ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
ÇĠMENTO HAMMADDELERĠNDE SÜREKLĠ YÜZEY KAZICILARIN UYGULANABĠLĠRLĠĞĠNĠN
ĠNCELENMESĠ
ETKĠSĠNĠN ĠNCELENMESĠ VE KLASĠK ÇÖKTÜRME YÖNTEMLERĠ ĠLE KARġILAġTIRILMASI
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Mad. Müh. Ġrfan YONAR
ġUBAT 2003 Anabilim Dalı : Maden Mühendisliği Programı : Maden Kazı Mekanizasyonu
ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
ÇĠMENTO HAMMADDELERĠNDE SÜREKLĠ YÜZEY KAZICILARIN UYGULANABĠLĠRLĠĞĠNĠN
ĠNCELENMESĠ
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Mad. Müh. Ġrfan YONAR
505981027
OCAK 2003
Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 24 Aralık 2002 Tezin Savunulduğu Tarih : 13 Ocak 2003
Tez Danışmanı : Doç. Dr. Hasan ERGĠN Diğer Jüri Üyeleri Prof.Dr. Nuh BĠLGĠN
ÖNSÖZ
YapmıĢ olduğum yüksek lisans tez çalıĢmalarım sırasında, bilgi ve tecrübelerinden yararlandığım, değerli hocam Sayın Doç.Dr. Hasan ERGĠN baĢta olmak üzere, Ġ.T.Ü. Maden Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Maden Kazı ve Mekanizasyonu ve Teknolojisi Laboratuvarlarında çalıĢma olanağını sağlayan, çalıĢmalarımın eksiksiz yürütülebilmesi için her türlü imkanı temin eden, Prof. Dr.Nuh BĠLGĠN’e, çalıĢmalarım sırasında yardımlarını hiçbir zaman esirgemeyen ArĢ.Gör. Hakan TUNÇDEMĠR ve ArĢ.Gör. Ömür ACAROĞLU’ na teĢekkürü borç bilirim.
Ayrıca bu araĢtırmanın oluĢmasını sağlayan ve her türlü desteği esirgemeyen NUH ÇĠMENTO yetkililerine teĢekkür ederim.
Tüm öğrenim yaĢantım boyunca, bana verdikleri maddi ve manevi destekten dolayı aileme ve arkadaĢlarıma en içten duygularımla teĢĢekkürlerimi sunarım.
İÇİNDEKİLER
TABLO LİSTESİ vi
ŞEKİL LİSTESİ viii
SEMBOL LİSTESİ x
ÖZET xi
SUMMARY xiii
1. GİRİŞ VE AMAÇ 1
2. NUH ÇİMENTO HAMMADDE OCAKLARI VE ÜRETİM YÖNTEMİNİN
İNCELENMESİ 4
2.1 Çimento hammaddeleri ve Üretimin Teknikleri 4
2.1.1 Riperli dozerle üretim 5
2.1.2 Galeri patlatmasıyla yöntemiyle üretim 5
2.1.3 Delme patlatma yöntemiyle üretim 6
2.2 Nuh Çimento Kalker ve Marn Ocaklarının Tanıtılması 6
2.2.1 Bölgenin Genel Jeolojisi 6
2.2.2 Kalker ocağı 7
2.2.3 Marn ocağı 10
2.3 Nuh Çimento Hammadde Üretimleri ve Maliyetleri 12
2.3.1 Hammadde üretim Organizasyonu 12
2.3.2 Hammadde Üretim Miktarları 12
2.3.3 Kalker Üretim Maliyeti 13
2.3.3.1 Delik delme maliyeti 13
2.3.3.2 Patlatma maliyeti 13
2.3.3.3 Yükleme maliyeti 15
2.3.3.4 Nakliyat maliyeti 15
2.3.4 Marn üretim maliyeti 16
2.3.4.1 Delik Delme maliyeti 16
2.3.4.2.Patlatma maliyeti 17
2.3.4.3 Yükleme maliyeti 19
2.3.4.4 Nakliyat maliyeti 19
3. KAYAÇ MEKANİZE KAZI VE MAKİNA PERFORMANS TAHMİN
METODLARI 21
3.1 Kayaç kazı prensipleri 21
3.2 Mekanize kazı ana prensipleri 22
3.2.1 Mekanize kazıda keskiler 24
3.2.2 Kesme teorileri 27 3.2.3 Kama ve Kalem Uçlu Keskilerin Kesme Performansları 29
3.2.4 Kesici uçların yapısı 30
3.3 Mekanize Kazının Uygulanabilirlik İlkeleri 31 3.3.1 Kayaç Kazılabilirliğinde Etkili OlanKayaç Özellikleri 32 3.3.2. Kayaç Kazılabilirliğinde Etkili Olan Makine Özellikleri 34 3.3.3 Organizasyonunun Performansa Etkisi 35 3.3.4 Sürekli yüzey kazıcılarının kazı performans tahmin metodları 36
3.3.4.1 Tam boyutlu kesme deney sonuçlarına göre üretim tahmini 38 3.3.4.2 Ampirik yaklaşımla üretim tahmini 39
3.3.4.3 Küçük boyutlu kesme deneyi yöntemiyle üretim tahmini 40
3.3.4.4 Yarı teorik metod 41
3.3.4.5 Makinanın kullanılacağı sahada denenmesi 41
4. SÜREKLİ YÜZEY KAZICILAR (CONTINUOUS SURFACE MINER) 42
4.1 Sürekli yüzey kazıcılar 42
4.1.1 Alttan Tamburlu Sürekli Yüzey Kazıcılar 42 4.1.1.1 Alttan tamburlu sürekli yüzey kazıcıların ana parçaları ve işlevleri 44 4.1.1.2 Alttan tamburlu yüzey kazıcılarında kullanılan keskiler 46
4.1.1.3 Alttan tamburlu yüzey kazıcıların kazı yöntemleri 47
4.1.2 Önden Tamburlu Sürekli Yüzey Kazıcılar 49 4.2 Üretici firmalar tarafından önerilen makina seçim ve üretim miktarı
tahminleri 52
4.3 Uygulamalar 53
4.4 Sürekli yüzey kazıcıların avantajları 55
4.5 Alttan ve önden tamburlu yüzey kazıcıların karşılaştırılması 56
5. NUH ÇİMENTO HAMMADDE OCAKLARINDA MEKANİZE KAZININ
UYGULANABİLİRLİĞİNİN ETÜDÜ 58
5.1 Formasyonların jeomekanik ve kütlesel özelliklerinin tespiti 58
5.1.1 Tek eksenli basınç dayanımı 58
5.1.2 İndirekt (Brasilian) çekme dayanımı 62
5.1.3 Schmidt Çekici deneyleri 65
5.1.4 Nokta yükleme deneyleri 67
5.1.5 Cerchar Aşındırıcılık Indeks Deneyleri 72 5.1.6 Kayaç kütle kalitesinin (RQD) belirlenmesi 74 5.1.7 Nuh Çimento’daki Formasyonların Jeomekanik ve Kütlesel Özellikleri 75
5.2 Sürekli Yüzey Kazıcıların Kazı Performansının Tahmini 77 5.2.1 Tam boyutlu lineer kesme setinde yapılan kesme deneyleri 77
5.2.1.1 Deney Setinin Yapısal Özellikleri 77
5.2.1.2 Veri erişim sistemi 79
5.2.1.3. Deney yöntemi ve deney programı 83
5.2.1.4 Kesme deneyleri 84 5.2.1.5 Kesme deney sonuçları 90 5.2.1.6 Kalker formasyonu için yüzey kazıcı üretim miktarının tahmini 91 5.2.2. Ampirik yaklaşımla sürekli yüzey kazıcı üretim miktarının tespiti 92 5.2.2.1 Kalker formasyonu için, ampirik modelle sürekli yüzey kazıcıların üretim miktarının tespiti 92
5.2.2.2 Marn formasyonu için, ampirik modelle sürekli yüzey kazıcıların üretim miktarının tespiti 93
5.2.3. Sürekli yüzey kazıcıların üretim miktarının tahmin sonuçları 94 5.2.4. Sürekli yüzey kazıcıların kazı maliyetleri 94 5.2.4.1 Wirtgen SM2200 95 5.2.4.2. Wirtgen SM2500 96 5.2.4.3 Wirtgen SM3700 98 5.2.4.4 Sürekli yüzey kazıcıların kazı maliyetlerinin toplu sonuçları 99
6. SONUÇLAR 100
KAYNAKLAR 102
EKLER 106
TABLO LİSTESİ
Sayfa No
Tablo 2.1 Kalker üretim miktarı (ton) 13
Tablo 2.2 Marn üretim miktarı (ton) 13
Tablo 2.3 Kalker ocak sahasında uygulanan delik parametreleri ve
üretim miktarı 14
Tablo 2.4 Kalker ocağında delme patlatma uygulamasında özgül şarjlar 14 Tablo 2.5 Patlayıcı madde giderlerinin birim fiyatları 15 Tablo 2.6 Kalker üretim maliyet unsurları ($/t) 16 Tablo 2.7 Marn ocak sahasında uygulanan delik parametreleri ve
üretim miktarı 17
Tablo 2.8 Patlayıcı madde giderlerinin birim fiyatları 17 Tablo 2.9 Marn ocağında delme patlatma uygulamasında özgül şarjlar 18 Tablo 2.10 Marn üretim maliyet unsurları ($/t) 23 Tablo 3.1 Kazılabilirliği etkileyen kayaç parametreleri 32 Tablo 3.2 Makine özelliklerine bağlı parametreler 32 Tablo 3.3 Orta ağırlıkta kollu galeri açma makineleri için spesifik enerji
değerine göre kazı performansı 41
Tablo 3.4 Ağır kollu galeri açma makineleri için spesifik enerji değerine
göre kazı performansı 41
Tablo 4.1 Wirtgen sürekli yüzey kazıcıların karakteristikleri 50 Tablo 4.2 Yüzey kazıcıların karakteristikleri(1) 51 Tablo 4.3 Yüzey kazıcıların karakteristikleri(2) 51 Tablo 4.4 Man Takraf sürekli yüzey kazıcıların karakteristikleri
51
Tablo 4.5 VASM 2D Voest Alpine sürekli yüzey kazıcısının formasyonların özelliklerine göre kazı verimleri 53 Tablo 5.1 Basınç dayanımına göre formasyonların sınıflandırılması 58 Tablo 5.2 Kalker ve marn numunelerinde yapılan tek eksenli basınç
dayanım deney sonuçları 61
Tablo 5.3 Kalker ve marn numunelerinde yapılan Brazilian çekme deney
sonuçları 64
Tablo 5.4 Schmidt çekici indeks değerlerine göre kayaçların sınıflandırılması 66 Tablo 5.5 Kalker numunesi için Schmidt çekici deney sonuçları
66
Tablo 5.6 Marn numunesi için Schmidt çekici deney sonuçları 67 Tablo 5.7 Nokta yük indeks değerine göre kayaçların dayanım
sınıflandırılması 71
Tablo 5.8 Kalker ve marn numunelerinde yapılan nokta yük
Tablo 5.9 Cerchar aşınma indeksine göre formasyonların sınıflandırılması 72 Tablo 5.10 Kalker numunelerinde yapılan Cerchar aşındırıcılık
deney sonuçları 73
Tablo 5.11 Marn numunelerinde yapılan Cerchar aşındırıcılık
deney sonuçları 73
Tablo 5.12 RQD değerine göre kaya kütlesi sınıflandırması 74 Tablo 5.13 Kalker ve marn numunelerinde yapılan deneylerin
toplu sonuçları 76
Tablo 5.14 Blok kalker ve marn numunesinde İTÜ Maden Fakültesi Kazı Teknolojisi Labaratuar’ında yapılan tam boyutlu kesme
deney sonuçları 87
Tablo 5.15 Kalker blok numunesinde Tam boyutlu kesme deneylerinin
ortalama sonuçları 87
Tablo 5.16 Deney 4 pasasının elek analizi 88
Tablo 5.17 Deney 8 pasasının elek analizi 88
Tablo 5.18 Sürekli yüzey kazıcının tahmini üretim miktarları 94 Tablo 5.19 Nuh Çimento Kalker ocağı 5.000 ton/gün üretim miktarı
için oluşan kazı maliyetleri 99
Tablo 5.20 Nuh Çimento Marn ocağı 10.000 ton/gün üretim miktarı
ŞEKİL LİSTESİ
Sayfa No Şekil 2.1 : Bölgenin Genel Jeolojik Haritası 8
Şekil 2.2 : Kalker ocağının genel görüntüsü 9
Şekil 2.3 : Marn ocağının genel görüntüsü 11
Şekil 2.4 : Kalker üretiminde maliyet dağılımı 16 Şekil 2.5 : Marn üretiminde maliyet dağılımı 20 Şekil 3.1 : Değişik kazı tekniklerinde, kayaç parça boyutu ile harcanan enerji
arasındaki ilişki 22
Şekil 3.2 : Optimum keskiler arası mesafenin oluşumu 23 Şekil 3.3 : Keskiler arası mesafe ve kesme derinliğinin optimizasyonu
24
Şekil 3.4 : Kayaç kesme-parçalama işinde kullanılan değişik keskiler 25 Şekil 3.5 : Kama uçlu keskinin tasarım parametreleri 26 Şekil 3.6 : Kalem uçlu keskinin tasarım parametreleri 26 Şekil 3.7 : Yükleme kapasitesi ve ocak uzunluğu ilişkisi 1224 Easi-Miner/tonluk
kamyonlar için 36
Şekil 3.8 : Kayaç kütlesi kazılabilirlik indeksi ile ilerleme hızının değişimi 39 Şekil 4.1 : Alttan tamburlu sürekli yüzey kazıcının çalışırken bir görüntüsü 42 Şekil 4.2 : Alttan tamburlu kazıcının tambur ve keskileri 43 Şekil 4.3 : Tipik bir sürekli yüzey kazıcının ana parçaları 43 Şekil 4.4 : Alttan tamburlu sürekli yüzey kazıcılarda kullanılan değişik tungsten
karbit uçlu keskiler 46
Şekil 4.5 : Değişik çaplı tungsten karbit uçlu keskiler 47
Şekil 4.6 : Dilimleme metodu 48
Şekil 4.7 : Blok method 48
Şekil 4.8 : Önden tamburlu sürekli yüzey kazıcı 49 Şekil 4.9 : Wirtgen sürekli yüzey kazıcıların formasyon özelliklerine
göre verimleri 52
Şekil 5.1 : ELE test aleti ve kalker deney numunesinde yapılan deneyden
bir görüntü 60
Şekil 5.2 : Marn numunelerinden görüntü 60
Şekil 5.3 : Basınç deneyi sonrası kırılmış olan kalker numunelerinden bir
görüntü 61
Şekil 5.4 : Kalker numunelerinden bir görüntü 63 Şekil 5.5 : Çekme deneyi sonrası kırılan kalker numunelerinden bir
görüntü 63
Şekil 5.6 : Çekme deneyi sonrası kırılan marn numunelerinden bir görüntü 64
Şekil 5.8 : Nokta yükleme deneyinde kullanılan bazı kalker numuneleri 70 Şekil 5.9 : Nokta yükleme deneyinde kullanılan bazı marn numuneleri
70
Şekil 5.10 :Cerchar aşındırıcılık deney aleti 72
Şekil 5.11 :Cerchar aşınma indeksi ile keski sarfiyatı arasındaki ilişki 73 Şekil 5.12 :Şeritmetre yöntemiyle çatlak sıklığının saptanması amacıyla
aynalarda yapılan ölçümlerden bir görüntüt 75
Şekil 5.13 :Tam boytulu kazı seti 78
Şekil 5.14 :Dinamometre ve birim deformasyon ölçerler 81
Şekil 5.15 :Tam boyutlu kazı seti veri erişim sisteminin şeması 82 Şekil 5.16 :Yüzey düzeltme işlemi sonucu marn numunesinde elde edilen
yüzey yapısı 84
Şekil 5.17 :Bağımsız değişkenlerin şekil üzerinde gösterilişi 84 Şekil 5.18 :Tam boyutlu kesme deneyleri sonucu kalker numunesi üzerinde
oluşan yüzey yapısı 86
Şekil 5.19 :Spesifik enerjinin s/d ile değişimi 86 Şekil 5.20 :Deney 4 pasasının boyut dağılım eğrisi 89 Şekil 5.21 :Deney 8 pasasının boyut dağılım eğrisi 89
SEMBOL LİSTESİ
RQD : Kayaç kalite değeri
t
: Kayacın çekme dayanımı
c
: Kayacın basınç dayanımı
: Kesme açısı
: Temizleme açısı
d : Kesme derinliği
s : Keskiler arası optimum mesafe SE : Spesifik enerji
P : Makina kazı gücü
: Kayaç sökülme açısı
2 : Uç açısı
: Kayaç ile keski arasındaki sürtünme açısı
: Kayacın kesme dayanımı
ICR : Sürekli yüzey kazıcının üretim miktarı F : Nokta yük dayanımında kırılma yükü Pa : Nokta yük dayanımında uygulanan yük
D : Nokta yük dayanımında yükleme noktaları arası mesafe
Lp : Karotlu delmede 10 cm’den büyük parçalarının toplam uzunluğu Lt : Karotlu ilerlemedeki toplam ilerleme uzunluğu
FC : Kesme istikametindeki tüm kuvvetlerin ortalaması
F’C : Kesme istikametindeki maksimum kuvvetlerin ortalaması FN : Kesme istikametine dikey gelen tüm kuvvetlerin ortalaması F’N : Kesme istikametine dikey gelen maksimum kuvvetlerin ortalaması Q : Birim mesafede açığa çıkan pasa miktarı
Is : Nokta yük indeksi
Is(50) : 5 cm’ye göre düzeltilmiş nokta yük indeksi r : Şekil düzeltme faktörü
k : Kullanılan aletin piston alanı : Metredeki süreksizliklerin sayısı RMCI : Kayaç kütle kazılabilirlik indeksi
ÖZET
Son otuz yıldır madencilik ve inşaat sektöründe mekanize kazı sistemleri büyük gelişme göstermektedir. Mekanize kazı sistemlerinin en genç ürünlerinden biri, açık ve taş ocak işletmelerinde uygulama alanı bulan Sürekli yüzey kazıcılardır (Surface Continuous Miner). İlk olarak yeraltı uzunayak kömür madenciliğinde çeşitli damar kalınlıklarının makine ile kazımı düşüncesiyle ortaya çıkan sürekli yüzey kazıcıların daha sonra açık ocak işletmelerinde kullanılmasıyla uygulama alanları ve makina spesifikasyonları önemli ölçüde ilerlemeler kaydetmiştir. Yeni bir bilim dalı olan kazı mekaniği ise, bu sistemlerin daha verimli tasarlandırılabilmesinde önemli katkılar sağlamaktadır. Mekanize kazı sistemlerinin, ilk yatırım maliyetleri yüksektir. Bu nedenle uygulanabilirlik kritelerinden en önemlisi makinelerin performanslarının önceden tahmin edilmesidir. Böylelikle projelerin anahtar datası ve maliyet unsurlarını etkileyen üretim miktarının belirlenmesiyle, üretim projelerinde doğru kararların alınabilmesi mümkün olmaktadır. Açık ocak ve taş ocaklarında sürekli yüzey kazıcıların performans tahmini için hangi modellemelerin kullanılacağı halen münakaşa halindedir. Ancak kollu galeri açma makineleri için performans tahmin yöntemlerinin bazılarının sürekli yüzey kazıcıların yapabileceği üretim miktarının belirlenmesinde yol göstereceği niteliğinde olacağı kabul edilmektedir. Bu modellemelerden biri tam boyutlu kesme deney sonuçlarına göre yapılan üretim miktarı tahminidir. Diğeri ise ampirik bir modelleme olan Bilgin ve arkadaşları yaklaşımına göre yapılan üretim tahmini modelidir. Tam boyutlu kesme setiyle yapılan kesme deneyleri sonucu; keskiler arası mesafe, kesme derinliği, keski geometrisi gibi değişkenlerin incelenerek, optimum şartların belirlenmesi bu sonuçlara göre uygun keski kafası tasarımına ve makine kesme gücüne sahip makina seçilebilmekte ve yapabileceği üretim miktarı tahmin edilebilmektedir. Dünyada meydana gelen gelişmelere paralel olarak ülkemizdede artan sanayileşme ve nüfusun etkisiyle hammadde üretimini gerçekleştiren taşocakları yerleşim sınırlarının gelişmesiyle şehir içlerinde kalmaktadır. Bu duruma ilaveten küreselleşmenin ve insan yaşam kalitesinin ön plana alındığı bir çağa girmenin getirdiği yasal ve çevresel kısıtlamalar taşocaklarını büyük problemlerle karşı karşıya bırakmaktadır. Bu tür ocaklarda uygulanan delme patlatma yönteminin meydana getridiği vibrasyon etkisi, yakın yerleşim alanlarının yeraltı ve yerüstü yapılarına zarar vermekte toz ve gürültü problemine neden olmaktadır. Ayrıca Avrupa birliğine giriş sürecinde ilerlemeler gösteren ülkemiz, patlayıcı madde bulundurma, kullanma standartlarını kapsayan ek kısıtlamalar ile taşocaklarında delme patlatma yönteminin uygulanmasıyla ilgili sınırlandırmalara gitmesi beklenmektedir. İşte bu nedenle, bu tez çerçevesinde Nuh Çimento Hereke Marn ve Kalker ocakları için sürekli yüzey kazıcıların uygulanabilirliği incelenmiştir.
Kazı performansı, formasyon mekanik özellikleri ile makine özelliklerine bağlıdır. Bu çalışmada Nuh Çimento Hereke kalker ve marn ocaklarından alınan numuneler üzerinde formasyonların kayaç mekanik özelliklerini tespit amacıyla; tek eksenli basınç deneyi, çekme deneyi, Schmidt çekici , nokta yük, Cerchar aşındırıcılık deneyleri yapılmıştır. Sürekli yüzey kazıcıların üretim performanslarının tespiti amacıyla blok numuneler üzerinde tam boyutlu kesme deneyleri yapılmıştır. Bu
kazıcıların tahmini üretim miktarları hesaplanmıştır. Ayrıca Bilgin ve arkadaşları yaklaşımına göre elde edilen verilerle karşılaştırılmıştır. Ayrıca delme patlatma yöntemiyle oluşan kazı maliyetlerinin hesaplanması amacıyla Nuh Çimento Hereke Kalker ve Marn taşocaklarında çalışmalar yapılmıştır. Delme patlatma maliyetleri ile mekanize kazı maliyetleri karşılaştırılmıştır.
INVESTIGATION OF CONTINIUOUS SURFACE MINER FEASIBILITY FOR THE CEMENT RAW MATERIALS
SUMMARY
Mechanical excavation systems have been developed fast for mining and civil industry for the last 30 years. The new mechanical excavation systems are the continuous surface miners that have been found applicable in some open pits and quarries These machines were firstly manufactured to excavate coal seams with various thickness in the longwall coal mining. The application area of these machines and machines specifications have been advanced especially after using in open pit mining. Mechanical Excavation science have contributed a lot to design of these machines effectively. In the mechanical excavation system, the investment cost are very high, so prediction of the machine performance is vitally important for the feasibility study. The correct determination of production rate is the key data in order to select right machine as it affects the cost of the project.
The performance prediction methods of the continouos surface miners are still in discussion. However, it is accepted that the performance prediction methods, which have been developed for roadheaders, can be used to predict the production rate of the selected continouos miners.
One of the efficient methods to determine the production rate is the use of full scale cutting test. Beside this method, the small-scale cutting test, the empiric models, semi-theoretic models and the trial of the machine itself in the field can be used to determine the production rate.
Full scale cutting tests also provide data to determine the best cutter type, optimum design of cutting tool layout, cutter head geometry, prediction of cutting performance of the any mechanical excavator and the selection of the most suitable cutting machine for the rock tested.
In the empirical approach, developed by Bilgin and his colleagues, rock mass cuttability index is determined from the rock quality designation (RQD) and the uniaxial compressive strength data. Then the instantaneous cutting rate is calculated for the selected cutting machine power.
The industrialization trends and the increase in the population have resulted that the residental areas became very close to some quary operations in Turkey. In addition to this, the globalization and the desire of the improvements in human life standards cause to put further restriction in terms of legal and environmental aspects. The current production method, namely drill and blasting, causes vibration in the buildings and also generates dust and noise emissions.
At the entry stage of European Union, the explosive storage and usage may be expected to apply some more constraints in Turkey. Therefore, the investigation has been performed for the Nuh Çimento’s marl and limestone deposits if the continouos surface miners applicable or not.
Excavation performance depends on the mechanical properties of formation and machine specifications. In this study, to determine the mechanical properties of the formations taken from Nuh Cement Hereke limestone and marl quarries; Unaxial comphresive strength, tensile strength, Schmidt
To determine production performance of the continuous surface miners, some large block samples of the limestone and marl were taken from deposits and subjected to full-scale cuttability tests with a type of conical cutter. The data obtained from this test is used to estimate the production rate of the selected continouos surface miners. The empirical approach is also used to estimate the both limestone and marl production rate for the preliminary selected continouos surface miners. The results obtained from the full-scale test and the emprical method were compared.
To make an economical evaluation, the specific cost of present method is determined both for marl and limestone. Then, the cost comparison was made between the present method and the proposed mechanical excavation method. All the results are discussed and illustrated in this thesis.
1. GİRİŞ VE AMAÇ
Piyasa şartlarının zor koşulları, maliyet kalemlerinin günden güne artış göstermesinin yanısıra, küreselleşmenin ve insan yaşam kalitesinin ön plana alındığı bir çağa girmenin meydana getirdiği yasal ve çevresel kısıtlamalar, nüfus artışının şehir yaşam sınırlarını genişletmesi, madencilik faaliyetlerinin daha ekonomik ve verimli olarak çevreye duyarlı yapılması zorunluluğu, mekanize kazı işlemlerinin geliştirilmesi ve uygulanmasını kaçınılmaz kılmaktadır.
Günümüzde artan inşaat ve altyapı sektörünün etkisiyle çimento üretimi ve dolayısıyla gerekli hammaddelere olan talep de artmaya devam etmektedir. Çimento üretiminde kullanılan temel hammaddeler karbonatlı kayaçlar olup en önemlileri kireçtaşı ve marndır. Bunlara ilaveten uygun kalite oranını sağlayacak düzenleyici (korrektör) malzemeler kil ve demir cevheridir.
Birincil girdi olan marn ve kalker, sedimanter kayaçlardır. Sahaların kalitesi çimento bileşimine yakın bir bileşim göstermesi açısından minerolojik olarak belirlenir. Silika oranı, alüminyum/demir oranı, doymuş kireç standartı, hidrolik oran gibi standartlar ile MgO, serbest silis, demirli bileşikler, karbonlu maddeler, kükürt ve fosfor, tuzlar gibi hammaddenin işlenmesinde uygulanan proseslerde sorun çıkartan veya çimento dayanımını olumsuz etkileyen empüritelerin oranları saha kalitesini belirlemektedir. Sahaların üretim tekniği açısından, üretim sonucu elde edilen kayacın tane boyutu ve uniform dağılımı, çimento üretim prosesi için ilk adım olan kırıcılarda işleme tabi tutulması açısından önem arzetmektedir. Genel olarak seçilen kırıcı özelliğine bağlı olmakla beraber kırmataş endüstrisinde parçalanan kayaç boyutunun 18-20 cm’den daha küçük olması istenmektedir.
Ülkemiz kırmataş rezervleri açısından zengin kaynaklara sahip olduğundan açık ocak işletme yöntemi uygulanan tek yöntem olmuştur. Açık ocak işletme yönteminin yanı sıra, örtü tabakası mevcut olan sahaların yani derin yatakların yüksek üretim maliyeti
oluşturmasından dolayı ilk planda sadece yüzeydeki yatakların üretimi amaçlanmaktadır.
Kazı tekniği açısından, yatakların jeolojik yaşları belirleyici etkendir. Genç jeolojik yaşta olan ve bu etkiyle doku açısından zayıflık gösteren oluşumlar eğer büyük fay zonlarında yer alıp tektonik hareketler etkisinde kalarak deforme olmuşlar ise mekanik kazı sayılabilecek riperli dozerlerle üretimi mümkün olmakta ise de bugünkü sahalarda uygulama alanı sınırlı olmaktadır.
Formasyonların büyük kısmı ise, ilksel konumlarını koruyamıyarak metomorfizma etkisinde kalmış, aynı zamanda jeolojik yaşın artmasıyla diajenez etkisine tabi olmuş daha sıkı dokulu ve sertik derecesi yüksek yataklardır ki üretimleri delme patlatma yöntemiyle gerçekleşmektedir. Delme patlatma, genellikle mevcut sahalarda uygulanan en yaygın yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır.
Ancak, günümüzde artan sanayileşme ve nüfusun etkisiyle hammadde üretimini gerçekleştiren birçok taşocağı yerleşim sınırlarının genişlemesiyle şehir içlerinde kalmaktadır. Buda patlayıcı madde kullanımı sonucu meydana gelen vibrasyon etkisiyle, yer altı ve yerüstü yapılarının zarar görmesine, toz ve gürültü problemine neden olmaktadır.
Ayrıca patlayıcı maddeyle üretim kompleks mühendislik dizaynına ihtiyaç duyduğundan, elde edilen parça boyutu ve uniformluluğu sağlama problemleri, patar mevcudiyetini ortaya çıkarabilmektedir. Kazı sonucu elde edilen tane boyutu çimento sektöründe önemlidir. Kayacın kırma ve öğütme işlemine tabii tutulma zorunluluğu enerji giderlerini artırmaktadır. Patlatma sonucu elde edilen boyut genellikle uniform olmamanın yanı sıra, kırıcılara gönderilecek koşullarında üstünde olmaktadır. Buda ikincil patlatma işlemini yada hidrolik kırıcı kullanımını gerektirerek patlatma maliyetini artıran bir unsur olmaktadır.
Bu tez çalışmasında, delme patlatma operasyonlarını devre dışı bırakan, kayacı mekanik kesme ve parçalama esasına dayanarak kazı yapan sürekli yüzey kazıcıların (Continuous Surface Miner) çimento hammaddelerinin kazısında uygulanabilirlikleri araştırılmıştır. Bu amaçla, bu tür kazıcıların genel çalışma prensiplerini, spesifik özelliklerini, değişik uygulamalarda göstermiş oldukları kazı performanslarını, makine performansını etkileyen faktörlerin formasyon ve makine açısından neler
olduğu saptanmaya çalışılmıştır. Ayrıca uygun makine seçimi için kayaçlar üzerinde yapılması gereken deneyler ve yapılan deneyler sonucu elde edilecek veriler çerçevesinde uygulanabilecek makinenin seçimi ile seçilen makinenin önceden yapacağı üretim performansının tahmini, birim maliyetlerin konvansiyonel maliyetlerle karşılaştırılması yapılmıştır.
2. NUH ÇİMENTO HAMMADDE OCAKLARI VE ÜRETİM YÖNTEMİNİN İNCELENMESİ
2.1 Çimento Hammaddeleri ve Üretim Teknikleri
Ülkemiz çimento hammaddeleri, özellikle marn ve kalker rezervi açısından zengin kaynaklara sahiptir. Çimento hammadde üretiminde açık maden işletme yöntemi, en yaygın olarak uygulanan yöntem olmuştur. Ayrıca ekonomik açıdan, büyük ölçüde dekapaj gerektirecek örtü tabakalarına sahip hammadde sahaları yüksek maliyet gerektirdiğinden işletilmemektedir. Sahalardaki hammadde rezervlerinin tamamından en düşük maliyetle ve düzenli bir şekilde hammadde kalitesi bozulmaksızın yararlanılabilmesi; açık işletme yönteminin madencilik disiplinine ve tekniğine uygun olarak yürütülmesine bağlıdır.
Ocaklarda üretim işleminin düzenli yapılmaması, fabrikanın çeşitli ünitelerinde (kırıcı, değirmen ve fırın) sorunların çıkmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, hammadde ocaklarında işletme yöntemlerinin hassas bir şekilde etüdünün yapılması ve işletilmesi gerekmektedir.
Genel olarak sedimanter kayaçlar olan kalker ve marnın minerolojik yapısı zayıftır. Ancak özellikle kalker, ilksel konumlarını koruyamıyarak metamorfizma etkisinde kalarak daha sık dokulu ve sertlik derecesi daha yüksek olmaktadır. Ayrıca kalker yataklarının jeolojik yaşı arttıkça dayanımları yükselmektedir. Genç jeolojik yaşta ve büyük fay zonlarında yer alarak önemli tektonik hareketlerin etkisinde kalmış ve bu nedenle çatlaklanma ve kırıklanma geçirmiş yataklar daha kolay sökülebilmekte, dolayısıyla üretimleri kolay ve ekomik olmaktadır. Günümüzde çimento hammaddeleri kalker ve marn üretimi üç yöntemle olmaktadır.
2.1.1 Riperli dozerle üretim
Dozerle sökme işlemi dozerin arkasındaki pupaya sökücü olarak bir yada bir kaç tane riper takılarak gerçekleştirilir. Ocağın sert bölgelerinde söküm sırasında tek riper kullanılması ve dozerin bütün gücünün bu kola verilmesi gerekmektedir. Yumuşak ve kolay sökülebilen bölgelerde ise bir kaç riper dişi birden takılabilir. Riperli dozerler genellikle sökme ve sökülen malzemeyi yükleme platformuna küreme işlemlerini beraber yürütür. Sökme yapılan hat 50-100 m arasında olması gerekmektedir. Uzaklığın daha fazla olması dozerin küreme işlemini yapmasını büyük ölçüde zorlaştıracağından dönüm uzunluklarının kısa tutulması zorunludur. Riperin etki derinliği formasyon yapısına göre değişmekte olup, 40-70 cm arasında olmaktadır [1].
Sökücü olarak kullanılan dozerlerin kapasiteleri güçlerine göre değişmekte ve 250-500 ton/saat arasında olmaktadır. Sökme ve küreme işlemi birlikte gerçekleştirildiği için kapasitelerinde %50’ye varan düşmeler gerçekleşmektedir [1].
2.1.2 Galeri patlatması yöntemiyle üretim
Galeri sürülmesi yoluyla patlatma yapılması yöntemi ilk olarak askeri amaçlar için I. Dünya savaşından önce kullanılmış, daha sonra geniş kütlelerin alınması amacıyla uygulama alanı bulmuştur. Bu yöntem teknolojinin gelişmesi ile birlikte yerini delme yoluyla patlatmalara bırakmıştır.
Bu yöntemin uygunluğu, delici iş makinaları için yatırıma gerek olmaması ve kısa vadede göreceli olarak düşük maliyetle büyük miktarda hammadde çıkartılmasını sağlamasıdır. Ancak uzun vadede ocaklarda yüksek ayna oluşmasına neden olması, şiddetli sarsıntılar oluşturması, iş kaza olasılıklarının yüksek olması, üretim sırasında yan ve taban kayaçların hammadde içine karışmasına yol açması yüzünden kalitenin bozulması, bu yöntemin olumsuzluklarını oluşturmaktadır.
2.1.3 Delme patlatma yöntemiyle üretim
Bu yöntemde bir veya birden fazla delik açılarak patlayıcılarla doldurulur ve ateşleme yapılır. Delinen deliklerin çapı, dilim kalınlıkları, delik boyu ve delik sayısı, formasyonun niteliğine ve üretilecek malzemenin miktarına göre değişmektedir. Bu yöntem, kompleks mühendislik dizaynına ihtiyaç duyulan bir yöntemdir. Delme patlatma yöntemi uygulanacak sahaların homojen kayaç yapısına ve/veya süreksizlik özelliklerine sahip olmadığından sürekli olarak dizayn parametrelerinin kontrol altında tutulması gerekir. Patlatma sonucu oluşan tane boyut dağılımı homojen boyut dağılımı göstermemekte, patar mevcudiyeti olması durumunda da ikincil bir ateşleme veya hidrolik kırıcı ile kırılması gerekmektedir. Patar oluşumunun yanı sıra gereğinden küçük tane boyut dağılımı da delme patlatma uygulamanın dezavantajlarındandır. Özellikle üretilen malzeme daha sonra kırıcılarda işleme tabii tutuluyor olması nedeniyle homojenlik kırıcıların verimliliği açısından önem arzetmektedir. Delme patlatma uygulamasının en önemli dezavantajı ise oluşturduğu vibrasyonun yeraltı ve yerüstü yapılarına zarar vermesi ihtimalidir. Patlatma sonucu oluşan vibrasyon diğer basamaklarıda etkileyebilmekte ve basamakların stabiliteleri açısından problemlerle karşılaşılabilmektedir.Ayrıca ortaya çıkan toz çevre açısından sorunlar yaratmaktadır.
2.2 Nuh Çimento Kalker ve Marn Ocaklarının Tanıtılması
2.2.1. Bölgenin Genel Jeoloji
Bölge, Türkiye Jeoloji Haritası İstanbul paftasında yeralmaktadır. İstanbul-Kocaeli yarımadasındaki birimler Paleozoyikle başlamakta ve Tersiyer ile sona ermektedir. Paleozoyik, Ordovisyen yaşlı genellikle ‘Arkoz serisi’ veya ‘Kocaeli serisi’ olarak adlandırılan arkoz, kumtaşı, konglomera, alacalı şeyl ve kuvarsitten oluşan kırıntılı kayaçlardan; Silüriyen alacalı şeyller ve grovaklardan; Devoniyen kireçtaşları ve şeyllerden; Karbonifer ise çörtlerden, grovaklardan ve silttaşlarından meydana gelmektedir. Kocaeli yarımadası Mesozoyik, Triyas ve Üst Kretaseden meydana gelmiştir. Kocaeli yarımadasının Gebze ile Hereke arasındaki güney kesiminde yüzeylenen Triyas kırmızı renkli konglomera-kumtaşı seviyesi ile başlar. Taban
konglomerası niteliğindeki bu seri paleozoyik birimleri üzerinde açılı bir diskordansla durmakta ve çoğunlukla paleozoyik yaşlı kayaç çakıllarından ve kum tanelerinden oluşur. Bu seriyi sarımtrak kumlu kireçtaşları ve killi bol fosilli kireçtaşları izler. Bunların üzerine uyumlu olarak dolomitik kireçtaşlarından oluşan ve Eskişehir Kireçtaşları olarak adlandırılan birim bulunur. Dolomitik kireçtaşları üzerine marn ara tabakalı ve kırmızı yumrulu kireçtaşları gelir. Yumrulu kireçtaşları üzerinde uyumlu olarak yeşilimsi gri, boz renkli şeyller bulunur. Kocaeli Triyası’nın Tepeköy, Köseler, Çerkeşli köyleri dolaylarında yüzeylenen en üst seviyesi bitki atıkları içeren sarı bej renkli kumtaşlarından ve bunlarla yanal geçişli resifal kireçtaşlarından oluşmaktadır. Triyas üzerinde küçük açılı bir diskordansla transgresif olarak Üst Kretase yaşlı Hereke Pudingleri (konglomera) ve bunlara yanal geçişli rudistli kireçtaşları bulunur. Bu birimleri marn şeyl aratabakalı beyaz kireçtaşları ve Tavşanlı köyünün batısında gözlenen kumlu gri kireçtaşları izler. Bu yoğun kireçtaşları üzerinde uyumlu olarak marn, killi kireçtaşı, kumlu kireçtaşı ve kumtaşından oluşan Eosen Fliş birimi gelmektedir. Kocaeli yarımadasında bu birimleri Kuvaterner yaşlı çökeller diskordan olarak örtmektedir [2]. Bölgenin genel jeolojik haritası Şekil 1’de görülmektedir.
2.2.2. Kalker Ocağı
Kalker ocağında üretim planlaması; ağırlıklı olarak mıcır ve kireç tesisine malzeme sağlayan her biri 300 ton/saat kapasiteye sahip iki kırıcıya göre yapılmıştır. Ayrıca; çimento üretimi içinde ihtiyaç duyulduğunda çimento hammadde kırıcısına da kalker gönderilmektedir. Bu şartlarda ocakta 5000 ton/gün’lük bir üretim gerçekleştirilmektedir. Şekil 2.2’de Kalker ocağının genel görüntüsü verilmektedir. Kalker ocağı 25 hektarlık bir alana sahip olup, üretim oluşturulan basamaklarda delme-patlatma yöntemiyle gerçekleşmektedir. Şu anda ocak taban kotuna yakın 2 aynada ve yüksek kodda 1 olmak üzere toplam 3 aynada üretim gerçekleştirilmektedir. Düşük kotdaki aynalarda; 12 metre delik uzunluğu, 89 mm delik çapı, 2,5 metre delikler arası mesafe ve 3 metre dilim kalınlığı olmak üzere çift sıra delik atım düzeneğiyle üretim gerçekleşmektedir. Yüksek kodlu aynada ise, 20 metre delik uzunluğu, 115 mm delik çapı, 2,5 metre delikler arası mesafe ve 3,25
metre dilim kalınlığı olmak üzere çift sıra delik atım düzeneğiyle üretim gerçekleştirilmektedir.
Şekil 2.1 Bölgenin Genel Jeolojik Haritası
Şekil 2.2 Kalker ocağının genel görüntüsü
Delik delme işlemlerinde darbeli deliciler kullanılmaktadır.
Ateşleme sistemi çift sıra ve genellikle şeşbeş şeklinde delinen deliklerin 1 den 18’e kadar numaralı elektrikli kapsüllerin seri şekilde bağlanıp ateşlenmesi şeklindedir. Patlayıcı madde olarak kolon şarjında ANFO kullanılmaktadır. Ancak sulu deliklerin varlığında veya çok çatlaklı deliklerde ANFO’nun verimsizliği nedeniyle Emulite 75 kullanılmaktadır. Dip şarjda kuvvetli patlayıcı olarak Emülite 25 kullanılmaktadır. Sıkılama boyu delik boyunun 1/3’ü olarak yapılmakta, sıkılama malzemesi olarak delme işlemi sonucu oluşan kalker tozu kullanılmaktadır.
Malzeme RH30 shovel ve 1 adet lastik tekerlekli yükleyici ile yüklenmekte, patar mevcudiyeti durumunda ise hidrolik kırıcı kullanılmaktadır.
Patlatma işlemi sonucunda elde edilen parça boyutunun 80 cm’den küçük olması istenmektedir. Kırıcılara beslenebilen maksimum tane boyutu 1 metre’dir. Yapılan patlatma denemeleri sonucu tane boyutu dağılımı incelendiğinde iki temel sorunla karşılaşılmaktadır. Boyut dağılımında, kırıcıya beslenmesi mümkün olmayacak büyüklüklerde parça varlığı (patar) ve çok ince boyutlarda malzemenin patlatma sonucu oluşan yığın içersinde bulunmasıdır. Patarlar hidrolik kırıcı tarafından gerekli boyuta indirilirken, ince boyutlardaki malzeme elekler vasıtasıyla bypass edilerek kırıcıya beslenmeden besleme silolarına sevkedilmektedir. Patlatma işlemleri sırasında yapılan gözlemlere ve elde edilen tecrübelere göre, formasyonun çatlaklı olması ve kalker içersinde bulunan kil gibi tane boyutu çok ufak minerallerin varlığı karşılaşılan problemlerin nedeni olarak tanımlanabilir.
Kırıcıya beslenmeden by-pass olan malzemenin oranı %20 civarında olup, malzeme bant ucunda mevcut olan eleğe beslenerek iki gruba ayrılmaktadır. Elek üstü malzeme çimento kırıcısına gönderilirken, elek altı malzeme piyasaya dolgu malzemesi olarak verilerek değerlendirilmektedir.
Yukarıda belirtildiği gibi her biri 300 ton/saat kapasiteli 2 adet çeneli kırıcıya giren malzeme mıcır tesisi ile kireç tesisine malzeme hazırlanmaktadır. 30 tonluk kamyonlarla kırıcı bunkerlerine giren malzeme 5 cm aralıklı titreşimli ızgaraya beslenmekte ve ızgara üstü kırıcıya beslenirken ızgara altı bypass edilmektedir. Birinci grup kırıcıdan çıkan malzeme boyutu genellikle 14-17 cm arasında olmaktadır. Birinci gruptan çıkan malzeme 14 cm aralıklı eleğe beslenerek elek üstü ikincil kırıcıya beslenmekte ve elde edilen 9-13 cm boyutundaki malzeme elek altı ile birleştirilerek bir bant vasıtasıyla çift yönlü çalışan stokhol döküm bantına yollanmaktadır. Çift yöne aktarım yapabilen bant, kırılan malzemenin özelliğine göre şayet killi veya demir oranı yüksek olması halinde mıcır, daha saf malzeme olması durumunda da malzemeyi kireç stokholüne dökecek şekilde çalışır. Stokhol altında bulunan yükleme tünelleri vasıtasıyla malzeme kireç ve mıcır tesisine aktarılmaktadır.
Çimento tesisine ana hammadde olarak sağlanan marn, 500 ton/saat kırma kapasitesine sahip çift şaftlı çekiçli kırıcıya girmektedir. Marn üretimi oluşturan basamakların 6 metrelik kısmının patlayıcı kullanılarak gevşetilmesi ve yükleyici makinelerle kamyonlara yüklenerek nakliyatının yapılması şeklinde gerçekleşmektedir. Şekil 2.3’de Marn ocağından genel bir görüntü verilmektedir. Her bir ayna yaklaşık 30 metre uzunluğundadır. Delik uzunluğu 6 metre, delik çapı 89 mm, delikler arası mesafe 2,5 metre, dilim kalınlığı 3 metre olarak delik dizaynı gerçekleştirilmektedir.
Ateşleme sistemi, optimize edilerek vibrasyon problemi en aza indirilmeye çalışılmaktadır. Patlayıcı madde olarak ANFO ve dip şarj patlayıcısı olarak Emülite 25, sulu ve çatlaklı deliklerde ise Emülite75 kullanılmaktadır. Sıkılama boyu delik uzunluğunun 1/3’ü olarak uygulanmaktadır.
Delikler yerüstünden darbeli deliciler ile delinmektedir. Gevşetilen malzeme, Hitachi 1800 shovel ve O-K RH 40 lastik tekerlekli yükleyici ve Michigan shovel yükleyici ile 85 tonluk 3 adet EUCLIDE kamyonlara yüklenerek nakliyat yapılmakta ve. malzeme kırıcıya beslenmektedir. Kırıcıdan çıkan malzemenin ortalama boyutu 3 cm’dir.
2.3 Nuh Çimento Hammadde Üretimleri ve Maliyetleri
2.3.1 Hammadde Üretim Organizasyonu
Nuh çimento hammadde ocakları üretim organizasyonu açısından kendi içinde bölümlere ayrılmıştır. Üretim organizasyonu, çimento ünitesi ve kireç ünitesi olmak üzere 2 ana grupta gerçekleştirilmektedir. İki ünitenin hammadde ihtiyacı, kireç ünitesi için kalker, çimento ünitesi için ise, %70 marn ve %20 kalkerdir. Şirket kalker ocağındaki üretimi gerçekleştirmek amacıyla taşeronlardan yararlanmaktadır. Buna göre, delme işini bir taşeron, kırıcılara teslim olarak nakliye işini bir başka taşeron yapmakta, patlayıcı sarf malzemelerini, yükleme işi ve işçilikleri şirketin kendisi üstlenmiştir. Marn ocaklarında ise tüm organizasyon şirketin kendisi tarafından yürütülmektedir.
Yukarıda açıklanan iş organizasyonu nedeniyle maliyet analizi, her grubun kendi maliyat kalemlerinin toplanması ve birlikte değerlendirilmesi gerekliliğini ortaya koymuştur. Bu çalışmada, bütün grupların maliyetleri toplanmış, kalem kalem tasnif edilmiş ve bütünleştirilerek delme+patlatma+yükleme+nakliye maliyetleri hesaplanmıştır. Maliyet hesabında, amaç sürekli yüzey kazıcıların kullanılması durumunda oluşacak maliyet ile delme patlatma yönteminin maliyet açısından karşılaştırılmasıdır. Bu nedenle vergiler, örtülü giderler, harçlar, demirbaş, alt yapı üst yapı tesislerin amortismanları gibi maliyetlere dolaylı olarak yüklenilmesi gereken kalemler her iki sistemide etkileyeceği için gözönüne alınmayacaktır. Araştırmanın yapıldığı dönem için, Dolar kuru 1.300.000 TL olarak kabul edilmiştir.
Birim maliyetlerin hesabı için istihraç edilen (çıkarılan) malzeme miktarının belirlenmesi en önemli kriterlerden biridir. Aylık üretimler, ünitelerin piyasa talepleri doğrultusunda gerçekleştiği üretimlerden meydana geldiği için 2001 yılında Ocak- Mayıs ayları arasında istihraç edilen malzemenin ortalaması yapılan hesaplarda kabul edilmiştir. Tablo 2.1 ve Tablo 2.2’de istihraç edilen kalker ve marn miktarları görülmektedir.
Tablo 2.1 Kalker üretim miktarı
AYLAR KALKER (ton)
(Kireç Fabrikasına) KALKER (ton) (Çimento fabrikasına) TOPLAM (ton) Ocak 123.503 69.245 192748 Şubat 125.233 47.421 172654 Mart 49.341 41.839 90824 Nisan 64.813 30.124 94937 Mayıs 74.882 18.555 93437 Ortalama 87554 41437 128990
Tablo 2.2 Marn üretim miktarı
AYLAR MARN (ton)
Ocak 129.900 Şubat 201.600 Mart 204.200 Nisan 261.900 Mayıs 271.000 Ortalama 213720
Kalker üretimi çimento ve kireç fabrikası için toplam 128990 ton/ay’dır. Bunun 41437 ton/ay’ı çimento fabrikasında kullanılmaktadır. Çimento fabrikası için yapılan toplam marn üretimi ise 213720 ton/ay’dır.
2.3.3. Kalker Üretim Maliyeti 2.3.3.1 Delik Delme maliyeti
Şirket tarafından taşerona verilen delik delme işlemleri, 2 adet Frukowa yerüstünden darbeli delici tarafından yapılmaktadır. Şirket ile müteahhit tarafından yapılan sözleşmeye göre delme maliyeti 255.000 TL/ton (0,2 $) olarak belirlenmiştir.
2.3.3.2 Patlatma maliyeti
Patlayıcı sarf maliyetlerini hesaplamak amacıyla, 2001 Haziran ayında yapılan atımlar tek tek takip edilmiş ve patlayıcı operasyonunda kullanılan sarf giderleri kayıt altına alınmıştır. Tablo 2.3’de delik parametreleri verilmiş ve yapılan üretim miktarı verilmektedir. Tablo 2.4’de hesaplanan ortalama özgül şarjlar verilmektedir.
Tablo 2.3 Kalker ocak sahasında uygulanan delik parametreleri ve üretim miktarı
21.06.200 1 105 20 75 3,25 2,5 12 975 22.06.200 1 89 12 78 3,25 2,5 15 1463 25.06.2 001 89 12 78 3,25 2,5 25 0,022 TARİH Delik çapı
(mm) Delik Uzunluğu (m) Delik eğimi (derece) Dilim kalınlığı ( m) Delikler arası mesafe ( m) Delik sayısı (adet) Üretim Miktarı (m3) 01.06.2001 89 12 75 3,25 2,5 14 1268 07.06.2001 105 20 75 3,25 2,5 15 2275 08.06.2001 89 12 78 3,25 2,5 14 1268 12.06.2001 89 12 75 3,25 2,5 28 2535 14.06.2001 89 12 78 3,25 2,5 14 1268 15.06.2001 105 20 75 3,25 2,5 13 1950 18.06.2001 89 12 75 3,25 2,5 15 1463 20.06.2001 89 12 75 3,25 2,5 25 2340
2340 27.06.2 001 89 12 75 3,25 2,5 23 2145 Tablo 2.4 Kalker ocağınd a delme patlatm a uygula masında özgül şarjlar TARİH 06.20 01 ANFO (kg) Kapsül (Adet) Emülite 25 (kg ) Emülite 75 (kg ) Anfo Özgül şarj (k g/m3) Emülite 25 özg ül şarj (k g/m3) Emilite 75 Öz
şarj (k g/m3) Kapsül Adet/ m3 01 550 28 20 40 0,4337 0,015 0,031 07 1400 30 20 100 0,6153 0,008 0,043 0,013 08 500 28 15 60 0,3943 0,011 0,047 0,022 12 600 56 20 20 0,2366 0,007 0,007 0,022 14 600 28 15 20 0,4731 0,011 0,015 0,022 15 1200 26 15 100 0,6153 0,007 0,051 0,013 18 650 30 15 20 0,4442 0,010 0,013 0,020 20 850 50 25 20 0,3632 0,010 0,008 0,021 21 1100 24 15 100 1,1282 0,015 0,102 0,024 22 750 30 25 0 0,5126 0,017 0 0,020 25 950 50 25 0 0,4059 0,010 0 0,021 27 950 46 30 120 0,4428 0,013 0,055 0,021 Ortalama 0,5054 0,011 0,037 0,020 Kalker yoğunluğu 2,5 ton/m³ olarak kabul edildiğinde ;
ANFO : 187 gr/ton Emülite 25 : 4,5 gr/ton Emülite 75 : 14 gr/ton
Kapsül : 0,007 adet/ton olarak sarf giderleri hesaplanmışıtır. Tablo 2.5’de patlayıcı madde giderlerinin alım fiyatları verilmiştir.
Tablo 2.5 Patlayıcı madde giderlerinin birim fiyatları
Malzeme Fiyatı ( TL)
Anfo (kg) 504900 Emülite 25 (kg) 1976000 Emülite 75 (kg) 1000007
Kapsül (adet) 561000
Kullanılan patlayıcı maliyeti :
ANFO : 0.187 kg/ton x 504.900 TL/kg = 94416 TL/ton Emülite 25 : 0,0045 kg/ton x 1.976.000 TL/kg = 8892 TL/ton Emülite 75 :0.014 kg/ton x 1.000.007 TL/kg = 140000 TL/ton Kapsül :0,007 adet/ton x 561.000 TL/kg = 3927 TL/ton
Toplam birim maliyet = 247235 TL/ton
Patlatma işlerinde işçilikten kaynaklanan maliyetler kalker ve marn 30.090 TL/ton olarak Nuh Çimento tarafından sağlanan verilere göre kabul edilmiştir.
Kalker üretiminde patlatma toplam birim maliyeti 0.22 $/ton olarak belirlenmiştir. 2.3.3.3 Yükleme maliyeti
Nuh Çimento Fabrika kayıtlarında kalker üretimi için ortalama yükleme birim maliyeti 0.29 $/ton olarak yeralmaktadır.
2.3.3.4 Nakliyat maliyeti
Şirket tarafından taşerona verilen nakliyat işi, 28 adet 30 tonluk kamyonlarla yapılmaktadır. Şirket ile taşeron tarafından yapılan sözleşmeye göre nakliye maliyeti 325.000 TL/ton ( 0,25 $/ton) olarak belirlenmiştir.
Tablo 2.6’da kalker üretim maliyetleri, Şekil 2.4’de patlatma uygulamasının maliyetler üzerindeki dağılımı verilmiştir.
Tablo 2.6 Kalker üretim maliyet unsurları ($/ton)
DELME MALİYETİ 0,20
PATLATMA MALİYETİ 0,22
YÜKLEME MALİYETİ 0,29
TOPLAM BİRİM MALİYET 0,96
EMBED Excel.Chart.8 \s
Şekil 2.4 Kalker üretiminde maliyetlerin dağılımı
2.3.4 Marn Üretim Maliyeti
Marn üretim maliyeti hesaplarında fabrikada önceden yapılan çalışmalardan yararlanılmıştır.
2.3.4.1 Delik Delme maliyeti
Fabrikada daha önce yapılan çalışmada; delik delme birim maliyetleri 0.038 $/ton olarak belirlenmiştir.
2.3.4.2 Patlatma Maliyeti
Tablo 2.7’de delik parametreleri ve üretim miktarları verilmiştir. Tablo 2.8’de patlayıcı madde giderlerinin alım fiyatları verilmiştir.Tablo 2.9’da ortalama özgül şarjlar sunulmaktadır.
Tablo 2.7 Marn ocak sahasında uygulanan delik parametreleri ve üretim miktarı
TARİH Delik çapı (mm) Delik Uzunluğu (m) Delik eğimi (derece) Dilim Kalınlığı (m) Delikler arası mesafe (m) Delik sayısı (adet) Üretim Miktarı (m3) 01.06.2001 89 6 78 3 2,5 20 810 02.06.2001 89 6 75 3 2,5 55 2430 04.06.2001 89 6 75 3 2,5 35 1530 07.06.2001 89 6 78 3 2,5 40 1710 08.06.2001 89 6 78 3 2,5 20 810 11.06.2001 89 6 75 3 2,5 35 1530 12.06.2001 89 6 78 3 2,5 25 1080 13.06.2001 89 6 75 3 2,5 25 1080
15.06.2001 89 6 75 3 2,5 20 810 18.06.2001 89 6 78 3 2,5 25 1080 19.06.2001 89 6 75 3 2,5 15 630 20.06.2001 89 6 78 3 2,5 45 1980 21.06.2001 89 6 75 3 2,5 40 1710 21.06.2001 89 6 75 3 2,5 45 1980 23.06.2001 89 6 78 3 2,5 35 1530 25.06.2001 89 6 78 3 2,5 35 1530 26.06.2001 89 6 75 3 2,5 30 1260 27.06.2001 89 6 75 3 2,5 35 1530
Tablo 2.8 Patlayıcı madde giderlerinin birim fiyatları
Malzeme Fiyat (TL)
Anfo (kg) 504900 Emülite 25 (kg) 1976000 Emülite 75 (kg) 1000007 Adi kapsül (Adet) 116340
Tablo 2.9 Marn ocağında delme patlatma uygulamasında özgül şarjlar TARİH ANFO (kg) Fitil (m) Adi kapsül (adet) Emülite 25 (kg) Emülite 75 (kg) Anfo Özgül şarj (kg/m3) Emilite25 özgül Şarj (kg/m3) Emilite75 özgül şarj (kg/m3) Kapsül (adet/m3) Fitil (metre/m3) 01.06.2001 250 100 20 10 - 0,31 0,012 - 0,024 0,123 02.06.2001 700 270 55 25 - 0,28 0,010 - 0,022 0,111 04.06.2001 350 180 35 15 - 0,23 0,009 - 0,022 0,117 07.06.2001 600 200 40 20 - 0,35 0,011 - 0,023 0,116 08.06.2001 300 100 20 10 80 0,37 0,012 0,098 0,024 0,123 11.06.2001 550 160 35 15 40 0,36 0,009 0,026 0,022 0,104 12.06.2001 450 160 25 30 - 0,42 0,027 - 0,023 0,148 13.06.2001 150 120 25 10 - 0,14 0,009 - 0,023 0,111 15.06.2001 150 100 20 10 80 0,18 0,012 0,098 0,024 0,123 18.06.2001 400 130 25 15 - 0,37 0,013 - 0,023 0,120 19.06.2001 200 80 15 10 - 0,32 0,015 - 0,023 0,126 20.06.2001 700 230 45 20 - 0,35 0,010 - 0,022 0,116 21.06.2001 600 200 40 20 - 0,35 0,011 - 0,023 0,116 21.06.2001 700 230 45 25 - 0,35 0,012 - 0,022 0,116 23.06.2001 550 180 35 20 - 0,36 0,013 - 0,022 0,117 25.06.2001 550 180 35 15 - 0,36 0,009 - 0,022 0,117 26.06.2001 450 150 30 15 - 0,36 0,011 - 0,023 0,119 27.06.2001 550 180 35 15 - 0,36 0,009 - 0,022 0,117 Ortalama 0,32 0,012 0,012 0,023 0,119
Patlayıcı birim maliyet ANFO : 0,32 kg/m3 x 504900 TL/kg = 161568 TL/m3 Emülite 25 : 0,012 kg/m3 x 1976000 TL/kg = 23712 TL/m3 Emülite 75 : 0,012 kg/m3 x 1000007 TL/kg = 12000 TL/m3 Adi kapsül : 0,023 kg/m3 x 116340 TLkg = 2675 TL /m3 Katranlı fitil : 0,119 kg/m3 x 306779 TL/metre = 36500 TL/m3 Toplam = 236455 TL/m3 Marn yoğunluğu 2 ton/m3
olup, birim maliyet = 118230 TL/ton
Toplam patlayıcı birim maliyeti işçilik ilave edildiğinde 0.10 $/ton olarak tesbit edilmiştir. 2.3.3.3 Yükleme maliyeti
İşletmede toplam yükleme maliyetleri 0,41 $/ton olarak tesbit edilmiştir. 2.3.4.4 Nakliyat maliyeti
Ocak sahası ile kırıcı ünitesi birbirlerine çok yakındır. 85 tonluk EUCLIDE kamyonlarla nakliye işi gerçekleştirilmektedir. İşletme verilerine göre birim nakliyat maliyetleri 0.2 $/ton olarak verilmiştir.
Tablo 2.10’da marn üretim birim maliyet unsurları ve Şekil 2.5’de maliyet dağılımları sunulmaktadır.
Tablo 2.10 Marn üretim maliyet unsurları ($/ton) DELME MALİYETİ 0,038 PATLATMA MALİYETİ 0,41 YÜKLEME MALİYETİ 0,10 NAKLİYE MALİYETİ 0,2 TOPLAM BİRİM MALİYET 0,75 Delme 5% patlatma 14% Yükleme 54% Nakliye 27%
4. SÜREKLİ YÜZEY KAZICILAR (CONTINUOUS SURFACE MINER)
Yeraltı uzunayak kömür madenciliğinde , çeşitli damar kalınlıklarının makine ile kazımı düşüncesiyle ortaya çıkan Sürekli Yüzey Kazıcılar prensipte kollu galeri açma makinelerine benzer şekilde keskilerle donatılmış geniş kesici tambura sahip makinalardır. Bu tip makinelerin daha sonra açık ocak işletmelerinde kullanılması fikriyle uygulama alanları ve makine spesifikasyonları önemli ölçüde ilerlemeler kaydetmiştir.
4.1. Sürekli yüzey kazıcılar
Açık ocak işletmelerinde kullanılan sürekli yüzey kazıcıların formasyonları kesme yöntemine dayanarak 2 gruba ayırmak mümkündür.
4.1. Alttan Tamburlu Sürekli Yüzey Kazıcılar
Şekil 4.1’de görülen Sürekli Yüzey Kazıcı, altında bulunan kesici tambur yardımı ile her dönüşte yüzeyden bir dilimi kaldıran ve kesilen formasyonu bir zincirli oluk yardımı ile taşıma ünitelerine aktaran bir çeşit kesici yükleyici makinadır [30].
Şekil 4.2’de Sürekli Yüzey Kazıcının tamburu ve keskiler, Şekil 4.3 ise makinanın parçaları görülmektedir [30]
4.1.1.1 Alttan tamburlu yüzey kazıcıların ana parçaları ve işlevleri
Gövde
Ön kısmında hareketli (sağ, sol, 90) yükleme konveyörünü, alt kısmında bağımsız 4 adet paralel hareketli palet sistemini, kesici tamburu, zincirli taşıma konveyörünü, içinde motor ve su ünitelerini, üst bölümünde sürücü kabini bulunduran rijid konstrüksiyondur. Kesici Tambur
Kesici tambur yukarı kesme yönünde dönmektedir. Değişen makina modellerine göre 2 ile 4,2 m’ye kadar çeşitli genişlikte olabilmektedirler. Keskiler, tambur gövdesine kaynakla kesici tutuculara monte edilmiştir. Keski tipleri ve parametreleri malzeme özelliklerine bağlı olarak seçilmektedir. Keski tipi olarak kama ve kalem uçlu keskiler kullanılmaktadır.
Konveyör sistemi
Konveyör sistemi kesici tamburla kesilen ve parçalanan malzemeyi toplayan geniş bir kayışa sahip makina alt kısmında zincirli konveyörü ve buradan malzemenin taşındığı aktarma konveyörünü içermektedir. Boşaltma, yönü (sağ, sol, 90), yüksekliği ve bant hızının ayarlanabildiği aktarma konveyörü sayesinde malzemenin kamyonlara aktarımı sağlanmaktadır.
Yürüme ünitelerinin tahriki
Makinanın sahip olduğu 4 adet palet ünitesinin her biri, hidrolik motorla tahrik edilen bir planet dişli sistemi ile yürütülür. Ön ve arka hidrolik motorların herbiri, değişken debili bir pompa ile beslenmektedir. Yürüme ve konveyör dişli sistemlerinin hızları aralıksız olarak sıfırdan maksimuma kadar ayarlanabilmektedir.
Kesici Tambur ünitesinin tahriki
Kesici tambura yerleştirilmiş transmisyon ve planet sistemi dizel motorun mekanik kavraması tarfından tahrik edilerek kesici tambura güç sağlanır.
Sıyırıcı bıçak
Kesici tamburun arka kısmında hidrolik olarak hareket ettirilebilen sıyırıcı bıçak tambur muhafazasına bağlanmıştır, böylelikle kesme sırasında temiz bir kesme yüzeyi
sağlanmaktadır. Kesme derinliği ayarı
Kesme derinliği hidrolik silindirlerle sağlanmaktadır. Arka palet süspansiyonları, otomatik kesme derinliği kontrol ünitesiyle ayarlanmaktadır. Böylelikle kesme derinliği ayarlanabildiğinden arakesmelere sahip formasyonlarda selektif kazı yapılabilmektedir. Makina yönlendirme
Makina, ön taraftaki paletlerin her birinde mevcut olan hidrolik silindirlerle yönlendirilmektedir.
Su püskürtme sistemi
Su püskürtme sistemi, keski aşınmasını azaltmak ve kesme sırasında oluşan tozun geniş oranda önlenmesi için püskürtme nozullarıyla sağlanmaktadır. Aynı sistem yükleme konveyöründe de bulunmaktadır.
Merkezi yağlama sistemi
Yüzey kazıyıcı, bütün önemli yatakların gres ile yağlanmasını sağlayan bir yağlama sistemine sahiptir.
Kabin
Kapalı kabin ses geçirmez ve vibrasyon önleyici elemanlar üzerine yerleştirilmiştir. Isınma ve klima sistemine sahip olup, tüm önemli kontrollere ulaşabilecek şekilde konfora sahiptir.
4.1.1.2. Alttan tamburlu yüzey kazıcılarında kullanılan keskiler
Şekil 4.4’de alttan tamburlu sürekli yüzey kazıcılarından Wirtgen firmasının makinalarında kullanılan kalem uçlu keskiler görülmektedir [30].
Şekil 4.4 Alttan tamburlu yüzey kazıcılarda kullanılan değişik çaplı tungsten karbit uçlu keskiler
Şekil 4.5’de değişik çapta üretilmiş tungsten karbit uçlu keskiler görülmektedir [30].
Şekil 4.5 Değişik çaplı tungsten karbit uçlu keskiler
Küçük çaplı tungsten karbit uç yerleştirilmiş keskilerin ömürleri geniş çaplılara oranla daha kısa, sağladıkları penetrasyon kuvvetleri daha iyi, kesme performansları daha yüksektir. Kesilen kayacın tane boyut dağılımını etkileyen birincil faktörler kesme derinliği ve keskiler arası mesafedir. Bu faktörlerin yanı sıra kullanılan keskinin çapıda kesilen malzemenin boyut dağılımını etkilemektedir. Küçük çaplı keskiler, geniş çaplı keskilere nazaran daha kaba tanelerin oluşmasını sağlar [30].
4.1.1.3 Alttan tamburlu sürekli yüzey kazıcıların kazı yöntemleri 1. Dilimleme metodu
Dilimleme metodunda, sürekli yüzey kazıcı düz bir sahada sürekli olarak belirlenen dilim kalınlığında formasyonu keserek, tüm sahayı kavis oluşturarak tarayıp kazı işlemini kesintiye uğratmaksızın sürdürür. Maden sahasının böylelikle dilim dilim kesilerek üretimi sağlanmış olur. Şekil 4.6’da dilimleme metodu görülmektedir [30].
2. Blok metodu
Konvansiyonel yöntem olan delme patlatma delme patlatma yöntemi ile üretim yapılan taşocaklarına sürekli yüzey kazıcıların entegre edilmesini sağlayan bir yöntemdir. Blok
aynı anda bir üst basamağa bağlantıyı sağlıyacak rampada makina tarafından oluşturulur. Şekil 4.7’de blok metodu görülmektedir [30].
Şekil 4.6 Dilimleme metodu
Şekil 4.7 Blok metod
Alttan tamburlu yüzey kazıcıların verimliliğini etkileyen unsurlardan biri de uygun çalışma alanını uzunluğudur. Bir dilim kesildikten sonra diğer dilim kesimine geçmek için gerekli makina manevra zamanının en aza indirilmesi ancak uzun çalışma hattıyla sağlanabilir. Çalışma alanın uzunluğunu belirleyen faktörler :
- Kesme derinliği
- Kayaç basınç dayanımı ve yapısı - Makina tipi ve gücüdür.
Alttan tamburlu makinalardan Wirtgen firmasının ürettiği makinalarda, standart uygulamalarda elde edilen tecrübelere dayanılarak tavsiye edilen çalışma alanı uzunlukları, sert kayaç ve düşük ilerleme hızlarında 100 m, yüksek ilerleme hızlarında ve yumuşak kayaçlarda 300 m’dir.
4.1.2 Önden Tamburlu Sürekli Yüzey Kazıcılar
Şekil 4.8’de görülen kazıcı, roadheaderlar gibi kesici tamburun önde olduğu ve kazı arınını yukarıdan aşağı doğru keserek, kesilen malzemenin makine önündeki apronlar vasıtasıyla toplanarak makine içerisindeki zincirli oluğa ve oradan aktarma konveyörüne taşınarak komyon veya diğer nakliyat ünitelerine aktarılmasıyla üretim gerçekleştirilmektedir.
Şekil 4.8 Önden Tamburlu Sürekli Yüzey Kazıcı
Yukarıda bahsedilen makineleri üreten firmalardan bazılarının ticari adları aşağıda verilmektedir.
1. Wirtgen (SM Serisi)
2. Foster Miller ( Continuous Excavator) 3. Huron Manufacturing (Easi-Miner) 4. Mc Nally Pittsburg (WL-50) 5. CMI (TR and PR serileri)
7. Badrock Construction (Rotaminer ) 8. Satterwhite International (SC 3000) 9. Voest Alpine
10. Man Takraf
Ancak bu makinelerin ocaklarda uygulamalarında birçok sorun ortaya çıkmış ve bu nedenle birçoğu piyasadan çekilmiştir. İstenilen verime ulaşılamamasında kazılan formasyonlar için uygun tasarımda makine kullanılmamış olması önemli bir nedendir. Yaygın olarak önden tamburlu tiplerde Voest Alpine, Alttan tamburlularda ise, Wirtgen (SM Serisi) ve Huron Manufacturing (Easi-Miner) makineleri piyasada halen talep görmektedir [5]. Tablo 4.1 [5,30,32,33], Tablo 4.2 [34,35], Tablo 4.3 [34] ve Tablo 4.4’de [36] adı geçen makinaların genel özellikleri görülmektedir.
Tablo 4.1 Wirtgen Sürekli Kazıcıların Karakteristikleri
Teknik Özellikler 2100 SM 2200 SM 2500 SM 2600 SM 3000 SM 3500 SM 3700 SM 4200 SM Toplam tahrik gücü (kW) 448 596 783 559 559 895 1194 1193 Tam yükte yakıt sarfiyatı (l/h) 110 150 191,5 152 160 233 284 284 Toplam ağırlık (ton) 39,5 51 103 67,5 50 137 176 191,4 Kesme tambur genişliği (m) 2 2,2 2,5 2,6 - 3,5 3,7 4,2 Kesme dilim kalınlığı (m) 0,25 0,35 0,6 0,25 0,3 0,47 0,6 0,8
Palet adedi 4 4 4 3 4 4 4 4
Çalışma hızı (km/saat) 0-1,6 - 0-0,15 0-1,5 0-1,3 0-1,5 0-1,2 0-1,5 Yürüme hızı (km/saat) 0-4,6 0-5 0-3,9 0-6 0-3,5 0-3,9 0-2,5 0-2,8 Bant kapasitesi (m3/saat) 550 668 1100 845 1900 3500 2400 2400 Satış Fiyatı (1000 x USD) - 700 1400 - - 2300 3000 -
Tablo 4.2 Yüzey kazıcıların karakteristikleri Teknik Özellikler Foster
Miller
Easi Miner 1018
Easi Miner
1224 WL-50 Toplam ağırlık (ton) 69,84 45,35 108,84 106,58
Kesme dilim kalınlığı (m) 1,22 0,46 0,61 -
Tambur genişliği (m) 3,45 3,12 4,14 2,90
Çalışma hızı (m/dak) 3,66 45,72 60,96 2,44
Toplam tahrik gücü (kW) 157-380 559 895 429
Satış Fiyatı (1000 x USD) - 1000 1500 -
Tablo 4.3 Yüzey kazıcıların karakteristikleri
Teknik özellikler Unimatic TR225M PR1000 Rotaminer SC3000
Toplam ağırlık (ton) 99,77 17,69 46,77 20,50 63,49
Kesme dilim kalınlığı (m) 1,22-2,44 0,254 0,254 0,457 2,90
Tambur genişliği (m) 4,6 2,8 4,6 2,6 4,2
Çalışma hızı (m/dak) 26,8 33,5 25,9 45,7 79,3
Toplam tahrik gücü (kW) 895 157 900 - 656
Satış Fiyatı (1000 x USD) - 200 575 - 1000
Tablo 4.4 Man Takraf sürekli yüzey kazıcıların karakteristikleri
Teknik özellikler MTS300 MTS500 MTS800 MTS1250 MTS2000
Bant kapasitesi (m3/h) 300 500 800 1250 2000
Tambur genişliği (mm) 3650 4450 5100 5900 6700
Kesme yüksekliği (mm) 800 1000 1200 1400 1600
Makina Gücü (kW) 400-850 600-1200 800-1600 1000-2000 1200-2000
Voest Alpine Yüzey kazıcıları en küçüğü 70 ton ağırlığında 400 kW gücünde, 4 m yükseklik ve 5 m genişliğinde kaya bloklarında 100-400 m³/h’lık üretim kapasitesi, en büyükleri 450 ton ağırlığında 2500 kW gücünde, 10 m yükseklik 16,7 m genişliğindeki kaya bloklarında 750-5000 m³/h’lık üretim kapasitesine ulaştığı belirtilmektedir [37].
4.2. Üretici firmalar tarafından önerilen makina seçim ve üretim miktarı tahminleri Sürekli yüzey kazıcılarda formasyon özelliklerine bağlı olarak, hangi tip ve motor gücünde makina seçileceğine karar vermek ve üretim miktarının kestiriminde izlenecek metod, literatürde yıllarca üzerinde çalışılmış ve bilimsel alt yapıya sahip yöntemlerin kullanılması olmalıdır. Ancak ön izleme yöntemi ve çerçeve görüşe sahip olmak amacıyla üretici firmaların makina seçimleri için hazırladığı taslak, yöntem veya öngörüleri gözönünde bulundurmak yararlı bir yoldur. Üretici firmalar nihai olarak ticari kuruluşlardır ve varlıklarının sebebi kar amaçlı olarak üretilen ürünlerinin piyasaya sunumudur. Bu nedenle üretici firmalar tarafından öngörülen tahminlere ihtiyatlı yaklaşmak gerekir. Aşağıda Wirtgen ve Voest Alpine firmaları tarafından piyasaya sürülen sürekli yüzey kazıcıların kazı performanslarının kestirimi ve bazı kayaç özelliklerine göre makina seçimi önerilmektedir. Şekil 4.9’da Wirtgen firmasının kayaç basınç dayanımına bağlı olarak seçilmesi gereken sürekli yüzey kazıcı tipi ile yapabileceği üretim miktarını veren yaklaşım sunulmaktadır [30].
Şekil 4.9 Wirtgen sürekli yüzey kazıcıların formasyonların özelliklerine göre verimleri Voest Alpine VASM 2D’nin kazı performansının aşağıdaki Tablo 4.4’de gösterildiği gibi olduğu iddia edilmektedir [5].
Tablo 4.5 VASM 2D Voest Alpine sürekli yüzey kazıcısının formasyon özelliklerine göre verimleri Kayaç tipi Sınıfı Basınç dayanımı (Mpa) Basınçday./ Çekme day. Üretim Miktarı (m³/h) Keski Tüketimi (m³/keski) Kömür Yumuşak 10-20 400 250-600 Kömür Sert 25-40 300 200-400 Alçıtaşı 15-40 Üstü 10:1 400 175-400 Dolomit 10-30 300 80-150 Kireçtaşı Masif 10-40 Üstü 12:1 300 80-150 Kireçtaşı Tabakalı<20 cm 80 300 75-250 Marn Masif 10-40 Üstü 12:1 300 150-300 Marn Tabakalı<20 cm 80 200 200-800 Cevher Masif 40 Üstü 12:1 200 75-150 Cevher Tabakalı 80 300 150-400 4.3 Uygulamalar
1. Western Colleries LTD. Australia,1988 Wirtgen 300 SM
Kömür damarı : Basınç dayanımı 35 MPa, damar kalınlığı 1,9 m. olan arında yer yer ince kesmeler mevcut .
Üretim : Ortalama 247 t/h, maksimum 600 t/h.
Kömür üretim oranı, klasik yöntemde %70 iken bu uygulamada %98,6’ya çıkmış ve kül oranıda %9’dan %6,5’a düşmüştür [32].
2. Bosna, Gacko Linyit Ocağı, 1990 Wirtgen 3500 SM
300 MW’lık termik santral için yılda 2,4 milyon ton kömür gerekmektedir. Damar kalınlığı 12-14 m, eğim 5-14 derece arasındadır.
Ulaşılan üretim miktarı; basınç dayanımı 9 MPa olan kömürde 595 m³/h (yerinde), basınç dayanımı 7,5 MPa olan marn için ise 800 m³/h olmuştur. 500 saatlik uygulamada sırasında 100 adet uç sarfiyatı olmuş ve 392500 ton kömür elde edilmiştir. Bölgede üretimin %40’ bu makine ile %60 ‘ı Bucket Wheel Eskavatör ile sağlanmaktadır. Sürekli
