kazilabilirlik tayini ve ortu kazi verimlilik degerlendirmesi bir acik isletme ornegi

7/31/2019 Kazilabilirlik Tayini Ve Ortu Kazi Verimlilik Degerlendirmesi Bir Acik Isletme Ornegi

1/101

KAZILABLRLK TAYN VE RT-KAZI

VERMLLK DEERLENDRMES

BR AIK LETME RNE

DETERMINATION OF DIGGABILITY AND

EVALUATION OF PRODUCTIVITY OF OVERBURDEN

A MODEL OF OPEN PIT MINE

ZGR KOAK

Hacettepe niversitesi

Lisansst Eitim-retim ve Snav Ynetmeliinin

Maden Mhendislii Anabilim Dalin ngrd

YKSEK LSANS TEZ

olarak hazrlanmtr.

2006


2/101

i

KAZILABLRLK TAYN VE RT-KAZI VERMLLK DEERLENDRMESBR AIK LETME RNE

zgr KOAK

Z

rt malzemesinin kaldrlmasna dayal ak ocak kmr iletmeciliinde kaz ve

tama faaliyetleri iin ekskavatr ve kamyon kombinasyonu yaygn olarak

kullanlmaktadr. Byk lekli bu i makinelerinin belirlenmesinde ve iletilmesinde,

kazs yaplacak olan jeolojik birimlerin zelliklerine uygunluklar, kapasite ve

verimlilikleri bakmndan birbirleriyle uyumluluklar, nem verilmesi gereken

hususlardandr. nk, dngsel bir sistem biiminde yrtlen maden

iletmeciliinin herhangi bir noktasnda oluan bir uyumsuzluk sistemin genelini

etkilemekte ve verimsizlie neden olabilmektedir.

Bu almada, TK an Linyitleri letmesi'nde linyit retimi iin rt-kaz amacyla

kullanlan i makinelerinin kaz esnasndaki verimlilikleri incelenerek jeolojik birimin

kazlabilirlii belirlenmitir. Buna gre, kazlabilirlik bakmndan orta-orta zor kaz

snf olarak tespit edilen birimin, patlatlarak gevetilmesi durumunda kolay kaz

snf zellii gsterdii belirlenmitir. Ancak, bu snflandrma iletmede mevcut

makinelerin almalaryla ilgili veriler gz nne alnarak yaplmtr.

almada ayrca, kaz ve tama makineleri, birbirleriyle uyumluluklar bakmndan

incelenmitir. Sonu olarak, sistemin senkronizasyonuna genel bakldnda uyumlu

olduklar sylenebilse de, ayr ayr deerlendirildiinde, baz kaz-ykleme-tama

birimlerinin kapasite ve uyuma faktrleri bakmndan birbirleriyle uyumsuz olduklar

tespit edilmitir.

almann bir dier amac olarak, kaz-ykleme ve tama makinelerinin verimlilikleri

yllk fiili almalar incelenerek belirlenmitir. Bu ama dorultusunda; makinelerin

mekanik mevcudiyetleri, mekanik verimlilikleri, fiziksel ve etkin kullanm oranlar ayrayr hesaplanm ve daha sonra genel kullanm verimlilii bulunmutur. Buna gre,

makinelerin mekanik mevcudiyet oranlar uygun bulunmalarna ramen kullanm

oranlar bakmndan verimsiz olduklar tespit edilmitir.

Anahtar Kelimeler: kazlabilirlik, rt kaz, maden makineleri, verimlilik, mekanikmevcudiyet, mekanik verim, kullanm oran

Danman: Yard. Do.Dr. Mehmet Ali HNDSTAN, Hacettepe niversitesi, MadenMhendislii Blm


3/101

ii

DETERMINATION OF DIGGABILITY AND EVALUATION OF PRODUCTIVITY OFOVERBURDEN - A MODEL OF OPEN PIT MINE

zgr Koak

ABSTRACT

Excavator and tuck combination is widely used for removing the overburden material

in open-pit minng activities. Suitability of excavating and hauling equipments with

each other and suitability of excavating machine for characteristics of geological

formation are important parameters that must be carefully considered to decide their

capacities and performances. Since mining is a cyclic system of individual

operations, an unsuitable condition in this sytem may affect the whole system and

cause a decrease in productivity.

In this study, digging performances of the excavators used to remove the overburden

material at TK an Lignites are recorded to evaluate the diggability class of the

formation. As a result of this study, diggability class of the formation was found

"medium to medium-hard" for unblasted operations but, it was found "easy" when the

formation was loosened by blasting. It is noted that this classification was done on

the basis of data obtained for running equipments in the mine.

Also, excavation and haulage equipments are evaluated for their sutability with each

other. Although it is found well matched when the syncronization of whole sytem isconsidered, some of the individual pairs of the equipments were found unsuitable

with each other when they were evaluated on the basis of their capacities and

matching factors.

For another aim of this study, the productivities of excavation and haulage

equipments are evaluated by considering their annual performances. For this

purpose, mechanical existances, mecanical productivities, physical and efficient

usages of the machines are determined individualy before determining their general

productivity. At the end, although the mechanical existance ratios of the machineswere found acceptable, they were found less productive according to determined

usage ratios.

Keywords: diggability, overburden removal, mining machines, mechanical existance,mechanical productivity, usage ratio

Advisor: Assist.Prof.Dr. Mehmet Ali HNDSTAN, Hacettepe niversity, Departmentof Mining Engineering


4/101

iii

TEEKKR

Yksek Lisans Tez almalarmda her trl yardm ve ilgiyi gsteren danmanm

Yard. Do. Dr Mehmet Ali HNDSTANa, gr ve nerileri ile almama deerli

katklarda bulunan juri yeleri Prof. Dr. Celal KARPUZ'a ve Prof. Dr. BahtiyarNVER'e, bu almann gereklemesinde beni destekleyen ve tevik eden blm

bakanmz Prof. Dr. Erhan TERCANa ve Prof. Dr. Zafir EKMEK'ye, ayrca yksek

lisansm boyunca bilgisini ve desteini benden esirgemeyen tm blm hocalarma

ok teekkr ederim.

Ayrca, tez almalarmn gereklemesi iin her trl bilgiyi, destei salayan ve

sorularma sabrla katlanan .L.. Ett Bamhendisi Mehmet BALKIa ok teekkr

ederim.

hayatmda olduu gibi tez almalarmda da her konuda bana destek veren,

ilgisini, bilgisini ve deneyimlerini benimle paylaan Gke naat Proje Mdr

Erturul TRKMENe iten teekkrlerimi sunarm.

Hayatm boyunca her konuda gerek maddi gerekse manevi desteklerini esirgemeyen

aileme sonsuz teekkr ederim.


5/101

iv

NDEKLER DZN

Sayfa

Z.......i

ABSTRACT...... iiTEEKKR..... iii

NDEKLER DZN. .. iv

EKLLER DZN......vii

ZELGELER DZN....viii

SMGELER VE KISALTMALAR DZN.......x

1. GR........1

1.1. almann Amac ve Hedefleri....1

1.2. almann Kapsam......2

2. AIK OCAK RT KAZI-TAIMA SSTEMLER ve KAZILABLRLK.........4

2.1. Ak Ocak letmecilii.......4

2.2. Ak letme retim Yntemleri ve Ekipmanlar.....5

2.2.1. Ak iletme birim faaliyetleri.. 5

2.2.2. retim yntemi ve ekipman seimi........6

2.2.3. Ekskavatr+ kamyon yntemi.....92.2.3.1. Kamyon verimliliini etkileyen faktrler....10

2.2.3.2. Makine verimliliini etkileyen faktrler..11

2.2.4. Ak iletmelerde makinelerin ekonomik mrleri.13

2.3. Kazlabilirlik........14

2.4. Ekskavatrlerin Saatlik Ykleme Kapasitelerinin Tespiti.............................23

2.4.1. Yapsal zellikler ile ilgili katsaylar....................................................25

2.4.1.1. Dnme katsays ve operatr randman.............................................25

2.4.1.2. Kepe dolma katsays.....................................................................25

2.4.2. Malzeme zellikleri ile ilgili katsaylar........................................................26

2.4.2.1.Kabarma katsays.................................................................26

2.4.3. alma ekli zellikleri ile ilgili katsaylar.......................................27

2.4.3.1. Derinlik katsays.................................................27

2.4.3.2. yeri organizasyon katsays.......28

2.4.3.3. Kepe devir sresi......................................................28

2.5. Kamyonlarn Saatlik Tama Kapasitelerinin Tespiti...292.5.1. Kamyon devir sresi (T)........31


6/101

v

2.5.1.1. Ykleme sresi (t1)......31

2.5.1.2. Ykleyici yannda manevra sresi (t2)..32

2.5.1.3. Dkm alannda boaltma ve manevra sresi (t3).....32

2.5.1.4. Dolu dkme gidi ve bo dn sresi (t4-t5).32

3. AN LNYTLERLETMESNN TANITILMASI....33

3.1. an Linyitleri letmesi.................................................................................33

3.2. Blgenin Genel Jeolojik Durumu.....................................................................33

3.2.1. Stratigrafi...................................................................................................33

3.2.1.1. Neojen ncesi kayalar...33

3.2.1.2. Neojen jeolojik birimleri34

3.2.1.3. Neojen sonras keller..35

3.2.2. Yapsal jeoloji............................................................................................363.2.2.1. Genel yap...........................................................................................36

3.2.2.2. Tabaka dorultu ve eimleri................................................................37

3.2.2.3. Kvrmlar ve faylar................................................................................37

3.2.3. Hidrojeoloji.................................................................................................37

3.2.4. Jeoteknik ettler........................................................................................38

3.2.4.1. Kaya kalite gstergesi (RQD)..............................................................39

3.2.4.2. Zemin snf..........................................................................................41

3.2.4.3. Atterberg (kvamllk) limitleri...............................................................42

3.2.4.4. Tek eksenli basn dayanm, ekme dayanm, birim hacim arlk ..42

3.2.5. Havza karakteristikleri...............................................................................43

3.3. Kaz Snfle lgili Yaplan Ettler...48

3.4. letme Yntemi...............................................................................................50

3.4.1. letmede uygulanan rt kaz sistemi......................................................50

3.4.2. letmede uygulanan kmr retim sistemi...............................................52

3.5. Delme- Patlatma Yntemi................................................................................524. KAZILABLRLK TAYN, EKSKAVATR KAMYON SSTEMLERNDE UYUM

VE MAKNELERNN VERMLLK ANALZ..............53

4.1. Kazlabilirlik Tayini...........................................................................................53

4.1.1. Kaz performans almalar......................................................................53

4.1.2. Ekskavatr performanslarna gre kaz snfnn tayini....58

4.2. Ekskavatr Kamyon Sistemlerinde Uyum.....65

4.2.1. Ekskavatr ve kamyonlarn saatlik kapasitelerinin tespiti.67

4.2.1.1. Ekskavatrlerin mevcut saatlik kapasitelerinin tespiti.... ...67


7/101

vi

4.2.1.2. Kamyonlarn mevcut saatlik tama kapasitelerinin tespiti...67

4.2.2. Gerekli kepe saysna gre ekskavatr kamyon uyumu.68

4.2.3. Ykleme ve tama birimlerinin birlikte almas (senkronizasyonu)........70

4.2.4. Uyuma faktr (Match Factor, MF).......72

4.3. Ekskavatr ve Kamyonlarn Verimlilik Analizi.......73

4.3.1. Makinelerin kullanm oranlarnn incelenmesi........73

4.3.1.1. Makinelerin mekanik kullanm oran (mekanik mevcudiyet)ve mekanik verimlerinin analizi...79

4.3.1.2. Fiziksel kullanm oran.....81

4.3.1.3. Etkin kullanm oran.....82

4.3.2. Ekipmanlarn kullanm oranlarnn birlikte deerlendirilmesi.....................82

5. SONULAR ve NERLER....84

5.1. Sonular..84

5.2. neriler86

KAYNAKLAR DZN.....88

ZGEM....90


8/101

vii

EKLLER DZN

Sayfa

ekil 2.1. Ters kepe ekskavatrn en uygun kaz derinlii...13

ekil 3.1. .L.. kmr sahasna ait genelletirilmi stamp (T.K.., 1998)..................36ekil 3.2. J14 jeoteknik sondajna ait sembolik loglar (M.T.A., 2002)......................39

ekil 3.3. Elektrikli ekskavatrlerin rt kaz almas..............................................51

ekil 3.4. Elektrikli ekskavatr-kamyon rt kaz almas.......................................51

ekil 4.1. Elektrikli ekskavatrlerin alma performans....77

ekil 4.2. Hidrolik ekskavatrn alma performans.77

ekil 4.3. Kamyonlarn alma performans.77


9/101

viii

ZELGELER DZN

Sayfa

izelge 2.1. makinelerinin ekonomik mrleri ( Parlak, 1994)................................14

izelge 2.2. Kaya ayrma snflandrmas (ISRM, 1978)...........................................18izelge 2.3. Schmidt ekicine gre kaya sertlik tanm (Poole ve Farmer, 1980)......19

izelge 2.4. Kazlabilirlik parametreleri ve puanlama sistemleri(Paamehmetolu ve ark., 1988a)............................................... 21

izelge 2.5. Kazlabilirlik snflandrmas (Paamehmetolu ve ark.,1988a)...22

izelge 2.6. zgl kaz enerjisine gre kazlabilirlik snflamas(Ceylanolu,1991)...23

izelge 2.7. Ykleyiciler iin dnme katsays (Eskikaya, 1986)................................25

izelge 2.8. Kepe dolma katsaylar (Paamehmetolu ve ark.,1988a).....26

izelge 2.9. Baz kayalara ilikin kabarma ve kepe dolma katsaylar(Eskikaya, 1986)...27

izelge 2.10. alma verimlilik katsaylar (Karpuz ve Hindistan, 2005)...28

izelge 2.11. Kaz zorluuna gre ekskavatrlerin ortalama kepe devir sreleri(Paamehmetolu ve ark., 1998b)...29

izelge 3.1. RQD deerine gre kaya kalite snflandrlmas (MiningLife, 2006)...39

izelge 3.2. Sondajlara gre farkl birimlerin RQD deerleri (M.T.A., 2002)...40

izelge 3.3. .L.. sahasndaki her bir birimin ortalama RQD deerlerine gre

kaya snf...............................................................................................41izelge 3.4. .L.. jeolojik birimleri test sonular (M.T.A., 2002)...............................41

izelge 3.5. Tek eksenli basn dayanm, ekme dayanm ve birim hacimarlk deney sonular (M.T.A., 2002)...................................................43

izelge 3.6. .L. kaya birimlerine ait laboratuar deney sonular(Paamehmetolu ve ark.,1988a)........44

izelge 3.7. an Blgesi K2, K4, AN3, AN5B, AN1, AN1B panolarndajeolojik birim ktle zellikleri (Paamehmetolu ve ark.,1988a)..45

izelge 3.8. an Blgesi K2, K4, AN3, AN5B, AN1, AN1B panolarnda

jeolojik birim ktle zellikleri (Paamehmetolu ve ark.,1988a)..46izelge 3.9. an Blgesi K2, K4, AN3, AN5, AN5B panolarnda jeolojik birim

ktle zellikleri (Paamehmetolu ve ark.,1988a)..47

izelge 3.10. .L. sahas karakteristik birimlerine ait lm sonular(Paamehmetolu ve ark., 988a).49

izelge 4.1. Kaz performans sonular.......................57

izelge 4.2. Kepe devir sresi performans sonularna gre kazlabilirlik tayini...60

izelge 4.3. Kepe dolma katsays performans sonularna gre kazlabilirlik

tayini..61izelge 4.4. Beklemesiz saatlik kapasite sonularna gre kazlabilirlik tayini62


10/101

ix

ZELGELER DZN (Devam ediyor)

Sayfa

izelge 4.5. Saatlik fiili kapasite sonularna gre kazlabilirlik tayini...63

izelge 4.6. Kaz performans sonularnn birlikte deerlendirmesi.65izelge 4.7. Kamyonlarn saatlik kapasitesi..67

izelge 4.8. Kepe ve kamyon kasa hacimlerinin uyumu...69

izelge 4.9. Kaz ykleme ve tama sistemlerinin senkronizasyonu71

izelge 4.10. Ekskavatr kamyon sistemlerinin uyuma faktrleri....73

izelge 4.11. makinelerinin yllk performanslar.............76

izelge 4.12. makinelerinin mekanik mevcudiyet ve mekanik verimlilikleri.79

izelge 4.13. Makinelerin fiziksel ve etkin kullanm oranlar......82

izelge 4.14. Makinelerin kullanm oranlar..83

izelge 5.1. Kaz makinelerinin verimliliine dayal kaz zorluu snflamas..84


11/101

x

SMGELER ve KISALTMALAR DZN

A Aktivite says

.L.. an Linyitleri letmesi

dak. DakikaHP Beygir Gc (Horse Power)

kWh Kilovat saat

m Metre

M.T.A. Maden Tetkik ve Arama Genel Mdrl

MH Orta zor zemin snf

MPa Mega Paskal

ms Milisaniye

RQD Kaya Kalite Gstergesi

s Saniye

TK Trkiye Kmrletmeleri Kurumu

yd3 Yarda kp

c Tek eksenli basn dayanm

Mm Mekanik mevcudiyet

Mv Mekanik verimlilik


12/101

1

1. GR

lkemizde ve dnyada linyit retimi, yerst ve yeralt madencilik yntemleriyle

yaplmaktadr. Yerst madencilii zellikle ll. Dnya Savandan sonra ok hzl

gelimeler gstermitir. Yerst madencilik tekniinin hzl gelimesi ve yksek

kapasiteli kaz ve nakliye makinelerinin retilmesi sayesinde yerst iletme

derinliinin, daha nceki zamanlarda yeralt iletmecilii iin ngrlen derinliklere

inmesine neden olmutur. Son yllarda 600 metre derinlie kadar inilen yerst

iletmelere dnyadan rnekler olduu bilinmektedir (Saltolu, 1992). Yerst

maden iletmelerinde verimlilik ve ekonomiklilik artmaya balam ve yerst

iletmecilii yeralt iletmeciliinden daha yaygn uygulama alanlar bulmaya

balamtr.

Yerst linyit iletmeciliinde gerek rt-kaz oranndaki sregelen art, gerekse

kaz-ykleme-tama ilemlerinin birim retim maliyeti iinde yksek paya sahip

olmas, verimlilik ile ilgili faktrlerin ve parametrelerin incelenmesi ve verimlilik

analizinin yaplmasn gerekli klmtr. Buradan hareketle, bu tez almas

kapsamnda, bir ak ocak linyit iletmesinde rt kazda kullanlan i

makinelerinin verimlilikleri aratrlm, ayrca kaz makinelerinin verimliliinde en

nemli parametrelerden olan linyit sahasndaki jeolojik birimin kazlabilirlik zelliiincelenmitir.

1.1. almann Amac ve Hedefleri

Bu tez almas kapsamnda ana balk altnda aratrma yaplmtr:

Kazlabilirlik,

Ekskavatr kamyon sistemlerinde uyum

rt kaz tama makinelerinin verimlilik incelemesi.

Kazlabilirlik aratrmas amacyla; literatrde bu konuda yaplan almalar esas

alnarak, aratrma blgesindeki jeolojik birimin kazlabilirlik zellikleri

incelenmitir. Bu amala, an Linyitleri letmesi (.L..) rt kazda almakta

olan mevcut kaz ykleme makinelerinin arazi almalar ile kaz performanslar

incelenerek; kepe devir sresi, kepe dolma katsays ve saatlik i kapasiteleri


13/101

2

belirlenmi, bu deerler literatrde nerilen deerlerle karlatrlarak allan

jeolojik birimin kaz snf aratrlmtr.

rt-kaz yntemlerinden olan ekskavatr kamyon sistemlerini oluturan ana

ekipmanlarn birbirleriyle uyumu incelenmi olup bu ama kapsamnda; aratrma

blgesinde kaz-ykleme-tama sistemleri incelenmi, alma performanslar ile

ilgili arazi lmleri yaplarak sz konusu i makinelerinin saatlik i kapasiteleri

belirlenmi ve mevcut ekskavatr-kamyon sistemlerindeki uyum aratrlmtr.

Son olarak; .L.. rt kazda kullanlan i makinelerinin bir yllk zaman dilimi

iindeki verimlilikleri aratrlm ve deerlendirilmitir. Verimlilik analizleri

amacyla; makinelerin mekanik mevcudiyet, mekanik verim, fiziksel kullanm oran

ve etkin kullanm oranlar hesaplanarak incelenmitir.

1.2. almann Kapsam

Bu tez kapsamnda yaplan almalar, be ana blm altnda toplanmtr:

Birinci blmde; alma hakknda genel bilgi verilmi olup, bu tez almasnn

amac, hedefleri ve kapsam belirtilmitir.

kinci blmde; kazlabilirlik ve i makinelerinin verimlilik analizleri ile ilgili

literatrde verilen bilgilere yer verilmitir.

nc blmde; tez almas kapsamnda arazi almasnn yapld an

Linyit letmesi tantlm, letmede uygulanmakta olan rt kaz yntemi ve

havzada daha nce yaplan ett almalar hakknda bilgi verilmitir.

Drdnc blmde; an Linyitleri letme sahasnda, letme tarafndan ve zel

sektr dekapaj firmalar tarafndan yaplan rt kaz faaliyetleri incelenerek,

yerinde yaplan lm ve gzlemler sonucunda elde edilen bulgular

deerlendirilmi, kazlabilirlie ynelik performans analizleri gerekletirilmitir.

Arazi almas sonucu elde edilen veriler ile literatr aratrmalarnda bu konulara

ait deerlendirme kriterleri de gz nne alnarak, aratrma blgesindeki jeolojik

birimin kaz snf tespit edilmeye allmtr.

Ayr

ca, letme sahas

nda rt kaz

da al

makta olan ekskavatr ve kamyonsistemleri incelenerek, arazi almalar sonucu elde edilen veriler ile hesaplanan


14/101

3

mevcut saatlik kapasitelere gre, bir ekskavatr iin gerekli kamyon says

hesaplanm, bu hesaplamalar dorultusunda ekskavatr ve kamyonlarn gerekli

kepe saysna gre kapasite bakmndan birbirleriyle uyumu, senkronizasyonu ve

uyuma faktrleri aratrlmtr.

Yine bu blmde; .L.. rt kazda kullanlan i makinelerinin bir yllk zaman

dilimi iindeki verimlilikleri aratrlm ve deerlendirilmitir. Verimlilik analizleri

amacyla; makinelerin mekanik mevcudiyet, mekanik verim, fiziksel kullanm oran

ve etkin kullanm oranlar hesaplanarak verimlilikleri incelenmi ve hesaplanan bu

verimlilik deerlerinin birlikte deerlendirilmesi hem ekipman baznda hem de

sistem baznda yaplmtr.

Beinci blmde ise; sonu ve nerilere yer verilmitir.


15/101

4

2. AIK OCAK RT KAZI-TAIMA SSTEMLER ve KAZILABLRLK

2.1. Ak Ocak letmecilii

Ekonomik derinlikteki madenlerin eitli yntem ve aralarla kazlmas, yklenmesi

ve tanmas iin yaplan tm almalara ak iletmecilik denilmektedir. Maden

yatann zerindeki rt tabakalar ve aralarnda bulunan kayalarn kazlp

yklenerek uygun mesafedeki dkm harmanlarna tanmas ilemlerinin

btnne de rt kaz veya dekapaj denilmektedir.

Gnmzde ak iletme yntemi uygulamalarnda ekonomiklii artrmak iin,

gelien teknolojiye paralel olarak, eitli lm ve hesaplamalar iin bilgisayar

programlar kullanlarak ak iletme snrlarnn geniletilmesine, alma

oranlarnn artrlmasna ve kaz-yklemede daha byk kapasiteli ar i

makineleri kullanlarak maliyetlerin drlmesine allmaktadr.

Ak iletmecilikte verimlilik, gn getike artmaktadr. Verimlilikteki bu art, ak

iletmecilikte yksek kapasiteli makine ve ekipmanlarn gelitirilmesi ve iletme

faaliyetlerine bilgisayarl lme-izleme-kontrol sistemlerinin uygulanmasyla

gereklemektedir. Bu uygulamalarda ekskavatrlerin ve kamyonlarn kaz-

ykleme ve tama-boaltma sreleri en uygun ekilde dzenlenmekte, alanmakinelerden ya numuneleri alnarak analizler yaplmakta ve makinelerin bakm-

onarm sreleri ile ya tketiminde nemli tasarruflar salanmaktadr (Anonim,

1996).

Makine kapasitelerindeki artn verimlilik zerindeki etkisine Kanada-Fordig Coal

Ltd. ocandan rnek verilirse; 11.5 m3 kapasiteli shovel yerine, 23 m3lk ve 46

m3lk shovel kullanldnda, ykleme maliyetlerinde srasyla %45 ve %70

orannda dme saptanmtr. Kamyonla tama maliyetinde de benzer durum

yaanm olup 110 tonluk kamyon yerine 155 ve 218 tonluk kamyonlar kullanlm,

tama maliyetlerinde srasyla %37 ve %63 dme saptanmtr. Avustralya ve

ABD ak iletmelerinde de, gerek makine kapasitelerindeki art gerekse

bilgisayarl izleme-kontrol sistemleriyle, verimlilikte nemli artlar kaydetmilerdir.

Avustralya'da 1983 ylnda 5.020 ton/ii olan satlabilir retim verimlilii, 1991

ylnda 7.539 ton/ii dzeyine kmtr. ABD de ise bu deer 11.595 ton/ii

dzeyindedir (Anonim, 1996).


16/101

5

lkemizde de, ak iletme tekniindeki gelimeler ve kullanlan byk kapasitede

makinelerin sayesinde ak iletme derinliinin daha nceki zamanlarda yeralt

iletmecilii iin ngrlen derinliklere inmesine neden olmutur. Ak ocak linyit

iletmelerimizde kmr damarna ulamak iin kaldrlmas gereken rt miktarnn

kalnl nceki yllara gre nispeten artmaktadr. Bununla birlikte sanayinin ve

teknolojinin gelimesiyle ak iletmelerde kullanlan makine boyutlar da giderek

bymektedir. Bylece, makine kapasitesinin bymesiyle birim kapasiteye den

retim maliyeti azalmaktadr. Gemite, paletli dozerlerle riperlenerek kazlan

kaya veya cevher, 2-3 m3 kepe kapasiteli ykleyicilerle 7-10 ton kapasiteli

kamyonlara ykleme yaplrken; bugn 20-25 yd3 (15-19 m3) kapasiteli elektrikli

veya dizel ekskavatrlerle 180 ton kapasiteli ar i kamyonlarna ykleme

yaplmaktadr. Ak iletme ekonomik rt-kaz snr, artk 20:1lerin zerine

kmtr. Gelien teknoloji, gelecekte daha derin sahalardaki cevherin, ak ocak

iletmeciliiyle yer yzne kartlmasnda uygulanabileceini gstermektedir

(Anonim, 1996).

2.2. Ak letme retim Yntemleri ve Ekipmanlar

2.2.1. Ak iletme birim faaliyetleri

Maden retiminde temel ilemler; kaya paralanmas ve paralanan malzemenin

kaldrlmasdr. Paralanma, delik delme ve patlatma ilemlerinin yaplmas ile

gerekletirilir. Malzemenin kaldrlmas ise, kaz - ykleme ve tama ilemlerinin

beraberce yaplmas ile salanr. Sonu olarak, retimde drt ana ilem: delik

delme, patlatma, ykleme ve tama olarak ifade edilir. Sert kaya madenciliinde

bu drt ana ilemin takip edilmesi kanlmaz iken, pekimemi yada gevek

malzemeden oluan pasa veya cevherin iletilmesinde ykleme ve tama ilemi

yeterli olmaktadr. Ayrca yumuak ve orta-sert kayalarda ilemler mekanik kaz ile

yapld durumlarda makineler delme ve patlatma ilemlerinin yerini alm olur.

Kaya paralanmas, byk lekli kaya ktlelerinin kltlmesi amacyla yaplan

ilemdir. Bu ama iin iki temel paralama yntemi mevcuttur. Bunlardan birincisi,

patlayc maddeler kullanlarak yaplan paralama yntemi, dieri ise mekanik

kaz yntemidir. Mekanik paralanma, kaz makinesinin patlayc madde yardm

olmakszn dorudan kayalarn kazlmas ilkesine gre yaplr. Ak iletmecilikte

mekanik kaz yntemi daha ok yumuak, ayrm, paral ve dk dayanml


17/101

6

kaya ktleleri iin yaygn olarak kullanlabilir. Sert ve salam birimler iin patlayc

madde yardm alnarak, nce gevetme yaplr (gevetme patlatmas) sonradan

mekanik kaz ilemi srdrlr.

Paralanm yada yerindeki cevherin kartlmas ilemine kaz yada ykleme

denir. Kaz, tek bana tanm olarak, malzemenin ana ktleden ayrlarak

kartlmas iin uygulanan ilemleri belirtir. Ykleme ise, malzemenin

kaldrlmasn tanmlar. Madencilik faaliyetleri sresince cevher ktlesinin

kazlmasnda ve tanmasnda kullanlan btn birim ilemler malzemenin

yerinden alnarak nakledilmesidir. Bu kapsamda ykleme ve tama iki temel

ilemdir.

Ak ocak iletmelerinde tama, ncelikle yatay hareketi tanmlar ve yaygn olarak

kamyonlar kullanlr. Kamyonlarn alma sistemi ykleme, ykl hareket,

boaltma ve bo hareket olmak zere drt aamadan oluur (Karpuz ve Hindistan,

2005).

2.2.2. retim yntemi ve ekipman seimi

Ak iletmelerde kaz-ykleme ve tama ileri; yaplar, alma ekilleri ve

kapasiteleri ok deiik olabilen eitli makine veya sistemlerle

gerekletirilmektedir. e ve amaca en uygun makineyi veya sistemi semek en

nemli husustur. Yanl bir seim, srekli verimsizlik demektir. Doru seim gerek

sistem ve makine ile ilgili, gerekse allan yer ve alma artlaryla ilgili ana

bilgilerin ve aralarndaki bantlarn bilinmesiyle mmkndr (Eskikaya, 1986).

Ekipman seiminde; rezerv ve rt kaz miktar, rt kalnl, malzeme boyutu,

zemin koulu, tama yolu koulu, kaz ykseklii, boaltma ykseklii, yedek

para temini, yuvarlanma direnci, fleksibilite, alma dengesi, tama mesafesi,

mobilite, ekipman mevcudiyeti, tama kapasitesi, ekonomik mr, ekipman verimi,

devir (cycle) sresi, iletme maliyeti, ekonomiklik, ilk yatrm maliyeti, ocak eimi

gibi pek ok kriterin gz nne alnmas gerekmektedir. Bununla birlikte, kaz

makinesinin seiminde en nemli faktrlerden biri de, kayacn zelliklerine bal

olarak kazlabilirliidir. Bu zelliklerden bazlar:

Kayacn dayanm, Kayacn bir btn olmak durumu,


18/101

7

Kaya iindeki minerallerin andrcl,

Kayacn birim arl (yerinde ve krlm olarak),

Patlatlm kayacn akcl,

Paralanabilme zelliidir.

Kaz yntemi ve bu kaz iin gerekli makinenin seiminde esas hedef, malzemenin

naklini mmkn olan en dk maliyetle yapmaktr. Dier taraftan, ocak

geometrisinin verimli olarak kullanlacak makinelerin tr ve bykl zerinde

nemli etkisi vardr (Karpuz ve Hindistan, 2005).

Kmr ak iletmeciliinde kaz ve nakliye sistemleri, alma eklinin devaml

veya kesikli olmasna gre, iki grupta incelenebilir. Kesikli sistemin ana makineleri;

kepeli ekskavatr ve dragline, devaml alan makineler ise; dner kepeli ve

zincirli ekskavatrlerdir. Eerartlar elverili ise ak iletmecilikte devaml sistemi

semek daha avantajldr. Devaml sistemi uygulamakla, kaz ve nakliye

almalar iin kapasitenin tamamn kullanabilmek mmkn olur.

a) Srekli Kaz Sistemi:

Bu sistemde hem rt kazs hem de kmr kazs, dner kepeli ekskavatrler

ve/veya zincirli koval ekskavatrlerle yaplmaktadr. rt malzemeleri ve kmr

nakliyat ise bantl konveyr, tren veya nadiren kamyonlarla yaplmaktadr. Bant

konveyr nakliyatnda u noktalarda dkc makineler kullanlmaktadr. Tren ve

kamyon uygulamasnda ise, direk dkm yannda, iletme yaknnda ara tumbalar

oluturulmakta ve buradan tekrar bant konveyrle nakliyat da yaplmaktadr.

Dner kepeli ekskavatrlerde ulalan kapasite Almanyada 240.000 m3

(yerinde)/gn olmutur. Bantl konveyrlerde ise bant genilii 2,8 metreye tamakapasitesi 37.500 ton/saat deerine ulamtr. Dner kepeli ekskavatrlerin bir

bant kprs ile veya Croos-pit aktarcyla dkm sahasna dorudan dkm

yapma uygulamalar giderek yaygnlamaktadr. Bu sistemde bantl konveyr

nitelerinin enerji tketiminde, montaj-tamir-bakm iiliinde byk tasarruf

salanmaktadr. Dner kepeli ekskavatrler genellikle yumuak formasyonlarda

tercih edilmektedir. Kepesinde zel kesici ularla orta sert formasyonlarda da

kullan

lmaktad

r. Dner kepeli ekskavatr-bant konveyr sistemi yumuak veyapkan olmayan formasyonlarda, yksek kaz verimlilii salamaktadr.


19/101

8

Formasyonlarn yapsna gre riperleme veya patlatmayla gevetme ilemleri de

randman arttran uygulamalardr. Gerekli nlemlerin alnmasyla, ok zor iletme

artlarnda (-40 0C'de Rusya, 2.040 mm'lik ya ve oluan amurda spanya,

yaklak 500 m ocak derinliinde Almanya) baaryla uygulanmaktadr. zellikle

Almanya'da gelitirilen dner kepeli ekskavatr-bant konveyr sistemi giderek

yaygnlam olup, bugn ABD, Kanada, Rusya, Endonezya, spanya, Yunanistan,

Trkiye ve Hindistan'da kullanlmaktadr. Bu sistemin ilk yatrm tutar dier ak

iletme sistemlerinden (ekme kepe (dragline), ekskavatr- kamyon) daha

yksektir (Anonim, 1996).

b) Sreksiz Kaz Sistemi:

Sistemin ana makineleri ekme kepe, elektrikli ve hidrolik ekskavatr, ykleyici ve

kamyonlardr.

ekme kepe uygulamas daha ok rt kalnl ince olan ak iletmelerde

yaygn olup bu amala gelitirilmitir. ABD, Avusturalya ve G.Afrika'daki uygulama

bu trdendir. ekme kepe kapasitesi ve bum uzunluu iletme artlarna gre

deiiklik gstermektedir. 220 yd3 kepe kapasiteli ekme kepeler gelitirilmi

bulunmaktadr. ekme kepe ile hem kaz hem tama-dkme ilemi birlikteyaplabildiinden ekskavatr+kamyon sistemine gre kaz maliyeti daha dktr.

Elektriklihidrolik ekskavatr ile kazlan rt malzemesi, kamyonlarla tanarak

dkm yaplmaktadr. Gerektiinde kaz aynasnda patlatmayla gevetme

yaplmakta ve yardmc ykleyici kullanlmaktadr. Hidrolik ekskavatrlerin

elektriklilere gre, hareket kabiliyeti ve koparma gc daha yksektir. Hidrolik

ekskavatrde kepe kapasitesi 50 m3'e, shovel ekskavatrde 61 m3'e,

kamyonlarda tama kapasitesi ise 350 ston'a ulamtr. letme koullarna gre

kamyonlar, mekanik ve elektrik tahrikli olarak seilmektedir.

Sreksiz ak iletme ynteminde, ekme kepe-shovel ekskavatr-kamyon ve

ykleyici-kamyon sistemleri kombine olarak da kullanlmaktadr.

Ak iletmecilik faaliyetlerinde sistem ve uygun makine - ekipman seiminde; yllk

kaz ve kmr retim miktarlar, topografya, kmr damarnn eimi, yaps ve

kalnl, rt tabakas ve ara kesme tabakalarnn kalnl ve mekanik zellikleri,


20/101

9

iklim (ya ve scaklk) ve drenaj durumu belirleyicidir. Kaz planna uygun

basamak boyutlar, ev alar, dkm sahas yeri seimi ve kapasitesi, yollar,

maden planlamas aamasnda mutlak dikkate alnmas gerekmektedir (Anonim,

1996).

lkemizde linyit retimini, zel sektr ve TK Kurumu yapmaktadr. zel sektre

ait ak iletmelerinde; genellikle sahalarn kk olmas, ilk yatrm maliyetinin

dk olmas, kullanm esneklii gibi sebeplerden dolay, lastik tekerlekli ykleyici

+ kamyon veya kk kapasiteli hidrolik ekskavatr + kamyon yntemi tercih edilir.

TK ak iletmelerinde ise, Seyitmer, Tunbilek, Tnaz gibi iletmelerde

ekskavatr+kamyon+dragline yntemi; an, Soma, Orhaneli, Keles iletmelerinde

ise ekskavatr + kamyon yntemi uygulanmaktadr. Dragline ekskavatr - shovelekskavatr - kamyon ve hidrolik ekskavatr-ykleyici-kamyon sistemleri TK ak

iletmelerinde uzun sredir uygulanmaktadr. TKde kullanlan dragline

ekskavatrler; Tunbilekde 20 yd3 ve 40 yd3 kapasiteli, Seyitmerde 70 yd3,

Yataanda 65 yd3, Sekkyde 32 yd3 (2 adet), Tnazda 30 yd3, Orhaneli 33 yd3,

Kangalda 65 yd3 kapasitelidir (Anonim, 1996).

2.2.3. Ekskavatr + kamyon yntemi

Gnmzde her trl toprak kazsnda, scraper gibi klasik kaz yntemlerinin

yerini, ekskavatr kamyon sistemleri almtr. Toprak kaz sistemleri olarak

ekskavatr kamyon sistemlerinin yaygnlamasnn nedenleri; tama

mesafelerinin uzamas, bu sistemin nemli yapkan malzemeler gibi her trl

malzeme iin daha kullanl olmas, zellikle byk kapasiteli rt kaz ilerinde

kullanldnda maliyetlerinin daha dk olmasdr (MSW Management, 2000).

lkemizde de, ak iletme madencilii rt kaz almalarnda ekskavatrkamyon yntemi yaygn olarak kullanlmaktadr.

Ekskavatr-kamyon sistemi, dragline gibi kaz nakliye sisteminin devaml olduu

yntemlere gre zellikle yedek para, bakm-onarm ve yakt gibi maliyet

kalemlerinde ekonomik olarak daha dezavantajldr. Bu sistemde tama maliyeti,

kaz-ykleme maliyetinden daha fazladr. Bununla birlikte, ekskavatr ve

kamyonlarn arazi topografyasna daha kolay uyum salayabilmesi, yerinin kolay

deitirilebilmesi, patlatlarak gevetilmesi kayd ile sert ve byk paral malzeme


21/101

10

kazsnda kullanlabilmesi, kamyonlarda arza vb. nedenlerle eksilme olmas

durumunda uygulamann devam edebilmesi gibi stnlkleri bulunmaktadr

(Anonim, 1996)

Ekskavatr + kamyon sistemlerinde; birim maliyetleri drmek iin ekskavatr ve

kamyonlarn maksimum verimle kullanlmalar gerekir. Bunun iin de,

ekskavatrler ile ykleyecekleri kamyon saylar arasnda bir denge kurulmaldr.

Bir ekskavatrn verimlii hesaplarken; ekskavatrn birim maliyeti $180/saat ve

saatte ykledii malzeme miktar 1 yd3 olarak kabul edildiinde, yapt iin

maliyeti $180/saat/1yd3/saat=$180/yd3 olur. Buna gre maliyet sabit tutulduunda,

makinenin verimliliini artrmann yolu, mmkn olduunca makinenin yapaca i

miktarn artrmaktr.

Makinenin en verimli ekilde almas iin gereken kamyon saysna karar

verirken dikkat edilmesi gereken hususlar;

Ekskavatr ykleme sresi (rn: 1,5 dak.)

Kamyon sefer sresi (rn: yklenme sresi dahil 6 dak.)

rnek veriler kullanarak ekskavatr + kamyon dengesi hesaplandnda: 6 dak./

1,5 dak.=4 kamyon olacaktr. 1 kamyon kullanldnda, makine 1,5 dak. alacak

ve 4,5 dak. kamyonun geri gelmesi iin bekleyecektir. Hesaplama sonucuna gre,

sistem 4 kamyonla dengelendiinde, kamyonlarn ve ekskavatrn bekleme ile

zaman kayb olmayacak, makinenin en verimli ve ekonomik ekilde kullanm

salanm olacaktr.

2.2.3.1. Kamyon verimliliini etkileyen faktrler

Ekskavatr - kamyon dengesi ile verimliliin salanmas yannda, kamyon

verimliliini etkileyen birok faktr vardr. Bu faktrler:

Uygun eimde, genilikte, uzunlukta ve dzgn yzeyli yollarn oluturulmas,

Keskin virajlara ve gr mesafelerine dikkat edilmesi,

Kamyonlarn damper ekli, damper boyutu, lastik boyutlar, ykleme ekli,

boaltma eklidir.


22/101

11

Damperekli

Yklenen malzemenin cinsine gre seilmelidir. Kare keli damperler, arlk

merkezinin korunmasna, daha fazla ykleme yaplabilmesine olanak salarken,

killi nemli malzemelerde damperde yapma olmamas iin, yuvarlak keli

damperler tercih edilmelidir.

Damper boyutu

Verimlilik iin en nemli faktrlerden biridir. Byk damperle ok daha fazla yk

tanabilirken, ar yk kamyonun sefer sresini uzatr. Kamyonun tama

kapasitesi ile yklenen malzeme miktar optimum olmaldr. Olmas gerekenden

fazla ykleme zaman kaybna yol aarken, kamyona da zarar verecektir.

Lastik boyutu

Byk lastik ebat, kamyonun ekiini ve potansiyel hzn artrrken; kk lastik

ebat daha byk torkla daha fazla g salar, zellikle ar yklerde kk lastik

ebat tercih edilmelidir.

Dkm sahas

Dkm yerine gelen kamyonun, tumbaya yanama ve boaltma srelerini en aza

indirmek iin, dkm sahasnn dzgn olmas gerekir. Ylan malzemenin

dozerle telenerek ve sahann greyderle tesviye edilerek dkm iin hazr hale

getirilmesi gerekir.

2.2.3.2. Makine verimliliini etkileyen faktrler:

Ykleme sresi

Ekskavatrlerin kamyonlar ykleme sresi, verimlilik asndan ok nemlidir.

rnein ykleme sresi 1,5 dakika deil de 1 dakika olduunda, makine saatte 60

kamyon ykleyecektir. Balansn kurulmas iin, yukarda verilen rnee gre, 4

kamyon yerine 6 kamyonun almas gerekirken, maliyeti $0,57/yd3den

$0,50/yd3e decektir.Ekskavatr ykleme sresi; kepe kapasitesi, malzemenin

cinsi, kaz derinlii ve dnme (swing) sresine baldr (MSW Management, 2000).


23/101

12

Kepe kapasitesi

Ekskavatrlerin verimliliinde en nemli faktrlerden biridir. Daha byk hacimli

kepe kullanm, bir kamyonu yklemek iin gerekli kepe saysn azaltacaktr.

Fakat, kepe hacminin bymesiyle kaz kuvveti klecek, zellikle yklenecek

malzeme sert olduunda makinenin kaz verimi decektir.

Kaz malzemesinin younluu byk olduunda, dolu bir kepe; ekskavatrn

ar yklenmesine ve dolaysyla, makinde dengesizlie neden olacak, makineye

zarar verebilecektir. Younluu dk olan malzemelerde, byk hacimli kepe

kullanm faydal olabilir. Ar malzemelerde, i miktarn artrmak iin byk

hacimli kepeler kullanlmak istendiinde; ksa boom ve sticke sahip makineler

kullanlarak kepenin makineye yakn olmas salanr. Kepe seiminde genel

kural, makinenin kolaylkla kaldrabilecei kepeyi semektir.

Kepe ekli

Kepenin kesme kuvvetini, kepenin eni belirler. Kesme kuvvetini artrmak iin,

sert malzeme kazsnda dar kepeler seilmelidir. Dar kepe seilirken, kova

kapasitesini artrabilmek iin de daha derin kepeler tercih edilmelidir. Fakat

malzeme killi, nemli ise ok derin kova kullanmyla da, malzemenin kepeye

yapma problemi oluacaktr.

Kaz derinlii

Verimli bir kaz iin, kepenin tamamen malzemeyle dolmas salanmaldr. Eer

makinenin alt basamak boyu ok dkse, makine kepeyi tam doldurmaya

alrken zaman kayb olacak veya kepe tam olarak dolamayacaktr. Eer

basamak gereinden ok yksekse, makinenin kazmas iin ve kepeyi kaldrmas

iin gereken sre uzayacaktr.

ekil 2.1de ters kepe ekskavatrn en uygun kaz derinlii gsterilmitir.


24/101

13

ekil 2.1. Ters kepe ekskavatrn en uygun kaz derinlii

Dnme (swing) sresi

Makinenin verimliliini artrabilmek iin, dnme sresinin en aza indirilmesi gerekir.

Bu da yklenecek kamyon says balans ve kaz - ykleme ileminin zaman

kaybetmeksizin zincirleme bir ekilde devam etmesi ile salanabilir. Sert

malzemede, patlatma yaplarak, yklenecek malzemenin hazrlanmas zincirin

aksamadan devamn salayacaktr.

2.2.4. A

k iletmelerde makinelerin ekonomik mrleriAk iletmelerde kullanlan makinelerin ekonomik mrleri, makine satclarnn

verdikleri srelerle birlikte, uygulamada farkl kullanm artlarna gre deiir.

Tamir ilerinin dzenli, zamannda ve uygun atlye koullarnda zenle yaplmas,

bakm ilemlerinin, makine satclarnn makine bakm kataloglarnda verdikleri

bakm periyotlarn takip ederek yaplmas, makine operatrnn kullanmndan

kaynaklanan etkiler ve kullanmda gsterilen titizlik, makinenin kapasitesine gre i

yapt

r

lmas

ve kayalar

n cinsi, patlat

lma durumlar

, doru arazi artlar

nda vedoru iartlarnda doru makinelerin kullanlmas gibi birok faktr makinelerin

ekonomik mrlerini etkiler. Ekonomik mrleri dolmu veya sonuna yaklam

makinelerin verimlerinin dk olacaphesizdir. Genel olarak ak iletmelerde

kullanlan makinelerin alma koullarna gre saat olarak ekonomik mrlerinin

snflandrlmas izelge 2.1de gsterilmitir.


25/101


26/101

15

olarak, kaya ktlesinin sismik hz deeri dikkate alnmtr. Dier baz kaya ktlesi

zellikleriyle (sreksizlik, sertlik, vb.) kaya madde zellikleri temsil edilmemektedir.

Weaver (1975) baz kaya zelliklerinin arlkl puanlamasna dayanan

riperlenebilirlik aba gelitirmitir. Bu abakta sismik hz, kaya sertlii, ayrma

derecesi, eklemler aras mesafe, eklemin sreklilii, eklem akl, dorultu ve

yatm yn birlikte puanlanarak riperlenebilirlik tanm yaplp, uygun buldozer-riper

tipi nerilmektedir. Bu yaklam prensip olarak uygun ve geerli parametreleri gz

nnde bulundurmakla birlikte eklemler ile ilgili sreklilik, eklem akl, dorultu

ve yatm yn gibi zelliklerin, kaz ncesi iletmenin planlama safhasnda

gvenilir birekilde belirlenmesi nemli zorluklar arz edecektir (Paamehmetolu

ve ark., 1988a).

Franklin ve arkadalar (1971) karotlarn deerlendirilmesi zerine yaptklar bir

almada, nokta yk dayanm ve atlaklar aras uzaklk gibi iki temel

parametreyi esas alarak kazlabilirlik tanm yapmlardr. nerilen sistemin

pratikte direk olarak kullanm, zellikle kaz aracnn tipi ve kapasitesi dikkate

alnmadan uygulanmas yanlglara yol aabilmektedir (Paamehmetolu ve ark.,

1988a).

Kristen (1982) kaya ktle dayanm, blok boyutu, zeminin yapsal durumu ve eklem

dayanmnn puanlamasndan oluan bir kazlabilirlik snflamas nermitir.

Mftolu (1983) ngilterede bir ok kmr ak iletmesinde kazlabilirliin

saptanmas konusunu, sistematik bir ekilde jeoteknik parametreler asndan

incelemitir. Kazlabilirliin belirlenmesinde ayrma derecesi, tek eksenli basn

dayanm, eklemler aras mesafe ve katmanlama kalnlndan oluan drt temel

parametrenin arlkl puanlamasndan elde edilen bir snflandrma oluturmutur

(Scoble ve Mftolu, 1984, Mftolu ve Scoble, 1985).

Singh ve arkadalar (1987) da, kayann andrma zelliklerini de ieren bir

riperleme snflandrmas getirmitir. Riperlenebilirliin belirlenmesinde ekme

dayanm, ayrma derecesi, sismik dalga hz, atlak aral ve kayann andrma

zelliinden oluan be parametrenin arlkl puanlamasndan elde edilen bir

s

n

fland

rma sistemi gelitirmilerdir.


27/101

16

Paamehmetolu ve arkadalar 1988de, TK dekapaj sahalar iin kazlabilirlik,

delinebilirlik, patlatlabilirlik snflamalar getirebilmek iin TK Kurumunun tm ak

ocaklarnda, Kurumun ve dekapajda alan mteahhit firmalarn deiik tip ve

kapasitedeki kaz makinelerinin farkl kaya birimlerindeki performanslarndan

yararlanarak bir kazlabilirlik snflandrmas oluturmutur.

TKye ait dekapaj sahalarnda, kazs yaplan kaya birimlerinin; delme-patlatma,

kaz ve ykleme ilerine etkilerini belirleyebilmek ve kaya malzemesinin mekanik

davrann saptayabilmek iin gerek malzeme zellikleri gerekse ktle zellikleri

sistematik birekilde incelenmitir.

Bu alma kapsamnda kazlabilirlik tayini iin;

TK Kurumuna ait tm ak ocaklarda rt katmanlarnn eklem (atlak)

sistemleri, eklem aral, eklem akl, dolgu tr, katmanlama kalnl, ayrma

dereceleri gibi ktlesel zellikleri kartlm,

Arazide katmanlarn sismik hzlar llm,

Ayn rt katmanlarnn laboratuarda; birim hacim arl, nem oran, tek

eksenli basn dayanm, ekme dayanm, elastisite modl, Poison oran, suda

ayrma, darbe dayanm, shore sertlii, konik indentr indisi, nokta yk

dayanm, Schmidt sertlii ve eksenli basn dayanm (kohezyon, isel

srtnme as) belirlenmi,

TK Kurumunun tm ak ocaklarnda gerek TK Kurumunun ve gerekse

mteahhit firmalarn dekapajda alan deiik tip ve kapasitedeki kaz

makinelerinin ilgili jeolojik birimlerde performanslar kartlm, bu amala;

Formasyonun patlatma ile veya riperle gevetilip gevetilmedii,

Patlatma ile gevetildi ise kullanlan patlayc miktar, delik boyu, ap,

delik aralklar, sklama boyu, yemleme biimi ve miktarlar gibi patlatma ile

ilgili bilgilerin derlenmesi,

Kaya blok byklkleri,


28/101

17

Jeolojik birim gevetilmi veya gevetilmemi olsun, kaz makinesinin

performansnn, birim hacim dekapaj iin sarf edilen enerjinin veya yaktn

miktar,

Ykleme zaman,

Kepe dolma katsays,

Kepe izlerinin kalp kalmad,

Ekskavatrlerin arka ksmlarnn kalkp kalkmad, zorlanp

zorlanmad,

gibi zellikler saptanmtr.

Tm bu almalar, TKnin btn ak ocaklar iin yaplarak; kaya birimlerinin

gerek fiziksel ve mekanik zellikleri ve gerekse ktlesel zellikleri ile deiik tip ve

kapasitedeki i makinelerinin performanslar karlatrlarak kazlabilirlik,

riperlenebilirlik ve patlatma ile gevetilmesi iin gerekli snflamalar yaplmtr .

Kaya ktle zellikleri olarak, doku, renk, ayrma derecesi, mevcut sreksizlik

sistemleri ve bunlarn zellikleri arazide yaplan gzlemler sonucunda sistematik

olarak kaydedilmitir.

Ayrma olay; kayann dayanm zelliklerini etkilemesi nedeniyle kayann mekanik

davrann kontrol eden nemli bir parametre olmaktadr (Paamehmetolu ve

ark., 1988a).

Kaya ktlesinin ayrma derecesini tanmlamada kullanlan snflandrma sistemi

izelge 2.2.de verilmitir.


29/101

18

izelge 2.2. Kaya ayrma snflandrmas (ISRM, 1978)

Snf Terim Tanm

1 Taze

Kaya ktlesinde ayrmann hibir etkisi

grlmez, belki sreksizlik yzeylerinde hafif

renk deiimi olabilir.

2Az derecede

ayrm

Renk deiimi kaya ktlesinin ve sreksizlik

yzeylerinin ayrtn gsterir. Ayrma

sonucu kaya ksmen renk deitirebilir, fakat

henz direncinden birey yitirmemitir.

3Orta derecede

ayrm

Kaya ktlesi tmyle yer deitirmi ve

nemli lde direncini yitirmitir. Kaya

ktlesi ayrmann etkisiyle sreksiz bir at

veya ekirdek talareklinde bulunabilir.

4leri derecede

ayrm

Kaya ksmen topraa dnm ve/veya

ufalanmtr. Toprak iinde taze veya renk

deitirmi veya dayanmsz kaya maddesi

ve sreksiz bir at veya ekirdek talareklinde bulunabilir.

5 Tmyle ayrm

Kaya tmyle topraa dnm ve/veya

ufalanmtr. Fakat kayann orijinal yaps ve

dokusu hala korunmaktadr.

6 Kalnt

Kaya tmyle topraa dnm olup,

ktlesel yap ve dokusu bozulmutur. Hacim

byk lde artm fakat toprak henz

tanmamtr.

Eklemler aras mesafe; dorultu ve yatm itibariyle ayn sisteme dahil olan eklem

yzeyleri arasndaki ortalama dikey mesafe olarak tanmlanmaktadr.

Katmanlama kalnl ise; kaya ktlesi ierisindeki katmanlama yzeyleri

arasndaki ortalama dikey mesafe llerek belirlenmitir. Kaya ktlesinin eklemlerve katmanlama dzlemlerinin kesiimi ile oluan bloklardan olutuu


30/101

19

dnldnde, bu bloklarn boyut ve geometrilerinin gerek gevetme ve gerekse

kaz ilemi asndan nemli bir faktr olduu phesizdir (Paamehmetolu ve

ark., 1988a).

Kayalarn sertliklerini belirlemeye yarayan, Schmidt ekici serlik deerleridir. Ayna

ve iri kaya bloklar zerinde darbe yaptrlarak gzlenen sertlik deerleri kayt

edilmitir. Sertlik lmlerinde Poole ve Farmer (1980)n gelitirdii tekrarlamal

darbe yntemi kullanlmtr (Paamehmetolu ve ark., 1988a). Schmidt ekicine

gre kaya sertlik tanmlar izelge 2.3.de verilmitir.

izelge 2.3. Schmidt ekicine gre kaya sertlik tanm (Poole ve Farmer, 1980)

Deer Tanm

0-10

10-20

20-40

40-50

50-60

>60

Yumuak

Biraz yumuak

Biraz sert

Sert

Olduka sert

ok sert

Sismik hz tayini iin, bir kaynaktan verilen enerjinin yzeyde belli aralklarla

yerletirilen alclarla (jeofonlarla) alnmasndan olumutur. Kaynak olarak

genellikle kk bir patlayc kullanlmaktadr. Kaynaktan kan enerji,

formasyonlarn zelliklerine bal olarak krlmakta ve jeofonlara farkl zamanlarda

ulamaktadr. Bylece enerjinin hareket zaman ve alnd mesafeler esas

alnarak mesafe-zaman grafiinden hzlarn formasyonlarda derinlikle deiimi

bulunabilmektedir (Paamehmetolu ve ark., 1988a).

Kazlabilirlie gre malzemenin snflandrmasu ekildedir (Paamehmetolu ve

ark., 1988b):

Kolay kazlabilir: Kum, kk akl gibi yumuak, gevek malzeme.

Orta kazlabilir: Patlatma olmakszn da kazlabilen kil, killi akl gibi ksmensalam malzeme.


31/101

20

Orta zor kazlabilir: Kireta, iri paral akl, ya kil gibi hafif patlatmayla

paralanmas gereken malzeme.

Zor kazlabilir: Kepede byk boluklara neden olan granit, sert kireta gibi

patlatma gerektiren malzeme.

ok zor kazlabilir: ok sert granit, ok sert kristalize kalkerler ile sreksizliklerin

gelimedii konglomera gibi malzeme.

Paamehmetolu ve arkadalar (1988a) tarafndan tm TK ocaklarnda yaplan

ve 284 adet deiik lm sonularna dayanarak kartlan kazlabilirlik puanlama

ve snflandrma sistemleri izelge 2.4 ve 2.5de gsterilmitir.


32/101

izelge 2.4. Kazlabilirlik parametreleri ve puanlama sistemleri (Paamehmetolu ve ark., 1988a)

Kaz snfParametreler

1 2 3 4

c, Mpa


33/101

izelge 2.5. Kazlabilirlik snflandrmas (Paamehmetolu ve ark., 1988a)

Kaz

tr ve kaz

arac

Kaz

snf Kaz

tan

m

Kazlabilirlik

puan

Elektriklikazc*

Hidrolikkazc** Riperlenebilme

Ortalamhz,

1 Kolay 0-25Dorudankazabilir

Dorudankazabilir D7 dozer riperleyebilir

2 Orta 25-45Patlatmagerekli

Dorudankazabilir

D8 Marjinal veya D9 dozerriperleyebilir 1

3 Orta-zor 45-65Patlatmagerekli

Patlatmagerekli

D9 Marjinal veya D11 dozerriperleyebilir 1

4 Zor 65-85Patlatmagerekli

Patlatmagerekli

Patlatma gerekli veya D11dozer verimsiz riperliyebilir 0

5 ok zor 85-100Patlatmagerekli

Patlatmagerekli Patlatma gerekli 0,42

** Hidrolik ekskavatr 7 yd ve alt iin geerlidir.* 10-25 yd kapasite iin geerlidir.


34/101

23

Ayrca Ceylanolu (1991), yine tm TK ocaklarnda yaplan ve iki yllk bir sreyi

kapsayan alma sonularna dayanarak, zgl kaz enerjisine ynelik bir

kazlabilirlik snflandrma sistemi gelitirmitir. Bu snflandrma sisteminin esas,

harcanan enerji miktarnn yerinde malzeme miktarna orandr. Bu snflandrma

sistemi izelge 2.6da verilmitir.

izelge 2.6. zgl kaz enerjisine gre kazlabilirlik snflamas (Ceylanolu, 1991)

zgl kaz enerjisi (kWh/m)

Kaznn kolaylKepe

kapasitesi(yd)

Kolay Orta Orta-zor Zor

10 0,235 0,236-0,300 0,300-0,390 0,391

15 0,210 0,211-0,275 0,276-0,345 0,346

20 0,185 0,186-0,250 0,251-0,315 0,316

25 0,155 0,156-0,220 0,221-0,290 0,291

2.4. Ekskavatrlerin Saatlik Ykleme Kapasitelerinin Tespiti

Ekskavatrn alma artlarnn ideal olduu ortamlarda bir saatte yapt i

miktar teorik kapasite, patlatlp-gevetilmi veya dorudan kaz ile fiili olarak bir

saatte gerekletirdii i miktarna ise, fiili kapasite denir. Fiili kapasiteyi olumsuz

ynde etkileyen nedenler aadaki ekilde sralanabilir:

Ekskavatrn al

aca

malzemenin kaz

zorluu, Kazlacak malzemenin (zor, orta-zor kaz snf iin) gevetilmemi olmas,

Ayna yksekliinin uygun olmamas,

Ekskavatrn kapasitesine gre kamyon kapasitesi ve saysnn uygun

olmamas,

Makinenin tek tarafl altrlmas, dnme asnn byk olmas,

Killi ve nemli malzemenin kepeye yaparak retim miktarn olumsuz

etkilemesi,

Malzemenin iri ve bloklu olmas,


35/101

24

Patlatma sonras tabanda trnak olumas,

Kullanc operatrn deneyiminin yetersiz olmas vd.

Ekskavatrlerin ykleme kapasiteleri tespit edilirken genel madencilik

uygulamalarnda kullanlan kapasite tespit forml kullanlr. Formlde kullanlan

deerler ve tespit edilme ekilleri aada gsterilmitir.

Ekskavatrn ykleme kapasitesi (saatlik i miktar), aadaki E. 2.1 kullanlarak

hesaplanr.

.St

F.E3600..0,764.CQ

s

d= (2.1)

Q = saatlik i miktar (yerinde malzeme iin) (m3/saat)

Cd = kepe hacmi (yd3)

ts = devir sresi (sn)

E = verimlilik katsays (%)

21 f.f=E

f1= yeri organizasyon katsays (%)

f2= Operatr randman (%)

F = kepe dolum katsays (%)

S = kabarma katsays

Makinelerin kapasiteleri belirlenirken ve verimleri incelenirken, malzeme ve

tehizatn pek ok zelliinin gz nne alnmas gerekir. En iyi artlar temin

edilmi olsa bile, alma artlar iyi dzenlenmedii iin bir makine veya tehizat

en iyi verim ile almayabilir. Uygulamada, makinelerin mekanik verimlerine %100

lde ulamak mmkn deildir. Bu sebeple makinelerin teorik maksimumkapasitelerini, uygulamadaki gerek deerlerine dntrebilmek iin eitli

dzeltme katsaylar kullanlmaktadr. Bunlar (Eskikaya,1986):

Makinelerin yapsal zellikleri (dnme, kepe dolma katsays vd.),

Malzeme nitelikleri (kabarma katsays, para boyutu vd.),

alma ekilleri (derinlik katsays, saatteki alma sresi, mekanik

mevcudiyet, mekanik verim, kepe devir sresi, uyuma faktr, i artlar ve

organizasyon gibi.) olarak snflandrlabilir.


36/101

25

2.4.1. Yapsal zellikler ile ilgili katsaylar

2.4.1.1. Dnme katsays ve operatr randman

Dnme asndaki deiikliklerin kepe devri zerindeki etkisini tayin eden

katsayya dnme katsays denir. Baz olarak 900 lik dnme as alnmaktadr.

Dnme as ne kadar kkse, devir de o lde kk olmakta ve bir saat

iindeki dnme hareketi says o nispette artmaktadr (Eskikaya,1986). Dolaysyla,

dekapaj almalarnda kullanlan makineler dnme alar minimum olacak

ekilde altnda, kepe devir sresi en aza inerken, ayn zamanda saatlik i

miktar artmaktadr. izelge 2.7 de literatrde verilen, kaz ykleme makinelerinin

dnme alarna gre dnme katsaylar verilmitir.

izelge 2.7. Ykleyiciler iin dnme katsays (Eskikaya,1986).

Dnme as(derece)

45 60 75 90 120 150 180

Dnmekatsays

1,2 1,1 1,05 1 0,91 0,91 0,77

Operatr randman (f2), ykleme kapasitesi tespit edilirken incelenmesi gereken

bir parametredir. Operatr randman dnme asna bal olarak tespit edilebilir.

llen fiili a deerlerinin ideal alma as olan 90oe blnmesi suretiyle

operatr randman tespit edilebilir. (Bilge, 2002)

2.4.1.2. Kepe dolma katsays

Kepenin nominal kapasitesi ile tad fiili miktar arasndaki orandr. Kepenin

kayaca veya krlm malzemeye sokulabilme veya batrlabilme artlar tarafndan

tayin edilir. Makinenin kapasitesini etkileyen bu katsay; malzeme para boyutuna,

operatr maharetine, patlatma verimine, makinenin sktrma oranna ve

formasyon zelliklerine baldr.

Paamehmetolu ve arkadalarnn (1988) TK dekapaj sahalar iin yapm

olduu almalar sonucunda, ortalama kepe dolma katsaysnda patlatma ncesi

ve sonras

%11 oran

nda farkl

l

k olumutur. Patlatma ile hem saatte retilenmalzeme miktar, hem de birim enerji ile retilen malzeme miktar artmaktadr.


37/101

26

Kaz zorluuna gre kepe dolma katsaylarndaki deiim izelge 2.8de

verilmitir.

izelge 2.8. Kepe dolma katsaylar (Paamehmetolu ve ark., 1988a)

Kaz snf Dolma faktr (DF)

Kolay kaz DF>0,95

Orta kaz 0,90


38/101

27

izelge 2.9. Baz kayalara ilikin kabarma ve kepe dolma katsaylar (Eskikaya,1986)

KayalarKabarmakatsays

Kepe dolmakatsays

Kum ve hafif kumlu balk 1,08-1,17 1,10-1,00

Konsolide olmayan kayalar ve15 mm'ye kadar kayalar

1,15-1,30 1,0-0,9

Konsolide yumuak kayalar,gravel

1,25-1,35 1,0-0,8

Dk sertlikte kompakt kayalar 1,30-1,40 0,85-0,75

Kompakt orta sert kayalar 1,35-1,45 0,80-0,70

Sert kompakt kayalar 1,40-1,50 0,75-0,65

rt katmanlarnn kabarma katsaylarnn tayini iin, yerinde ve gevetilmi

haldeki birim arlklardan faydalanlr.

2.4.3. alma ekli zellikleri ile ilgili katsaylar

2.4.3.1. Derinlik katsays

Kepeli ekskavatrler iin optimum bir kesme derinlii vardr. Eer makine bu

optimum deerden daha deiik bir deerde alacak olursa, makinenin verimlilii

der (Eskikaya, 1986).

Ak ocak madencilik ilemlerinde en uygun kaz derinliine kadar kepenin

doldurulmasnda sorun yoktur. Ancak kazlmas gereken rt tabakasnn ince

veya kazlabilirlii zor olmas durumunda kepeyi doldurmak iin ekme kaldrma

sresi artacandan devir sresi de artacaktr. Uygun alma koullarnda,

makine enerji tketiminin minimum dzeyde salanabilmesi iin kepe kesme

derinliinin, optimum kepe ykseklii seviyesinde %100 doluluk oranna ulaacak

ekilde ayarlanmaldr. Makinenin alt evde yksek kesme derinlii

uygulamak suretiyle kepe doluluunun salanmas, retim miktar bakmndan

isteneni salasa da tketilen enerji miktar asndan iyi bir iletme randman

oluturmamaktadr. %100 optimum kaz derinlii salandnda, derinlik katsays

1e eit olmaktadr (Karpuz ve Hindistan, 2005).


39/101

28

2.4.3.2. yeri organizasyon katsays (f1)

Faydalanma ve i ynetimi verimliliklerinin birleim etkisini temsil etmek iin

kullanlan bir deikendir. Faydalanma, mekanik olarak, makinenin programlanan

sre iinde gerek anlamda faal olduu sreyi tanmlar. Bir sistemin paras olarakalan ekskavatr; ynetim, i gc eksiklikleri, i koullar, iklim gibi nedenlerden

dolay kesintilere urayabilir. Bu durum iin verimliliini etkiler. rnein, olaan

d iklim koullar, tozlu bir ortam, ar ve andrc zemin, dk i gc kalitesi

kt i koullar ve dk verimlilik anlamna gelir. Eer ynetim iyi, atlyeler

donanml, bakm programlar plana uygun, nakliyat kesintileri en az dzeyde ve

imkanlar yksek ise gerek retim sresi de yksek olur (Karpuz ve Hindistan,

2005). Ynetim verimlilii ve alma koullarna bal olarak literatrdeki alma

verimlilik katsaylar izelge 2.10da verilmitir.

izelge 2.10. alma verimlilik katsaylar (Karpuz ve Hindistan, 2005).

Ynetim verimliliialma koullar

Mkemmel yi Orta Zayf

Mkemmel 0,83 0,80 0,77 0,77

yi 0,76 0,73 0,70 0,64

Orta 0,72 0,69 0,66 0,60

Zayf 0,63 0,61 0,59 0,54

2.4.3.3. Kepe devir sresi (ts)

Kesikli alan btn makinelerde devir sresi en nemli faktrlerden biridir. Bir

ekskavatr iin devir sresi; kepenin dolmas, boaltlma noktasna (kamyona)

dnmesi, boaltlmas ve geri dnmesi srelerinin toplamdr. Devir sresi; daha

ok makinenin kepe kapasitesine, operatr kabiliyetine, formasyon zelliklerine,

patlatma verimine ve ykleme ekline bal olarak deimektedir. allan

malzemenin kazlabilirlii zorlatka kepe dolma sresi artar. Ayrca devir sresi,

ekskavatrn dnme hzna ve dnme asna da baldr. Dnme as

bydke dnme sresi de artar.

izelge 2.11de ykleyici kepeler iin literatrde nerilenkaz zorluuna ve kepehacimlerine gre kepe devir sreleri verilmitir.


40/101

29

izelge 2.11. Kaz zorluuna gre ekskavatrlerin ortalama kepe devir sreleri(Paamehmetolu ve ark., 1998b)

Literatrde nerilen kepe kapasitesine gre kepeperiyodu (sn)Ekskavatr

Tipi

KepeKapasitesi

(yd)Kolay kaz Orta kaz Orta-zor Zor ok zor

EE 20,0 26 30 34 37 41

HE 11,0 24 28 32 33 37

HE 8,0 22 26 30 31 35

HE 7,0 21 25 30 30 34

HE 6,0 21 25 29 30 34

HE 5,0 20 24 29 29 33

HE 4,0 20 24 28 29 33HE 3,5 19 23 28 28 32

HE 3,0 19 23 27 28 32

HE 2,5 19 23 27 28 32

EE: elektrikli ekskavatr

HE: hidrolik ekskavatr (ters kepe)

2.5. Kamyonlarn Saatlik Tama Kapasitelerinin Tespiti

Ak iletmelerde rt kaz almalarnda yaygn olarak kullanlmakta olan

ekskavatr-kamyon ynteminde en nemli unsur, birlikte alabilecek en uygun

ekskavatr-kamyon kombinasyonunun belirlenmesidir. Bunun iin ekonomik ve

teknik deerlendirmeler yaplmal, bu deerlendirmelerde teknik olarak

uygulanabilecek olas tm kombinasyonlar ele alnarak maliyet analizleri

yaplmaldr.

Ekskavatr + kamyon rt kaz ynteminde, tama maliyeti ykleme ve kaz

maliyetinden daha fazladr. Ayrca kazclarn mr 25 yl olmasna karlk,

kamyonlarn ekonomik mr 810 yl civarndadr. Bu bakmdan ncelikle

kamyonlarn rahat ve verimli alabilmeleri iin, yollarn dzgn olmas ve dkm

sahalarnn fazla uzak olmamas gerekmektedir.

Kazykleme makineleri ve kamyonlardan yeterince yararlanabilmek iin,

kapasiteleri de uyum iinde olmaldr. Ekskavatr-kamyon sistemlerinin birim


41/101

30

maliyetlerinin hesaplanmas srasnda, bir kamyonu doldurmak iin gerekli dng

(kepe devri) saysnn teknik olarak kabul edilebilir snrlar iinde olmas

gerekmektedir. Bunun iin de ncelikle, bir ekskavatrn bir kamyonu doldurmas

iin gerekli kepe says belirlenmelidir.

Ekskavatr kepe kapasitesinin artmas ile, ayn kapasitede kamyonu doldurmak

iin daha az sayda dng gerekmekte bylece dng sresinin azalmasyla

ekskavatrn birim zamandaki i miktar artmaktadr. Fakat ayn zamanda, bir

seferde braklan byk miktardaki malzeme, kamyon altyapsn zorlamakta,

gerek kamyon asisine, gerekse de dier donanmlarna zarar verebilmektedir.

Kamyon kapasitesinin artmas ile de, bir ekskavatr bir kamyonu doldurmak iin

ok sayda dngye ihtiya duymakta, bir kamyonu yklemek iin gereken sre

artmakta buna bal olarak da kamyon tur zaman artmakta ve birim zamandaki i

miktar azalmaktadr. Dng says iletme organizasyonu ve teknik dzenlemeleri

bozacak boyutlara eriebilmektedir. Ayrca, makinenin kepe hacmi kamyon

kapasitesine gre ok byk olduunda, ya kamyon kasas tam yklenememekte,

ya da fazla ykleme nedeniyle malzemenin bir ksm kamyon kasasndan

tamaktadr.

Kamyon almas da, kaz ykleme makineleri gibi dng olup, bu dngy

oluturan hareketler; kaz ykleme makinesi yannda manevra, ykleme, boaltma

yerine gidi, boaltma ve bo dntr. Ykleme sresi, ykleyici makinenin devir

sresine ve bir kamyonun doldurulmas iin gereken kepe saysna baldr.

Yolda geen sre de ise en nemli faktr yol durumudur. Yolun zemini, eimi,

virajlar ve kavaklar gibi hz etkileyen faktrler ve yolun uzunluu bu srede

etkileyici rol oynar. Ayr

ca kamyonun performans

da nemli bir faktrdr.Kamyonun boaltma sresi ile ykleyicinin yanndaki manevra sresi ise alma

artlarna baldr.

Kamyon kapasitelerinin tespitinde, genel madencilik kaynaklarnda verilen

kapasite tespit formlleri kullanlabilir. Formlde kullanlan deerler ve tespit

edilme ekilleri aada gsterilmitir.


42/101

31

T

xE3600xC=P aT eitlii kullanlarak hesaplanr. (2.2)

Burada;

PT: kamyonun saatlik i miktar (m/saat)

Ca: kamyonun gerekleen kapasitesi (1 devirde naklettii miktar) (m ),

E: verimlilik,

T: kamyon devir sresidir.

2.5.1. Kamyon devir sresi (T)

Kamyon dng (tur) zaman (T) = t1 + t2 + t3 +t4 +t5 eitlii ile hesaplanr. (2.3)

t1 : Kamyon dolma sresi (kamyonun dolmas iin gerekli kepe says x kepe

devir sresi)

t2 : Ykleyici yannda yklemeye hazr duruma gelme

t3 : Boaltma sresi ( dkm alannda manevra ve boaltma sresi)

t4 : Dolu gidite yolda geen sre

t5 : Bo dnte yolda geen sre

2.5.1.1. Ykleme sresi (t1)

Ykleme sresi (kamyonun dolma sresi), kamyonun dolmas iin gerekli kepe

says ile kepe devir sresinin arpm ile bulunur. Ekskavatrn kamyona

ykleme yapabilmesi iin gerekli sre u ekilde elde edilir.

t1 = ts x n eitlii kullanlr. (2.4)

t1= ykleme sresi

ts : ykleyici kepe devir sresi,

n: kamyonun dolmas iin gerekli kepe says

Burada, (n) kamyonun dolmas iin gerekli kepe says aadaki eitlikle

hesaplanr.

C

T

C

Cn = (2.5)


43/101

32

CT: kamyon kapasitesi (m),

CC: bir kepe devrindeki kapasite (m/devir)dir.

Bir kepe devrinde kepe kapasitesi;

S

xFC=C dC eitliine gre hesaplanr. (2.6)

Cd : kepe hacmi (m3)

S : malzeme kabarma katsays

F: kepe dolma katsays

2.5.1.2. Ykleyici yannda manevra sresi (t2)

Kamyonun ykleyici yanndaki manevra sresi literatrde alma artlarna gre

verilmitir. alma artlar iyi ise manevra sresi 9 sn, orta ise 18 sn, zor ise 30

sndir (Karpuz ve Hindistan, 2005).

2.5.1.3. Dkm alannda boaltma ve manevra sresi (t3)

Kamyonun dkm alannda manevra ve boaltma sresi de yine literatrde

alma artlarna gre verilmitir. alma artlar iyi ise boaltma sresi 60 sn,

orta ise 78 sn, zor ise 108 sndir (Karpuz ve Hindistan, 2005).

2.5.1.4. Dolu dkme gidi ve bo dn sresi (t4-t5)

Dolu gidite ve bo dnte yolda geen sreler; yolun durumuna, eimine ve

kamyonun zelliklerine bal olarak deimektedir.


44/101

33

3. AN LNYTLERLETMESNN TANITILMASI

3.1. an Linyitleri letmesi

anakkale an havzasndaki kmr oluumu, 1940 ylnda tespit edilmi ve

1979 ylna kadar zel sektr tarafndan iletilmitir. 1979 ylnda Trkiye Kmr

letmeleri Kurumuna devredilen ruhsat sahalarnda, Ege Linyitleri letmesi

Messese Mdrlne bal an Linyitleri letmesi Mdrl ad altnda

faaliyet gstermektedir (Balk, 2005).

3.2. Blgenin Genel Jeolojik Durumu

3.2.1. Stratigrafi

Stratigrafik dizili 3 ana blmde incelenebilir.

3.2.1.1.Neojen ncesi kayalar

Spilitler:

Linyit havzasnn kuzeydousunu snrlayan ve kretase yal olduu tahmin edilen

spilitlere Mallkyn kuzeydousunda rastlanmaktadr. Spilitler iinde mesozoik ve

yal ekzotik kire ta bloklarna rastlanr. Renkleri koyu gri - kahverengidir. Bazkesimlerde ise bozumalar sonucu koyu yeil-yeilimsi renge dnmlerdir.

Tf, aglomeratik tf, andezit ve bazaltlar:

Linyit havzasnn temelini oluturan bu volkanikler birbirleriyle grift halde

bulunmaktadr. Bu nedenle bunlara temel volkanikleri denilmektedir. Karakteristik

olarak Kocabaaynn gneyindeki tepelerde grlmektedir. Hakim litoloji asit

karakterli tf ve aglomeratik tflerden ibarettir. Ksmen kaolinleme ve sarmskahverengiyle de limonitleme grlmektedir.

Kaolinleme sonucu aa kan silisin bir ksm diskordans yzeyindeki tfleri

tamamen silisletirmi, atlaklarda opal, kalsedon damarlar oluturmutur. Ayrca

kmr horizonu altndaki temel tfnde rastlanan ve sondajlarda temeli tanmada

bir ayra olarak kullanlan 0,5 mm apndaki yuvarlak silis oluumlarnn teekkl

de bu tarzda aklanmaktadr.


45/101

34

Bazaltlar; yeilimsi nansl siyah renkli, iri hornblend fenerokristalli, olduka bol

zeolit dolgulu ve jeodotlu olan bu volkanikler belirgin eklemlidir. Ayrca aralarnda

kaolinlemi tf mercekleri bulunmaktadr.

Andazitler etd sahasnda grlmeyip, kuzeyde lyasaa iftlii Kynde

gzlenmektedirler. Renkleri pembe, ak kahverengi iri ortoz ve hornblend

kristallidir (TK, 2002).

3.2.1.2. Neojen jeolojik birimleri

Kmrl Jeolojik Birim:

Alt k

s

mlar

nda ekonomik linyit damar

bulunmakta olan bu jeolojik birimin kal

nl

30 m300 m arasnda deimektedir. Jeolojik birim alttan itibaren u seviyelere

ayrlmtr:

Taban Aglomeralar: yi yuvarlaklam iri volkanik akllardan oluan bu seviye

baz sondajlarda saptanmtr. Kalnl 0 2 m arasnda deimektedir.

Linyit Horizonu: Kalnl 0 ile 65 m arasnda deiir. Deiik kalnlk gsteren

linyit; killi linyit, linyitli kil tabakalar

yla tamamen steril kil, tfit, ara kesmelerdenoluur.

Kumlu Killer: Linyit horizonunun hemen zerinde konkordan olarak gelir. Kalnl

1223 m arasnda deiir. Gri renkli killerle derecelenme gsteren volkanik

elemanl killerden oluur.

Alt aglomera:

Kumlu killer zerinde yer alan bu jeolojik birim genellikle havza batsnda tipik

olarak da an5 panosu evresinde grlr. Kalnl 2090 m arasnda olan

keli bazalt paralarndan oluur. Genel rengi ak mor nansl kurunidir.

imento ok skdr.

Laminal kil, tfit ve tf ardalanmas:

Kalnl 2090 m arasnda deien bu jeolojik birim laminal kil, silt ta, tfit ve

ince mercekler halinde tf ardalanmasndan ibarettir. Bu jeolojik birim iinde


46/101

35

muhtelif seviyelerde trbitid aknt izlerine rastlanr. Ayrca jeolojik birimin alt

ksmlarnda yaylm ok snrl olan ve en ok 0,80 m kalnlkta ince bir linyit

damar bulunmaktadr.

st aglomeralar:

Havzann kuzey ksmn tamamen kaplayan bu jeolojik birimin kalnl 200 mye

kadar ulamaktadr. Koyu gri renkli bazaltik aglomera ile krmz, sar ve sarms

kahverengi andezitik aglomeralardan meydana gelmitir. Bazen 12 m apnda

bazalt bloklarna rastlanmaktadr.

Gevek imentolu ve masif olan aglomeralar geni alanlar kaplayarak alttaki

jeolojik yapy tamamen gizlerler. Alttaki laminal killerin zerine asz

diskordansla oturmulardr.

st pliosen-pleistosen:

Bu jeolojik birim alttaki seriler zerine diskordan olarak gelmektedir. yi

yuvarlaklam ve yer yer iri bloklu bazalt, andezit, radyolarit kuvars, sileks ve

kalker elemanl akl ve kumlardan olumaktadr (TK, 2002).

3.2.1.3. Neojen sonras keller

Konglomera:

Keli iri bloklarn gevek kumlu ve killi bir balayc ile birlemesinden

olumutur. an ilesinin kuzeydousunda grlr.

Alvyonlar:

En ok havzann gneyindeki Kocabaay vadisinde grlmektedirler. Eski

alvyonlarda genellikle 220 cm boyutlu iyi yuvarlaklam kaba akllar hakimdir.

Elemanlarn %80i volkanik (andezit, bazalt) kkenlidir. Yeni alvyonda kil ve

kumlarn kalnl Kocabaay vadisinde 30 metreye ular (TK, 1998).

ekil 3.1de an Linyit Havzasna ait genelletirilmi jeolojik stamp verilmitir.


47/101

36

ekil 3.1. .L.. kmr sahasna ait genelletirilmi jeolojik stamp (TK, 1998).

3.2.2. Yapsal jeoloji

3.2.2.1. Genel yap

st aglomeralarn geni alanlar kaplamas havzann jeolojik yapsnn zmn

byk lde zorlatrm olup, gneyde lamineli kil jeolojik biriminin kaplad

kk alanlar dndaki sorunlarn zm sondaj verilerine dayanarak yaplmtr.

Ett sahasndaki kvrmlar, byk lde ilkel su alt topografyasna bal olarak

gelitiklerinden dzensiz ekillidirler. Sondajlarla, hemen her yere doru olan

Alvyon

Bloklu akl, kum vegevek imentolu kum ta

st aglomera

Laminal kil, tfit, tf

Alt aglomera

Linyit horizonu

Temel volkanikler


48/101

37

kvrmlarn varl saptanm olup, ana eksen yn kuzeydou - gneybat

istikametindedir.

Havzada, birinci senklinal an 5-B panosunun kuzey - kuzeybatsnda bulunmakta

olup, dou - bat dorultusunda uzanmtr. Bunun st kesimlerinde ise kuzeydou

- gneybat dorultusunda bir antiklinal vardr. kinci senklinal, an3 Ocann

hemen dousundan geen fayn yanndan balamaktadr. Yine an1 panosunun

gney - gneybatsnda 315 numaral sondajn etrafnda faylarla blnm byk

bir senklinal ile bunun kuzeyinde S 22 sondaj civarnda bir antiklinal yerlemitir.

Havzann etkin bir teknotizma arz etmesi nedeniyle bu antiklinal ve senklinaller

blnmlerdir (TK, 1998).

3.2.2.2. Tabaka dorultu ve eimleri

Havzada genel katman eimleri 50 - 200 arasnda deimektedir. 300nin zerindeki

eimleri ise genellikle fay zonlar civarnda rastlanmaktadr.

Eim yn ise, havzann byk bir blmnde kuzeye dorudur. Havzada tabaka

dorultular genel olarak kuzeydou - gneybat ynnde olmakla birlikte,

havzann baz kesimlerinde ise dorultu kuzeybat ynndedir (TK, 1998).

3.2.2.3. Kvrmlar ve faylar

an linyit havzasnda, kmrl sahann iinde ve yakn civarda kuzeydou-

gneybat dorultulu 6, kuzeybat-gneydou dorultulu 5 adet olmak zere

toplam 11 adet fay saptanmtr.

Havzann kuzeydousundaki st kretase yal spilitler zerinde temel

volkaniklerinin diskordans olarak bulunuu st kretase sonunda laramien

orojenezinin varln gstermektedir. Yine kmrl jeolojik birim ile volkanikler

arasnda al diskordansn varl, ikisi arasnda bir orojenezin varlna iaret

eder. Ancak kesin yalar saptanamad iin hangi orojenezin olutuu

bilinmemektedir (TK, 1998).

3.2.3. Hidrojeoloji

an ilesi ve evresi denize uzaktr, bu nedenle blgedeki su kaynaklarn; yer alt

sular ve yzey sular meydana getirmektedir. Yaplan n ettler sonucunda,


49/101

38

kmr sahasnn yeralt suyu bakmndan fakir olduu saptanmtr. Bunun

nedenleri sahadaki tf, aglomera, tfit, kil, marn gibi kayalarn gzeneksiz

olmasdr. Bu durum gerek ak ve gerekse kapal iletmeler iin bir avantajdr.

Sahada grlen az debili kaynaklar, fay ve krk zonlarnda bulunmaktadr (TK,

1998).

3.2.4. Jeoteknik ettler

letme sahasnda, jeoteknik ettlerde problemin zmne gereki bir biimde

yaklalabilmesi, detay jeolojiye ait bilinmeyen hususlarn akla kavuturulmas,

yerinde testler yaplmas ve laboratuar testleri iin rselenmi / rselenmemi

rnek alnmas amalaryla alt ayr lokasyonda tamamen karotlu toplam 885,65 m.

jeoteknik sondaj yaplmtr (M.T.A., 2002)

Sahann genel jeolojik stampn yanstan J14 numaral jeolojik sondajna ait

sembolik loglarekil 3.2de gsterilmitir.


50/101

39

ekil 3.2. J14 jeoteknik sondajna ait sembolik loglar (M.T.A., 2002)

3.2.4.1. Kaya kalite gstergesi (RQD)

RQD, 10 cmden byk karot paralarnn toplam uzunluunun, % olarak toplam

karot uzunluundaki paydr (MiningLife, 2006). izelge 3.1de RQD deerine gre

kaya kalite snflandrlmas gsterilmitir.

izelge 3.1. RQD deerine gre kaya kalite snflandrlmas (MiningLife, 2006).

RQD (%) Kaya kalite snf


51/101

40

M.T.A. tarafndan yaplan ettler sonucunda; farkl birimlerin RQD deerlerinin

yaplan sondajlara gre dalmlar izelge 3.2de gsterilmitir.

izelge 3.2. Sondajlara gre farkl birimlerin RQD deerleri (M.T.A., 2002).

Sondaj No Derinlik (m) Birim RQD (%)

J13 19,00-29,25 Kilta 20,7

29,25-51,10 Aglomera,tf 54,5

51,10-99,00 Bitml laminal kilta 6,4

J14 17,05-21,80 Aglomera 37,9

21,80-44,10 Laminal kilta,yy bitml 49,5

44,10-47,70 Aglomera 91,1


J15 0,00-16,00 Aglomera,andezitik lav 12,1


40,00-61,85 Aglomera 68,8



13,85-19,95 Kilta-kumta 29,8

19,95-28,65 Aglomera 81,2

28,65-47,00 Laminal kilta 70,7

47,00-53,00 Aglomera 81,8



27,85-33,85 Kilta 78,3

33,85-45,40 Aglomera 72,3

45,40-50,60 Kilta-kumta 21,9


77,25-101,45 Aglomera,andezitik lav 26,4


J18 0,00-43,75 Aglomera 29,0

43,75-48,70 Kilta-yy aglomera 93,0

48,70-59,65 Aglomera 96,0

59,65-75,00 Laminal kilta 58,7

75,00-106,70 Aglomera 77,5

106,70-113,80 Laminal kilta 43,8

113,80-142,15 Aglomera,andezitik lav 89,4

142,15-166,00 Laminal bitml kilta 21,2Ortalama 47,2


52/101

41

izelge 3.2de verilen her bir birimin ortalama RQD deerleri, izelge 3.1 ile

karlatrlarak, izelge 3.1deki kaya kalite snflandrmasna gre .L..

sahasndaki her bir birimin kaya kalitesi izelge 3.3de gsterilmitir.

izelge 3.3. .L.. sahasndaki her bir birimin ortalama RQD deerlerine gre kayasnf

BirimRQD(%)

Kaya kalitesnf

Aglomera 71 iyi

Kilta - kumta 26 zayf

Lamineli kil ta 58 orta

Kilta yer yer aglomera 93 mkemmel

Kilta 50 orta

Aglomera - tf 55 orta

Bitml laminal kilta 29 zayf

Lamineli kil ta - yer yerbitml

40 zayf

Aglomera -andezitik lav 31 zayf

Ortalama 47 zayf

3.2.4.2. Zemin snf

M.T.A. tarafndan yaplan jeolojik ett almalar kapsamnda, eitli blgelerden

alnan altere aglomera, altere kilta ve alvyon numuneleri iin yaplan testler

sonucunda elde edilen deerlerin ortalamalarna gre; jeolojik birimlerin zemin

snflar, ortalama nem ierikleri ve ortalama zgl arlklar izelge 3.4de

gsterilmitir.

izelge 3.4. .L.. jeolojik birimleri test sonular (M.T.A., 2002)

Tanm Zemin SnfDoal Nemerii (%)

zgl Arlk(gr/cm)

Altere aglomera MH 39 2,40

Altere kilta MH 30 2,13

Alvyon MH 30 2,63


53/101

42

HM zemin snf; inorganik silt, mikal veya diyatomeli ince kumulu veya siltli

toprak, elastik silt olarak tanmlanan zemin snfdr (M.T.A., 2002).

3.2.4.3. Atterberg (kvamllk) limitleri

MTA tarafndan yaplan almalarda, Atterberg limitleri saptanan btn rnekler

iin %50nin zerinde likit limit deerine sahip olduu belirlenmitir. Likit limit

deerinin %50nin zerinde olmas, zemin malzemesi bnyesinde muhtemelen

fazla miktarda montmorillonit (smektit) tr kil minerali bulunduuna iaret

etmektedir. Bu husus dikkate alnarak yaplan X-n krnm analizleri sonucuna

gre bu zeminlerin birka rnek dnda smektite zengin olduklar anlalmtr.

Bu tr killerin genellikle ime potansiyelleri yksektir ve su ile temaslarnda

stabilitelerini kaybederler.

rneklerin ime potansiyellerini belirlemek amacyla aktivite saylar (A)

hesaplanm, rneklerin aktivite (A) saylarnn yksek ok yksek olduu, ime

potansiyellerinin de zellikle ince taneli rnekler iin yksek ok yksek olduu

grlmtr.

Atterberg limitleri saptanan ince taneli zeminlerin plastisite indeksi (PI) deerlerinin

btn rneklerde 15den yksek olduu, Leonards (1962)n plastisite

snflamasna gre, altera aglomeralarn genellikle plastik zeminler olduu, altere

kiltalarnn ise ok plastik zeminler olduu belirlenmitir (M.T.A., 2002).

3.2.4.4. Tek eksenli basn dayanm, ekme dayanm, birim hacim arlk

MTA tarafndan yaplan almalar sonucunda, alnan rneklerin tek eksenli basn

dayanm, ekme dayanm ve birim hacim arlk deney sonularna gre bulunan

deerlerin ortalamalar izelge 3.5de gsterilmitir.

Dere ve Miller (1966)in kayalarn tek eksenli basn dayanm deerlerini esas

alan kayalarn mhendislik snflamasna gre, aglomera, kilta ve kumtann

ortalama tek eksenli basn dayanm deerleri dikkate alndnda bu kayalar

ok dk dayanml, E snf kaya olarak tanmlanabilir (M.T.A., 2002).


54/101

43

izelge 3.5. Tek eksenli basn dayanm, ekme dayanm ve birim hacim arlkdeney sonular (M.T.A., 2002)

TanmOrtalama birimhacim arlk

(gr/cm)

Ortalama tek eksenlibasn dayanm

(MPa)

Ortalama ekme

dayan

m

(MPa)

Kilta 1,69 16,73 2,60

Aglomera 2,07 5,48 0,63

Kumta 2,19 7,30 0,82

3.2.5. Havza karakteristikleri

Paamehmetolu ve arkadalarnn (1988a) Havza Karakteristiklerinin Tayini ad

altnda genelledikleri ve TKe ait deiik havzalardaki dekapaj yaplan jeolojik

birimlerin fiziksel, mekanik ve ktlesel zelliklerinin tayini, deiik makinelerin bu

jeolojik birimlerde gsterdii kaz performanslarnn etd, kazlabilirlik,

delinebilirlik ve patlatlabilirlie ilikin almalar kapsamnda .L.. iin yapm

olduklar almalar ve elde edilen sonular aada tablolar halinde gsterilmitir.

izelge 3.6da .L.. kaya birimlerine ait laboratuar deney sonular, izelge

3.7de an Blgesi K2, K4, AN3, AN5B, AN1, AN1B Panolarnda jeolojik

birim ktle zellikleri, izelge 3.8de an Blgesi K2, K4, AN3, AN5B, AN1,

AN1B Panolarnda jeolojik birim ktle zellikleri, izelge 3.9da an Blgesi K2,

K4, AN3, AN5, AN5B Panolarnda jeolojik birim ktle zellikleri verilmitir.

Arazi almalar srasnda lm yaplan (verisi alnan) lokasyonlar ve jeolojik

birimler (Paamehmetolu ve ark., 1988a):

No Lokasyon Jeolojik Birim

1 an 1-D Orta ileri ayrm tf + aglomera

2 an K-4 Zayf fay zonu, marn

3 an K-2 leri drecede ayrm marn

4 an Orta ayrm tf + tfit bantlar

5 an nce laminal marn kilta

6 an leri ayrm, topraklam aglomera


55/101

izelge 3.6. .L. kaya birimlerine ait laboratuar deney sonular (Paamehmetolu ve ark.,1988a)

LokasyonJeolojikbirim ad

Tek

eksenlibasn

dayanm(MPa)

ekmedayanm

(MPa)

Elastisitemodl

(100.000)(MPa)

Poissonoran

Kohezyon(MPa)

selsrtnme

as(derece)

Birimarl(gr/cm)

Nemoran(%)

Shse

an K-2Panosu

Marn 280,07 41,49 0,428 0,338 74 31 1,86 7,58 3

an 1

PanosuAglomera 311,18 34,15 1,492 0,278 100 50 2,52 1,43 4


56/101

izelge 3.7. an Blgesi K2, K4, AN3, AN5B, AN1, AN1B panolarnda jeolojik birim ktleark.,1988a)

Sreksizlik Konumu Devamll(m)

Sreksizlikler

aras ortalamamesafe

(m)

Yzeyprzll

Dmalz

no tipi

1Katmanlama

dzlemiYatay Devaml 0,1-0,5

Genellikledz

2 Eklem takmKatmanlamaya

dik


57/101

izelge 3.8. an Blgesi K2, K4, AN3, AN5B, AN1, AN1B panolarnda jeolojik birim ktleark.,1988a)

Sreksizlik Konumu Devamll

(m)

Sreksizlikleraras ortalama

mesafe(m)

Yzeyprzll

no tipi

1Katmanlama

dzlemiYatay Devaml 0,1-0,5 Genellikle dz

2 Eklem takm Katmanlamaya dik


58/101

izelge 3.9. an Blgesi K2, K4, AN3, AN5, AN5B panolarnda jeolojik birim ktle zellikleri (P

Sreksizlik Konumu Devamll(m)

Sreksizlikler

aras ortalamamesafe(m)

Yzeyprzll Dma

yok Gzlenmiyor yokEz

kil

Jeolojik biriminjeoteknik

tanm:

Orta veya ok derecede ayrm, yer yer topraklam aglomera,

4 m'den 15 m'ye kadar deien kalnlkta ezilme (shear) zonlar mevcut.

Orta derecede ayrm ksmlar gri-yeil, ok ayrm ksmlar sarms-kzl ka

Aglomera en ok 2*2*4 m, ortalama 1*1*2 m ve genellikle 1*1*1 m boyutunda t

Olduka taze olan bu bloklar patar at gerektiriyor.

Dier btn ksmlar ters kepe veya hidrolik ekskavatrle rahat kazlyor.

Bu jeolojik birim AN panosunda heyelan yapyor.


59/101

48

3.3. Kaz Snfle lgili Yaplan Ettler

Paamehmetolu ve arkadalarnn (1988a), an Linyitleri letmesi iin, jeolojik

birimlerin kazlabilirliklerinin tayini ile ilgili elde edilen tm laboratuar ve arazi lm

sonular izelge 3.10da verilmitir.

Arazi almalar srasnda alnan performans verileri, arazi parametreleri,

laboratuarda llen fiziks

kazilabilirlik tayini ve ortu kazi verimlilik degerlendirmesi bir acik isletme ornegi

Documents