Açık İşletmelerde Makine Performanslarının Belirlenmesi Purevbat Davaadoo YÜKSEK LİSANS TEZİ Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Ağustos 2017

(1)

Açık İşletmelerde Makine Performanslarının Belirlenmesi Purevbat Davaadoo

YÜKSEK LİSANS TEZİ Maden Mühendisliği Anabilim Dalı

Ağustos 2017

(2)

Determination of Equipment Performance in Open Pit Mines Purevbat Davaadoo

MASTER OF SCIENCE THESIS Department of Mining Engineering

August 2017

(3)

Açık İşletmelerde Makine Performanslarının Belirlenmesi

Purevbat Davaadoo

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Lisansüstü Yönetmeliği Uyarınca Maden Mühendisliği Anabilim Dalı

Maden İşletme Bilim Dalında YÜKSEK LİSANS TEZİ

Olarak Hazırlanmıştır

Danışman: Doç. Dr. Hüseyin Ankara

Ağustos 2017

(4)

ONAY

Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans öğrencisi Purevbat Davaadoo’nün YÜKSEK LİSANS tezi olarak hazırladığı “Açık İşletmelerde Makine Performanslarının Belirlenmesi” başlıklı bu çalışma, jürimizce lisansüstü yönetmeliğin ilgili maddeleri uyarınca değerlendirilerek oybirliği ile kabul edilmiştir.

Danışman : Doç. Dr. Hüseyin Ankara

Yüksek Lisans Tez Savunma Jürisi : Üye : Doç. Dr. Hüseyin Ankara

Üye : Yrd. Doç. Dr. Mehmet Aksoy Üye : Doç. Dr. Süheyla Yerel Kandemir

Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu’nun ... tarih ve ... sayılı kararıyla onaylanmıştır.

Prof. Dr. Hürriyet ERŞAHAN Enstitü Müdürü

(5)

ETİK BEYAN

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü tez yazım kılavuzuna göre, Doç.

Dr. Hüseyin ANKARA danışmanlığında hazırlamış olduğum “Açık İşletmelerde Makine Performanslarının Belirlenmesi” başlıklı YÜKSEK LİSANS tezimin özgün bir çalışma olduğunu; tez çalışmamın tüm aşamalarında bilimsel etik ilke ve kurallara uygun davrandığımı; tezimde verdiğim bilgileri, verileri akademik ve bilimsel etik ilke ve kurallara uygun olarak elde ettiğimi; tez çalışmamda yararlandığım eserlerin tümüne atıf yaptığımı ve kaynak gösterdiğimi ve bilgi, belge ve sonuçları bilimsel etik ilke ve kurallara göre sunduğumu beyan ederim. 22/08/2017

Öğrenci Adı Soyadı İmza

(6)

ÖZET

Açık işletmelerde kullanılan makine ve ekipmanlar, madencilik sektöründe en önemli kısımlardan biridir. İşletmelerde büyük kapasiteli makine ve ekipmanları kullandıkça operasyon maliyetler ve yatırım artmaktadır. Dolayısıyla artan maliyetleri azaltmak, kabul edilebilir sınırlar içinde tutmak gerekmektedir. Bu nedeniyle, arıza sebepleri belirlemek için analiz ve araştırma işleri sürekli yapmak gerekmektedir. İşletmelerde oluşan makine arızaları çoğunlukla zaman, para, emek ve performans kayıplarına yol açmaktadır.

Bu tez çalışma kapsamında Moğolistanın Baganuur Linyit açık ocağında çalışan dragline, ekskavatör ve kamyonlara ait 3 ve 5 yıllık çalışma ve duruş zamanın verilerine bağlı olarak kabul edilen aylık arıza sayı ve arıza saatlari derlenmiştir. Regresyon analizinin desteği ile işletmede çalışan Dragline, Ekskavatör ve Kamyonlara ait verileri kullanılarak mekanik arıza nedenleri belirlenmeye çalışılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Açık İşletme, Mekanik Arıza, Regresyon Analizi

(7)

SUMMARY

Machinery and equipments used for open pit mining are the most important parts in the mining sector. Operation cost increases more when giant machinery and equipments are used at mining sites. So it is utmost importance to keep operating cost at approved level or decrease it by constantly doing analysis and research works on damages and breakdowns for these giant machineries and equipments. These breakdowns and depreciations of machineries and equipments are waste of time, money and labor and main reason for low performance.

In this graduation thesis I used three to five years of data from both operating and downtime for dragline, excavator and dump trucks that operating at Baganuur mining site.

I’ve aimed to determine main reason for mechanical faults for dragline, excavator and trucks by using regression analysis.

Key Words: Open pit mine, Mechanical Faults, Regression Analysis

(8)

TEŞEKKÜR

Danışmanım olduğundan beri her konuda tecrübelerini ve bilgisini benimle

paylaşan, ileri görüşüyle bana yön veren ve iyi bir akademisyen olabilmem için çok destek olan, bilgi ve birikimleriyle tez çalışmamı yönlendiren ve şekillenmesinde büyük emek sarf eden çok değerli danışman hocam Doç. Dr. Hüseyin Ankara’a çok teşekkür eder ve

saygılarımı sunarım.

Hayatım boyunca göstermiş oldukları anlayışı, vermiş oldukları maddi ve manevi destekleri ve bitip tükenmek bilmeyen sevgilerini hiçbir zaman unutmayacağım, Canım Ailem’e sonsuz teşekkür eder, sevgilerimi sunarım.

(9)

İÇİNDEKİLER

Sayfa

ÖZET... vi

SUMMARY... vii

TEŞEKKÜR... viii

İÇİNDEKİLER... ix

ŞEKİLLER DİZİNİ... xi

ÇİZELGELER DİZİNİ... xiv

1. GİRİŞ VE AMAÇ... 1

2. BAGANUUR LİNYİT ŞİRKETİN TANITIMI... 3

2.1 Rezerv Durumu... 4

2.2 Delme ve Patlatma İşlem Hakkında... 5

2.3 İşletmenin Jeolojisi... 6

2.4 Madencilikteki Elektrik Sistemi... 6

2.5 Baganuur Linyit Şirketin Kömür Arz ve Talebi... 9

3. LİTERATÜR ARAŞTIRMASI... 11

3.1 Açık Ocakta Çalışan Makinelerin Performans Değerlendirmeleri ... 11

4. ÇALIŞMADA KULLANILAN MAKİNELER İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLER... 17

4.1. Dragline... 17

4.2. Halatlı ekskavatör... 25

4.3. Kamyon... 30

5. MATERYAL VE YÖNTEM ...34

5.1. Regresyon Analizi İle İlgili Genel Bilgiler... 34

5.1.1. Basit Regresyon Analizi... 34

5.1.2. En Küçük Kareler Yöntemi... 34

5.1.3. Hatalar varyansı ve toplam kareler... 35

5.1.4. Çok Katlı Regresyon... 37

5.1.5. Basit Korelasyon Analizi... 38

5.1.6. Adım Adım Regresyon Analizi... 38

5.2. Hata Ağacı Analizi (HAA)... 39

5.2.1. 2011-2015 Yılların Baganuur Linyit Ocağındaki Atmosferik Koşullar... 48

5.2.2 Dragline Arıza Sayıları... 52

6. DRAGLINE VE EKSKAVATÖRLERİN ARIZA SAYILARI... 56

6.1. Ekskavatör’lerin Yıllık Her Bir Arızaların Arıza Sayıları... 56

(10)

İÇİNDEKİLER (devam)

Sayfa

6.2. Ekskavatör’lerin Aylık Arızaları... 58

6.3 Dragline’ların Mekanik Arıza Oranları... 60

6.4 Dragline’lerin Aylık Arıza Oranları... 63

6.5 Dragline Son 5 Yıllık Arıza Oranları... 66

6.6 Halatlı Ekskavatörlerin Son 3 Yıllık Mekanik Arıza Oranları... 68

7. BULGULAR VE TARTIŞMA ... 71

7.1 REGRESYON ANALİZ SONUÇLARI... 71

8. SONUÇ VE ÖNERİLER... 79

KAYNAKLAR DİZİNİ... 81

(11)

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil Sayfa

2.1. İşletmenin yeri... 4

2.2. İşletmenin yeri... 5

2.3. Madencilikteki elektrik kaynağı şeması... 8

2.4. Madencilikteki elektrik kaynağı şeması... 8

2.5. Baganuur linyit işletmenin kömür satış işlemdeki kullanıcıları... 10

3.1. Banyo küveti eğrisi... 15

4.1. Dragline ekskavatörün genel bakışı... 17

4.2. ESH-13/50 dragline ekskavatör... 19

4.6. ESH-10/70 No50’lu ekskavatörün teknik kullanım katsayısı ve ekskavatörün operasyonu ile karşılaştırılmış... 22

4.7. ESH-20/90 ekskavatörün teknik kullanım katsayısı ve ekskavatörün operasyonu ile karşılaştırılmış... 23

4.8. Draglain ekskavatörlerin Teknik Kullanım Faktörleri ve Yıllık ortalama çalışma süresi... 24

4.9. Draglain ekskavatörlerin Teknik Kullanım Faktör ve Ortalama... 25

4.10. Halatlı ekskavatörün şematik görünümü... 26

4.11. Halatlı ekskavatör kepçesini doldurlması... 27

4.12. Halatlı ekskavatörün tam bir çalışma döngüsü... 27

4.13. EKG-5a Halatlı ekskavatör... 28

4.14. EKG-4u Halatlı ekskavatör... 28

4.15. EKG-8i Halatlı ekskavatör... 29

4.16. EKG-10i Halatlı ekskavatör... 30

4.17. Catterpillar 777D Kamyon... 31

4.18. Komatsu HD-405 Kamyon... 32

4.19. Belaz Kamyon... 33

(12)

ŞEKİLLER DİZİNİ (devam)

Şekil Sayfa

5.1. Hata Ağaç Analizde (HAA) kullanılan semboller... 42

5.2. Arıza Türleri... 41

5.3. Makineden kaynaklanan mekanik arızalar için yapılan Hata ağaç analizi (HAA) örneği... 44

5.4. Makine mekanizmalar için yapılan hata ağaç örneği... 45

5.5. Dragline’ların bumda oluşan kırık çatlaklar için hata ağaç örneği... 46

5.6. Halatli ekskavatörlerde oluşan mekanik arızalar için yapılan hata ağaç örneği... 46

5.7. ESH-20/90 5 nolu dragline ekskavatörün 2011-2015 yıllar arasındaki mekanik arıza sayıya göre yapılan çubuğu grafik... 51

5.8. ESH-15/90 dragline ekskavatörün 2011-2015 yıllar arasındaki mekanik arıza sayıya göre yapılan çubuğu grafik... 52

5.9. ESH-10/70 dragline ekskavatörün 2011-2015 yıllar arasındaki mekanik arıza sayıya göre yapılan çubuğu grafik... 53

6.1. 2015 yılına ait ekskavatörlerin arıza oranları... 56

6.4. 2015 yılına ait tüm çalışan ekskavatörlerin arıza oranları... 58

6.7. 2011 yılın dragline verilerde dayanarak mekanik arıza oranları... 60

6.9. 2013 yılın dragline verilerde dayanarak mekanik arıza oranları ... 61

(13)

ŞEKİLLER DİZİNİ (devam)

Şekil Sayfa

6.12. 2011 yılına ait dragline’lerin arıza oranları... 63

6.17. 5 yıllık dragline mekanik arıza oranları... 66

6.18. Bütün dragline’lerin aylık arıza oranları... 67

6.19. 3 yıllık ekskavatörlerin verilerde dayanarak mekanik arıza oranları... 68

6.20. Bütün ekskavatör’lerin aylık arıza oranları... 69

(14)

ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge Sayfa

2.1. Malzeme miktarı...6

2.2. Malzeme miktarı...6

2.3. İşletmenin jeolojisi ...7

2.4. 2014 ve 2015 yılında ana kullancılarda teslim edilen kömür miktarı...9

4.1 Teknik Kullanım Faktör ve Draglinelerin Operasyonu...24

5.1. 2015 yılın aylık hava durumlar...48

7.1. Dragline’ların arıza sayısı ve hava sıcaklığı arasındaki regresyon analizi... 71

7.2. 2014 yılın arıza sayısı ile hava sıcaklığı arasındaki regresyon analizi... 72

7.6. Dragline’ların arıza sayı ve aylık hava sıcaklığı arasındaki ilişkiyi ve Mekanik arızada kaldığı zaman hava sıcaklı arasındaki regresyon analiz...74

7.7. Halatlı Ekskavatörlerin arıza sayı ve aylık hava sıcaklığı arasındaki ilişkiyi gösterir...75

7.8. Caterrpillar 777D kamyonlarda yapıldığı regresyon analiz sonuçları...76

7.9. Komatsu HD-405 kamyonlarda yapıldığı regresyon analiz sonuçları...77

7.10. Belaz kamyonlarda yapıldığı regresyon analiz sonuçları...77

(15)

1. GİRİŞ VE AMAÇ

Dünya maden rezervlerinde önemli payları olduğu gibi dünya maden üretiminde önemli rol oynayan ülkelerin başında ABD, Çin, Güney Afrika, Kanada, Avustralya ve Rusya gelmektedir. Bunun yanı sıra maden grubuna girmeyen petrol üretiminde Suudi Arabistan, Kuveyt, İran, Rusya ve Türk Cumhuriyetleri önemli rezervlere sahiptir.

Günümüzde, dünyada yıllık 1,5 trilyon USD değerinde 10 milyar tonun üzerinde maden üretilmektedir. Bu rakamın %75’i enerji ham maddeleri, %10’u metalik madenler ve %15’i endüstriyel hammadde üretimine aittir. Bu kapsamında verilen değerlerden madencilik endüstrisinin dünya ekonomisi için ne kadar önemli olduğunu görülmektedir. (Dünyada ve Türkiye’de Madencilik Sektörü 2010,)

Bugünlerde dünya çapında pek çok insanlar madencilik sektöründe çalışmaktadır.

Örneğin, sadece Türkiye Cumhuriyet’inde 190,000 kişi, Amerika Birleşik Devlet’inde 675,000 kişi madencilik sektöründe çalışmaktadır. Dünyada maden işletmenin yaklaşık yüzde yetmiş’i açık işletme yöntemiyle yapılmaktadır. Açık işletmelerde çalışan kazı, yükleme ve nakliye işleri, çalışma şekilleri ve kapasiteleri çok değişik olabilen çok çeşitli makine veya sistemlerle gerçekleştirilmektedir. Açık işletmelerde kullanılan makineler ve ekipmanları, çalışan alanın jeolojisi ve/veya hava koşullarından dolayı çok çeşitli arızalar meydana gelmektedir. Bu nedenle açık işletmelerde yaygın kullanılan iş makinelerin mekanik arıza nedeni belirlenmelidir. Dolaysıyla üretim maliyetlerinin düşürülmesi ve işletme verimliliğin artırılması için işletmede çalışan makine performanslarının artırılması gerekmektedir. Bu da ancak makinelerinin durma nedenlerinin analizi ile mümkün olmaktadır. Geçmiş dönemlerde olan arızalara dayanarak, gelecekte yaşanabilecek olumsuzlukları öngörebilmek için önceden tedbirler almamız gerekmektedir.

Makine performans analizlerinde en önemli faktör ise makinenin kullanım oranları ve bu oranların kabul edilebilir sınırlar içinde olmasıdır. Makine performanslarının incelenmesi makinelerinin kullanım oranlarının hesaplanmasıyla mümkün olmaktadır.

(16)

Bu tez çalışması genel olarak 8 bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde dünya madenciliği hakkında ve bu tez çalışma hakkında bilgi verilmiştir. İkinci bölümde, maden işletmesinin bulunduğu yeri, rezerv durumu, üretim şekili tanıtılmıştır. Üçüncü bölümde ise bu çalışmada kullanılan makineleri tanıtılmıştır. Dördüncü bölümde, regresyon analizi ile ilgili bilgi vermiştir. Beşinci bölümde, hata ağaç analizi tanıtılmış ve Baganuur linyit işletmesindeki atmosferik koşullara ait veriler ve dragline ekskavatörler için verilere göre yapılan çubuğu grafikleri çizilmiştir. Altıncı bölümde dragline ve ekskavatörlerin arıza sayılara göre yapılan diyagramlara yer vermiştir. Yedinci bölümde regresyon analiz sonuçları ve Son bölümde ise sonuçlar ve öneriler sunulmuştur.

(17)

2. BAGANUUR LİNYİT ŞİRKETİN TANITIMI

Baganuur Linyit şirketi 1978’de kömür üretmeye başlamış ve başlangıçtan beri Moğolistan’ın merkez bölgesinin kömür ihtiyaçlarını karşılayan bir kömür madenidir.

Baganuur linyit işletmesinde yıllık üretim kapasitesi 4 milyon ton ve yerli kullanıcıların kömür ihtiyaçlarına bağlı olarak 3,6-3,8 milyon ton kömür üretilmekte ve bu amaçla 16-18 milyon metreküp dekapaj kazısı yapılmaktadır. Baganuur ocağı ise Moğolistanın başkenti Ulanbator’ın doğusunda ve 130 km uzaklıkta yer almaktadır. Deniz seviyesinden 1332,9- 1376,3 metre yükseklikte bulunmaktadır (Şekil 2.1).

Bu kömür madeninde Rusya’da üretilen yüksek kapasiteli 6 draglain ekskavatör, 10 tane halatlı ekskavatörler kullanılmaktadır. Madende çalışan ekskavatörler ortalama 27 yaşındadır.

Madencilik sektörü Moğolistan için çok önemli olmasından dolayı ocaklarda ve tesislerde üretim verimini ve kömür dış satımını arttırmak için gerekli olan mühendislik çalışmalarının önemini artmaktadır. Dolaysıyla üretim maliyetlerinin düşürülmesi ve işletme verimliliğin artırılması için işletmede çalışan makine performanslarının artırılması gerekmektedir. Bu da ancak makinelerinin çalışma ve durma sürelerinin analizi ile mümkün olmaktadır. Moğolistan’ın iklimsel özelliği ise yılın dört mevsimsel farkı çok yüksek, yağış miktarı az ve bölgesel iklim farklılıkları çok fazladır. Moğolistanda yazlar kısa, kışlar uzun ve soğuk, olmasından dolayı madende kullanılan makine arızaları farklılık göstermektedir.

1940 yılından beri yapılan gözlemlere göre Kışın hava sıcaklığı -15°С' ile -30°С (- 5°F'den -22°F), yazın hava sıcaklığı 10°С -ile 26,7°С (50°F - 80°F) arasında değişmektedir.

Araştırma kapsamında Baganuur linyit işletmesinin bulunduğu konumda yıllık hava sıcaklığı ortalama -6 ve -8° С aralığında değişmektedir. Baganuur madeninde yıllık ortalama yağış miktarı 250-300 mm ve toplam yağışın yaklaşık %85 Nisan ile Eylül arasında olmaktadır. Bu oranın %50-60’ı Temmuz ve Ağustos aylarında olmaktadır. Yıllık yağış miktarı düşük ama yağış yoğunluğu çok yüksektir.

(18)

Şekil 2.1. İşletmenin yeri

2.1 Rezerv Durumu

2014 yılında Baganuur linyit işletmesinde kömür rezervlerini araştırmak amacıyla kömür havzasında jeolojik arama yapılmıştır (Şekil 2.2). Jeolojik keşif çalışmaları Norwest ve Erdgeo şirketlerine yaptırılmıştır. Bu jeolojik keşif kapsamında kömür rezervi 538 milyon tondan 812 milyon tona yükselmiştir. Yeni keşfedilen rezervlere bağlı olarak yenileme, teknik ve ekonomik çalışmalar yapılmıştır. Özellikle, Baganuur linyit işletmesinin kömür üretimi 2018 yılında 6,5 milyon ton, 2019 yılında 8 milyon ton, 2020 yılında 10 milyon tona artırılması planlanmaktadır.

(19)

Şekil 2.2. Baganuur linyit işletmesi arama bölgesi

2.2 Delme ve Patlatma Faaliyetleri

2017 yılın Delme ve patlatma planı GEMCOM-MINEX 6.1 modelleme modülünde yapılmıştır. Delme ve patlatma işlemleri kaya özellikleri, kayacın donma ve çözülme ile bağlı olarak Aralık, Ocak, Şubat, Mart ve Nisan (12,1,2,3,4) aylarında tam ve Mayıs, Haziran, Temmuz, Ağustos, Eylül ve Ekim (5,6,7,8,9,10,11) aylarında mevsimlik çözülme ve kaya özelliklerine bağlı olarak patlatma yapılması planlanmaktadır.

Kömür madeninde 2 adet D50KS , 4 adet СБР-160 ve toplam 6 tane delik delme makinesi çalışmaktadır. Delikler 9 inç çapında 8 metre aralıklı ve 17-20 uzunluğunda delinmektedir.

Kazı işlemleri için ANFO patlayıcıyı, kömür ve sulu şevlerde, sulu deliklerde Emülsiyon tipi patlayıcıyı kullanılmaktadır. Toplam patlayıcı miktarı ANFO-5939.5 ton, Emuls 192.2 ton olarak hesaplanmış.

Patlatma ve delik delme işlerinde gerekli olan malzeme miktarları aşağıdaki Çizelge 2.1 ve Çizelge 2.2’de gösterilmektedir.

(20)

Çizelge 2.1 malzeme miktarı

Ekipman Mevsim

Kış/11-5/ ay Yaz/6-10/ ay Sondaj eyaleti СБР-160 delme

makinesi 2,5 2,0

Koni D50KS delme

makinesi 1,0 0,8

1000 metre

Çizelge 2.2 malzeme miktarı

Patlayıcı Kaya türü Mevsim

Kış /11-5/ ay Yaz /6-10/ ay

ANFO Örtü 0,47kg/m³ 0,44kg/m³

Emuls kömür 0,25kg/м³

1 m³toprak için

2.3 İşletmenin Jeolojisi

Kömür yatağının uzunluğu kuzeydoğu’dan güneybatı’ya doğru 12 kilometre, genişliği ise 4-5 kilometrelik bir alanı kapsamak ve 3 tabakadan oluşmaktadır. Üretilen kömür elektrik santralinde kullanılmaktadır. İşletmenin jeolojisi hakkında Çizelge 2.3’de verilmiştir.

(21)

Çizelge 2.3 İşletmenin jeolojisi

2.4 Madencilikteki Elektrik Sistemi

Baganuur madeninde üretilen kömür termik santralde elektirik üretimi için kullanılmaktadır. Moğolistanın başkenti Ulanbator’a en yakın şehir olan Baganuur’dan elektrik almaktadır. Baganuur termik santrali ise ATDTSTN-63000/220 modeli 63000kW elektrikli iki jeneratörden oluşmaktadır. Ayrıca Baganuur kömür madeninin elektrik ihtiyacınıda sağlamaktadır. Elektrik dağıtımında kullanılan elektrik dağıtım hatlarının toplam uzunluğu 63 kilometre’dir. İşletmenin elektrik kaynak şemayı Şekil 2.3 ve Şekil 2.4’de gösterilmiştir.

Toplam alan miktarı 31,64 km2

Kömür rezervi 812.0 milyon ton

Alan 12*4 km

Kömür tabaka sayısı 3

Tabaka eğimi 8-20°

Örtü kazı kalınlığı 80 metre Kömür kül içeriği %12-17 Kömür nem içeriği %28-33 Kömür kükürt içeriği %0,3-0,5

Kömür kalorif değeri 3200-3600 kcal/kg Kömür yoğunluğu 1,23-1,31 ton / m3 Kaya yoğunluğu 1,95-2,25 ton / m3

Yeraltı su geliri 1100 m3/saat

(22)

110/6 êÂ-èéí ÓÓË äýä ñòàí ö

ÝÊÃ-10È ¹ 33

ÝÊÃ-4Ó ¹ 323

ÝØ -10/70

¹ 50

Ôèäåð ¹ 16

Ôèä åð ¹

9

Ôèäåð ¹14

ÝØ -15/90

¹ 137

Ôèäåð ¹8 Ôèäåð ¹ 5

ÝÊÃ-8È

¹ 2250

ÝÊÃ-5À

¹1426

Ôèäåð ¹ 4

ÝØ -13/50

¹ 35

ЗУМФ

Şekil 2.3. Madencilikteki elektrik kaynağı şeması

Şekil 2.4. Madencilikteki elektrik kaynağı şeması

(23)

2.5. Baganuur Linyit İşletmesinin Kömür Arzı

Baganuur linyit işletmesi Moğolistan’ın merkez bölgesi elektrik ihtiyacının yaklaşık yüzde 60’ı ve Moğolistan’ın kömür ihtiyacının yaklaşık yüzde 50’sni tek başına sağlayan bir madendir. 2011-2015 yıllar arasında 3,7 milyon ton kömür satılmıştır, Şekil 2.5. 2014 ve 2015 yılında ana kullancılara teslim edilen kömür miktarı Çizelge 2.4’de verilmiştir.

Çizelge 2.4. 2014 ve 2015 yılında ana kullancılara teslim edilen kömür miktarı.

Kullancılar Birim 2014 yıl 2015 yıl

IV Elektrik santral Bin.ton 1578,1 1634,8

III Elektrik santral Bin.ton 1237,6 1266,7

II Elektrik santral Bin.ton 203,5 224,5

‘Darkhan’ Termik santral Bin.ton 110,3 107,6

‘Baganuur’ Termik santral Bin.ton 59,5 58,6

‘Amgalan’ Termik santral Bin.ton 0 39

Diğer Bin.ton 494,3 415,8

Toplam Bin.ton 3683,3 3747,0

(24)

Şekil 2.5. Baganuur linyit işletmenin kömür satış işlemdeki ana kullanıcıları

47% 46% 48% 45% 47%

31% 6% 35% 31% 32% 31%

6% 6%

8%

8% 7%

6% 1%

2.847,5 2.980,4 3.005,8

3683 3747

- 500,0 1.000,0 1.500,0 2.000,0 2.500,0 3.000,0 3.500,0 4.000,0

(25)

3. LITERATÜR ARAŞTIRMASI

3.1. Açık Ocakta Çalışan Makinelerin Performans Değerlendirmeleri

Açık ocak işletmeciliğinde kullanılan kazı makinelerinin performans analizlerinde genel yaklaşım makineninbelirli zaman aralığındaki faaliyetine göre yapılmaktadır. Kazıya ait performans çalışmasına başlamadan önce kazı makinesinin çalıştığı zeminin jeolojik ve jeoteknik özellikleri belirlenmeli, patlatmaya gerek olup olmadığı tespit edilmeli, patlatma sonrası oluşacak parça boyutu ve formasyonun nem durumu ile operatörün tecrübesi araştırılmalıdır (Durutürk, 1994).

Kazı makinesinin performans analizi sırasında, kazılarak ya da patlatılarak yüklenecek malzemenin özellikleri ve saha durumunun yanı sıra aşağıdaki temel unsurlar da göz-önüne alınmalıdır. Bu temel unsurlar;

• Çalışma koşullarının zorluk derecesi,

• Makine hareketlerinin hassasiyet derecesi,

• Makinenin erişim kapasitesi,

• Zemin durumu,

• Gerekli kazı kuvveti,

• Makinenin kaldırma kapasitesi,

• Makinenin yürüyüş ve dönüş yeteneği olarak sıralanabilir. Ayrıca makinede üretimi doğrudan etkileyecek özelliklerin bulunması ve bunun maliyet analizi ile değerlendirilmesi de makine seçiminde etkili bir kıstastır.

Açık ocak maden makinelerinin performansı, işletmenin üretim kapasitesini direk olarak etkiler. İşletme verimliliğinin arttırılması için üretim maliyetleri düşürülmeli ve işletmenin daha ekonomik olmasının sağlanması bakımından iş makinelerinin performansları arttırılmalıdır. Bu da ancak maden makinelerinin çalışma ve durma nedenlerinin analizi ile mümkündür. Performans analizinde en önemli faktör makinelerin

(26)

kullanım oranları ve bu oranların kabul edilebilir sınırlar içinde olmasıdır (Erçelebi vd., 1999).

Performans değerlendirmesinde ele alınan özellikler

• Yapısal özellikler

• Kazılacak malzemenin özellikleri

• Üretim şekli

• Derinlik Faktörü

• Uyuşma Faktrü

• Operatör etkisi (Kun, 2014).

Bakım ve onarımı mümkün olan maden makinelerinin kullanıldığı yerlerde, performans analizi yapılırken göz önüne alınması gereken en önemli faktörlerden biri de bu makinelerin kullanım oranlarıdır. Kullanım oranları amacına göre farklı şekilde hesaplanır.

Makinenin mekanik performansı için, mekanik kullanım oranı; iş organizasyonu performansı için fiziksel kullanım oranı; iş makinelerinin üretim performanslarının analizi için de efektif kullanım oranı hesaplanmalıdır (Erçelebi vd., 1999).

Ekskavatör kepçe kapasitesinin artmasıyla, aynı kapasitede kamyonu doldurmak için daha az sayıda döngü gerekmekte, bir seferde bırakılan büyük yükler kamyon altyapısını zorlamakta, gerek kamyon şasisine, gerekse de diğer donanımlarına zarar verebilmektedir.

Kamyon kapasitesinin artması ile de, bir ekskavatör bir kamyonu doldurmak için çok sayıda döngüye ihtiyaç duymakta, bu sayı işletme organizasyonu ve teknik düzenlemeleri bozacak boyutlara erişebilmektedir (Çebi ve Aksoy, 2000).

İşletmelerin daha verimli çalışabilmesi için makine, takım, alet ve tezgâhların her zaman çalışmaya hazır durumda olması gerekmektedir. Teknolojik gelişmeler ve işletmelerle ilgili organizasyon değişiklikleri, makinelerin faal durumda olma önemini artırmaktadır. Ayrıca piyasa rekabeti, makine ve tesislerin daha verimli kullanılması için işletmeleri zorlamaktadır. Faal durumda tutmada önemli üç faktör vardır. Bunlar bakım, arıza tespiti ve onarımdır (Adıgüzel,2010).

(27)

Düzenli koruyucu bakım yapılmasıyla;

• Üretim yapan makinelerin duraklamasını en aza indirerek mümkün olan en yüksek düzeyde üretimin sağlanması,

• Önceden hazırlanan üretim planlarının sağlanması,

• Makinelerin ömrünün uzaması,

• Arızaları zamanında veya önceden tespit ederek maliyeti yüksek arızaların önlenmesi,

• Toplam bakım ve onarım masraflarının azaltılması,

• Nihai ürün kalitesinin arttırılması,

• Piyasa ürün sunulmasında aksaklıların önlenmesi, mümkün olacaktır (Adıgüzel, 2010).

Ekipman arıza tipleri süre, sıklık ve maliyet gibi parametreler esas alınmak suretiyle önceliklendirilmesi ve faaliyetlerin bu bilgi ısığında planlanması bakım atölyeleri en temel işlerinden biri haline gelmiştir. Bu çalışmada bir maden isletmesinde faaliyet gösteren kamyon filosunun öncelikli arıza tiplerinin belirlenmesi amacıyla Pareto Diyagramı ve Logaritmik Serpme Diyagramından yararlanılmıştır. Her iki yaklaşım neticesinde de aynı sonuçlara ulasılmasına rağmen tek bir kriter yerine iki kriter altında değerlendirme yapılmasına olanak tanıyan Logaritmik Serpme Diyagramının üstünlüğü ön plana çıkmıştır.

Çalışmada ayrıca tespit edilen arıza tiplerinin temel nedenlerinin belirlenmesine dönük Ağaç Diyagramları geliştirilmiştir. (Elevli ve Yılmaz, 2008).

Araştırma sonucunda söz konusu maden işletmesinde faaliyet gösteren kamyonlar ana gruplar bazında ele alındığında, özellikle tamir sürelerinin yüksek olması nedeniyle diferansiyel arızalarından başlamak üzere sırasıyla motor ve şanzıman arızalarına dönük önleyici- iyileştirici bakım faaliyetlerine daha fazla ağırlık verilmesinin yararlı olacağı sonucuna varılmıştır. Bu sorunların temel nedenlerini veren ağaç diyagramları değerlendirildiğinde, birçok arızanın temel nedeninde “malzeme ömrünün dolmuş olması”

yer aldığından, yenileme analizlerinin yapılmasının bir gereklilik olduğu anlaşılmıştır.

Ayrıca aşınma, tıkanma ve yağsızlık gibi sorunların fazlalığı periyodik bakım uygulamalarının yetersizliğine işaret etmektedir. Bu kapsamda periyodik bakım yöntemlerinin gözden geçirilmesi ve bakım periyotlarının yeniden değerlendirilmesi yararlı olacaktır. Sonuç olarak, tasarım sınırlarının aşılması ve dikkatsizlik nedeniyle oluşan insan

(28)

faktörüne dayalı sorunların giderilmesine dönük olarak ekipman operatörlerinin ve bakım personelinin eğitilmesi ve bilinçlendirilmesinin önemli katkı sağlayabileceği kanaatine varılmıştır. (Elevli ve Yılmaz, 2008).

Açık işletmede kazı, nakliye ve boşaltma işlemlerini aynı anda yapan dragline kullanılmaktadır. Açık işletmede önemli bir adımı olan örtükazı faaliyetleri daglaynın güvenilirliğine bağlı olması, bu makinenin seçilmesi ve verilerinin değerlendirilme kararında etkili olmuştur.

Uygulama genel olarak dört aşamadan oluşmuştur. İlk olarak AAS verilerinin benzer dağılım varsayımını sağlayıp sağlamadığını belirlemek amacıyla, düzey değişim analizlerine yer verilmiştir. Yapılan analizler sonucunda verilerin düzey değişim içerdiği, dolayısıyla bu verilerin modellenmesinde Yenilenme Süreci Modellerinin uygun olmayacağı sonucuna varılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, verilerdeki düzey değişim ilişkisini dikkate alan Kuvvet Yasası Süreci modeli kullanılarak veriler modellenmiştir. Üçüncü aşamada KYS modelinin R2’ye dayalı uyum analizi yapılmış ve bu modelin ele alınan veriler için uygun bir model olduğuna karar verilmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise güvenilirlik hesaplamalarına yer verilmiştir.

Yapılan hesaplamalar neticesinde Arızalar Arası Süre verilerinin azalan bir düzey değişim içerdiği, dolayısıyla draglaynın güvenilirliğinin azaldığı tespit edilmiştir. Değişik zaman dilimleri için arıza sayıları, bir sonraki arıza zamanı ve farklı zaman aralıkları için güvenilirlik değerleri tahminlerine dayalı olarak önleyici bakım periyotlarının ayarlanması ve buna bağlı olarak yedek parça ve bakım işçiliği hususunda gerekli planlamaların yapılması söz konusu makinenin güvenilirlik düzeyinin artışına katkısı olacaktır. (Uzgören ve Elevli, 2010).

Bir ekipmanın arızaya yönelik genel ilişkisi Şekil 2.6′ de gösterilmiştir (Dieter, 1983;

Kocaalan,1983; Rothbart,1986; Feigenbaum,1991; Rao,1992; Parr, 1995). Bu ilişkiye göre ekipmanın başlangıçta belli bir süre tasarım hatalarından, üretim veya montaj kusurlarından dolayı yüksek bir arıza oranı olmaktadır. Bu dönem genellikle ekipman üreticisinin garanti kapsamındadır. Arıza oranı sabit bir orana varıncaya kadar bu bozulmalar gittikçe daha az sıklıkta olur. Yani, sistem gelişir. Sabit arıza oranlı dönemde, arızaların belli bir oranın

(29)

üzerine çıkmaması, uygun bir bakım yapılması ve diğer çalışma koşullarının belirli sınırlar içinde tutulmasına bağlı kalmaktadır. Burada kullanılan “sabit” kelimesi istatistik anlamda olup, ortalamayı göstermektedir. Bunu müteakiben belirli bir süre sonra malzemeler ve parçalar hızla eskimeye, aşınmaya ve yorulmaya başlar ve buna bağlı olarakta arıza oranı artar. Bu dönemde makinanın hurdaya ayrılarak yenisi ile değiştirilmesi ya da pahalı onarımlarla kullanılması sözkonusudur.

Uygulamada tüm periyodik bakım ve ayarları düzenli yapılan bir makinenin yakıt ve yağ sarfiyatı, kötü koşullarda çalışan bir makineye oranla % 15- 20 kadar azalmaktadır.

Örneğin, tıkalı hava filtresi elemanı bile tek başına yakıt tüketimini % 3 ile % 5 oranında arttırmaktadır. Periyodik bakım sadece genel üretim masraflarını düşürmesi yönü ile ele alınmamalıdır. Periyodik bakım aynı zamanda, verimliliği de en fazla düzeye çıkarır.

Bakımsız, sorun çıkaran bir makine, aynı, işi daha fazla sürede yaparak zaman ve iş gücü kaybına neden olur (Adıgüzel, 2010).

Ortaya çıkan arızaların onarılması anlayışının ötesinde, arızaların oluşmasını önleme, planlı bakım ve operatörlerin otonom çalışmaları kapsamında uygulanan TVB sisteminin, özellikle imalat işletmelerinde makinelerin etkin kullanımı ve maliyetlerin düşürülmesi noktalarında stratejik bir araç olarak karşımıza çıktığı açıktır (Görener ve Yenen, 2010).

Önleyici bakım modelinde frekans aralığının tahmininde dikkate alınması gereken en önemli faktörlerden biri ekipmanların olası birim zaman içerisindeki bozulma karakteristikleridir. Ekipmanların bozulma karakteristikleridir, ekipmanların bozulma oranlarının olası birim zaman içindeki dağılımı ile belirlenir Bozulma oranları zaman ile korele edildiklerinde banyo küvet eğrisine (bath-tub curve) benzer yapı ortaya çıkmaktadır (Şekil 3.1), (Jardin, 1975).

(30)

Zaman Şekil 3.1. Banyo küveti eğrisi

Bu üç bölge içerisinde, birinci bölgede ekipmanlar yeni olduklarından bozulma oranlan düşüktür ve normal çalışma seyrini aksatacak büyük olası bozulmalar meydana gelmemektedir. Ancak burada bir noktayı da vurgulamak gerekir, kullanılan ekipmanlar yeni bile olsalar, kötü şartlar altında çalıştırılmaları ve yanlış kullanmamaları sonucunda büyük bozulmalara maruz kalacağıda unutulmamalıdır Dolayısyla, bu bölgedeki bozulmalar genellikle ekipmanın kendi fiziki şartlarından ziyade, ekipmanların uygun olmayan çalışma koşulları altında çalıştırılmaları ve kötü kullanımlar sonucunda oluşmaktadır. Neticede, normal çalışma bölgesinde, çevre şartlarının düzeltilmesi ve düzenli önleyici bakım politikalarının uygulanmasıyla rassal bozulma oranları zamanla azalamaya doğru meyil gösterecektir. İkinci bölgede, ekipmanlar belli bir kullanımdan sonra ekonomik ömürlerini tamamlamaktadırlar. Bu bölgede ekipmanlardaki bozulamalann temel kaynağı, ekipmanların fiziki şartlar olup, bu şartlar çalıştırıldıkları çevre şartlarına uyum sağlayamamaktadır. Bu bölgede ekipmanların bozulma zamanlarının tesbiti ve tahmini güçleşmekte ve bozulma oranları zamanla yükselmeye doğru eğilim göstermektedir.

(Cebesoy, 2007).

(31)

4. ÇALIŞMADA KULLANILAN MAKİNELERİN GENEL BİLGİLER

4.1 Dragline

Baganuur linyit açık ocağında Rusya ve Ukrayna’da üretilmiş altı tane dragline ekskavatör çalışmaktadır. Dragline’lar alt ve üst yapı olmak üzere iki kısımından oluşur. Üst yapı alt yapı üzerinde 360° dönebilmektedir. Üst yapıda operator kabini, nakil ve döküm elemanlarını oluşturan bum, kepçe ve halat gibi kısımlar, alt yapıda ise yürüme mekanizmalar, oturma tabanı, şasi, taşıyıcı bant gibi kısımlar (Şekil 3.1)bulunmaktadır.

Dragline’ler çok ağır çalışma koşullarına göre dizayn edilmişlerdir.

Şekil 4.1. Dragline ve Dragline’nin parçaları

Madencilikte kullanılan en büyük dragline 168 𝑚³ en küçük dragline ise 1,2 𝑚³ kepçe kapasitelidir. Kömür damarındaki kıvrımları izleyebilir ve kömür üzerine çok temiz açar, böylece kömüre çok az tavan taşı karışır. Ekskavatörler için çalışması çok zor olduğu durumlarında kömür kazısı dragline ile yapılabilir. Dragline’ler avantajları ise kendi

(32)

yürüyeceği yolu yapabilir, çalışacağı alanı kendisi düzeltebilir. Oturduğu düzlemin altında ve üstünde dekapaj işlemleri yapabilir. Kazı düzeyinin üstünde bulunduğundan, yer altı sularından etkilenmeden çalışabilir. Bu sistem kamyon gerektirmediğinden, çalışan sayısı birkaç kişi tarafından oluşmaktadır.

Dragline belli kalınlığı ve genişliği olan dilimi üzerinde çalışır. Hareketi ise düzleme üzerindeki ve altındaki malzemeleri kazarak alıp ve yanındaki kömürü alınmış bir önceki dilime döker.

Dragline’in çalışma periyodu aşağıdaki hareketlerden oluşmaktadır.

1. Kazı ve malzemenin kepçeye doldurulması

2. Dragline üst yapısının düşey ekseni etrafında dönmesi ve kepçenin kaldırılması 3. Kepçedeki malzemeleri boşaltması

4. Üst yapının düşey ekseni etrafında geri dönmesi ve kepçenin aşağı indirilerek ilk pozisyonuna gelmesidir.

Baganuur kömür ocağında iki tane ESH13/50, ESH15/90, ESH20/90 dragline ve iki tane ESH10/70 toplam altı tane dragline ve ekskavatör dekapaj işlerinde kullanılmaktadır.

Baganuur ocağında çalışan dragline tipleri ve resimleri aşağıdaki Şekil 4.2, 4.3, 4.4, ve 4.5’de gösterilmiştir.

(33)

1. ESH-13/50: 13 𝑚³ ‘lük kepçe kapasiteli dragline.

Şekil 4.2. ESH-13/50 Dragline

2. ESH15/90: 15 𝑚³ kepçe kapasiteli dragline.

Şekil 4.3. ESH15/90 Dragline

(34)

Şekil 4.4. ESH-20/90 Dragline

Şekil 4.5. ESH10/70 Dragline

Bu çalışma kapsamında ‘En küçük kareler’- yöntem ile teknik kullanım oranları her bir draglain ekskavatörler için belirlenmiştir.

(35)

Regresyon denklemleri ve performans arasındaki ilişkiyi ifade eden korelasyon katsayısı ve hata olasılık değerleri aşağıda gösterilmektedir.

ESH 20/90 No:05

𝐾_та= 0,798 − 0,0031Т 𝑟 = −0,9816 𝑝 = 0,1223 ESH 15/90 No:137

𝐾_та= 0,878 − 0,0035Т 𝑟 = −0,9646 𝑝 = 0,1699 ESH 10/70 No:50

𝐾_та= 0,9036 − 0,0061Т 𝑟 = −0,9982 𝑝 = 0,0381 ESH 10/70 No:492

𝐾_та= 0,857 − 0,0052Т 𝑟 = −0,8636 𝑝 = 0,1723 ESH 10/70 No:35

𝐾_та= 0,8022 − 0,0044Т 𝑟 = −0,9934 𝑝 = 0,0732 ESH 13/50 No:61

𝐾_та= 0,8795 − 0,0062Т 𝑟 = −0,8078 𝑝 = 0,2036

Korelasyon katsayı değerleri 0,807 ile 0,993 arasında değiştiğine göre teknik kullanım oranı ile makine performans arasında yakın bir ilişkinin olduğunu göstermektedir.

Hata değerleri 0,2- ‘den küçük olduğu için regresyon denklemi uygulanmış ve bu iki parametre arasındaki ilişkiyi ifade eden matematiksel model belirlenmiştir. Örnek olarak ESH-10/70 No:50 ve ESH-20/90 ekskavatörlerin teknik kullanım oranı ve makine işletme ile makine performans karşılaştırma grafikleri Şekil 4.6 ve 4.7'de gösterilmektedir.

(36)

Şekil 4.6. ESH-10/70 No50’lu ekskavatörün teknik kullanım katsayısı ve ekskavatör’ün operasyonu ile karşılaştırılması.

𝐾_𝑡𝑎: Teknik kullanım katsayısı T: Ekskavatörün operasyonu

(37)

Şekil 4.7. ESH-20/90 ekskavatörün teknik kullanım katsayısı ve ekskavatör’ün operasyonu ile karşılaştırılması.

𝐾_𝑡𝑎: Teknik kullanım katsayısı T: Ekskavatörün operasyonu

Makinelerin çalışma ömürleri arttıkça makinelerin teknik kullanım oranı belirli bir şekilde azalır. Madencilikte kullanılan makinelerin teknik kullanım oranı her zaman yükselmekte ve belirli bir seviyesinin altında olmamalıdır. Makinelerin teknik kullanım oranı belirli seviyede tutmak için bakım ve onarımıdır. Bakım ve onarım faaliyetlerinde maliyetlerinin büyük bir kısmını yedek parça yer almaktadır. Şirketin kazı iş süreçte çalışan draglain ekskavatörler 1981-1989 yıllar arasında üretilmiş ve ortalama yaşlanması ise 27 yıldır (Şekil 4.8).

(38)

Şekil 4.8. Draglain ekskavatörlerin Teknik Kullanım Faktörleri ve Yıllık ortalama çalışma süresi.

Son 5 yılı temel alan veriler yarıdımıyla her bir ekskavatör için yıllık ortalama çalışma, süresi ve teknik kullanım oranı parametreleri hesaplanmıştır. Hesaplamalara göre ESH 15/90 ekskavatör diğer draglaynlara göre daha iyi sonuç vermiştir. Teknik kullanım faktör ve operasyonu Çizelge 4.1’de verilmiştir. Teknik kullanım oranları Şekil 4.9’da gösterilmiştir.

Çizelge 4.1. Teknik kullanım faktör ve operasyon

29

33

25 25

27

23

20

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

ЭШ2090 ЭШ1590 ЭШ1070 №492 ЭШ1350 №61 ЭШ1070 №35 ЭШ1070 №50

Seri2 Seri1

Makine

mark No Dekapaj

miktarı

Planlamış durdurma

zamanı

Duruş

Ortalama yıllık çalışması

Teknik Kullanım

faktöri ESH-20/90 №05 2,636.4 2,002.0 1,784.2 4,978.8 73.6%

ESH-15/90 №137 2,893.2 2,430.6 954.2 5,380.2 85.0%

ESH-10/70 №50 1,793.3 2,427.2 1,332.8 5,004.8 79.0%

ESH-10/70 №492 1,943.7 2,121.4 1,114.0 5,529.6 83.4%

ESH-13/50 №61 1,471.8 2,401.2 1,391.2 4,972.2 78.2%

ESH-10/70 №35 1,665.2 2,435.8 1,363.8 4,965.2 78.6%

(39)

Şekil 4.9. Draglain ekskavatörlerin Teknik Kullanım oranı

4.2 Halatlı Ekskavatör

Ekskavatörler direk kazı makinesi olup kazı işlerinin ana makinesidir. Halatlı ekskavatörlerin hareket hızı yüksek olması, kazı ve yüklemeyi aynı anda yapabilmesi nedeniyle madencilikte en çok tercih edilen maden makinesidir. Halatlı ekskavatörün seçimi ise yapılacak kazının amacına göre belirlenir.

Ekskavatörler alt ve üst, iki ana kısımından oluşur. Alt kısımında ise: şase paletli yürüyüş takımları ve üst yapıyı döndürme düzeneğinden oluşur. Malzemenin kepçeye alınıp nakliyet aracına boşaltma işleminde üst yapı, kaldırma, ileri itme, dönme düzenekleri rol oynar. Güç iletimi ekskavatörün tanımına uygun olarak halatlar yardımıyla yapılır (Şekil 4.10).

0,74

0,85

0,79

0,83

0,79

0,78 0,80

0,72 0,74 0,76 0,78 0,8 0,82 0,84 0,86

ЭШ20/90 ЭШ15/90 ЭШ1070 №50 ЭШ1070 №492 ЭШ1350 №35 ЭШ1350 №61

ТАК Ortalama

(40)

Şekil 4.10. Halatlı ekskavatörün şematik görünümü

Yürüyüş takımı yükleyicinin zemine oturmasını ve bağımsız olarak hareketlerini sağlar. Şasi üst yapı tarafından iletilen kuvvetleri alıp zemine iletilmesine sağlamaktadır.

Döndürme düzeneği, alt yapı ile üst yapı arasındaki mekanik bağlantıyı oluşturmaktadır.

Sayıları dörte kadar çıkabilen döndürme motorları, üst yapıya 360° lik bir dönüş olanağı sağlar.

Bir haltalı ekskavatör çalışma periyodu, aşağıdaki şekilde oluşur (Şekil 4.12).

1. Malzemeleri kepçeye doldurulması (Şekil 4.11).

2. Ekskavatör üst kısımı dönmesi 3. Malzemeleri boşaltılması

4. Tekrar malzeme alım yerine geri dönmesi

Boşaltma işleminden sonra, geriye dönüş sırasında kepçe indirilir ve geriye çekilir. Bu sırada alt kapak kendiliğinden kapatılıyor.

(41)

Şekil 4.11. Halatlı ekskavatör kepçesini doldurulması (Köse ve Mallı, 2012).

Şekil 4.12. Halatlı ekskavatörün tam bir çalışma döngüsü (Köse ve Mallı, 2012).

Baganuur linyit işletmesinde kullanılan halatlı ekskavatörler direk kazı makinesi olup kazı işlerinin ana makinası olarak kullanılmaktadır.

(42)

EKG-5a: 3 tane EKG-5a ekskavatörler çalışmaktadır. Bu ekskavatörler ile kömür kazı işleri yapılmaktadır (Şekil 4.13).

Şekil 4.13. EKG-5a Halatlı ekskavatör

EKG-4u: 1988 yılında Rusyada üretilen halatlı ekskavatör (Şekil 4.14).

Şekil 4.14. EKG-4u Halatlı ekskavatör

(43)

EKG-8İ: 1986-1990 yıllarda Rusya’nın Ijorskii mashinostroityelinyi fabrıkada üretilen halatlı ekskavatör. Baganuur linyit işletmesinde 4 tane EKG-4u ekskavatörleri örtü kazı işleri için kullanılmaktadır (Şekil 4.15).

Şekil 4.15. EKG-8i Halatlı ekskavatör

(44)

EKG-10İ:12,5 𝑚³ lik kepçe kapasiteli halatlı ekskavatörleri örtü kazı işleri için kullanılmaktadır (Şekil 4.16).

Şekil 4.16. EKG-10i Halatlı ekskavatör

4.3 Kamyon (Nakliye araçları)

Açık ocak kömür madenlerinde kullanılan ekipmanlar genellikle yükleme ve nakliye ekipmanları olarak sınıflandırılırlar. Kamyonlar çoğunlukla açık ocak kömür madenlerinde nakliye ekipmanları olarak kullanılır (H.Ankara, S.Yerel, M.Taksuk, 2010).

Kamyonların çalışma sistemi yükleme, yüklü hareket, boşaltma ve boş hareket olmak üzere dört kısımından oluşur (Karpuz ve Hindistan, 2005). Kamyonların faydaları ise taşınan malzemenin şekil ve büyüklüğüne çok az bağımlı, patlamalardan sonra yüklemeye başlama süresi az, ocaktan daha basit selektif üretim olanağı, yükleme ve boşaltma işlerinde demir yolu sistemine göre daha büyük hareket yeteneği, yükleme yerinin belirlenmesinden bağımsızlık, nakliye hız değişimi daha basit, demiryolu sistemine göre yükleme ve taşımada daha az işçi gerektiren ve araçların bozulmasında diğer sistemlere göre daha az duyarlıdır.

(45)

Baganuur maden işletmesinde arkadan boşaltmalı 25 adet kamyon kullanılmaktadır.

Baganuur işletmesinde 14 tane Catterpillar 777D modeli, 5 tane Komatsu HD-405 modeli, 4 tane Belaz modelin arkadan boşaltmalı kamyonlar çalışmaktadır.

Catterpillar 777D: Kamyonlar dekapaj nakliye işlerde çalışmaktadır. Bu kamyonlardan altı tanesi 1997 üretilmiş ve diğer kamyonlar ise 2008-2010 yıllar arasında üretilmiştir (Şekil 4.17).

Şekil 4.17. Catterpillar 777D Kamyon

(46)

Baganuur linyit işletmesinde 5 tane Komatsu HD-405 modelin kamyonlar kömür nakliye işlerde çalışmaktadır. Bu kamyonlardan 2000 yılında üretilmiştir (Şekil 4.18).

Şekil 4.18. Komatsu HD-405

Baganuur kömür işletmesinde 4 tane BELAZ modelin kamyonlar kömür nakliye işlerde çalışmaktadır. Bu kamyonlari 2010 yılında üretilmiştir (Şekil 4.19).

(47)

Şekil 4.19. Belaz Kamyon

Bir maden işletmesinde iş makinelerinin performansı, işletmenin üretim kapasitesini direk olarak etkiler. Ekipmanların yoğun bir şekilde kullanıldığı madencilik sektöründe işletme maliyetlerinin %30 ile %60’ını ekipman bakım maliyetleri oluşturmaktadır. İşletme verimliliğinin arttırılması için üretim maliyetleri düşürülmeli ve işletmenin daha ekonomik olmasının sağlanması bakımından iş makinelerinin performansları arttırılmalıdır. Bu da ancak iş makinelerinin kullanımlarının ve durma nedenlerinin analizi ile mümkündür.

Performans analizinde en önemli faktör makinelerin kullanım oranları ve bu oranların kabul edilebilir sınırlar içinde olmasıdır (Erçelebi vd, 1999).

(48)

5. MATERYAL VE YÖNTEM

5.1 Regresyon Analizi İle İlgili Genel Bilgiler

Regresyon analizi, iki ya da daha çok değişken arasındaki ilişkiyi araştırmak için kullanılan analiz yöntemidir. Eğer tek bir değişken kullanılarak analiz yapılıyorsa buna tek değişkenli regresyon, birden çok değişken kullanılıyorsa çok değişkenli regresyon analizi olarak adlandırılır. Regresyon analizi ile değişkenler arasındaki ilişkinin varlığı, eğer ilişki var ise bunun gücü hakkında bilgi edinilebilinir.

Regresyon, iki (ya da daha çok) değişken arasındaki doğrusal ilişkinin cebirsel ifadesi, biri bağımlı diğeri bağımsız değişken olarak bir doğru denklemi ile göstermekle kalmaz, değişkenlerden birinin değeri bilindiğinde diğeri hakkında kestirim yapılmasını sağlar. Genellikle bu iki (veya çok) değişkenlerin hepsinin niceliksel ölçekli olması zorunluluğu vardır. Eşitliğin solunda yer alan bağımlı değişkenin sağında yer alan bağımsız değişkenlerden etkilenmesidir. Sağda yer alan değişkenlerse diğer değişkenlerden etkilenmemektedir.

5.1.1 Basit regresyon analizi

Basit regresyon ve korelasyon analizi, biri bağımlı ve biri bağımsız olmak üzere iki değişkenin birincil dereceden ilişkisini ifade eder. Regresyon denkleminin genel formülü bir doğruya karşılık gelen, Y= a + b·X şeklindedir. Burada; Y bağımlı değişken, X bağımsız değişken, a regresyon doğrusunun Y eksenini kestiği değer, b regresyon doğrusunun eğimidir. Hazırlanan bir serpilme diyagramında göz kararı ile, noktaları temsil eden çeşitli doğrular çizilebilir. Ancak değişkenler arasındaki ilişkiyi en iyi ifade eden denklem en küçük kareler metodu ile bulunan denklemdir. Buna göre, serpilme diyagramındaki noktaların doğruya olan dik uzaklıklarının karelerinin toplamı minimumdur. ve buna “en küçük kareler doğrusu” denir. (Aykan 2011,)

(49)

5.1.2 En Küçük Kareler Yöntemi:

Doğrusal regresyonda bilinmeyen parametreleri bulmak için sıklıkla kullanılan yöntem en küçük kareler yöntemidir. Bu yöntemle modele göre tahmin edilen y değerlerinin gözlemlenen değerlerden sapmalarının karesini minimize edecek β0 ve β1 elde edilir. En küçük kareler yöntemi bilinen varsayımlar altında oldukça iyi sonuçlar verir. Ancak iş bağımlı değişkenin kesikli olması durumuna gelince en küçük kareler aynı varsayımları sağlamaktan uzak kalır (Menard, 2002).

Gruplandırılmış verilerde J grubun her birinde nj denemeden rj başarı elde edildiğinde başarı oranı Pj = rj / nj olarak tanımlanabilir. Var (rj / nj) = Pj (1- Pj) / nj olduğundan, her binom dağılımlı gözlem için varyans değişmektedir.

Bu durumda lojit (rj / nj)’nin açıklayıcı değişkenler üzerinde wj = nj / Pj (1- Pj) ağırlığı ile ağırlıklandırılmış regresyonu uygulanmalıdır. Ancak wj ağırlık değerleri de Pj’nin bir fonksiyonu olduğu için en küçük kareler yöntemi iteratif olarak uygulanacak ve ağırlık değerleri her adımda (kestirim değerlerine bağlı olarak) yeniden elde edilecektir (Ürik, 2007).

5.1.3 Hatalar varyansı ve toplam kareler

Anakütle hatalarının normal dağılım gösterdiğine dair bir diğer varsayımı da kullanarak incelemeci önce hatalar varyansı ve toplam kareler değerlerini bulur ve bunları kullanarak tahmin edilen denklem ve parametreler üzerinde çıkarımsal istatistik sonuçlara varabilir.

Anakütle hata teriminin sabit bir varyansı bulunduğu varsayımına göre, hatalar varyansı kestirimi aşağıdaki denklemde verilmiştir:

(50)

Bu ifadeye regresyon için kare kök ortalama hata karesi adı verilir. Parametre kestirimleri için standart hata aşağıdaki eşitliklerden bulunur:

Örneklem veri serisinin değişebilirliği değişik toplam kareler suretiyle ifade edilebilirler.

Tüm toplam kareler (örneklem varyansına orantılı olur):

Regresyon toplam kareler: Bazan açıklanan toplam kareler diye anılır.

Toplam hatalar karesi: Artıklar toplam karesi olarak da isimlendirilir.

Belirlilik katsayısı yani R-kare (𝑅²) değeri [değiştir | kaynağı değiştir]

Belirlilik katsayısı (𝑅²) için en genel tanımlama formülü şudur:

(51)

Çıkarımsal analizde R-kare değeri bulunur ve bulunan değer doğru hesaplanmışsa 0 ile 1 arasında olmalıdır. Yapılan bu analiz ceşitli hallerde açıklanabilir:

Genel olarak:

 Eğer R2 değeri sıfıra yakınsa, uyum iyiliği uygun olmadığı kabul edilir. Bu sonuç ortaya çıkarsa toplanan verilere kullanılan modelin uygun olmadığı sonucu çıkarılır ve bu uygunsuzluk modelinin değiştirilmesini gerektirir. Bu demektir ki model ile açıklanan varyasyon tüm varyansyonu % 0’ı açıklamakta ve geometrik olarak örneklem verileri regresyon ile elde edilen hiperdüzeyin etrafına çok dağılmış olarak bulunmaktadırlar. Bu çıkarıma varılırsa bu basamağa kadar yapılmış olan analizin bir kenara bırakılması ve diğer bir modelin bulunup kullanılması gerekir.

 Eğer R2 değeri bire yakınsa, uyum iyiliği uygun olduğu sonucu çıkarılır. Geometrik olarak çok değişken boyutlu uzayda, örneklem veri noktalarının hepsi uzayda dağılma göstermeyip hemen hepsi regresyon ile elde edilen hiperduzey üzerinde bulunmaktadır. Bu halde çıkarımsal kontrol analizinin diğer basamağına geçilir.

5.1.4 Çok katlı regresyon

Bir bağımlı değişkene karşılık bir bağımsız değişkenin iki veya daha fazla dereceden ilişkisine çok katlı regresyon ve korelasyon analizi denir. Serpilme diyagramında noktalar bir parabol veya daha kompleks denklemlerle ifade edilecek eğri etrafında toplanmaktadır.

Bilgisayar yardımı olmadan iki değişkenin üç veya daha fazla dereceden ilişkisini bulmak oldukça zordur ve uzun işlemler gerektirir.

İki değişkenin ikinci dereceden ilişkisinin incelenmesi genellikle yeterli olmaktadır.

Fakat daha üst dereceden ilişkilerin daha uygun olup olmadığının araştırılmasının en kolay yolu tahmin edilen bütün derecelerden regresyon denklemlerinin bulunması ve 62 her birinin

“b” katsayılarının toplam hatalarının hesaplanmasıdır. En az hatalı denklem noktaları en iyi temsil ettiğinden, regresyon analizi bu dereceden yapılmalıdır. (Aykan 2011,)

(52)

5.1.5 Basit korelasyon analizi

İki değişkenle bunları oluşturan şartlar arasındaki ilişkinin yönü, derecesi ve istatistik açıdan önemli olup olmadığı (anlamlılığı) basit korelasyon analizi yardımı ile belirlenmektedir. Basit korelasyonlar aşağıdaki durumlarda ortaya çıkmaktadır:

- Değişkenlerden biri çoğalırken diğeri azalıyorsa, bunların arasında negatif korelasyon vardır.

- Değişkenlerden biri çoğalırken diğeri de çoğalıyorsa bunların arasında pozitif korelasyon vardır.

- Değişkenlerin birinin çoğalıp azalmasından diğeri etkilenmiyorsa veya serpilme diyagramında noktalar daire benzeri bir alanda toplanıyorsa iki değişkenin arasında korelasyon yoktur, Korelasyon katsayısı (r) ile ölçülür (Aykan, 2011).

5.1.6 Adım adım regresyon analizi

Regresyon analizi aslında biri bağımlı değişken diğeri bağımsız değişken (veya değişkenler) olmak üzere; değişkenler arasındaki ortalama ilişkinin matematik bir fonksiyon şeklinde yazılmasıdır. Bağımlı değişken tahmin edilmek istenen değişkendir. Bağımsız değişken ise bağımlı değişkenin tahmininde kullanılmaktadır.

Bu tez çalışması kapsamında çoklu regresyon analizi EXCEL 2016 programı yardımıyla yapılmıştır. Yapılan çalışmada verilen değerler kullanılarak model oluşturmak amaçlanmıştır. Elde edilen regresyon analizi sonuçları bir sonrakı bölümde verilmiştir.

(53)

5.2 Hata Ağacı Analizi (HAA)

HAA yöntemi, ilk olarak, 1962 yılında Bell Telefon Laboratuvarları tarafından, Minuteman füze fırlatma kontrol sisteminin güvenlik analizi için kullanılmıştır. HAA, 1960’lardan itibaren yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle havacılık ve uzay sanayi ile nükleer reaktör endüstrisinde yaygın olarak kullanılmıştır. Göreceli olarak da, olayların karmaşık kombinasyonlarının sonucu ortaya çıkan kazaların risk analizlerinin yapılması için kullanılmıştır.

Risk değerlendirmesi, işyerinde var olan ya da dışarıdan gelebilecek tehlikelerin belirlenmesi, bu tehlikelerin riske dönüşmesine yol açan faktörler ile tehlikelerden kaynaklanan risklerin analiz edilerek derecelendirilmesi ve kontrol tedbirlerinin kararlaştırılması amacıyla yapılması gerekli çalışmaları ifade etmektedir.

Hata ağacı analizi, kök neden analizi, risk değerlendirmesi ve güvenlik tasarımı için uygulanır. Kök neden analizi içinde, istenmeyen olaya yol açan tüm ilgili olay ve durumlara bakılır, paralel ve seri olay kombinasyonları araştırılır ve birçok karışık iç olayı içeren model oluşturulur. Risk değerlendirmesi içinde, risk seviyesini hesaplamak, kritik güvenlik bileşenlerini, fonksiyonlarını tanımlamak ve tasarlanan değişikliklerin etkisini ölçerek bulunur. Güvenlik tasarımında amaç, gerekenlere uymayı göstermek, nerede güvenlik gereksinimi ihtiyacı olduğunu göstermek, zayıf noktaların veya hataların potansiyelini hesaplamak ve tanımak son olarak da yaygın hataları saptamaktır (Ericson, 1999).

Hata ağacı analizi (HAA), alt seviyedeki bir dizi olayı birleştirmek için kullanılan Boolean mantığı ile analizi yapılan sistemdeki arzu edilmeyen bir durum için uygulanan, yukarıdan aşağı ve tümdengelim mantığı olan başarısızlık analizidir. Bu analiz yöntemi, esas olarak güvenlik mühendisliği ve güvenilirlik mühendisliği alanlarında sistemlerin nasıl bozulabileceğini anlamak, riski azaltacak en iyi yolları tanımlamak veya sistemin belli bir seviyesindeki başarısızlığı veya emniyetli kaza olaylarının oranlarını belirlemek için kullanılır.

HAA’nın uygulama alanları şunlardır:

(54)

• Güvenilirlik Analizi

• Tasarım

• Kök Sebep Analizi

• Harekat

• Bakım Yapılabilirlik

• Güvenlik Analizi

• Kalımlılık / Hassasiyet Analizi

HAA, kolay anlaşılır bir süreçtir ve takım çalışmasını gerektirir. Tümden gelim mantığı ile yukarıdan aşağıya bir yaklaşım, HAA yönteminin temelidir.

HAA’nın temel basamakları şunlardır:

• Sistemin ve Tepe Olayın Tanımlanması

• Hata Ağacının İnşası

• Hata Ağacının Nitel Analizi

• Hata Ağacının Nicel analizi

• Sonuçların Raporlanması

HAA‘nın ilk basamağı sistemin ve tepe olayın tanımlanmasıdır. Açık ve net olarak belirlenmesi gereken tepe olay, sistem ile ilgili istenmeyen bir olay olarak tanımlanabilir.

HAA’da tepe olaya yol açabilecek dolaysız, gerekli ve yeterli sebepler tespit edilmelidir. Tepe olayı tespit edildikten sonra, tespit edilen sebeplerin tepe olayı ile ilişkisi ve birbirleri arasındaki ilişkiler araştırılır. HAA’da olaylar arasındaki ilişkiler kapı olarak isimlendirilen mantıksal işleçler aracılığı ile gösterilir.

HAA’da olaylar arasındaki ilişkileri tespit etmek için, ilk olarak, tepe olaya sebep olan olaylara, alt tepe olaylar olarak muamele edilir ve bu alt tepe olayların dolaysız, gerekli ve yeterli sebepleri tespit edilir. Bir sonraki alt tepe olaya geçmeden önce,bulunulan alt tepe olaydaki bütün temel olaylar tamamıyla tanımlanmalıdır. Uygun bir çözünürlüğe veya analiz seviyesine ulaşılana kadar hata ağacı bu şekilde aşağı doğru bütün temel olaylar tespit edilene kadar oluşturulmalıdır. Oluşması için, kendisinden başka bir olayın oluşması

(55)

gerekmeyen, yani alt olaylara bölünemeyen olaya, temel olay denir. Temel olay, analizin çözünürlüğüne bağlıdır. Daha aşağı seviyeye gitme ihtiyacı olmadığına karar verilinceye kadar devam edilmelidir.

HAA’da kullanılan semboller Şekil 5.1’de sunulmuştur. Bu analizde mantıksal cebir kullanılmaktadır. Bu çalışmada “VE” ve “VEYA” mantık kapıları kullanılacaktır. Bir olay, iki veya daha fazla olayın aynı zamanda meydana gelmesi sonucu ortaya çıkıyorsa, bu durum

“VE” mantık kapısı kullanılarak gösterilir. Bir olay, iki veya daha fazla olaydan herhangi birisinin meydana gelmesi sonucu ortaya çıkıyorsa, bu durum “VEYA” mantık kapısı kullanılarak gösterilir. (Gümüşbuğa, 2012)

Hata ağacının kapsamında başarısızlıklar, hatalı olaylar, normal olaylar, çevresel etkiler, sistemler, alt sistemler ve bileşenler, sistem elemanları (yazılım, donanım, insan, talimatlaryönergeler), zaman (görev zamanı, tek aşama, çok aşama) bulunmaktadır (Ericson, 1999).

Hata ağacı analizi her tehlikeye uygulanmaz, yalnızca kritik olan güvenlik tehlikeleri için yapılır. Ayrıca, müşteri tarafından istenildiğinde, sertifika için gerektiğinde, ürün yüksek risk içerdiğinde, kaza, hadise, anormal olay araştırması yapılmak istendiğinde, kritik güvenlik sistemi için güvenlik durum detayını yapmak istendiğinde, düzeltici hareketleri değerlendirmek veya seçenekleri tasarlamak için, güvenlik bariyerlerinin etkilerini değerlendirmek için, olayın kök sebeplerini bilme gerekliliği olduğunda, kritiklik, önemlilik, olasılık ve risk değerlendirmek istendiğinde, güvenlik aygıtları için en iyi yerleşim araştırıldığında uygulanabilir (Ericson, 1999).

(56)

Hata ağaç analizende kullanılan sembolleri aşağıdaki Şekil 5.1’de gösterilmiştir.

Şekil 5.1. HAA kullanılan semboller

Hata ağaçları herbiri kendisinden bir alt düzeydeki arızaların lojik bir fonksiyonun olarak tanımlanan, çeşitli düzeylerde arızalar zinciridir. Yöntem en üst düzey arızadan (istenmeyen olay) en alttaki temel arızalara varana dek, herbir arızanın kaynağını belirleme şeklinde de tanımlanabilir(Özdemir,1996)

(57)

Hata ağaçların lojik birimler olarak ve, veya, koşul, koşullu ve, koşullu veya, n de k temel blokları ve gerektiği hallerde gecikme, toplama, karşılaştırma ve ayrıcalıklı veya blokları kullanılır (Şekil 5.2).

Şekil 5.2. Arıza Türleri

Birim arızaları: başka bir birimin arızasının direkt veya dolaylı sonucu olarak oluşmayan Temel Arızalar, ağaçta görülmeyen birim veya birimler arızasının direkt veya dolaylı sonucu olarak oluşan İkincil Arızalar ve ağacının bir alt düzeyindeki birim veya birimler arızasının direkt veya dolaylı sonucu olarak oluşan Sonuç Arızalar şeklinde üç gurupta incelenir. Her bir birim arızası bu üç tür arızanın bileşimi olarak Veya bloğuyla, sonuç arızalar ise bir alt düzeydeki birim veya birimlerin benzeri arızalarının sonucu olarak modellenerek hata ağacı oluşturulur (Özdemir,1996).

Her bir arıza türünün muhtemel sebeplerinin tespit edilmek amacıyla ağaç diyagramları Şekil 1,2 ve 3’te verilmektedir. Bu ağaç diyagramların geliştirilmesinin ana amacı ise Makineden kaynaklanan oluşan mekanik arızalar nedeninin tespit edilmektedir.

Şekil 1,2 ve 3’te Madencilikte kazı işlerde yaygın olarak kullanılan Dragline’nın ana mekanizmalarında oluşan arızalara göre hata ağaç analizi yapılmış ve bu ana kısımlarda Elektrik, Mekanizmalar’ın ve Diğer arızalar gösterilmiştir. Makineden kaynaklanan mekanik arızalar için hata ağaç analizi örneği (Şekil 5.3 ve 5.4).