Zonguldak Taşkömürü Havzası'nda yaşanan metan gazı kaynaklı kazalar sebebiyle yaşanan can ve üretim kayıpları, Havzada yapılan maden üretiminin yıllar içinde sürekli azaltılmasına yol açmıştır. Ürettiği taşkömürü miktarının 32 katını ithal eden Türkiye için Zonguldak Havzası stratejik öneme sahiptir. Buradan hareketle Havzada üretimin arttırılabilmesi için işgücünün iyileştirilmesi ve mekanize üretim yöntemleri ile pilot üretim çalışmaları başlatılmıştır. Ancak bu hedeflerin gerçekleştirilebilmesinin önündeki en önemli engel, havzadaki kömür damarlarının yüksek miktarda metan gazı içermesidir. Kömür damarlarının gaz içeriklerinin belirlenmesi, yeraltı madenlerinde iş sağlığı ve güvenliğini sağlamak ve madencilik faaliyetlerinin planlanmasında oldukça önemlidir. Gaz içeriği belirleme çalışmalarının amacı, doğru havalandırma veya drenaj tasarımının yapılabilmesi için maden atmosferine yayılan metan miktarını hesaplamak ve gaz/kömür püskürmesi potansiyelini ortaya koymaktır. Ayrıca serbest bir şekilde atmosfere salınan ve karbondioksit gazından 28-34 kat daha fazla sera etkisi olan metan gazının, üretim yapılan kömür damarı bünyesinde ne kadar bulunduğunun ve üretim faaliyetleri sırasında atmosfere ne kadar salım yapıldığının belirlenmesi kaçınılmaz hale gelmiştir. Bununla birlikte günümüzde kömür yataklarının metan gazı içerikleri, drene edilmek suretiyle alternatif bir enerji kaynağı olarak da değerlendirilebilmektedir. Gerçekleştirilen çalışma kapsamında, ülkemizde gazlı ocak sınıfına giren ve aşırı metan yayılımına bağlı sorunların sıkça görüldüğü Türkiye Taşkömürü Kurumuna (TTK) bağlı ocaklarda üretim ve hazırlık çalışmalarının sürdürüldüğü kömür damarlarının gaz içeriklerinin doğrudan yöntemle belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, kesmekte olduğu derinlikten vakum vasıtasıyla numune almak için özel olarak tasarlanmış yatay sondaj makinesi kullanılarak, numune alınması ve ISO18871 standardına göre damar gaz içeriklerinin belirlenmesi planlanmıştır. Söz konusu numune alma ve gaz içeriği belirleme sistemi Türkiye'de daha önce kullanılmamıştır. Bu yöntemin en önemli özelliği kömür numunelerinin kesildikleri andan itibaren 2 ila 3 dakika arasında sızdırmaz kaplara kapatılabilmesi ve delme işlemi ile numunenin sızdırmaz kaba alınması arasında geçen sürede yaşanan kayıpların (kayıp gaz) önlenmesidir. Söz konusu yöntem kullanılarak TTK tarafından işletilmekte olan 5 müessesedeki 15 kömür damarı yeraltından damar içine yapılan 81 adet yatay sondaj ile numunelendirilmiş ve gaz içerikleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre incelenen 15 damarın 9'unun (yüksek gaz içeriğinden düşüğe doğru; Hacımemiş, Acılık, Büyük, Sulu, Kalın, Domuzcu, Çay, Kurul, Tavan) gaz içeriği değerleri orijinal bazda 8 m3/t, kuru külsüz bazda 10 m3/t'yi geçtiği tespit edilmiştir. Kömür damarlarının gaz içerikleri, kömürleşme sürecinde ne kadar gaz oluşturabildiklerine ve ne kadarını depolayabildiklerine bağlıdır. Kömürün rankı, organik ve inorganik madde içeriği, nem içeriği, uçucu madde miktarı, organik içeriğin kompozisyonu ve gözenek karakteristiği gibi parametreler, kömürlerin geçirdikleri olgunlaşma süreçleri ve ne kadar gaz içerebileceklerine dair önemli bilgiler vermektedir. Gerçekleştirilen çalışmada, söz konusu parametrelerin damar gaz içeriği üzerindeki etkileri de araştırılmıştır. Her numunenin kısa kimyasal analizi yapılarak kömürlerin kimyasal bileşimleri ve gaz içeriği ile ilişkileri ortaya konmuştur. Ayrıca 30 adet numuneye petrografik analiz ve mikro/mezo gözeneklilik analizleri yapılarak gaz içerikleri ile ilişkileri incelenmiştir. Kısa analiz sonuçları incelendiğinde, kül değerleri oldukça farklılık göstermesine karşın (%4,37 - 48,38), nem ve uçucu madde değerleri birbirine yakın çıkmıştır. Örneğin farklı damar ve işletmelerden alınan kömür numunelerinin orijinal bazda nem değerleri ortalama %1,55 ± 1,08 ve uçucu madde miktarları ortalama 25,24 ± 4,29 civarında iken kül değerleri %4,37 ile 48,38 arasında değişkenlik göstermiş, 9,77 standart sapma ile %18,52 ortalama içeriğe sahip olmuşlardır. Çalışılan kömürler için bünye nemi çok küçük bir aralıkda değiştiğinden, gaz içeriği ile arasında bir ilişki tespit edilememiştir. Organik içeriğe göre çok daha küçük yüzey alanı olan kömür bünyesindeki inorganik maddenin, gaz içeriği üzerindeki negatif etkisi güçlü bir korelasyon katsayısı (r = 0,72) ile ortaya konmuştur. Kömürleşme sürecinin gaz içeriğine olan etkisinin araştırılması için yapılan petrografik analizlere göre kömürlerin vitrinit yansıması değerleri (Ro, max) %0,746 ile %0,998 arasında değişmekte olup ortalama %0,88 elde edilmiştir. Başka bir kömür rank göstergesi olan uçucu madde analizi sonuçlarına göre söz konusu kömürler orijinal bazda kütlece ortalama %25, kuru-mineral maddesiz bazda ortalama %32 uçucu madde içermektedir. Bu çalışmada incelenen kömürlerin yüksek uçuculu-A bitümlü kömür oldukları ve artan kömürleşme ile gaz içeriği arasında güçlü bir pozitif korelasyon olduğu bulunmuştur. Organik maddenin kökeni ve davranışının anlaşılması için maseral analizi yapılmış, söz konusu kömürlerde vitrinit grubunun %55 ile 86 arasında, inertinit grubunun %9 ile 29 arasında ve liptinit grubunun %2 ile 17 arasında değiştiği, dolayısıyla söz konusu kömürlerin koklaşmaya uygun miktarda vitrinit ve inertinit içerdiği, görece olarak düşük miktarda da inorganik malzeme içerdiği görülmüştür. Gaz içeriği ile maserallerin ilişkileri incelendiğinde, vitrinit grubu ile pozitif, liptinit ve inertinit grubu ile negatif ilişki tespit edilmiştir. Nano gözeneklilik karakteristiklerinin belirlenmesi için düşük basınç gaz adsorpsiyonu deneyleri yapılmıştır. Havza kömürleri için mikro gözenek yüzey alanı ortalaması 104,20 m2/g iken mezo gözenekler için ortalama yüzey alanı 0,73 m2/g'dır. Elde edilen sonuçlara göre, gazın depolandığı baskın yapının mikro gözenekler olduğu ve mikro gözenek yüzey alanı ve gözenek hacmi arttıkça gaz içeriğinin arttığı görülmüştür.
  • Öge
    Türkiye'de maden işletme faaliyetleriizin süreçlerinin madencilik sektörüne etkileri
    ( 2020) Yıldız, Taşkın Deniz ; Kural, Orhan ; Aslan, Zehreddin ; 633683 ; Maden Mühendisliği Bilim Dalı
    2023 yılında Türkiye'de maden ihracat hedefi 15 milyar ABD doları olarak hedeflenmiştir. İhracatı bu rakama çıkarabilmek için madencilikte yatırım sürelerini ve yatırım maliyetlerini azaltacak önlemlerin hızla alınması gerekmektedir. Türkiye'de maden işletme faaliyetlerinin gerçekleştirilebilmesi için yatırımcının ilk etapta maden işletme ruhsatı alması gerekmektedir. Maden mevzuatına göre, maden gruplarına göre değişen farklı ruhsat alanları ve süreleri öngörülmüştür. Maden işletme ruhsatından sonra maden işletme projesinde gösterilen faaliyetleri yapabilmek için işletme izninin alınması gerekmektedir. İşletme izin alanı, maden işletme ruhsat alanında bulunan maden rezervinin görünür rezerve indirgenmesi suretiyle belirlenir. İşletme izni, maden işletme ruhsat sahası içinde bulunan madenler için bütün izinlerin alınmış olduğunu ve maden üretimine bir engel kalmadığını gösterir. Dolayısıyla Türkiye'de maden işletme ruhsatı -1, 2 (a) ve 2 (c) maden grupları haricinde- maden arama faaliyetleri bitimi sonrasında alınan, maden üretimine başlanabilmesi için gerekli olan maden işletme izin süreci öncesinde bir ara dönemdir. Bu ara dönemde; maden işletme ruhsatı müracaatı; maden işletme ruhsat alanları, birleştirilmesi ve süresi; işletme projesi ve buna uygun olarak gerçekleştirilecek faaliyetler, gibi konular maden yatırımı yapacak yatırımcılar için bilinmesi gereken konulardır. Bu konularda yapılacak düzenlemeler maden yatırımlarının riskini azaltacak ve aynı zamanda çevreye duyarlı madenciliğin gelişmesine katkı sağlayacaktır. Türkiye'de maden mevzuatına göre; madencilik yapılabilmesi için, özel ya da kamu arazisi olup olmaması durumuna göre yetkili kurumlardan farklı izinlerin alınması, ya da özel arazi sahibi ile anlaşılması öngörülmüştür. Arazi sahibi ile maden yatırımcısının anlaşamaması halinde, madencilik faaliyetinde kamu yararı görülürse kamulaştırma gerçekleştirilir. Şüphesiz ki arazi sahiplerinin haklarının mevzuatla yeterli derecede sağlanması gerekmektedir. Ancak, maden alanları ile çakışan, özel mülkiyete konu olan yerlerde arazi mülkiyeti sorununun çözülemediği durumlar olmaktadır. Kamulaştırma izin süreci bazan 1,5 - 2 yıl sürebilmekte ve bu nedenle maden işletmeleri üretim faaliyetlerine başlayamamakta ve yatırımlarını kaybetme riskiyle karşı karşıya kalmaktadır. Özellikle özel arazi sahiplerinden ve bilirkişilerden kaynaklanan sebeplerle madencilik faaliyetleri için özel arazi edinimi ve kamulaştırma bedelleri piyasaya göre oldukça yüksek belirlenmektedir. Türkiye'de söz konusu mevzuat sorunlarını tespit edebilmek ve çözüm üretebilmek amacıyla 2018 yılı Mayıs, Haziran ve Temmuz aylarında Survey Monkey anket programı aracılığıyla maden işletmelerine, özel arazi edinimi ile kamulaştırmada yaşadıkları sorunlar ve bunlar için harcadıkları masraflar sorulmuştur. Uygulanan tüm mevzuat uygulamalarının maden yatırımcısına zaman kaybı yaratmayacak şekilde ortaya konması ve özel arazi edinimi ile kamulaştırmalardaki bedellerin maden yatırım riski oluşturmayacak şekilde düşürülmesi Türkiye'de madencilik sektörünün beklentisidir. Bu doğrultuda farklı mineral gruplarına göre, ve madenciliğin yapıldığı şehirlerin sosyal ve ekonomik gelişmişlik derecesine göre kamulaştırma bedellerinin maden yatırım tutarlarına oranları analiz edilmiştir. Kamulaştırma bedellerinin yüksek olmasında, ve kamulaştırma izin süreçlerinin uzamasında mevzuat uygulamalarının da etkisi olduğu tespit edilmiştir. Maden işletme faaliyetine başlanabilmesi için çakışan izin alanlarından biri de mera alanlarıdır. Türkiye'de mera alanlarında maden işletme faaliyetleri gerçekleştirebilmek için maden yatırımcılarından, maden işletme ömrü içerisinde bir defa olmak üzere, arazi ve ot kaybı gideri gibi birtakım bedeller istenmektedir. Bu bedellerin maden işletmelerinin yatırım tutarları içerisinde ne kadarlık bir pay aldığını tespit edebilmek amacıyla "Survey Monkey" anket programı aracılığıyla maden işletmelerine anket gerçekleştirilmiştir. Bu sorulara verilen cevaplarda mera bedelleri, her maden işletmesinin kendi yatırım tutarlarına ve yıllık ortalama işletme giderlerine oranlanmıştır. Anket sorusuna cevap veren tüm maden işletmelerinin mera alanları için ödedikleri tüm bedellerin 2018 yılı öncesi mevcut ve 2018 yılı sonrası hedeflenen yeni madencilik yatırım tutarları toplamına oranı tüm maden grupları için ortalama % 0,44'dür. Bu rakamlar dahi Türkiye'de maden işletmelerinden bir kez alınan mera bedellerinin, mevcut ve hedeflenen toplam yatırım tutarları içerisinde hiç de küçümsenmeyecek bir paya sahip olduğunu göstermektedir. Benzer şekilde, maden rezervleriyle çakışan orman alanlarında maden işletme faaliyetleri yapılabilmesi için maden yatırımcıları orman idaresine; orman arazi izin bedeli, ağaçlandırma bedeli ve (teminat, hizmet ve rapor gibi) diğer bedeller vermektedir. Bunlar içerisinde maden işletme faaliyetlerine başlamadan önce maden yatırımcılarının yatırım dönemi gideri olarak verdiği bedeller; ağaçlandırma bedelleri ve diğer bedellerdir. Maden işletmelerinin sadece yatırım döneminde orman idaresine verdiği bedellerin maden yatırım tutarları içerisinde aldığı paylar merak konusudur. Bu bedellerin her birinin maden yatırım tutarları içerisinde aldığı payların maden gruplarına göre değişimi analiz edilmiştir. Bu analize göre ankete katılan maden işletmelerinin yatırım tutarları içerisinde ağaçlandırma bedeli ortalama %3,44, diğer bedeller ise %0,72'lik bir pay almaktadır. İşletme döneminde her yıl ödenen orman arazi izin bedelleri dikkate alındığında, sadece yatırım döneminde bir kez ödenen bu bedeller, diğer maliyetlerin varlığında tek başına, maden işletmelerini ekonomik açıdan zorlayabilir. Maden işletme faaliyetlerine başlanabilmesi için özel/kamu arazisi mülkiyeti edinimi, ya da mera, orman ve tarım alanlarının tahsisi yetmemektedir. Maden işletme izni safhasına kadar madencilik sektörünün önüne birtakım engeller ortaya çıkmaktadır. Bu engellerin başında, izin başvuru sürelerinin uzun olması ve çok sayıda bürokratik işlemlerle karşılaşılması gelmektedir. Türkiye'de maden işletme ruhsatı ve işletme izni Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığına bağlı Maden ve Petrol İşleri Daire Başkanlığınca verilmekte, ancak halen günümüzde işletme faaliyetine geçilebilmesi için 8-10 farklı Bakanlığın 15-20 adet ayrı biriminden izinlerin alınması gerekmektedir. Maden işletme faaliyeti yapabilmek için bu kadar fazla sayıda kurumdan izin alınması gerekliliği, izin sürecinde gecikmelere ve yatırım kayıplarına sebep olmaktadır. Bu durum maden işletmelerinin toplam yatırım tutarları içerisinde ortalama % 21'lik bir yatırım kaybına sebep olmuştur. Oluşan bu durum, Türkiye'nin yatırım çekme endeksi ve diğer kategorilerde dünyadaki sırasının düşmesine ya da stabil olmamasına, birçok maden yatırımcısının Türkiye'de yatırım yapmaktan vazgeçmesine neden olmaktadır. İzin süreçlerinin belirli bir süre içinde tamamlanması maden yatırımcısı için büyük bir engeli ortadan kaldıracaktır. Maden şirketleri işletme izninin; işletme ruhsatının alınmasından itibaren 2-6 aylık bir süre içerisinde verilmesini istemektedir. Ruhsat güvencesinin arttırılması, maden yatırımlarındaki riskleri azaltarak madencilik sektörünün hızla gelişmesini sağlayacaktır. Maden işletme faaliyetlerinin gerçekleştirilip gerçekleştirilmemesi kararlarının verilmesinde, üretim ile yatırıma yönelik kriterlerin yanı sıra çevre kriterleri de etkili olmakta, bu doğrultuda Çevresel Etki Değerlendirmesi'ne göre madencilik projelerinin yapılıp yapılmamasına karar verilmektedir. Türkiye'de ÇED konusunda öngörülen tüm mevzuat ve uygulama sorunları, ÇED prosedürünün madencilik sektöründen istenme sayısının diğer sektörlere kıyasla oldukça fazla olduğu bir sonucu da beraberinde getirmiştir. Madencilik sektöründen ÇED istenme sıklığı, sadece madencilik sektörüne uygulanan bürokrasiyi değil, aynı zamanda bu sektörde yatırım kayıplarını da ortaya çıkarmaktadır. Çıkan sonuç Türkiye'de onlarca sayıda maden işletmesinin ÇED nedeniyle, yatırım tutarları içerisinde ciddi orandaki yatırımlarını kaybettiğini göstermektedir. Bu durum, diğer bir ifadeyle, Türkiye'de ÇED sürecindeki değerlendirmeler nedeniyle, ÇED izin süreçlerinin uzamasını ve bu sürecin ne zaman tamamlanacağının belli olmaması sonucunu ortaya çıkarmıştır. Türkiye'de ÇED'in, ve ÇED sürecinde 3 ay içerisinde bitirilmesi kural altına alınan diğer izinlerin uygulamada madencilik sektörüne ne kadar sürede verildiğini görebilmek amacıyla maden işletmelerine anket soruları yöneltilmiştir. Bu sorulara verilen cevaplar, Türkiye'de, ÇED sürecinde (arazi mükiyet izni ve işyeri açma ve çalışma ruhsatı gibi) diğer izinlerin, çoğunlukla, 3 ay ile 34 ay arası değişen bir süre zarfında maden işletmelerine verildiğini göstermektedir. Bu izin değerlendirme sürecinin kısaltılabilmesi için; ÇED prosedürü içerisinde başvuru yapıldıktan sonra, ve hatta ÇED izni verildikten sonra, diğer kurumlardan görüş istenmesi uygulamalarının kaldırılması gerekmektedir. Ayrıca, ÇED ve diğer görüş sorulan birim temsilcilerinin Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı bünyesinde kurulacak bir Komisyon vasıtasıyla ÇED ve diğer izinlerin verilmesi ve yönetilmesi gerekmektedir. Böylece izin sürecinde daha hızlı karar verilmesi sağlanacaktır. Yukarıda belirtilen tüm maden işletme faaliyetleri izinlerinin verilmesi birçok kamu kurumunu ilgilendiren bürokratik işlemleri gerektirmektedir. İşletme izni, maden ruhsat sahası içinde bulunan madenler için bütün izinlerin alınmış olduğunu ve maden üretimine bir engel kalmadığını gösterir. Ancak, halen Türkiye'de, işletme izni alındıktan sonra dahi yetkili Bakanlıklar dışında diğer kurumlardan görüş sorulması uygulaması devam etmektedir. Bu durum hukuken Maden Kanunu'na aykırılık teşkil etmekle kalmayıp, maden yatırımcılarının istenen izinlerin tümünü aldığı halde üretime başlayamadığı bir tablo ortaya çıkarmaktadır. Ayrıca maden işletme izni alınana kadar geçen süreler, maden üretim faaliyetlerinin gecikmesine ve hatta önemli derecede maden yatırımlarının kaybedilmesine yol açmaktadır. Oluşan bu tabloda, izin süreçleri konusunda yetkili kurumlar ve izin sürecindeki işleyiş hakkında sorunlar tespit edilmiştir. Çoğunluğuyla maden işletmeleri, izin sürecinde birden fazla kurumun yetkili olmasının, sektördeki öngörülebilirliği ortadan kaldırdığını düşünmektedir. Bu doğrultuda tüm maden işletme izin süreçlerinin tek çatı altında oluşturulacak bir Kurum tarafından yönetilmesi, maden yatırımlarının kaybedilmesini engelleyerek, madencilikle ilgili tüm süreçlerin hızlanmasını ve kolaylaşmasını sağlayacaktır.