Amasra bölgesinde kullanılan orta ağırlıktaki galeri açma makinalarının performans ve uç tüketimlerinin değerlendirilmesi

Abstract

Madencilik ve tünel kazılarında daha hızlı ve ekonomik yollarla hedefe ulaşmak için çeşitli teknolojiler geliştirilmiştir. Kollu galeri açma makineleri kullanım yerine ve amacına uygun seçildiği takdirde hızlı bir kazının yanı sıra emniyetli, esnek, taşınabilir ve ekonomik kazı imkanı sağlamaktadır. Farklı dayanım değerine sahip formasyonlarda ve kazı kesitlerinde kullanılabilir olmaları maden ve tünelcilik projelerine zaman ve maliyet yönünden olumlu etki etmektedir.Türkiye'nin en büyük taşkömürü havzası olan Amasra Bölgesinde hazırlık galerileri sürmek amacıyla 1 adet DH R60T ve 2 adet DH R75T model travers tip kollu galeri açma makinası 2015 yılında Hattat Enerji ve Maden Tic. A.Ş. tarafından satın alınmış ve kazıya başlanmıştır. Üç galeri açma makinası 2017 yılı sonuna kadarki 41 aylık kazı sonucunda toplamda 3182 m ilerlemiş ve ortalama 78 m/ay ilerleme kaydetmiştir. İlerleme miktarları ise 19,7 m/ay ile 146 m/ay arasında değişmiştir. Bu tez çalışmasında, Amasra bölgesinde ki galeri açma makinalarının performans değerlendirmesi, keski tüketimleri, net kazı hacimleri, spesifik enerji değerleri, makinadan faydalanma oranları gibi parametreler kazı sırasında kayıt altına alınarak değerlendirilmiştir. Bununla birlikte, kayaçların eşdeğer kuvars içeriği ile farklı kesici uçların metalurjik özelliklerinin keski tüketimine etkileri, CAI değerleri, ortalama tane boyutu, arazideki Schmidt sertlik çekici değerleri ve bu değerlerin makine performansına ve spesifik enerjiye olan etkisi incelenmiştir. Bu bağlamda galeri açma makinalarının net kazı hacmi 10 m3/h – 112 m3/h arasında, spesifik enerji değeri ise 1,12 kWh/m3–7,19 kWh/m3 arasında değişkenlik göstermiştir. Tüm galeri açma makinelerinde tüketilen ortalama birim keski tüketimi 0,1 adet/m3 olarak hesaplanmıştır. Makinadan faydalanma oranlarının ise % 2,49 - %21,3 arasında değiştiği görülmüştür. Keskilerin kobalt yüzdesinin % 4,11 - % 11,31 arasında ve wolfram yüzdesinin ise % 77,24 - % 89,76 arasında değiştiği belirlenmiştir. Kayaç türlerine göre keski tüketimi değerlerinin 0,002 – 0,737 adet/m3 arasında, kuvars içeriğinin ise % 44 - % 68 arasında değiştiği görülmüştür. Elde edilen bu sonuçlara göre de kuvars içeriği ve kobalt içeriğinin keski tüketimlerinde önemli derecede etkili olduğu ispatlanmıştır. Arazide ölçülen Schmidt çekici sonuçlarından spesifik enerji ve net kazı hacmi ile ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen tüm bulgular ileride Zonguldak Taşkömürü Havzasında bir başka ocakta galeri açma makinesi kullanılması halinde çalışacak mühendislere yol gösterecek ve ışık tutacaktır.

In mining and tunnel excavations, various technologies have been developed in order to reach the goals in faster and more economic ways. In case the roadheaders are selected properly for the purpose of excavation, they would provide safe, flexible, portable and economical performances as well as a faster excavation. Their usability in formations having various rock strengths and in different cross sections provide a positive impact in mining and tunneling projects in terms of time and costs.In order to drive the development galleries in Amasra coalfield, which is the largest basin in Turkey, one DH R60T and two DH R75T model transverse type roadheaders have been purchased by Hattat Energy and Mining Company in 2015 and has begun to excavation. Three roadheaders advanced a total of 3182 m after 41 months of excavation until end of 2017 and recorded an average advance rate of 78 m/month. The average advance rate also varied between 19.7 m and 146 m per month. In this thesis, the performance of roadheaders in Amasra coalfield and a number of parameters such as pick consumption, instantaneous cutting rate, specific energy, and machine utilization ratio were evaluated based on the records derived from roadheader excavations. In addition, the effects of equivalence quartz content and metallurgical properties of different bits on bit consumption, CAI values, average grain size, Schmidt hardness values in the field and their influence on machine performance and specific energy were taken into consideration. In this context, the instantenous cutting rate of the machines ranged from 10 m3/h to 112 m3/h and the specific energy varied between 1,12 kWh /m3 and 7,19 kWh /m3. The average bit consumption in all machines was calculated to be 0,1 pick/m3. It was also found that the machine utilization ratio changed between 2.49% and 21.3%. The cobalt percentage of picks ranged from 4.11% to 11.31% and the wolfram percentage varied between 77.24% and 89.76%. Considering different types of rocks, bit consumption values were found to be between 0.002 – 0.737 pick/m3 while the quartz content ranged from 44% to 68%. According to these results, it was proved that the quartz and cobalt contents are significantly affects the bit consumption rate. Schmidt hammer test results obtained in the field showed that there is a reasonable correlation between the specific energy and instantaneous cutting rate.All these results will guide and shed light to the engineers who will drive a roadheader in another colliery located at the Zonguldak Hardcoal Basin in the future.