MDT 1152 Madenlerde Hazırlık Kazısı Ders Notları

MDT 1152 Madenlerde Hazırlık Kazısı Ders Notları

Maden Teknolojisi Programı
Madencilik ve Maden Çıkarma
Bölümü
MDT 1152
Madenlerde Hazırlık Kazısı Ders
Notları
İÇİNDEKİLER
1.
GİRİŞ
2.
MADENCİLİKTE KULLANILAN TERİMLER
3.
MADEN İŞLETMECİLİĞİNİN ANA İŞLEMLERİ
4.
MADEN YATAĞININ DEĞERİNİ ETKİLEYEN ETMENLER
5.
HAZIRLIK İŞLERİ (BÜYÜK, KÜÇÜK HAZIRLIKLAR)
6.
HAZIRLIKLARLA İLGİLİ YOLLARIN AÇILMASI İŞLERİ
7.
KAZI İŞLERİ (KAYA ÖZELLİKLERİ, KAZI YÖNTEMLERİ VE
ALETLERİ)
8.
KUYU AÇMA İŞLERİ
2
KÖMÜRÜN OLUŞUMU
 KÖMÜR, BİTKİ PARÇALARININ BATAKLIK ALANLARDA
BİRİKMESİYLE OLUŞMUŞ TABAKALARIN, ÜZERLERİNDE GİDEREK
ARTAN ISI VE BASINÇ SONUCU FİZİKSEL VE KİMYASAL
DEĞİŞİKLİĞE UĞRAMASIYLA, 15 MİLYON YIL İLE 300 MİLYON YIL
ARASINDA MEYDANA GELMİŞ KATI FOSİL ORGANİK KÜTLEDİR.
 GENELLİKLE YAŞLI KÖMÜRLER DAHA KALİTELİDİR. KÖMÜRLER
ORGANİK OLGUNLUKLARINA GÖRE LİNYİT ALT-BİTÜMLÜ KÖMÜR
BİTÜMLÜ KÖMÜR, TAŞ KÖMÜRÜ OLARAK SINIFLANDIRILABİLİR.
 KÖMÜR DÜNYADA EN YAŞLI OLARAK BULUNAN, GÜVENİLİR
AYNI ZAMANDA DÜŞÜK MALİYETLERLE ELDE EDİLEBİLEN FOSİL
YAKITTIR.
 KÖMÜR DÜNYADA 50 DEN FAZLA ÜLKEDE ÜRETİLMEKTEDİR.
 KÖMÜR KULLANIMI, DEPOLANMASI VE NAKLİYESİ AÇISINDAN EN
EMNİYETLİ FOSİL YAKITTIR.
 ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİNDE UCUZ VE REKABETÇİ BİR YAKIT
OLMASI NEDENİ İLE DÜNYA ELEKTRİK ÜRETİMİNİN %40’ı
KÖMÜRDEN KARŞILANMAKTADIR.
Bataklık
ISI
TURBA
TAŞKÖM
TÜRKİYE KÖMÜR HARİTASI
1. MADENCİLİKTE KULLANILAN TERİMLER
• YERALTI İŞLETMESİ (KAPALI OCAK) : Her türlü açık
işletmelerde kuyu ve diğer girişler, eğimli kuyular, düz ve
eğimli galeriler ile birlikte yeraltı kazı ve imalatı, çıkarma,
çekme havalandırma, gerektiğinde yeraltında kullanılan
elektrik cereyanının üretim ve dağıtımına yarayan tesis ve
teçhizat ile birlikte kömür ve cevher çıkartma işlerinde
kullanılan diğer yeraltı yollarını, çeşitli iş yerlerini,
açılmakta olan kuyuları, yeraltına doğru kazılmakta olan
tüm vinç ve varagel yollarını ve galerilerini kapsayan bir
işyeridir.
• GRİZU : Yeraltında maden kömüründen çıkan metan
(CH4) gazının hava ile karışımına denir.
ANA LAĞIM : Ana yol anlamına gelir. Genellikle çift
demiryolu ve ocağın toplam
gereksinimine yetecek
miktarda hava geçmesini sağlayacak açıklığı olan taş içinde
açılmış galerilerdir.
MOSTRA : Cevher yatağı ya da kömür damarının
toprak üstünde görünen kısmına denir.
AÇIK İŞLETME (AÇIK OCAK): Yer yüzünde yapılan maden
çıkartma işidir.
5
• AYAK : Kömür damarı veya cevher yatağı içerisinde,
birbirine paralel yada belli ara uzaklıkta sürülmüş iki galeri
ve bunların arasında belli uzunlukta, sürekli ve düzenli
kazı ile ilerletilen üretim aynasına ve bağlantılarına denir.
• ŞÖVELMAN : Kuyu ağzındaki asansör kulesidir.
• BÜR : Yeraltında iki katı birleştiren düşey açılmış kuyulardır.
• TOPUK : Bazı yapıları korumak amacıyla alınmadan
yeraltında bırakılan cevher kısımlarıdır.
• BAĞ : Galeri açma işlerinde tavan ve yan duvarların
göçmesini önlemek amacıyla yapılan tahkimat birimidir.
• TENÖR : Cevherin faydalı mineral yüzdesidir.
• VANTÜP : Silindirik hava borularıdır.
4
• TAHKİMAT: Yeraltı yapılarının tavanlarını tutmak için
destekleme işlemidir.
• ARIN (AYNA): Bir ocakta her türlü baca, ayak, galeri, kuyu
veya yolların ilerlemekte olan yüzlerini tanımlar.
• HAVALANDIRMA:
Yeraltında yeterli miktarda
ve uygun kalitede havanın
dolaştırılması için yapılan
tüm işlemlerdir.
• KONSANTRE : Cevher hazırlama tesislerinde
zenginleştirilmiş cevherdir.
• ROSET : Kuyu dip ve başlarının veya ara katların yatay
yollarla üretim yerlerine bağlantısını sağlayan mahaldir.
• KAFES : Maden kuyularında insan malzeme ve ocak
arabası naklinde kullanılan tek veya çift katlı çelik
konstrüksiyonlu kabin. Çalışanların yeraltı ocağına giriş
ve çıkışları da bu kafeslerle yapılır. Diğer bir deyişle
kuyu içinde nakliyatı sağlayan asansördür.
7
Üst Halat
Alt Halat
Kuyu
Şövelman
SKİP : İhraç kuyusunda taş
veya yeraltında üretilen
madenin yerüstüne naklinde
kullanılan ve altındaki
otomatik kapak ile boşaltma
yapabilen çelik kova.
MOLET
Kuyu
Ağzı
Hareket
Tamburları
Skip veya Kafes
8
•
•
•
•
KAMA : Arazi boşalmasına karşı bağların üstüne ve arkalarına
konan, kullanıldığı yerdeki koşullara bağlı olarak kalınlığı 3-8 cm.,
boyu 1-4 m. arasında değişen ağaç parçalarına denir.
ÇATAL DİREK : Normal olarak sarma altına, tavan basınçlarının fazla
olduğu yerlerde boyunduruk ve çıplak tavan altına konan takviye
direktir.
BOYUNDURUK : Ağaç bağda iki yan direk üzerine konan ve esas
tavan yükünü taşıyan çintili yatay direğe denir.
TAKOZ : Direk başı ile tavan arasına yerleştirilen, tavanın
yükünü direğe ileten ve esneklik sağlayan küçük ağaç
parçasına denir.
• DEKAPAJ : Açık işletmelerde cevher yatağı ya da kömür
damarının üstünde bulunan örtü tabakasının kazılarak
kaldırılması işidir.
• POSTA : Lağım ve diğer galeri arınlarından çıkan taş ve toprağa
denir.
9
• GİDAJ : Kuyularda kafesin ya da skibin aşağı yukarı
inerken sağa sola sallanmasına engel olan ve kafese
kızaklık yapan çelik ray yada halatlara denir.
• ARA KESME : damar içinde bulunan bant halindeki
kayaç tabakalarıdır.
• DESANDRE : Belirli bir kottan aşağı doğru sürülen
yatımlı damar içi yada taş yollarıdır.
• DEPRESYON : Ocak içindeki galerilerde iki nokta arasında
ölçülen hava basıncı farkıdır.
• FIRÇA : İki bağ arasına vurulan ince direklere denir.
• BACA : Ocaklarda kömürün kazılarak çıkartıldığı yere denir.
1
0
• BARET: İş güvenliği amacıyla madencilerin
giydiği özel yapılmış şapkalardır.
• DAMAR : Uzunluğu, derinliği ve kalınlığı bulunan ve genel
olarak kalınlığı diğerlerine nazaran çok az olan yeraltı
tabakaları yada kayaçlar arasına sıkışmış genellikle düzgün
kalınlıktaki kömür ve düzensiz bir yapı görünümünde olan
cevher kütlesine denir.
• DOMUZDAMI: Özellikle göçertmeli uzun ayaklarda uygulan
ve ayak arkasını göçertmeye yarayan tahkimat elemanıdır.
• POTKOPAÇ : Arında kömür
kazısını
kolaylaştırmak
için
derinlemesine açılan dar boşluğa
denir.
Genellikle
damarın
yumuşak tabakası içinde açılır.
• REKUP : Damar yada ya da yatağı kesesiye sürülen taş
galerilerle, damar içinde birbirine paralel sürülmüş iki kılavuzu
dik olarak birleştiren galerilerdir.
• PASA : Cevherin işe yaramayan kısmına denir.
9
• AKROSAJ : Dik ve eğimli kuyuların dip ve başlarında
çalışmakta olan katlardaki manevra yollarını ve bunlara
bağlı açıklıkları ifade eder.
• KARTİYE : En çok 300 kadar işçinin bir yeraltı üretim
birimidir.
• KAVLAK : Kazı yapılan alanlarda ya da diğer galerilerde,
özellikle tahkimatsız kısımlarda tavanda ve yanlarda kabarıp
kolayca sökülebilen ve hatta kendiliğinden düşebilir
durumdaki taşlara denir.
• ATIM : Ateşleme işlemi sonunda serbestleşen maden veya
örtü tabakası kitlesine denir.
12
• GALERİ : Bir tarafı kapalı olan tünel ya da arazi içinde sürülmüş
yoldur.
• GÖÇÜK : Yeraltı işyerinde yapılan tahkimatın yetersiz olması
yada eskimesi veya başka bir nedenle devrilmesi sonucu tavanın
kırılarak aşağı düşmesi (boşalması) olayına denir.
• FAY : Bir tabaka serisini bölen
değiştiren çatlaklara denir.
•
ve
bölümlerin
konumunu
KILAVUZ : Damar yada yatağın tavan ve taban taşları arasında
genellikle yatay sürülen yollara denir.
13
• PABUÇ : Demir bağları ve demiryolları birbirine
bağlayan bağlantı parçasına denir.
• PARAŞÜT : Asansörlerde çekici halatın koptuğu zaman
kafesi gidajlar arasında sıkıştırıp sağa sola sallanmasına
engel olan, tırnaklar vasıtasıyla kafesin kayıtlara artan
bir basınçla tutunmasını sağlayan düzen.
• LAĞIM ATMA : Taşta ve kömürde galeri açma ile cevher ya
da kömür kazı işlerinde, kazıyı kolaylaştırmak için arına
delinen deliklerin patlayıcı madde ile doldurulup ateşlenmesi
işidir.
• LAVVAR : Cevher-kömür yıkama tesisidir.
• TABAN YOLU : Cevher içinde açılan hazırlık galerileridir.
Üst kottan sürülene “üst taban yolu”, alt kottan açılana ise “alt
taban yolu” denir.
• TARAMA : Yeraltı galerilerinde üst ve yan basınçlar
nedeniyle daralmış olan açıklıkların genişletilmesi işine denir.
• SARMA : Ayaklarda, baca tahkimatlarında tavan altına
konan yuvarlak ve ortadan bölünmüş 3 veya 4m. uzunluktaki
direğe denir.
• BAŞAŞAĞI : Üst taban yolundan eğim aşağı sürülen
bağlantı galerisine verilen addır.
14
2. MADEN İŞLETMECİLİĞİNİN ANA İŞLEMLERİ
Tipik bir maden işletmesinin ana işlemlerinin toplu durumda
gösteren şematik bir açıklama
Şövelman
Üretim tesisi
Atık Sahası
Havalandırma
kuyusu
Kazısı Tamamlanmış
Açık işletme
Başaşağı
Kazısı Tamamlanmış
Ve doldurulmuş bölüm
Terkedilmiş
Kafes
Kat
Arakat
Üretim yapılan
Topuk
Cevher Nakliye Feresi
Skip
Anakat
Üretim için
hazırlanan Topuk
Su Havuzu
Nakliye katı
Arakat Kelebesi
Cevher
Silo
Pompa İstasyonu
Band Konveyör
Tartı Cebi
Arama Sondajları
Klavuz Galeri
Şlam Havuzu
Gelecekte Kullanılacak Rezervler
15
Yeraltı işletmesi ve yerüstü tesisleri
Açık işletme genel görünümü
Açık işletme kazı ve yükleme
16
MADENCİLİKTE YAPILAN BAŞLICA İŞLER
 ARAMA (Prospeksiyon)
 DEĞERLENDİRME (Fizibilite)
 HAZIRLIK (Üretime Hazırlık)
 ÜRETİM
KAZI
TAHKİMAT
SU ATIMI
 HAVALANDIRMA
 ULAŞIM (NAKLİYAT)
 İHRAÇ
 CEVHER HAZIRLAMA
17
2.1 ARAMA
Arama, yeryüzüne çıkmamış bulunan maden yatağının yerini
saptamak üzere yapılan araştırma işlemidir. Bu işlemler; çeşitli
jeolojik çalışmalar, uçak yada uydudan alınan hava fotoğraflarının
değerlendirilmesi (fotojeoloji), haritalama, petrografik tayinler ve
maden yatakları çalışmalarını kapsar. Bu bağlamda çeşitli bilgisayar
programları ile pek çok jeolojik, jeofizik, jeokimya bilgileri
değerlendirilmekte ve yeraltında saklı olan maden yatakları
keşfedilmektedir.
Arama aşamasında maden yatağının mostra alınan yada kuyu, galeri
veya sondajlarda elde edilen temsili numuneler kimyasal,
spektrografik, radyometrik ve benzeri analizlere tabi tutularak
cevher yatağının yayılımı ve kalitesi hakkında kapsamlı ve detaylı
bilgiler elde edilmeye çalışılır. Yatağın boyut ve geometrisi, şekil ve
lokasyonu nitelik ve nicelik yönünden ortaya konur. Ekonomik
değeri belirlenir.
16
Maden arayıcısı gerekli ve yeterli jeolojik bilgiye sahip olmalıdır.
Arama yapılacak bölge sistemli ve düzenli bir biçimde araştırılır,
bulgular jeolojik haritalara işlenir. Araziden numuneler alınır ve
laboratuvar analizleri yapılır.
Maden aramada geçirilen bazı safhalar;
• Mostraların ve arazinin iyice incelenmesi
• Jeolojik oluşumların ve onların yapısal değişimlerinin harita
üzerine titizlikle işlenmesi
• Sondajlarla arama
• Yeraltı aramaları
• Jeofizik aramaları
Madenlerin aranması ve işletilmesi hakkı Devlete aittir. Devlet bu
hakkını belli bir süre için, gerçek ve tüzel kişilere devredebilir. Bu
durumda gerçek ve tüzel kişilerin uyması gereken şartlar, Devletçe
yapılacak gözetim, usul ve esaslar kanunda gösterilir.
Madencilik faaliyetlerine ilişkin izin ve ruhsat alınırken aranacak veya
işletilecek madenin cinsi, arama veya işletme alanının yeri ve
büyüklüğü, işletme ve arama süreleri kanun ve yönetmeliklere göre
belirlenir. Örneğin; maden kanununa göre bor ve radyoaktif özellikli
ve stratejik madenlerin (uranyum ve toryum gibi) arama ve işletme
izin ve ruhsatları özel veya tüzel kişilere verilemez.
Arama ruhsatının düzenlenmesinden sonraki ilk bir yıl ön arama
dönemidir. Ön arama süresi sonuna kadar, maden arama projesinde
belirtilen faaliyetlerin tamamlandığını ve bu faaliyetlere ilişkin
yatırım harcamalarını gösteren ön arama faaliyet raporunun
verilmesi zorunludur. Aksi takdirde ruhsat iptal edilir.
Yükümlülüğünü yerine getiren ruhsat sahipleri aranan madenin
türüne göre bir veya iki yıl daha genel arama dönemine hak sağlar.
19
Devletin hüküm ve tasarrufu altındaki madenlerde, işletmeye
elverişli ekonomik bir cevherin bulunması durumunda ruhsatların
verilmesi, denetimi, projelerinin incelenmesi ile ilgili madencilik
faaliyetleri Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı adına Maden İşleri
Genel Müdürlüğü (MİGEM) tarafından yürütülmektedir.
20
2.1.1 Aramaya Hazırlık : Aramaya başlamadan önce aranacak saha
ve maden konusunda olabilecek her türlü bilgi toplanmalı ve
incelenmelidir. Arama süreci, önceden üretilmiş verilerin
yorumlanmasıyla başlar, madenin üretilmesi sırasında devam eder
ve madenin tüketilmesine rağmen bir süre daha devam eder.
• Aranacak maden sahası ile ilgili yazılmış raporlar,
• Daha önce yapılmış jeolojik haritalar,
• Ön arazi araştırmalarının olup olmadığı dikkatlice araştırılmalı
ve bunlardan yararlanılmalıdır.
Herhangi bir madenin aranması, o bölgede gerçekleşmiş jeolojik
olayların, etkili oldukları alanların, kayaç türlerinin ve
geometrisinin çözümlenmesini gerektirmektedir.
Cevher yatakları genellikle belirli tip kayaçlarla bir arada bulunurlar.
Arama sırasında bu kayaçların yeryüzünde görülmesi cevherin
mostra verdiğini gösterir. Bazı maden yataklarının aranmasında
aşağıdaki bilgilerden yararlanılır.
• Krom, elmas ve platin çoğunlukla peridotit ya da bunun
değişiminden oluşan «serpantin» içerisinde bulunur.
• Manyetit, nikelli pirit ve kalkopirit ise diorit içinde bulunur.
Bazende kalkopirit, diabaz veya gabrolarla bulunabilir.
• Altın, kuvars damarlarında piritle birlikte bulunur.
Bulunan mostraların istikameti, yatımı ölçülür ve haritaya işlenir.
Mostranın devamlılığı araştırılır ve cevherleşme olabilecek sahalar
belirlenir.
2.1.2 Jeolojik Etüt : Cevherleşme olabilecek sahalar belirlendikten
sonra, ümitli sahaların ayrıntılı jeolojik yapısının, tektonik ve
mineralojik unsurlarının belirlenebilmesi amacıyla yapılan jeolojik
çalışmalardır.
19
Bu çalışmalar 1/25 000’den daha büyük ölçekli olmaktadır. Temel
amaç; cevherleşme ve çevre kayaçlar için daha verimli ve ayrıntılı
bilgiler sunarak çalışma alanını daha da sınırlamaktır.
3.Jeokimyasal Yöntemle Arama : Aranacak madenin ne
olduğunu içindeki elementlerin tespiti yapılır. Bu amaçla maden
yatağının yakın çevresindeki kaya, toprak, bitki veya dere
kumlarından örnekler alınarak kimyasal analizleri yapılır.
4.
Jeofizik Yöntemle Maden Arama
Özellikle derinlerde cevherleşme hakkında daha ayrıntılı bilgilerin
edinilmesi ve işletme dönemine ışık tutacak muhtelif işletme
problemlerinin çözümü, tektonik yapının ortaya çıkarılması, cevher
kalitesinin ve büyüklüğünün bir ölçüde belirlenmesini esas alan
çalışmalardır. Sondaj, galeri, yarma vb. madencilik çalışmalarının
maliyetine kıyasla daha küçük maliyetli olması nedeniyle tercih
edilen bir yöntemdir.
Maden ve minerallerin ölçülebilir fiziksel büyüklüklerinden
yararlanılır. Eğer aranacak maden birden fazla baskın fiziksel özelliğe
sahipse birden fazla jeofizik yöntem uygulanır. Maden veya minerali
çevreleyen yan veya ana kayacın fiziksel özellikleri madenin fiziksel
özelliklerinden daha baskın ise, maden dolaylı olarak aranır, yani
önce yan veya ana kayaç saptanmaya çalışılır.
Jeofizik uygulamalarının madencilik faaliyetlerinin tüm evrelerinde
(arama ve işletme) yer alması, bilimsel ve verimli bir madencilik için
zorunludur. Örneğin; damar tipi metalik bir maden yatağının işletme
evresinde, damarın kesintiye uğraması halinde, damarın devamının,
yön ve uzanımının saptanmasında jeofizik yöntemlerden elektrikelektromanyetik yöntemler galeri veya kuyu içinde bile uygulanarak
başarılı sonuç alınabilmektedir. Böylece, işletme faaliyeti jeofizik
sonuçlara göre yönlendirilmektedir.
20
Maden veya kayaçların fiziksel özellikleri genel olarak şunlardır:
• ısı veya ışığı yayma, geçirme, kırma ve yansıtma özellikleri;
• elastik dalgaları iletme, yansıtma ve kırma özellikleri;
• farklı özgül ağırlıklara sahip olma özellikleri;
• mıknatıslanabilme özelliği;
• yüksek veya düşük elektriksel geçirgenlik veya elektriksel
özdirenç veya iletkenlik farkına sahip olma özellikleri;
• elektromanyetik alana ikincil elektrik ve elektromanyetik
alanla karşılık verme özellikleri;
• doğal elektriksel gerilim üretme özellikleri;
• doğal radyoaktiviteye sahip olma özellikleri, vb.
Maden aramalarında kullanılan başlıca jeofizik yöntemler
şunlardır.
1.Gravimetrik yöntem : Kayacın yoğunluğuna bağlı olarak,
yerçekimi özelliklerinden yararlanılarak geliştirilen aletlerle
2.Manyetik yöntem : Yerkürenin manyetik alanındaki
değişimlerden yararlanılarak manyetit demir yatakları ve
mıknatıs gibi hassas diğer cevher yataklarının aranmasında
3.Elektrik
ve Elektromanyetik(EM) yöntemler : Metalik
minerallerin elektrik iletkenlikleri ile öziletkenlikleri arasındaki
farktan yararlanılır.
4.Sismik yöntem : Ses dalgalarının kayacın içerisinde ilerleme
hızlarından yararlanarak, düz arazilerde ve kayaçların çok farklı
sismik hızlara elverişli olduğu yerlerde uygulanır.
23
2.DEĞERLENDİRME : Maden yatağının değerini saptamak için
yapılan birtakım işlemleri kapsar. Bunların başında da sondaj gelir.
Sondaj ile maden yatağının jeotermik boyutları, lokasyonu,
derinliği ortaya çıkmakta, yatım, tenör dağılımı ve neticede rezerv
denilen maddi varlık belirlenmektedir. Günümüz teknolojisinde
bilgisayar işlemlerinin uygulanması ile bu dağılımlar hızlı ve doğru
bir biçimde saptanabilmekte, iki ve üç boyutlu profiller ortaya
çıkarılabilmektedir.
Maden değerlendirmesi, madencilik işlerinin en önemlisi
işlerinden olup doğru değerlendirilmesi halinde ocağın gelecekteki
gelişmesi kolayca yapılabilmektedir. Yanlış değerlendirmede ise,
tüm yatarımlar büyük bir hüsran ve zararla sonuçlanabilmektedir.
Modern maden işletmecileri bu işi ciddi olarak yerine getirmekte,
uzman kişilerin çalışmalarını şart koşmakta ve yerine yatırım
yapmaktadırlar. Aksi düşünüş, az yatırım ile sonuçlanan yanlış
değerlendirme, neticede çok büyük kayıplara neden olmaktadır. Bu
konuda pek çok acı tecrübeler madencilik literatüründe mevcuttur.
3.HAZIRLIK : Sondajlarla değerlendirilmiş bir maden yatağına
erişmek için yapılan tüm işlemlere hazırlık denir. Bu işlemler tipik
olarak, meyilli galeri (desandre) sürülmesi, kuyulardan düz
galerilerin açılması şeklinde yapılır. Bu işler daha çok cevher
olmayan yan kayaçlar içerisinde yürütülür ve yerine göre yıllar alan
işlerdir. Dolayısıyla hazırlık işleri büyük bir yatırım gerektirir ve
uygulandığı sürece cevher çıkarılıp satılamadığı için maden
işletmesine ağır bir finansman getirir.
24
Hazırlık işlemleri, normal kuyu ve galeri açma yöntemleri olan
delme, dinamit doldurma, ateşleme, çıkan taşları yükleme ve
taşıma, açılan yeri tahkim etme işlerini kapsar. Modern teknolojinin
gelişmesiyle bu işlemler ateşleme yapılmadan galeri açma
makinaları ile kazı yapılması yönteminde de uygulanmaktadır.
2.4 ÜRETİM-KAZI : Hazırlık galerileri ile cevhere erişildikten sonra
cevherin yerinden çıkarılması için yapılan işleri kapsar. Genellikle bu
işler kömür ve cevher içinde düz galeriler veya dikey kuyular (bür)
yapılması ile başlar. Çalışmada önemli etken olan hava akımı
sağlanır.
Cevher içinde bu ön hazırlıktan sonra cevher kazı işlemleri yapılır.
Maden yatağının fiziksel ve jeolojik özelliklerine göre çeşitli «üretim
yöntemleri» mevcuttur. En uygun olan sistem deneyim ile saptanır.
Çoğu zaman çıkarılan cevherin bıraktığı boşluklar doldurulur.
Kazı işlemini takiben açılan boşluğun belirli bir süre tutulması
zorunludur. Bu işlemler madencilikte «tahkimat» terimi ile
belirlenmektedir. Tahkimat devamlı olmayıp belirli bir süre
tutulduktan sonra sökülüp ileri alınır ve değersiz ise yerinde
bırakılır.
Kazı işlemleri metal madenlerinde delme-patlatma ile yapılır. Kömür
yataklarında, özellikle az yatımlı damarlarda çeşitli kazı
makinalarıyla bu işlemi verimli bir şekilde yürütmek mümkündür.
Modern teknolojinin geliştirdiği çeşitli kazı makinaları ve «yürüyen
tahkimat» üniteleri mevcuttur. Hatta bu teçhizatı elektronik olarak
uzaktan kumanda etmek mümkündür.
25
2.5 ULAŞIM-NAKLİYAT : Kazılan cevher, kömür ve personelin
yeryüzüne çıkarılması işidir. Çeşitli nakliye araçlarını kullanan geniş
bir işlem grubudur. En basit nakliye aracı vagondur.
Madencilikte taşıma işleri ocağın yapısına göre;
• yeraltında
• yerüstünde
• yeraltı ile yerüstü arasında, kuyu veya desandreden olmak üzere
üç ortamda yapılmak zorundadır.
Vagonları çeken dizel, akülü ve trloey lokomotifler yeraltının ana
nakliyat araçlarıdır. Büyük üretimler için daimi nakliyatı temin eden
bant konveyörler ve üretim yerlerinde zincirli olurlar çeşitli kömür
işletmelerinde kullanılmaktadırlar.
26
6.İHRAÇ : Nakliyatın son devresi kuyu içinde olan ulaşım olup
ihraç terimi ile tanımlanmaktadır. İhraç en basit olarak arabanın
kafes içine konulup vinç ile yeryüzüne çekilmesi işidir. Daha
büyük kapasiteler için sırf cevher taşımak üzere özel kovalara
«skip» inşa edilmiştir. İhraç sistemini yeryüzünde sağlayacak
maden kuleleri (şövelman) ve vinç daireleri
maden
işletmelerinin en bariz ve görkemli tesisleridir.
7.HAVALANDIRMA : Çalışma yerine temiz, serin, kuru hava
sağlanması madenciliğin en önemli işidir. Bu hava çalışanların
teneffüs, makinaların oksijen gereksinimini karşılar. Havanın
ikinci önemli görevi, metan gibi patlayıcı gazların %1’in altında,
patlamaz orana düşürülmesini sağlamaktır. Ayrıca, derin ve
sıcak ocaklarda, ısının 32 °C altına düşürülmesi, rutubetin
azaltılması ile işçilerin randımanlı şekilde çalışmaları mümkün
olmaktadır.
Metan geliri çok yüksek ve üretimi fazla olan kömür ocakları için
havalandırma oldukça önemli olup metanın çalışma yerlerinde
%1’den az olması istenir. Bu yüzden yeraltında metan çok
yakından izlenmelidir. Bu amaçla yeraltına uzaktan izlemeli ve
kumandalı sensörler monte edilmekte ve tüm gazlar
yeryüzündeki bilgisayarlar ile emniyetli bir şekilde kontrol
27
edilmektedir.
Havanın ihraç kuyusundan girip, ocak çalışma yerlerinin dolaşıp,
baka bir kuyu veya desandreden çıkması basit bir havalandırma
sistemidir. Hava akımını temin edecek, bir biri ile yedek çalışacak
çift vantilatör keza bir maden ocağının kaçınılmaz teçhizatıdır.
2.8 SU ATIMI : Su, maden işletmesinin kaçınılmaz bir ürünüdür.
Yeraltı suyu veya çeşitli çatlaklardan sızan dere nehir, göl, deniz
suları gravite ile çalışma yerlerine gelir. Üretim ilerledikçe açılan
boşluğa sızan suların dışarı atımı önemli bir sorun halini alır.
Maden işletme tesisinde işletilecek yatağın bulunduğu bölgenin
detaylı hidrojeolojik etüdü yapılmalıdır. Bu etüt sonucuna göre en
uygun su atım tesisi planlanır. Su atım tesisinin gerek teknolojik
açıdan gerekse ekonomik açıdan işletmeye uygunluğu, üretimin
sürekliliğini ve maliyetini etkileyecektir.
Genellikle sular hazırlık galerileri kenarlarına yapılan kanallara
%0,3 meyil ile kendiliğinden akarak kuyu dibine gelirler. Burada
suların kuyu dibi tesislerinden daha alt seviyede havuzlarda
toplanması ve pompalar ile yeryüzüne atılması sağlanır.
Yeraltı ve yerüstü sularının toplanarak işletme sahasından
uzaklaştırılması işlemine drenaj denir.
Üretimin sürekliliği
açısından madenlerde drenaj zorunludur.
26
2.9 CEVHER HAZIRLAMA : Ocaktan üretilen kömür genellikle
tenör bakımından düşüktür. Kömürler ise temiz değildir,
içlerinde kül oranını yükselten taş ve şist mevcuttur. Bu
koşullarda cevher veya kömürü satmak mümkün değildir. Ancak,
yüksek tenörlü ve iri parçalı bazı cevherler (krom gibi) olduğu
gibi satılabilir.
Bu durumda cevher tenörünü yükseltmek için «zenginleştirme»
yöntemlerine başvurulur. Cevher kırılıp öğütülerek cevher ve taş
parçaları birbirine serbest hale getirilir. Sonra çeşitli
zenginleştirme yöntemleri ile cevher ve taş mineralleri
birbirinden ayrılır. Elde edilen ürüne konsantre denir. Değerce
çok yüksek, miktarca az olan bu ürün izabe (metalürji) tesislerine
gönderilerek orada saf metale yakın ürünler elde edilir. Kömürler
için ise çeşitli yıkama yöntemleri ile kömür ve şist ayrılır. Bu
arada elekten elenerek sınıflandırılır ve piyasanın istediği parça
(krible), ceviz, fındık ve toz kömür boyutları elde edilir.
Cevher hazırlama tesisleri genellikle ocak civarındadır ve
kuyudan çıkan cevher bir band konveyör ile bu tesise yollanır.
Bir cevher hazırlama tesisi
27
3. MADEN YATAĞININ DEĞERİNİ ETKİLEYEN ETMENLER
Bir maden yatağının ekonomik olarak işletilebilmesi için çok sayıda
etmenin göz önünde bulundurulması gerekir. Bu etmenler söz
konusu olan maden yatağında teker teker incelenmeli ve olumlu
sonuçlar alındıktan sonra yatağın işletilebilirliğine karar
verilmelidir. Ancak, bütün yapılan araştırma ve çalışmaların amacı
temelde, maden yatağının şekli, derinliği ve tektoniğinden ayrı
olarak yatağın rezervinin ve tenörünün saptanmasıdır. Cevher
yataklarında tenör faydalı metalin yüzdesi (%), altın, platin vb.
metallerde ise beher ton cevherdeki miktarı (gr/t) olarak gösterilir.
Kömür damarlarında is bu husus kömürün kalorisi, uçucu madde
miktarı, koklaşma kabiliyeti, kül ve kükürt miktarı vb. konuları
kapsar. Cevherlerde faydalı metal miktarının yanında metalurjik
işlemler için zararlı maddeler ile gang cinsinin de dikkate alınması
gerekir.
3.1 REZERV MİKTARI
Bir maden yatağında hazırlık ve üretim işlerine girişebilmek için
her şeyden önce yatırımların yapılması gerekecektir. Bu yatırımlar
büro, sosyal tesisler, yollar, liman, vb. pek çok sayıda hususları
kapsar. Yatırım miktarının saptanmasında bu bakımdan rezervin
büyük etkisi vardır. Rezerv miktarı bulunduktan sonra yapılacak
yatırımların ve alınacak teçhizatın ömürleri, madenin ömrüne
uygun olmalıdır. Diğer bir deyişle madenin ömrü tükendiği zaman
alınmış olan teçhizatında kendini amorte etmiş olması gerekir.
Fakat bu hususun tam olarak uygulanabilmesi hemen hemen
imkansızdır. Bunun nedeni madende kullanılacak teçhizatların
farklı ömürlere sahip olmasıdır. Fakat yine de yapılacak
yatırımlarda rezerv miktarının göz önüne alarak malzeme alınması
gerekir.
28
Genellikle yapılacak yatırımların değeri mevcut rezervin tümünün
satış fiyatının %20’sini aşmayacak şekilde olmalıdır. Bu nedenden
dolayı yüksek kaliteli bir maden yatağı, rezerv yetersizliğinden
dolayı yetersiz olabilir ve işletilemez.
Bir maden yatağının rezervi, yatağın tespit edilen yüzeyi alanı ile
ortalama kalınlığı, yoğunluğu ve jeolojik faktör katsayısının
çarpımıyla bulunur.
Maden yataklarındaki rezervler; görünür, muhtemel ve mümkün
rezerv olmak üzere 3 gruba ayrılır.
1Görünür Rezerv: Varlığı tam olarak (en az üç boyutlu) belirlenmiş
rezervdir.
2 Muhtemel Rezerv: En az iki boyutu belirlenmiş ve %70-80
yakınlıkla tahmin edilen rezervdir.
3Mümkün Rezerv: En az bir boyutu belirlenmiş ve %50’den daha
az yakınlıkla tahmin edilen rezervdir.
1
1
1
3
2
2
1
1
2
3
1: Görünür rezerv
2: Muhtemel rezerv
3: Mümkün rezerv
29
3.2 STANDART YÖNTEMLERLE REZERV HESAPLAMA
Rezerv hesaplamalarında 3 temel işlem ve uğraşı gereklidir.
• Yatağın ve cevher kütlesinin hacmi
• Yatağın ve cevher kütlesinin ortalama yoğunluğu
• Yatağın veya cevher kütlesinin ortalama tenörü
3.2.1 Üçgen Yöntemi : Bu yöntemde açılan sondaj delikleri köşeleri
oluşturacak şekilde üçgenler oluşturulur. Üçgenlerin eşkenar üçgen
olmasına dikkat edilir. Yalnız genellikle sondaj aralıkları düzensiz
olduğundan bu mümkün olmamaktadır. Yine de üçgenin dar açı
oluşturması sağlanmalıdır.
Saha kenarında kalan üçgen dışı alan için maden oluşumunun
tesbit edilmiş bulunan sınır hattı üzerindeki uygun noktalar
belirlenir. Bu noktalar saha içinde kalan noktalarla birleştirilerek
üçgenler oluşturulur. Sınırda kalan üçgenlerin rezervleri muhtemel
rezerv olarak belirlenir.
Bu alanın dışında kalan bölgenin alanı da mümkün rezerv olarak
adlandırılır.
Tüm üçgenlerin alanları hesaplanır, damar kalınlıkları, kömürün
yoğunluğu ve jeolojik faktör ile çarpılarak rezerv miktarı (ton)
30
belirlenir.
tort : ortalama damar kalınlığı (m)
ρ : Kömürün yoğunluğu (ton/m3)
tort = (t1 + t2 + t3) / 3
tm t
3
t2
t1
β = Jeolojik faktör (fay, sıkma, kalınlıkla önemli anomalileri) göz
önüne alan bir amprik faktördür. Değeri 0,80-1 arasında değişir.
Oldukça az tektonizmaya maruz kalan yataklar için a=1 olarak
alınabilir. Önemli fay ve jeolojik sınır içeren durumlarda a< 1 kabul
edilir.
R = 1/3 . Alan (S1S2S3) . (t1+t2+t3) . y . β
Üçgen rezerv miktarı = Üçgen alanı x Üçgen ortalama damar
kalınlığı x Ortalama yoğunluk x Jeolojik faktör
R = Alan (S1S2S3) . tort . y ort . β
S1
S2
Alan (S1S2S3) = (a x h) / 2
S3
33
3.2.2 Poligon Yöntemi : Yeryüzünden açılmış sondajların etki
alanları bulunarak yatağın rezervi hesaplanır.
Bu yöntem bir sondaj etki alanının iki sondaj arasındaki etki
alanının yarısına kadar uzandığını kabul eder. Prensip sondaj
deliklerinden her biri için bir poligon teşkil etmektir.
Bu yöntem sondajlar sahada oldukça uniform bir aralıkta
bulunduğu zaman güvenilir sonuçlar verir.
• Kenar orta dikme yöntemi : Tüm sondaj noktaları kendisine
komşu olan birleştirilerek üçgenler oluşturulur. Daha sonra
üçgenlerin kenarlarının orta noktaları tespit edilir ve bu
noktalardan birer dikme çıkılır. Dikmelerin kesişme noktaları her
sondajın etrafındaki poligonların köşe noktalarını oluşturur.
Oluşan her bir poligon o sondajın etki alanı olarak tanımlanır.
Sondaj etki alanı
3 sondajın etki alanları
34
Poligon alanı, o poligona ait sondajdaki kalınlıkla çarpılarak hacim
elde edilir. Bulunan bu hacim yoğunlukla çarpılarak tonaja
dönüştürülür.
Sondaj rezerv miktarı = Poligon alanı x Damar kalınlığı x Yoğunluk x
Jeolojik faktör
RS1 = Alan (S1) . t1 . y . β
35
• Açıortay yöntemi : Sondajlar birleştirilerek üçgenler oluşturulur.
Burada da dikkat edilmesi gerekli husus üçgenlerin dar açılı
olmasıdır.
Üçgenlerin
açıortayları
çizilerek poligonlar
oluşturulur. Bu poligonlar sondajların etki alanıdır.
Poligon alanı o poligona ait kalınlıkla çarpılarak hacim tespit
edilir. Yoğunlukla da çarpılarak o bloğa ait tonaj bulunur.
Faydaları :
• Karmaşık değil, yatağın belli bir bölümü için ayrı ayrı tenör ve
tonajları verilmektedir.
• Yatay ve yataya yakın yataklarda, özellikle sedimanter yataklarda
başarıyla uygulanır.
Zararları :
• Yatağın şeklini tam temsil etmemektedir. Yatağın uzayda
duruşunu göstermemektedir.
• Sondaj aralıkları düzensiz ise poligon şekli ve boyutları da
düzensiz olmaktadır. Bu da fazla ölçüm ve zaman harcanması
demektir.
36
3.
Kesit Yöntemi
Bu yöntemde yatak için birçok jeolojik kesitin hazırlanmasını
gerektirmektedir. Bu kesitler sondajlardan elde edilen bilgiler
ışığında çizilir.
Kesitlerdeki alanlar değişik yöntemlerle hesaplandığı gibi Trapez
veya Simpson kuralı ile de hesaplanabilir. Ayrıca köşe koordinatları
bilinen bir alan Cross yöntemi ile belirlenebilmektedir.
a) Trapez Kuralı : Maden yatağı eşit aralıklı (h) paralel
çizgilerle çok sayıda yamuğa bölünür.
an
𝑎𝑎𝑛𝑛−1 + 𝑎𝑎𝑛𝑛
𝑎𝑎2 + 𝑎𝑎3
𝑎𝑎1 + 𝑎𝑎2
𝑆𝑆=
ℎ+
ℎ + ∙∙.∙ +
ℎ
2
2
2
37
b) Simpson kuralı : Maden yatağı ilgili
kısmı eşit aralıklı çizgilerle çift sayıda
dilimlere bölünür ve bu alan Simpson
kuralı ile hesaplanır.
Dilim sayılarının tek sayıda olması
durumunda yüzeyin uç kısmında
bulunan
yamuk
ayrı
olarak
hesaplanır ve toplam alana ilave
edilir. Doğrular paralel ve hep «h»
mesafedirler.
1
ℎ 𝑎𝑎1 + 4 𝑎𝑎2 + 𝑎𝑎4 + ⋯ + 𝑎𝑎𝑛𝑛−1 + 2 𝑎𝑎3 + 𝑎𝑎5 + ⋯ + 𝑎𝑎𝑛𝑛
3
Örnek : Aynı doğrultuda açılmış sondaj kuyularından elde edilen
kesit görüntü aşağıda verilmiştir. Bu kesitin sınırlarının düzgün
olduğu kabul ediliyor. Trapez yöntemine göre alanı hesaplayınız.
𝑆𝑆=
𝑆𝑆= 0+19 200 + 19+24 200 + 24+30 200 + 30+21 200+ 21+0 200
2
𝑆𝑆= 18 800
m2
2
2
2
2
38
3.2.4 Eş Kalınlık Eğrileri (İzopak) Yöntemi
Sondajlarla sürekliliği ve cevherleşme sınırları saptanmış cevher
yatağının eş kalınlık eğrilerinin çizilmesi esasına dayanır. Eş kalınlık
eğrileri, sondajlarla kesilen kalınlıklardan faydalanılarak sondajlar
arası uzaklığın fonksiyonu olarak çizilir.
Yöntemin esası cevher kütlesinin ayni düzeydeki kısımlarının
işaretlenmesiyle bulunan eşdeğer çizgilerin arasında kalan
hacimlerin hesaplanmasıdır.
İzopak dilim hacmi (V) = (h/3) (s1 + s2 + √s1 x s2)
s1, s2 : Dilim taban ve tavan hacmi
h: Dilim kalınlığı
İzopak dilimi rezerv miktarı = Dilim hacmi x yoğunluk
Ayrıca; cevher kütlesinin eşdeğer çizgilerinden yararlanarak
planimetre ile S1, S2, S3, S4 etki alanları bulunarak da rezerv
hesaplanabilir.
39
3.3 DAMAR KALINLIĞININ BULUNMASI
Belirli bir eğimi olan damarın üç kalınlığı vardır. Bunlar;
ty
• Gerçek kalınlık (tg)
α
tg
• Yatay kalınlık (ty)
td
.
• Düşey kalınlık (td)
mostra
α : damarın eğimi
Sin α = tg / ty
tg = ty . Sin α
Cos α = tg / td
tg = td . Cos α
O halde ;
tg = ty . Sin α=td . Cos α
Gerçek kalınlık (tg) : Cevher tabanı ile tavanı arasındaki en
kısa uzaklıktır. Genelde bu uzaklık tavan ve taban
düzlemlerine diktir. Rezerv hesaplamalarında damarın
gerçek kalınlığı göz önüne alınır.
Görünür kalınlık (tgö) : Cevherin tabanı ile tavanı arasında
herhangi bir doğrultuda ölçülen kalınlıktır. Bu kalınlık en
fazla sondajlarla kesilen cevher için kullanılır.
tg
tg
α
tgö
tg
38
3.4 MADEN YATAĞININ EĞİM VE DOĞRULTUNUN BULUNMASI
Arazide yapılan sondajlar topografik haritada işaretlendikten sonra
birbirini takip eden sondajların arasında kalan alanlar belirlenerek
maden yatağı hakkında tam bir bilgi elde edilmeye çalışılır.
Sondajlar şayet damar halindeki bir maden yatağını, örneğin bir
kömür damarını kesmişlerse, damarın kesilme derinliğine göre
doğrultusu ve eğimi bulunabilir. Bunun için üç tane sondaj noktası
gereklidir.
• Doğrultu; yatay düzlemle olan ara kesittir. Değeri; ara kesitin o
noktadan geçen NS (kuzey-güney) istikameti ile yaptığı açıdır.
• Eğim (yatım) yataydan farklı olan bir tabakanın baktığı yöndür.
Değeri ise doğrultuya dik yönde yatayla yaptığı küçük açıdır.
N
30°
Doğrultu EW
Eğim 70°N
N30°W
S
Bir maden yatağının eğim ve doğrultusunun gösterilmesi
39
Grafik yöntemi ile eğim ve doğrultunun bulunması
N
β=78°
A (+50)
40
30
x
20
D
S35°E
10
B (+10)
Doğrultu
C (0)
+50
+10
tan α =
α
x
40
40
=
= 0,71
x
56,25
Damarın eğimi = α = 35°
Doğrultunun kuzey ile yaptığı açı ölçülerek doğrultu açısı β=78°
bulunur ve değeri N78°E olarak gösterilir.
Diğer taraftan AD değeri cetvelle 4,5 cm olarak ölçülür ve 1/1250
ölçeğine göre 56,25 m olarak hesaplanır. Buna bağlı olarak damarın
eğimi 35° bulunur. Eğim yönü yüksek kottan düşük kota doğru
alınır ve buna göre eğimin değeri S35°E şeklinde gösterilir.
42
3.5 CEVHERİN TENÖRÜ
Tenör, birim kütledeki cevher miktarının % veya gr/ton olarak ifade
edilmesidir. Bir başka deyişle madenden çıkarılan tüvenan cevher
veya konsantre içerisindeki faydalı metal oranıdır. Bir yatağın
ekonomik bir şekilde işletilebilmesi için cevher cinsine göre değişen
belli bir tenörde bulunması gerekir. İlgilenilen metalin asıl kütle
içinde çok az miktarlarda olması halinde milyonda bir anlamına
gelen ppm (parts per million) birimi de kullanılabilir.
Tenörlerin hesaplanmasında ekonomik değer taşıyan mineral türü
esas alınır. Örneğin Cu, Pn, Zn vb. gibi elementleri Cr2O5, B2O3 gibi
bileşikler, barit asbest gibi hammaddeler % şeklinde ifade edilir. Au,
Ag gibi elementler gr/ton, plaser yataklarda bulunan elmaslar
kg/m3 veya karat/m3 şeklinde ifade edilir. Bunlara karşılık kömür,
kil, kireçtaşı gibi hammaddelerin kalite dağılımını etkileyen (kalori,
kalsiyum oranı, yoğunluk gibi ) parametreleri dikkate alınır.
Genellikle kurşun ve çinko cevherlerinin ekonomik olarak işletilmesi
için bunların sülfürlü cevher olması gerekir. Konsantre tesisi ocak
yanında ise, % 2-3 tenörlü cevherler işletilebilir. Aksi halde üretime
geçilemez.
• Demir cevherleri; %50 Fe den aşağı cevherlerin satışı imkansız.
Satış bazı ise %55 Fe dir. %55 Fe den yukarı tenörler için prim,
aşağı olanlar için ise ceza kesimi yapılır.
• Metalürjik manganez cevherinde %44-46 Mn den aşağısı ihraç
edilemez. Baz tenör %35 Mn dir.
• Bakır cevherlerinde %10 Cu’dan aşağısı ihraç edilemez. Etibank
Ergani Bakır İşletmesi %6 Cu'ya kadar olan cevherleri almaktadır.
Bir maden yatağının tenörü numune alma yoluyla belirlenir.
43
3.5.1 Numune Alma :Cevher kütleleri .ok farklı türde mineral
içerirler. Yatakların
mineral
içeriklerinin
yayılım
ve
dağılımları; cevherin oluşum mekanizmasına ve yan kayacın
karakterine bağlı olarak değişir. Öte yandan aynı bölgedeki
aynı tür cevherleşmelerde bile kütlelerin şekilleri birkaç metre
içinde önemli farklılıklar gösterebilir. Bu
sebeple
numuneler
mümkün olduğu kadar alındıkları cevher kütlesini temsil
etmelidir.
Numuneler, cevher kütlesinin yüzeydeki mostralarından, galeri
ve kuyu gibi madencilik faaliyetlerinin yürütüldüğü kesimlerden
veya yarmalar ile sondaj karotlarından alınır.
Numune alma
sınıflandırılabilir
alındığı
yere
ve
alınış
şekline
göre
Alındığı yere göre;
Damardan kazılarak oluk numunesi alma,
Nakliyatı yapılan hareket halinde cevherden numune alma,
Yığın halinde bulunan cevherden numune alma.
Alınış şekline göre;
Elle numune alma
Ateşleme yoluyla numune alma
Mekanik veya otomatik aletlerle numune alma
Sondaj veya karotlardan yararlanarak numune almadır.
44
3.5.2 Ortalama Tenörün Hesaplanması
Numuneler alınıp, kimyasal analizleri yapıldıktan sonra maden
yatağının bilinen kısmındaki ortalama tenör hesaplanır. Bir filon
veya
damarın ortalama tenörünün
hesaplanması,
bunların kalınlıkları boyunca alınan numuneler yardımıyla yapılır.
Örneğin kalınlığı 1 m olan bir filondan alınan %5 Iik bakır
numunesi, kalınlığı 20 cm olan bir filondan alınan numuneye
kıyasla değişik ağırlığa sahiptir. Analiz sonuçlarında damar veya
filon kalınlığının da dikkate alınması gerekir.
Ortalama tenör, kullanılan parametre türüne göre şu yollarla
hesaplanır.
3.5.2.1 Basit Aritmetik Ortalama İle Ortalama Tenör Hesabı
Çok basit ve genel bir tenör hesaplama yöntemidir. Bu yöntemde
cevher kütlesinden alınan örneklere ait tenör değerleri toplanır ve
örnek sayısına bölünür.
𝑡𝑡 + 𝑡𝑡2 + 𝑡𝑡3 + … … . + 𝑡𝑡𝑛𝑛
𝑇𝑇 = 1
𝑛𝑛
Ön değerlendirme aşamasında olan bir projede; analiz sonuçlarının
büyük ve küçük değerlerinin bölgesel farklılıklara uyum sağlayıp
sağlamadığını belirlenmesinde bu yöntem uygulanır. Ancak, tasarım
ve rezerv hesaplamalarında bu yöntem yetersiz kalmakta ve bunun
yerine ağırlıklı ortalama kullanılmaktadır.
45
3.5.2.2 Ağırlıklı Ortalama ile Ortalama Tenör Hesabı
Ağırlıklı ortalama, dizi içindeki her bir terimin belirli bir
ağırlıkla çarpıldıktan sonra alınan toplamın, ağırlık toplamına
bölünmesi ile elde edilen ortalamadır. Numunelerin analiz
sonuçlarının temsil ettiği uzunluk, kalınlık ve kütle gibi özellikleri
ile ağırlıklandırılması ortalama tenör hesabında daha gerçekçi
sonuç verecektir.
𝑇𝑇 =
𝑡𝑡1 . 𝑤𝑤1 + 𝑡𝑡2 . 𝑤𝑤2 + 𝑡𝑡3 . 𝑤𝑤3 + … … . + 𝑡𝑡𝑛𝑛.𝑤𝑤𝑛𝑛
𝑤𝑤1 + 𝑤𝑤2 + 𝑤𝑤3 + … … . . 𝑤𝑤𝑛𝑛
Örnek : Bakır damarında açılan oluklardan alınan
numunelerin analiz sonuçları aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Bu
cevher damarındaki bileşenlerin aritmetik ve ağırlıklı ortalama
yoluyla ortalama tenörlerini hesaplayınız.
Numune
No
Kalınlık
(cm)
Yoğunluk
(gr/cm3)
1
110
8,90
5,5
2
85
8,43
3,0
3
60
8,98
2,6
4
90
8,75
3,3
5
95
8,64
5,0
6
160
8,83
4,6
Analiz sonuçları
(% Cu)
Aritmetik ortalama ile 24 : 6 = % 4 Cu
Ağırlıklı ortalama ile 2524 : 600 = %4,22 Cu bulunur.
46
6. DAMAR KALINLIĞI VE TAVAN - TABAN SAĞLAMLIĞI
Rezerv yeterli olduğu halde, bu rezervi oluşturan damarlar çok sayıda
ince damarlardan meydana gelmiş ise damarlara erişmek için sürülen
galeriler ve damar içi hazırlıklarından dolayı madenin çalıştırılması
olanak dışı olabilir. Oysa damar kalınlığı fazla ise üretimin ekonomikliği
daha fazla olmaktadır. Bunun yanında damarın tavanının sağlamlığı;
üretim sırasında kullanılacak tahkimat malzemesinin ve yerine
konulması için gerekli olan işçiliğin az olmasını, dolayısıyla ekonomikliği
sağlayacaktır.
7. CEVHERİN BULUNDUĞU DERİNLİK VE SU GELİRİ
Derinlik arttıkça kuyu açma donanımı ve işletme masrafları
yükselmektedir. Bunun yanında üretim sırasında su açığa çıkmaktadır.
Üretilen beher ton cevhere karşı 20 m3 suyun dışarı basıldığı madenler
mevcuttur. Derinlik arttıkça su ile savaş daha da zorlaşmakta ve su
problemi önemli bir sorun olmaktadır.
8. KÖMÜR MADENLERİNDE METANIN ÇIKIŞI
Ocak havasında metanın varlığı gerek havalandırma, gerekse emniyet
yönünden büyük masraflara yol açmaktadır. Metan konsantrasyonunun
hava çıkış kuyularında izin verilebilir maksimum seviyesi %1, uzun ayak
ve hava dönüş yollarında %1,5’u aşmamalıdır. Ayrıca, ocak genel
havasında %2 olduğunda ocak terkedilmelidir.
9. CEVHERDEKİ YAN ÜRÜNLER VE ZARARLI MİNERALLER
Bir cevherin üretimi sırasında, bu cevher içeresinde bulunan başka bir
faydalı metalin de üretimi sağlanmış olunabilir. Örneğin bakır cevheri
içeresinde
bulunan
altın,
gümüş
gibi
metaller
ayrıdan
değerlendirilmekte, dolayısıyla cevherin üretim imkânı artmaktadır.
Bunların tersine cevher içeresinde bazı başka elemanların bulunması,
cevherin satış kabiliyetini azaltmakta, hatta bazen imkânsız hale
getirebilmektedir. Örneğin demir cevheri içerisinde bakır 45veya
arseniğin bulunması.
10. COĞRAFİ DURUM VE İŞÇİ TEMİNİ
Memleketimizden ihraç edilmekte olan cevherlerin nakil
masrafları genellikle üretim masraflarından fazla olmaktadır.
Şayet maden yatağı ulaşılması çok zor yerlerde ise ve ulaşım
olanakları kısıtlı ise, maden yatağında üretime geçmek
ekonomik olmayabilir. Bunun yanında, bu tip yerlerde işçi
bulabilmek özellikle usta işçileri temin edebilmek çok zor
olduğu gibi, temin edilenlerin barındırılması da önemli bir
problem olabilmektedir.
11. İKLİM
Maden yatağının bulunduğu yerlerdeki iklim, bazen
sene içeresinde aralıklı çalışmayı gerektirebilir. Özellikle dağlık
yerlerde açık işletme
veya
yerüstündeki işler,
kış
mevsiminde mümkün olmayabilir. Ayrıca bu gibi yerlerden
nakliyat yapabilmek de kış aylarında hemen hemen
imkânsızdır.
12. YATIRIM
Yatırım, henüz hiç üretime geçmeden tamamının
ödenmesi gereken bir masraftır. Bunların başında yapılan
yollar, sürülen galeri ve kuyular, malzeme ve direk ihtiyacı,
makinalar, gerekli enerjinin temini v.b. hususlar gelir.
Bu hususların yerine getirilmesi ve alınan donanımların
kurulması önemli bir zamana ihtiyaç gösterir. Bu işlerin
planlanması, yatırımın temini ve donanımların yapımının
bitimine kadar hiç üretim yapılmadığından, gerekli olan
masrafların önceden karşılanması gerekir.
48
3.13 ÜRETİLECEK CEVHERİN SATIŞ DURUMU VE STOKLAR
Cevherin üretim miktarı piyasadaki isteğe bağlı olarak
ayarlanır. İstek arttığı sürece piyasaya sunulacak cevher miktarı
da ona göre arttırılabilir. Örneğin kış aylarında kömüre olan
istek, yaz aylarına kıyasla daha fazladır. Bunun yanında bazı
cevherlerin, özellikle stratejik önemi olan cevherlerin
üretimi dünya politikasına bağlı olarak azaltılır veya çoğaltılır.
Bunun yanında dünya ihtiyacına göre devamlı üretilmesi
zorunlu olan cevherler de mevcuttur. Bazen cevher,
piyasanın isteğinden fazla olarak üretilir ve stok yapılır.
Bunun nedenleri çeşitlidir. Nitekim kış aylarında yakıt
isteğini karşılayabilmek için, yazın kömürün üretilmesi
veya
stratejik cevherlerin sulh zamanlarında gerekli
olduğundan fazla üretilmesi gibi.
3.14 DİĞER NEDENLER
Diğer nedenlerin başında rekabet durumu gelir. Aynı cins
bir cevherin ucuz olarak üretileni ile pahalı üretileni hiçbir
zaman aynı pazarda satış imkanı bulmaz.
Bunun yanında cevher fiyatının seneden seneye
yada azalmasıdır. Bu durum cevherin üretimine
edilmesi yada yatağın terkedilmesine bile sebep
Özellikle
uluslararası piyasadaki metal fiyatları
değişmektedir.
artması
devam
olabilir.
sürekli
49
4. HAZIRLIK İŞLERİ
Maden
yataklarında,
üretim
çalışmalarının
başlatılabilmesi için açık işletmelerde örtü tabakasının
kaldırılması «dekapaj», yeraltı işletmelerinde ise yatağa
(damara) kuyu yada galerilerle ulaşılması gerekir.
• işçilerin ocağa girmeleri,
• üretilen cevherin dışarı çıkarılması,
• gerekli havanın ocak içinde dolaşımını sağlayacak yolların,
• üretimin yapılacağı yerlerin açılması için hazırlık
işlerine girişilir.
Ayrıca, madenin özelliğine ve arazinin durumuna bağlı
olarak;
• yeryüzünde kara ve demir yolları,
• cevher zenginleştirme yada satışa hazırlama tesisleri,
• işletme için gerekli olan enerji üretim ve dağıtım tesisleri,
• işçiler için yurtlar, soyunma, giyinme, yıkanma ve
dinlenme yerleri, vb. gibi tesislerin yapılması da
gerekmektedir.
İşte madende bulunan cevher yatağının üretilmesi için
yeraltı ve yerüstünde yapılan tüm bu işlere
«HAZIRLIK İŞLERİ» denmektedir.
50
Taş içinde yapılan büyük
hazırlıklar ile
cevher
içinde
yapılan hazırlıklar, uygulanması gereken işlerin tümünü kapsar.
• Taş içinde yapılan büyük hazırlıklar cevhere ulaşmak için
yapılan bütün çalışmalardan meydana gelir. Yerüstünden
itibaren bir maden yatağına ulaşmak için taş içeresinde
açılan kuyu veya galeriler, katların teşkil edilmesi,
yatağın panolara ayrılması büyük hazırlıkların kapsamına
girer.
• Cevher içi hazırlığı ise, damar veya cevher kitlesi
içerisinde sürülen galeriler, üretim yerlerinin hazırlığı için
olan başyukarılar ve başaşağılar, fereler v.b. olan işleri
kapsar.
Bir ocağın genel görünüşü
1) Kuyu
3) Damar içi galerisi (1. kat)
5) Damar içi galerisi (2. kat)
7) Ara kat (yardımcı kat)
10) Yardımcı yerler
2) Ana galeri (1. kat rekup galerisi)
4) Ana galeri (2. kat rekup galerisi)
6) Yardımcı kuyu
8) Damar içi yolları 9) Ayaklar
11) Varagel ve desandre
51
Hazırlık işleri aynı zamanda maden yatağının zenginliğini
saptamak üzere yapılan fizibilite etüdünden sonra, üretime
bir an önce başlanması için yapılan işlerdir. Üretime açılacak
olan bir madenin hazırlık plan ve projelerinin yapılması çok
önemli, özel bilgi ve yetenek isteyen bir uğraştır. Hazırlık
plan ve projelerinin ayrıntılı biçimde incelenerek karar
verilmesi gerekli olan hususlar;
1. Ocak girişi için yer seçimi
2. Ocak giriş biçiminin saptanması (galeri-kuyu)
3. Üretime geçilmesi için gerekli zaman ve üretim
miktar planlaması
4. Katlar arası mesafenin saptanması
5. Katlarda yapılacak başlıca hazırlık işlerinin planlanması,
üretim birimlerinin saptanması
6. Üretim çalışmaları yanı sıra devam ettirilmesi zorunluluğu
olan hazırlık çalışmaların üretim çalışmalarıyla
uyumunun sağlanması
7. Madenin rezerv miktarı, üretim ve ömrü göz önüne
alınarak yapılacak hazırlık ve üretimin maliyet hesaplarının
yapılması
Hazırlık işlerinin planlanmasında öncelik, günlük üretim
miktarının saptanmasıdır. Tüm hazırlık çalışmaları bu
rakamı sağlayacak şekilde olacağından günlük üretimin
saptanması çok duyarlı bir olgudur. Saptanan üretim
miktarına göre bütün hazırlık işlerinin ayarlanması
zorunludur. Dolayısıyla yapılan işler ne gereğinden fazla
büyük ölçülerde olacak, ne de yapılan üretimin yükünü
kaldıramayacak derecede küçük olmayacaktır. Bu saptamada
göz önüne alınması gerekli faktörler;
50
1. Ticari Durum : Cevherin satış durumu, arz-talep,
satış olanakları dikkate alınmalıdır.
2. Yatırım miktarı-maden ömrü ilişkisi (amortisman)
 Özellikle kuyu-ömür ilişkisi (100 m kuyu, 10 yıl ömrü olmalı)
 Bütün tesisler
cevher tükenince ömrünü tamamlamış
olmalıdır. Bu sayede maliyet azalır. Ancak, bunu sağlamak
zordur. Çünkü kullanılan tesisler aynı derecede uzun
ömürlü değildir. Bir makine ömrünü tamamladığında bir
başka makine halen kullanılabilir durumda olabilir.
 Yatırım fazla ise günlük üretimde fazla olmalıdır.
3. Damarın yoğunluğu ve derinliği : Yerüstünde 1 m2’lik
alana düşen cevher miktarıdır. Maksimum üretim olanağını
belirler . Yeraltında fazla miktarda damar varsa, damar
yoğunluğu da artacaktır. (Almanya Ruhr Bölgesi 12-25
t/m2, İngiltere 5-10 t/m2, Zonguldak 15 t/m2). Teknik olarak 1
km2’lik alandan 400 ton/gün kömür üretim yapılabilir.
Kesitler buna uygun olmalıdır.
4. Kuyu derinliği : Kuyu pahalı bir tesistir. Mümkün
olduğunca fazla üretim taşınmalı.
 Üretim alanı, kuyu derinliğinin 10 katı kadar bir yarıçaplı
daire alanı kadar olmalı,
 Kuyudan sürülecek galeri uzunluğu kuyu derinliğinin 10
katını geçmemelidir.
5. Kuyu Ömrü: Maden yatağının ömrü kadar olmalıdır
 Kısa olursa yeni kuyu gerekir.
 Uzun olursa maliyet artar.
 Donanımlar değişik ömre sahiptir.
 Ömrü kuyu derinliğinin 1/10’u kadar olmalıdır.
51
6. İş yeri konsantrasyon : Üretim maliyetindeki düşüşü
sağlayan en önemli
faktördür.
Kuyu
yoğun
işyeri
yaratacak şekilde açılmalıdır.
7. Havalandırma : Kuyu, galeri vb. yerlerin kesitleri hava
ihtiyacına
göre belirlenir.
• Zehirli gazların belirli bir değer altında tutulması için
yeraltına temiz hava gönderilir.
• İşçilerin ihtiyacı olan hava miktarı sağlanmalıdır.
8. Doğal ve hukuki sınırlar : Kısıtlayıcı faktörlerdir. Bir fay
veya başka bir arızanın bulunması veya imtiyaz hududu o
işletmenin gelişimine engel olabilir.
Maden yatağının üretime başlayabilmesi için BÜYÜK
HAZIRLIKLAR ve DAMAR İÇİ HAZIRLIKLARIN yapılması gerekir.
Yeraltı diğer hazırlık işleri : Cevher/Maden yatakları yada
kömür ve diğer damarların üretime hazırlanması için
yeraltında yapılan hazırlık çalışmalarını 2 grupta toplamak
mümkündür.
Taşta yapılan hazırlıklar
–
• Damar yada yatağa paralel
sürülen yatay galeriler
–
(tavan/taban lağımları)
• Damar yada yatağı kesesiye sürülen yatay galeriler
(rekup lağımları)
–
• Ana ve arakatlar arasında açılan düşey yada meyilli
kuyu yada galeriler (bür, başyukarı, başaşağı, kelebe, vb.)
Yatak yada damar içinde yapılan hazırlıklar
• Damar yada yatak doğrultusunda açılan yatay galeriler
(kılavuz ve taban gibi ana ve ara yollar)
• Damar yada yatak doğrultusunda dik olarak açılan
yatay yollar (rekup)
• Damar yatımında yada yatak içinde dik ve meyilli
yapılan çalışmalar (başyukarı, başaşağı, kelebe, vb.)
4.1 BÜYÜK HAZIRLIKLAR
Büyük hazırlık olarak isimlendirilen işler, yerüstünden maden
yatağına varmak için açılması
gereken kuyu, meyilli
kuyu ve galerilerin sürülmesinden ibarettir.
Öte yandan büyük hazırlıklar yardımıyla maden yatağı pano,
bölüm ve kartiyelere ayrılır. Bu ayırmanın faydalarından
biri herhangi bir yerde olan yangın, su basması, patlama
gibi olaylarda bölümün diğer bölümlerden kolayca bağıntısının
kesilmesi ve üretim çalışmalarının aksamadan devamını
sağlamak içindir.
Ayrıca bir kartiyeden elde edilecek üretim kısıtlı olduğu ve
bugünkü şartlarda örneğin kömür ocaklarında 1000
ton’dan fazla üretim yapılamadığından, hazırlık işlerinin
maden yatağının bu hususu göz önünde bulundurularak
kısımlara ayrılması ve planlanan üretim miktarının elde
edilmesine çalışılmalıdır.
Genellikle ocakların üretime
açılmasında gerek yerüstü ve gerekse yeraltında yapılan
büyük hazırlık işleri şunlardır :
1. Yerüstünde;
1. Kara ve demiryolları, köprüler, havai hatlar
2. Yükleme, boşaltma, stoklama tesisleri
3. Cevher-kömür hazırlama tesisleri
4. Liman tesisleri
5. Enerji üretim ve dağıtım tesisleri
6. Sinai ve sosyal tesisler
2. Taşta yapılan hazırlıklar
1. Kuyular (ana ihraç ve havalandırma kuyuları)
2. Ana nakliyat galerileri (katlarda)
3. Ana bant galerileri (Katlarda ve katlar arasında)
4. Ana transfer (yükleme ve boşaltma) istasyonları
53
5. Ana su alım (pompa) istasyonları
4.1.1 Düz Galeri ile Maden Yatağına Giriş
Derin vadilerin bulunduğu dağlık bölgelerde maden yatağına
düz galerilerle ulaşmak mümkündür. Düz galeri taş
içeresinde sürülebildiği gibi damarların mostrası boyunca
alçaldığı bir yer varsa, damar içerisinde çapraz olarak da
sürmek mümkündür.
• Galerilerin kuyuya göre 4-5 kat ucuz oluşu, su atım
tesisleri, karmaşık havalandırma ve nakliyat sistemleri,
kuyu ihraç donanımlarına ihtiyaç olmayışı avantajıdır.
• Galerinin boyunun kuyuya göre uzun oluşu ve
bakım masraflarının fazlalığı dezavantajıdır.
• Bugün bilinen maden yatakları için artık dönemi sona
ermişbir çalışma biçimidir. Daha derin kısımlara
erişebilmek için «kuyu» koşuldur.
Düz galeri ile maden yatağına giriş.
54
Punch mining (Sığ damarlarda esnek üretim koşulları,
kolay ve basit bir madencilik yöntemi)
55
4.1.2 Kuyular
Düz galeri ile girerek bunun üzerindeki maden yatağının
kazısı bittikten sonra, altta kalan kısımlarda üretim
faaliyetlerine girişmek için kuyu açmak zorunludur. Kuyular ya
yerüstünden itibaren veya yeraltından açılabilir. Bunun için
de isimleri yerüstü kuyusu ve yardımcı kuyu (kör kuyu)
olarak sınıflandırılır.
Kuyuların da düz galeriler gibi bazı görevleri vardır. Bunlar
kazılan cevherin yerüstüne çıkarılması, işçilerin ocağa
giriş çıkışlarına yardımcı olması, gerekli havanın ocağa
girip dışarı çıkması, ocakta kullanılacak
makina
ve
malzemelerin indirilmesi ile gerekli su, basınçlı hava
borularının ve elektrik kablolarının döşenileceği yeri
sağlaması gibi hususlardır. Yaptığı göreve göre de isim
alırlar. Örneğin nakliyat, havalandırma kuyuları gibi.
Genellikle emniyet yönünden bir maden işletmesinde en
azından iki kuyu bulunmalıdır. Bunlardan biri nakliyat
veya hava giriş kuyusu,
diğeri
ise
hava
çıkış
kuyusudur. Bu sayı ocağın gereksinmelerine göre daha
da artar. Bunun başında ocak için olan hava gereksinmesi
gelir. İşçi sayısı ve üretim miktarı fazlalaştıkça ve kuyu
derinleştikçe gerekli olan hava miktarı da fazlalaşır.
Ek olarak
açılacak
kuyular hava
gereksinmesini
karşıladığı gibi nakliyat yollarının da kısalmasını sağlarlar.
Fazla sayıda kuyu açılması ancak kuyu nakliyatının düşük
olması halinde uygulanır. Madencilikte açılan kuyular
genellikle dikey olurlar. Şayet maden yatağının yerüstüyle
bağıntısı varsa, damarın eğimine göre yatık ve meyilli
kuyulardan da bahsedilebilir. Yatık kuyular düşük eğimlerde,
meyilli kuyular ise büyük eğimlerde açılan kuyulardır.
58
Madene kuyu ile girme
59
Yeraltı maden işletmelerinde bulunması gereken asgari
sayıdaki kuyuların yerleri, havalandırma gereksinmelerine
göre farklı olmaktadır.
• Merkezi Havalandırma: Nakliyat (hava giriş) ve
havalandırma kuyularının (hava çıkış) yan yana bulunmaları
halidir.
• Çevresel Havalandırma: Maden yatağı yaygın bir
durumdaysa, hava çıkış kuyusu sayısı arttırılarak bunlar
yatağın sınırına yakın yerlere açılır.
HG
HÇ
Merkezi Havalandırma
HÇ
HG
HÇ
Çevresel Havalandırma
58
• Kombine Havalandırma: Damarların aynı yönde yattığı
yaygın maden
yataklarında
merkezi
ve
çevresel
havalandırmanın birleştirilmiş
durumu
olan
kombine
havalandırma yöntemi uygulanır.
HÇ
HG
HÇ
Kombine Havalandırma
5
4.1.2.1 Dikey Kuyular : Dikey kuyular, maden yatağının
üzerinde çok kalın örtü tabakası bulunması halinde açılması
zorunlu olan kuyulardır.
• Diğer kuyu tiplerine kıyasla varılmak istenen noktaya
en kısa yoldan ulaştığından gerek açılması kısa sürede
olmakta, gerekse halat, boru, kablo gibi donanımlara az
gereksinim duyulmaktadır.
• Yer çekimi ile aynı yönde olduğu için yan duvarlar
az basınç görür.
• Kolay kazılabilir tabakalarda ilerleme hızı yüksek olur ve
sağlam durması için bırakılacak topuk miktarı da azdır.
• Kuyu içeresinde kafes veya skip donanımlarına
elverişliliği nedeniyle özellikle derin kotlarda daha hızlı
nakliyat olanağı sağlar.
• Gerekli güvenlik topuğu daha azdır.
6
4.1.2.2 Meyilli Kuyular (Desandri) : Eğimi fazla ve aynı eğimde
devam eden ve uygun kayaç yapısı gösteren maden
yataklarında açılan kuyulardır.
• 300-400m gibi sığ derinliklerde ekonomik bir seçenek
özelliğindedir.
• Taş içinde galeriye gerek olmadığı için istenilen
derinliğe inildikten sonra üretim hazırlıklarına başlanabilir.
• Damarın içinde açılması halinde, yatırımlarda rahatlık ve
yatak hakkında ön bilgi sağlar.
• Özel nakil donanımlarına gerek olmayışı nedeniyle
yatırımlarda rahatlık sağlar.
• Yan duvarlar dikey durmadığından büyük basınç altında
olurlar.
• Kafes ve skip nakliyatına uygun değildir.
63
4.1.2.3 Kırık Kuyu : Meyilinde değişiklik gösteren kuyulara
kırık kuyu denir. Derinlere inildikçe maden yatağına
ulaşmak için sürülen galerilerin uzunluğundan tasarruf
etmek için uygulanan bir kuyu şeklidir. Önerilmeyen bir
düzendir.
• 300-400m gibi sığ derinliklerde ekonomik bir seçenek
özelliğindedir.
• Taş içinde galeriye gerek olmadığı için istenilen
derinliğe inildikten sonra üretim hazırlıklarına
başlanabilir.
• Damarın içinde açılması halinde, yatırımlarda rahatlık
ve yatak hakkında ön bilgi sağlar.
• Özel nakil donanımlarına gerek olmayışı nedeniyle
yatırımlarda rahatlık sağlar.
• Yan duvarlar dikey durmadığından büyük basınç altında
olurlar.
• Kafes ve skip nakliyatına uygun değildir.
64
4.1.2.4 Yatık Kuyu : Az eğimli bir galeridir. Düz arazide,
eğimi düşük olan maden yatakları için geçerlidir. Ayrıca,
100-150 m gibi derinliklerde ekonomik olabilir.
4.1.2.5 Düz Galeri ve Kuyuların Karşılaştırılması
• Dik kuyuların meyilli kuyulara kıyasla üstünlükleri;
1. Boyları daha kısa,
2. Kesitleri daha küçük, nakliyat daha hızlı ve ayni kuyu
kapasitesi için kafes boyutları küçük;
3. Tahkimatı ve bakımı için az masraf;
4. 1 ton üretime düşen nakliyat ve su atımı masraflarının
daha az oluşudur.
• Sakıncalı yönleri;
1. Damar meyilinin 45-50° nin altında olması halinde taş
içinde sürülmesi gereken galeri boyu daha uzun
2. Gerekli galerilerin sürülmesi için uzun zaman
3. Yüksek kapasiteli nakliyat makinalarına gereksinme fazla
4. Açılması yüksek maliyetlidir.
65
• Meyilli kuyuların dikey kuyulara kıyasla üstünlükleri;
1. Hazırlıklar için taş içinde galeri sürme masrafı çok az
2. Açma masrafları kazılan cevherle kısmen
azaltılabilmekte
3. Hazırlıklar şayet damarın içinde yapılıyorsa, çok kısa
bir süreç içerisinde bitirilebilmekte
4. Düşük güçlü nakliyat makinaları
5. Açılması düşük maliyetlidir.
•
1.
2.
3.
Sakıncalı yönleri ;
Nakliyat ve su atımı maliyetleri fazla
Donanımlarda aşınma fazla
Nakliyat hızının az oluşudur.
• Düz galerilerin kuyulara kıyasla üstünlükleri;
1.
2.
3.
4.
5.
Açılması daha hızlı ve ucuz
Taş içinde galeri açmaya gerek yok
Kuyu kulesi, binalar, nakliyat makinalarına gerek yok
Su atımı için masraf söz konusu değil
İşletmedeki tesislerin kurulması için az zaman aralığı.
66
4.2 KUYU YERİ SEÇİMİ
Bir maden yatağının ekonomik olarak işletilmesi için
kuyunun açılacağı
yerin
seçiminin
önemi
oldukça
fazladır. Bunun için maden yatağının durumu, yani yeraltı ve
yerüstü ile ilgili faktörler önemli rol oynar.
4.2.1 Yeraltı ile İlgili Faktörler
• Maden yatağı ve kuyular arasında nakliyat ve hava
dönüş yollarının kısa tutulması gerekir. Cevherleşme kısa
aralıklarla birbirini takip ediyorsa, kuyu yatağın en
yoğun yerinde açılması gerekir.
• Galeri uzunluğunun kısa olması galeri açma giderlerinin
önemli ölçüde azaltır. Galeriler ve nakliyat uzun
olursahavanın buralardan geçirilmesi için kullanılacak
vantilatörlerin daha pahalı cinsten seçilmesini ve
çalıştırılması için gerekli enerji masraflarının fazla olmasını
gerektirir.
• Kuyunun sağlam bir şekilde maden yatağının
tüketilinceye kadar bozulmadan kalmasını temin edebilmek
için bırakılacak emniyet topuğundaki faydalı minerallerin
hiç olmaması yada en
az
miktarda
bulunacak
şekilde kuyu yerinin seçilmesi gerekir.
• Maden yatağı dik bir eğime sahipse kuyunun yeri
yatağın devamı göz önüne alınarak seçilir.
• Eğim az ve rezerv eşit bir şekilde dağılmışsa kuyu yeri
seçimi en az derinlikte olacak şekilde saptanır.
• Cevhere ulaşmak için sürülecek galeri uzunluğunun
kısa olması, böylece galerileri açmak için gerekli
masrafların da az olmasını sağlar.
67
• Kömür gibi tortul kökenli olan ve tabakalaşma
gösteren maden yataklarında kuyunun antiklinale yakın
bir kısmında açılması, bırakılması
gereken
emniyet
topuğu miktarının az olması yönünden daha uygundur.
• Yeraltı nakliyat işleri yerüstü nakliyatına kıyasla 4-5 kat
daha pahalıdır. Galeriler ne kadar kısa olursa nakliyatta o
kadar ucuz olur.
• Kuyu topuğu prensip olarak koni şeklinde seçilir. Koni
taban açısı sağlam ve sert kayaçlarda 80°’ye kadar, çürük ve
kaygan arazide 50-60°’ye kadar düşebilir. Açının küçük
seçilmesi emniyeti arttırır, ancak topukta bırakılacak cevher
miktarını arttırır.
• Örtü tabakasının kalınlığı ve sağlamlığı da oldukça
önemlidir.
Kuyunun açılması ve üretim sırasında bakım ve
onarım yönünden sağlam, tektonizmaya uğramamış bir
yerde açılması gerekir. Bu suretle uzun süre dayanacağı gibi
bakım giderlerinden de tasarruf edilmiş olur.
68
4.2.2 Yerüstü ile İlgili Faktörler
• Kuyu yeri yerleşim merkezine yakın bir yerde seçilmiş
ise bu arazinin satın alınması zorunludur. Kırsal bölgede bu
husus çok önemli
olmamakla
birlikte,
kömür
madenciliğinin yapıldığı yerlerde genellikle her türlü
sanayi kolu hızlı bir şekilde gelişmektedir.
• Kuyu için seçilecek bölge, kuyu ve diğer tesislerin
kurulmasına uygun olmalıdır. Özellikle su baskın tehlikesinden
uzak ve düz bir yerde olmasına dikkat edilmelidir.
Madenden atılacak suyun da akıtılabileceği bir dere veya
çayın yakınında olması da önemli bir seçim nedeni olabilir.
• Kuyu ağzının demiryolu, karayolu ve diğer ulaşım
ünitelerine yakın olmasıdır.
4.3 KUYU KESİTİ ŞEKİLLERİ
Kuyunun kesiti nakliyat ve havalandırma gereksinimlerine
göre hesaplanır.
Kuyunun
görevini
tam
olarak
yapabilmesi için içeresinde kafes veya skip, merdiven, su
atımı boruları, basınçlı hava boruları, dolgu malzemesini
indirecek borular, elektrik ve telefon
kablolarının
yerleştirileceği
bölümler
ile
havanın geçmesini
sağlayacak açıklığın bulunması gerekir. Bir kuyuda mevcut
olabilecek bu ünitelere göre kesitin büyüklüğü çizimle
hesaplanarak bulunur.
Kuyu kesiti şekilleri kare, dikdörtgen, daire, elips ve
kemerli dörtgen olabilir. Metal işletmelerinde genellikle
dikdörtgen, kömür işletmelerinde fazla hava gereksinimi
nedeniyle dairesel olur.
69
• Kare kesitli kuyular kısa derinlikler ve yatık kuyular için
uygundur.
• Nakliyat için tek bir bölüm, insan yolu ve diğer donanımlar için
ikinci bir bölüm yeterli geliyorsa kare kesiti uygundur.
• Bölüm sayıları arttıkça kare kesiti dikdörtgen kesitine
dönüştürülür.
• Kare kesitli kuyular sert kayaçlı metalik cevher işletmelerinde
geniş ölçüde kullanılır.
Dikdörtgen kesitli kuyular kare kesitli olanlara kıyasla daha
üstündür. Basınçların fazla olduğu yöne kısa kenar yerleştirilebilir.
Fakat, aynı alan içinde çevre uzunluğu fazla olduğundan fazla
tahkimat malzemesine gerek vardır.
Ağaç tahkimatlı dikdörtgen
kesitli kuyu
Kafesi iki vagonlu olan kuyu
70
Daire kesitli kuyuların üstünlükleri;
• Arazi basıncı homojen dağılır.
• Köşe kısımların (pahalı ve zaman alıcı) hazırlanması söz konusu
olamaz.
• Tahkimat, mukavemeti en fazla olan kapalı silindir şeklidir.
• Çevre uzunluğu az olduğundan, daha az tahkimat malzemesi
gerekir.
Kuyu kesiti arttıkça bu üstünlükler artar.
Daire kesitli kuyuların sakıncaları;
• Kuyuda bölümler ayrıldıktan sonra faydalanılmayan boş
alan fazla kalır.
• Tahkimat ahşap yapılamaz. Tuğla, beton, çelik gibi malzemeler
kullanılır. Bu nedenle su geçirgenliği olan kayaçlarda açılır.
Elips Kuyular: Elips kuyular uygulamadan kaldırılmıştır. Yapılması
zordur. Tek yönlü basınçlar için uygundur.
Kemerli Dörtgen : Kemerli dörtgen kuyular çok ender görülür.
Kare ve dikdörtgen kesitlilerin basınçlara dayanamadığı yerlerde,
kenarlar kemer şeklinde kazılır, tuğla örülür.
Kuyu kesit alanının seçiminde kuyu açma masrafları alan
büyüdükçe artar.
71
4.4 KAT HAZIRLIKLARI
Kuyulardan itibaren cevhere ulaşmak için sürülecek galerilerin
tümünü kapsayan işlerdir. Bu suretle maden yatağı üst üste
birbirine paralel dilimlere, yani katlara ayrılmış olur.
Cevher veya damarların konumuna göre katlar arasındaki düşey
mesafenin öncelikle belirlenmesi gerekir. Yeraltı işletmelerinde
kat hazırlıkları iki grupta toplanabilir.
1. Ana kat hazırlıkları
2. Ara kat hazırlıkları
Maden yatağının durumuna göre katlar da değişik olarak tertip
edilir. Yatak tek ve yatay ise kat sayısı da tektir. Maden yatağı
birbirine paralel birkaç damardan oluşuyorsa, damar sayısı kadar
olur.
Metalik bir maden yağına düz bir galeri ile girdikten sonra açılan
bir kuyu ve bu kuyudan itibaren meydana getirilmiş katlar
aşağıda gösterilmektedir.
Yatay
galeri girişi
70
Katlar yukarıdan aşağı doğru tertip edilir. Kuyu ya en derin
noktaya kadar açılır yada bir kat açılırken derinleştirilir. İki
seçeneğinde üstün ve sakıncalı yönleri vardır.
Derinleştirme, üretime servis veren bir kuyuda oldukça zahmet
gerektiren bir iştir. Bu nedenle genellikle kuyuların servis
ömürlerine göre açılabilecekleri en derin noktaya kadar açılması
ilkesi benimsenir. Bunun sakıncası, kuyu gibi pahalı bir yatırıma,
cevhere en kısa sürede ulaşmak varken uzun bir süre bekleyerek
tahammül etmek zorunluluğudur.
Çalışılmakta olan katın rezervi tüketildikten sonra hazırlık katı
üretime geçebilecek durumda olduğundan burada çalışılmaya
başlanacaktır. Damarlar daha derinlere devam ediyorsa, daha alt
kısımda da hazırlık katı tesis edilecek ve iş bu sıraya göre
düzenlenecektir.
Hava dönüş yolu
Nakliyat yolu
Halen
çalışılan kat
Hazırlık
katı
Meyilli damarlarda katların teşkili
71
4.4.1 Kat Aralıklarının Saptanmasında Etkili Faktörler
• Katlar arasında kalan rezerv fazla olmalıdır. Meyilin çok olduğu
durumlarda bu durum kat aralığının fazla olmasını gerektirir.
• Bir kata yapılacak yatırımların büyüklüğü nedeni ile yatağın
mümkün en az sayıda katla çalışması arzu edilir. Bu da büyük
kat aralığı gerektirir.
• Nakliyat ve su atımı masrafları kat aralığı büyüdükçe artmaya
devam eder.
• Havalandırma kat aralığı uzadıkça zorlaşır ve maliyeti artar.
Ayrıca havanın ısınması da söz konusudur.
• Kat galerileri sağlam tabakalara rastlamalıdır.
Teknoloji geliştikçe kat araları fazlalaşmaya doğru gider. Eski
ocaklarda son yıllarda oluşturulan katların daha büyük aralıkları
olduğu görülür. Ayrıca, metalik madenlerde kat aralıkları seçilen
üretim yöntemine çok bağlıdır.
Örneğin; kat aralıkları
• kömürde 100-200 m,
• metalde genel olarak 30-60 m, çok az eğimli filonlarda 20-25
m, ara katlı yada blok göçertme yöntemi uygulandığı durumda
75-150 m,
• Kaya tuzu-potas ocakları için; kalın yataklanmalarda 50-100 m,
çok az eğimli ve ince damarlarda 200 m’dir.
74
4.4.2 Katlarda Yapılan Büyük Hazırlıklar
Kuyu dibi galerileri (akrosaj) ve damar veya cevher filonlarına
ulaşmak için taş içerisinde galeri açma işlerini kapsar.
Bunlar kazılan cevherin, ramble malzemesi, makina ve tahkimat
malzemelerinin naklini, işçilerin iş yerlerine gidiş ve dönüşlerini,
suyun akışını, enerji gereksinmesi araçların (kablo, boru) iş yerine
ulaştırılmasını sağlayan yapılardır.
4.4.2.1 Kuyu Dibi Galerileri (Akrosaj)
Ana görevi yatay ve kesintili karakterdeki galeri nakliyatını, düşey
ve sürekli karakterdeki kuyu (kafes veya skip) nakliyatına
dönüştürmektir.
Üretim kapasitesi büyüdükçe akrosajda dev boyutlara ulaşabilir.
Bu tür ocaklarda kuyu dibi organizasyonu büyük önem kazanır. .
75
Kuyu dibi galerilerinin düzenlenmesi,
• skip veya vagon nakliyatına göre,
• kuyu(lar)ın ana yolların konumuna göre,
• kuyulara gelen galerilerin sayısı, durum ve yönüne göre,
• üretim kapasitesine vb. yapılır.
Kuyu dibinde nakliyat dışında; ana su havuzları, tulumba dairesi,
lokomotif garajı, atelye, telefon santralı, depo, bazen taş kırma
tesisleri de yer alacaktır.
Akrosaj düzenlenmesinde dikkat edilecek noktalar :
• Küçük maden işletmelerinde, kuyu dibi galerileri tek yönlü
olabilir (boşlar çıkar dolular girer). Şayet bir taraftan dolu
sürülürken, diğer taraftan boş alınacaksa galeriyi uzatmak
gerekir.
• Kuyu dibi sağlam kayalar içinde oluşturulmalı ve ömrüne uygun
biçimde tahkim edilmelidir.
• Nakliyatı aksatmadıkça kuyuya gelen çok sayıda galeri
bulunuyorsa, bunların tek yolda birleştirilmesinde yarar vardır.
• Yollar tek yönlü olmalı, karşılaşma ve kesişmeler önlenmelidir.
• Dolu, boş, malzeme, taş ve işçi vagonları birbirlerini
engellemeden seyredebilmelidir.
• Manevralar, zincirle veya yol meyilinden faydalanarak otomatik
yapılmalıdır.
• Çift kuyu olması halinde vagonların istenilen yöne gidebilmesini
sağlayacak yollar bulunmalıdır.
• Nakliyatta dolu ve boş vagonlar birbirini beklememeli, yollar
yeterli uzunlukta yapılmalıdır.
• Paralel galeriler arasında uygun insan geçiş yolları sağlanmalıdır.
• Su havuzları kuyuya oldukça yakın, fakat kuyu derinleştiğinde
sızıntı yapmayacak uzaklıkta olmalıdır.
76
Üretim tek
taraftan,
Kuyu ekseni ile
galeri ekseni
aynı
Kuyu ekseni
galeri eksenine dik
Üretim iki
taraftan,
Kuyu ekseni ile
galeri ekseni
aynı
Kuyu ekseni
galeri eksenine dik,
Üretim iki taraftan
Kuyu ekseni ile
galeri ekseni ayrı,
üretim iki taraftan
77
4.4.2.2 Skip Nakliyatındaki Kuyu Dibi Galerileri
Skip nakliyatında kuyu dibi galerileri kafes nakliyatına kıyasla daha
basit olup uzun yollara gerek yoktur. Genellikle vagonların
tumbasını sağlamak üzere genişletilmiş bir galeri ve cevherin
biriktirileceği bir silo yeterlidir. Meyil daima dolu vagonların lehine
olmalıdır. Ayrıca, skip nakliyatında vagon seçimi kuyu kesitine bağlı
olmadan yapılmaktadır. Taş ve malzeme için boş tarafında
demiryolu olmadığından kuyu dibinin büyük seçilmesine gerek
kalmamaktadır.
4.4.3 Kat Galerileri
Kat galerileri damarın doğrultusu boyunca ve damarı kesecek
şekilde taş içinde sürülen galerilere denir. Böylece, maden yatağı
panolara ayrılmış olur.
Panolara ayırma
78
Panolara ayırmanın nedenleri;
• Uzun galerileri ayakta tutmak zordur.
• Bir birimdeki üretimin çok uzun sürmesi halinde herhangi bir
yangın tehlikesi karşısında panonun tamamen söz konusudur.
Panolara ayırma ile çok sayıda üretim birimi elde edileceği gibi, bir
afet durumunda sadece bir pano kaybedilmesi gibi üstünlükler de
vardır.
Kesesiye galeriler arasındaki mesafe pano boyunu belirler.
600-800 m pano boyu : Orta teknolojik koşullar
1000-2000 m pano boyu : üst düzeyde teknoloji
Taş İçerisinde Açılan Galeriler Arasındaki Mesafeler
Taş içerisinde açılan galeriler arası mesafe az olursa;
• Teşkil edilecek üretim yerleri fazlalaşır.
• Galeri sayısı artar ve bunların açma-bakım masrafları yükselir.
Taş içerisinde açılan galeriler arası mesafe fazla olursa;
• Galeri sürme ve bakım masrafları azalır,
• Uzun kazı cephesi nedeniyle çalışılan yerin ömrü uzar
• Damar içi hazırlıklar azalır
• İşyeri şartlarına alışmış işçiler uzun süre aynı yerde çalışır,
randıman yükselir.
• Damar içi galerilerinin boyu artar, bakımlarında ve damar içi
nakliyatta sorunlar çıkar.
Taş içi galeriler arası mesafeyi, damar içi yolların tahkimat niteliği
de belirler; ağaç tahkimat kullanılıyorsa taş galerilerin arasındaki
mesafe 400-600 m, madeni tahkimat kullanılıyorsa 800-1000 m
77
olmalıdır.
4.5 CEVHER İÇİ HAZIRLIKLAR
Damar içi yada cevher içinde yapılan hazırlıklar, Büyük Hazırlıklar
ile panolara ayrılmış bulunan bölümlerde üretim faaliyetlerine
geçmek için yapılan işleri kapsar. Büyük hazırlıklar ile damara
ulaştıktan sonra gerek üretimin sağlanması, gerekse kazılan
cevherin nakil edilmesi için bazı yolların açılması, işçilerin yoğun
bir şekilde çalışacağı şantiyelerin hazırlanması, ancak damar
içerisinde yapılacak hazırlıklarla yerine getirilebilir.
Damar içerisinde galeriler damar düzgün bir şekil gösteriyorsa
damarın doğrultusu yönünde açılır. Mercek veya başka şekillerdeki
maden yataklarında ise cevher kitlesini kesecek galeriler sürülür.
A : Rekup
B : Damar içi galerisi
C : Üretim katı
1 ve 2. katlar arasında açılan yardımcı kuyular ile damarlar
kesilmiştir. Kesilen damarlardan birbirleri içinde
sürülen B
galerileri ile taralı alanda üretime başlanmıştır.
80
4.5.1 Tabaka Halinde Yataklarda Yapılan Hazırlıklar
Tabaka halindeki yataklarda, yani damarlarda yapılan hazırlıklar iki
türlü yapılır. Bunlar ileriye doğru ve geriye doğru hazırlıklardır.
Genellikle bu hazırlıklar kömür damarlarıyla ilgilidir.
İlerletimli Ayakların Üstünlükleri:
• Üretime hemen başlanır.
• Galerilerin ömrü daha kısadır
• Galerilerin sürülmesinden elde edilecek taşlar dolgu olarak
kullanılabilmekte. Bunların nakliyesinden gerek kalmaz.
İlerletimli Ayakların Sakıncaları:
• Ayağın bir tarafı göçük yanında bulunduğundan, damarın tavanını
tutmak güçleşir ve sağlam tahkimat gerekir.
• Damar hakkında önceden bilgi alınamaz.
• Havanın bir kısmı göçük veya ramble içerisinden kısa devre
yaparak kaçar.
• Metan yönünden (galeriler önceden açılmadığı için) rahatlama
sağlamaz.
81
Dönümlü Ayakların Üstünlükleri:
• Sürülen galerilerin bir tarafı kazı sonuna kadar sağlam cevher
içinde kalır.
• Damar hakkında bilgi edinilir.
• Ayağa gelen hava kısa devre yapmaz.
• Panodaki metanın bir kısmı galerilerin açılması sırasında
boşaltılmış olur.
Dönümlü Ayakların Sakıncaları:
• Üretime başlayabilmek için tüm galerilerin sürülmesinin
bitmesini beklemek.
• Açılan galerilerin ömrü uzun olduğundan tamir-bakım
masrafları fazlalaşır.
• Galerilerin sürülmesi sırasında çıkan taşların dışarıya taşınması
sorun olur.
4.5.2 Ayak Uzunlukları
Ayak uzunlukları genellikle katlar arasında kalan damar uzunluğuna
bağlı olmaktadır. Ayrıca ayak uzunluğunun seçilmesinde, ayak
içerisinden geçirilecek hava miktarı, ayak içerisinde kullanılacak
nakliyat aracının kapasitesi vb. hususlar önemli faktör olurlar.
80
- 500
- 575
- 650
25 °
Ayak uzunluğu
Ayak uzunluğu (x)
650 − 500
𝑥𝑥
X = 355 m
𝑆𝑆𝑆𝑆𝑛𝑛25 =
4.6 HAZIRLIK İŞLERİNDE ZAMAN ETÜDÜ
Üretim işlerinin başlayabilmesi için hazırlık işlerinin iyi bir şekilde
planlanması gerekir. Keza, bir panoda üretimin durduğu bir anda,
başka bir panoda üretim hemen başlayabilmeli ki, işletme için
hesaplanmış olan günlük üretimde aksama olmasın.
Büyük hazırlıklar, damar içi hazırlıklar ve üretim işleri arasındaki
bağıntıların aksamaksızın devam etmesi için, zaman etüdü
planlarının her işletme için yapılması zorunludur. Önce üretim
yöntemi saptanmalı ve buna göre büyük hazırlıklar ile damar içi
hazırlıklar planlanmalıdır.
Çalışma sırasında elde edilen günlük, aylık veya yıllık ilerlemeler bu
planlara işlenmelidir.
81
5. HAZIRLIKLARLA İLGİLİ YOLLARIN AÇILMASI İŞLERİ
Hazırlık işleriyle ilgili olarak kuyular, taş ve damar içerisinde sürülen
galeriler, başyukarı ve başaşağılar, yardımcı kuyular, vb. yapılar söz
konusu olur. Cevherde üretime geçinceye kadar açılması gereken
yollar.
5.1 TAŞ İÇERİSİNDE YATAY GALERİ SÜRME
Taş içerisinde sürülen galeriler genellikle delik delme ve ateşleme
işlemi yapılarak yerine getirilir. Ayrıca, koşullar uygunsa galeri açma
makinalarıyla tam mekanize olarak galeriler her türlü kayaç
içerisinde açılabilmektedir.
Konvansiyonel : Delme patlatma
• Deliklerin delinmesi
• Ateşleme
• Yükleme
• Tahkimat
• Yol
döşeme,
boru
şebekelerinin
ötelenmesi,
kanal yapımı vd. işler yerine
getirilir. Bu işlerin iyi organize
edilmesi ekonomik ve teknik
yönden oldukça önemlidir.
Modern : Galeri açma makinası
Kazı ve yükleme işini yaparak
kendisini öteleyen araçlardır.
Patlayıcı madde kullanılmaması
nedeniyle zaman kazanımı ve
güvenlik sağlar.
Kademeli kesim ve tam kesim
olarak
yapan
makinalar
sınıflandırılabilirler.
Paletler
üzerinde hareket ederler.
5.1.1 Deliklerin Delinmesi : Galeri aynasında patlayıcı maddelerin
etkisini fazlalaştırmak için serbest yüzeylerin meydana getirilmesi
ve patlayıcı maddelerin bu yüzeye doğru iş görmeleri istenir.
45°
Yandaki şekilde patlayıcı madde ile
doldurulup ateşlenmesi sonucu teorik
olarak koparılacak olan kırılma bölgesi
görülmektedir. Kırılma yüzeyi delik
82
yüzeyi ile 45°’lik açı yapmaktadır.
Galeri Açma Makinaları
83
Delik kayaç yüzeyi ile 45°’lik açı yapacak şekilde açıldığında, kırılma
kayaç yüzeyine dikey, yani en kısa yoldan olduğu için, patlayıcı
madde sarfiyatı da azalır.
Bu şekilde 4 veya 8 tane delik arın ortasında birleşecek şekilde
açılarak ateşleme yapılırsa, orta yerde bir çukur meydana gelecektir.
Madencilikte kayaç ortasında açılan bu çukura «orta çekme» denilir.
Orta çekme etrafında açılan deliklere ise «tarama» delikleri denir.
Bunların ateşleme sırası ortadan kenara doğru olacak şekilde yapılır.
Bu nedenle galeri sürme işlerinde muhakkak gecikmeli veya
milisaniyeli kapsüller kullanılmalıdır. Ateşleme birbirini takiben
olacağından, önce orta çekme delikleri, arkasından tarama delikleri
patlayacağından galeri ilerleme randımanı artacak ve patlayıcı
madde sarfiyatında da önemli ölçüde azalma olacaktır.
5.1.1 Koni Şeklinde Orta Çekme
Piramit, prizma, üçgen, yelpaze şekilli ve meyilli yüzey üzerinde
çekilen orta çekmeler olarak gruplandırılabilir.
• Piramit Şeklinde Orta Çekme : Galeri arınındaki kayacın
tamamen homojen olduğu ve çatlaklı yapı göstermediği
durumlarda uygulanan orta çekmenin piramit şeklinde olması
istenir. 4 veya daha fazla sayıda delik, galeri arınında, kayaç
içerisinde bir yerde birleşecek şekilde meyilli olarak açılır.
Ateşleme sonucu galeri arını ortasında bir boşluk meydana gelir.
86
Bu tip orta çekme işinde deliklerin kolaylıkla delindiği ve az
sayıda deliğe gereksinim duyulması önemli üstünlüğüdür. Ayrıca
bir ateşleme sonundaki ilerleme miktarı ancak galeri genişliğinin
%50 kadarı olmaktadır.
Orta çekme açıldıktan sonra etrafına da tarama delikleri açılır.
Aynı sırada bulunan tarama deliklerin meyillerinin eşit olması,
en son tarama deliklerinin sırasının ise galeri tavan, taban veya
yan duvarlardan 5-10 cm içerde açılması ve kendilerine verilen
meyilin istenilen galeri kesitini sağlayacak şekilde seçilmesi
istenir.
• Prizma Şekilli Orta Çekme : Galerilerin içerisinde sürülmekte
olduğu kayaç çatlaklı veya tabakalı bir yapı gösteriyorsa, kayacın
bu zayıf yüzeylerinden faydalanmak gerekir. Doğanın verdiği bu
serbest yüzeyden faydalanarak orta çekme delikleri
düzenlenirse, dinamit sarfiyatı bakımından önemli bir miktarda
tasarruf sağlanabilir. Deliklerin eğimi 45° olmalıdır. Dolayısıyla
ateşleme sonucunda tabakanın alt ve üst yüzeyi serbest
olduğundan, kopan kayaç parçası prizma şeklinde olacaktır.
Sistemin basit oluşu ve az sayıda deliğe gereksinim olması en
önemli üstünlüğüdür. Bir ateşleme sonucunda galeri ilerlemesi
miktarı ancak galeri genişliğinin %65 kadarı olmaktadır.
87
• Üçgen Şekilli Orta Çekme : Galeriler arınının orta kısmından
açılmayıp tavan, taban veya yan duvarlara yakın olacak şekilde
seçilir. Orta çekme çapraz açılmış deliklerin yatay ve düşey
yönde sıra ile ateşlenmesi ile yapılır. Delikler galeri arınına
doğru açılmış olduğundan, patlayıcı maddenin etkisi serbest
yüzeye doğru bulunacağından randıman fazlalaşır.
Orta çekme derinliği piramit ve prizma şeklindeki orta
çekmelere kıyasla daha kısa olup, genellikle galeri genişliğinin
% 40 kadarı olmaktadır.
• Meyilli Yüzey Üzerinde Açılan Orta Çekme : Üçgen şekilli orta
çekmenin geliştirilmiş şeklidir. Galeri yüzeyinin meyil verilerek
fazlalaştırılması ile burada fazla delik açma olanağı sağlanmış
olur. Delikler yüzeye dik açılır ve sistemin uygulanması için
becerikli işçilere ihtiyaç duyulur.
88
• Yelpaze Şeklinde Orta Çekme : 30-60° yatımlı tabakalarda
uygulanır. Delikler ortadan itibaren bir tarafa doğru açılmakta
ve taramalarda yine yelpaze şeklinde devam etmektedir.
Delikler genellikle kısa kaldığından sol tarafa bir sıra deliğin
daha açılması uygun olmaktadır. Delikler genellikle yatay
olarak açılmaktadır.
Galeri kesiti büyük ve bir atımdaki ilerleme mesafesi fazla,
kayaç sert bir yapıya sahip değilse bu orta çekme yöntemi
uygulanabilir.
5.1.2 Silindir Şeklindeki Orta Çekmeler (Paralel orta çekme)
Bu tip orta çekmeler dar galeri kesitlerinde kolaylıkla
uygulanabildiği ve ilerleme miktarı fazla olduğu için önemli
üstünlüğü vardır. Kayacın çok sert olmaması ve homojen olması
istenir. Çok çatlaklı kayaçlarda uygulanamaz. Bu tip orta
çekmelerde açılan delikler galeri ilerleme yönüne paralel
olmaktadır. Bu husus ise, özellikle taban, tavan ve yan duvarlara
yakın delik delinmesi halinde yardımcı donanıma gereksinme
göstermektedir. Brenner orta çekmesi, geniş çaplı sondaj,
Coromant ve kademeli orta çekmeler diye sınıflara ayrılabilir.
89
5.2 ATEŞLEME
Madencilikte deliklere patlayıcı madde
patlatılması işlerinin tümüne ateşleme denir.
doldurulması
ve
Açılan delikler patlayıcı madde ile doldurulmadan önce içleri
basınçlı hava ile temizlenir, grizulu ocaklarda gaz kontrolü
yapılmalıdır. Daha sonra her bir deliğe düşecek patlayıcı madde
sayısı delik içerisine yerleştirilir ve sıkılaması yapılır.
Galeri arınında orta çekme ve tarama delikleri açıldıktan sonra
bunların patlayıcı madde ile doldurulup ateşlenmesinde bazı
hususlara dikkat edilmelidir.
• Galeri arınındaki orta çekmenin genişletilmesi için galeri
kesitinin büyüklüğüne göre bir veya daha fazla sırada tarama
delikleri delinecektir.
• Deliklerin ateşleme sıraları birbirini takiben olmalı ve her
ateşleme bir sonraki ateşleme için serbest yüzey açacak şekilde
düzenlenmelidir.
• Genellikle deliklerin bir seferde delinmesi ve ateşlemelerin
gecikmeli ve milisaniyeli kapsüllerle birlikte yapılması özellikle
tam mekanize galeri sürmede uygulanan düzen olmaktadır.
Piramit şeklinde orta çekme ve delik düzenleri
90
5.3 YÜKLEME
Ateşleme sonucu yığılan pasanın vagon veya diğer yükleme araçlarına
yüklenmesi zaman alıcı işlerdir. Örneğin 12 m2’lik bir galeri kesitinde
1,5 m’lik bir ilerleme miktarı için 45 ton taş açığa çıkar. Yükleme işinin
alacağı zaman çeşitli faktörlere bağlıdır.
 Yüklenecek malzemenin tane büyüklüğü : Tane boyu küçüldükçe
yükleme kolaylaşır. Ancak, makine ile yüklemede uygulanışı zordur.
 Yükleme yapılan yerin genişliği : Dar bir yerde yükleme işi işçinin
rahat çalışması bakımından sakıncalıdır.
 Yükleme yüksekliği : İşçinin hızını kısıtlar.
Yükleme işi iki kısımdan oluşur.
1. Pasanın galeri tabanından alınması
2. Alınan pasanın nakliyat aracına kadar götürülmesi : Vagonun üst
kenarına kadar kaldırılması veya devamlı nakliyat araçlarına
(bandlar) verilmesi ile sağlanır.
Yükleme işleri el veya makine ile olmak üzere iki şekilde
yapılmaktadır.
5.3.1 Elle Yükleme : Küçük işletmelerdeki galeri sürme işlerinde
kullanılan bir yoldur. Yükleme işinin elle yapılmasındaki en önemli
kolaylık kayaç parçalarının küçük boyutta olmasıdır. Pasa ne kadar
küçük boyutlu malzemeden oluşursa işçinin yorulması o kadar az ve
randıman da o kadar fazla olur. Ancak parçaların küçük olması fazla
patlayıcı madde kullanımını gerektirecektir ki, bu da önemli bir
masraf olacaktır. Ayrıca, fazla patlayıcı madde araziyi sarsıp tahkimata
hasar verecektir.
El ile yüklemenin ayrı bir zorluğu yerden alınan malzemenin belirli bir
yüksekliğe kadar kaldırılması zorunluluğudur.
8
Elle yükleme
Genellikle galeri ilerlemesinde bir işçinin saatte yükleyeceği
yığılmış pasa miktarı 1-1,2 m3 kadardır. Yükleme sırasında dinlenme
ve bekleme gibi zamanlarda dikkate alınacak olursa bir işçinin 1
saatte yükleyebileceği malzeme miktarı 1 ton olarak kabul
edilebilir.
El ile yükleme yeraltı madenciliğinde ağır ve çok zaman alıcı bir
iştir. Şayet muhakkak el ile yükleme zorunluluğu varsa ekipler ikişer
kişi tertip edilmelidir. Böylece kişilerden birisi çalışırken, diğer kişi
dinlenebilir.
5.3.2 Makine ile Yükleme :
Yarı mekanize yüklemeye bir örnek olup sadece pasanın belirli bir
yüksekliğe kaldırılıp boşaltılması halinde kullanılır. Geniş galeri
kesitlerinde ve hızlı ilerlemesi zorunlu olan yerlerde makina ile
yükleme uygulanması gereken tek yoldur.
9
Makina ile yüklemede pasanın tabandan alınması ve nakliyat
araçlarına yüklenmesi işi doğrudan doğruya makina ile yerine
getirilmektedir. Bazı makina tiplerinde ise sadece ikinci iş makina
ile yapılmaktadır. Bu bakımdan yükleme makinaları yarı mekanize
ve tam mekanize yükleme makinaları diye sınıflara ayrılır.
Yükleme makinalarının hareketi ya galerideki raylar, palet veya
Iastik teker üzerinde olmaktadır.
Yükleme Bandı : Makinanın esası meyilli olarak duran zincirli oluk
veya lastik banddır. Ray üzerinde hareket ettiği gibi lastik tekerlek
üzerinde de hareket ettirilebilir.
Kepçeli Yükleyiciler : Tam mekanize yükleme aracıdır. Yükleme için
kepçe yerde olmak üzere makine yığınına doğru hareket ettirilir ve
kepçenin dolması sağlanır. Daha sonra kepçe yukarı kaldırılarak
içerisindeki pasanın yükleyicinin arkasında bulunan vagona veya
bir başka nakliyat ünitesine dökülmesi sağlanır. Basınçlı hava veya
elektrikle çalışan tipleri vardır.
En üstün yönü, fazla hareket edebilme kabiliyeti, az yer kaplaması
ve dönemeçli yerlerden kullanılabilmesidir. Her cins pasa için
uygun olup, tabanı rahat bir şekilde temizleyebilirler.
91
Sallantılı Oluk Yükleyicisi : Eksantrik hareketler sağlayan ve
böylece ileri hareketi yavaş, geri hareketi hızlı olan bir tahrik
motoru ile teçhiz edilmiş meyli az başyukarılarda veya ayaklarda
kömürü, cevheri veya taşı oluk içinde kaydırarak nakletmek için
kullanılan mekanik düzendir.
Yüklemenin pasanın özelliğine bağlı olması sistemin en büyük
dezavantajıdır. Nemli ve killi kayaçlarda, özellikle ara nakil ünitesi
olmayan tiplerinde yükleme randımanı çok azdır.
Skreyeper : Bir vincin halatlarına bağlı olarak çalışan ve kazılmış
malzemeyi sıyırarak yüklenecek yere çeken tertibata denir.
Küreyicilerin büyüklüğü yeraltında 0,5 m3, yerüstünde 10 m3’e
kadar olabilir.
Yükleme işinde kutu şeklindeki küreyici halat ve bir vinç yardımıyla
pasanın üzerinden çekilir. Dolayısıyla içerisi dolan küreyici
sürüklediği pasayı yükleme oluğuna kadar getirir ve burdan vagona
veya başka bir nakliyat aracı üzerine döker.
92
5.4 TAHKİMAT
Galeride yükleme işi bittikten sonra gerek tavan gerekse yan
duvarlar, kayacın mukavemetine göre az veya çok olarak yük
altında bulunurlar. Dolayısıyla taş düşmeleri ve gevşek kayacın
dökülmesi veya galeriyi tamamen kapatacak şekilde göçükler
meydana gelebilmesi beklenebilir. Gerek işçilerin emniyetini
sağlamak, gerekse galeriyi sağlam bir şekilde tutmak için tahkimat
yapmak zorunludur. Tahkimat cinsinin seçiminde, galeri kesitinin
büyüklüğü, şekli, ne kadar süre sağlam tutulmasının zorunlu
olduğu önemli faktörler olmaktadır.
Bazı hallerde kayaç çok sağlam ise tahkimata hiç gereksinme
duyulmayacağı gibi, tahkimatsız bir galerinin düşünülemeyeceği
durumlar da olabilir.
Yürüyen tahkimat
Ağaç tahkimat
93
6. KAZI İŞLERİ
• Madencilikte kazı işlerinin amacı, maden yatağındaki faydalı
mineralin (kömür, cevher, tuz, vb.) bağlı bulunduğu yerden
koparılmasının sağlanmasıdır. Genellikle bu husus üretim yapılan
yerlerde uygulanan işlemleri kapsar.
• Bunun yanı sıra yan taşların koparılması işlerinde de uygulanır.
Bu hususta galeri sürme, kuyu açma, damar içi galerilerin
açılmasın da önem kazanır.
Kazı işlerinde gerekli olan insan gücü, madenciliğin ulaşım, su atımı
veya havalandırma gibi işlerine kıyasla daha fazladır. Kazı işlerinin
dışında olan bu tip işlerde genellikle makinalar büyük ölçüte
kullanılmalarına rağmen, kazı işlerinde bu hususlar kısıtlı
olmaktadır. Fakat son senelerde gelişen teknoloji yanında, özellikle
galeri sürme ve kuyu açmada mekanizasyon uygulaması gittikçe
artan bir ölçüde kullanılmaya başlanmıştır.
Fakat kazı işlerinde mekanizasyon derecesi sadece teknolojinin
bugünkü durumuna bağlı olmayıp, ayrıca maden yatağında
mekanizasyonun uygulanıp uygulanamayacağına, insan ve makina
gücünün değerine bağlıdır. İşçi yevmiyeleri arttıkça, mekanizasyona
geçiş zorunlu olmaktadır.
Kazı işleri üç bolüm altında incelenecektir.
• Elle yapılan kazı
• Makina yardımıyla yapılan kazı
• Patlayıcı maddelerle
yapılan kazı işleridir.
94
Kazı açısından kayaçların özellikleri ;
• Kayaçların içerdikleri minerallerin sertlikleri : Mohs sertlik
skalası)
• Mekanik dayanım : Basınç, çekme, eğilme (MPa)
• Gözeneklilik : Kayaçtaki boşluk hacminin, kayacın toplam
hacmine oranı
• Su tutma-geçirme özelliği
• Kabarma özelliği : Kayacın bünyesindeki yabancı madde, bileşimi,
sertliği kabarma özelliğini etkiler.
• Kazı kolaylığı
6.1 ELLE KAZI
• Son yıllarda oldukça azalmıştır.
• Bazı küçük işlerde ve mekanizasyonun uygulanamadığı küçük
çaplı madencilikte halen kullanılmaktadır.
• Enerjinin ulaşamadığı yerlerde yapılacak kazı işlerinde
kullanılmaktadır.
• Elle kazıyı, kayacın mukavemetine göre kürekle, kazmayla, keski
ve tokmakla yapmak mümkündür.
Kürekleme :
 Yığın halindeki veya parçalanmış kayaçlar kürekle yüklenir.
 En fazla randıman için kürek ve içindeki malzeme 10 kg
olmalıdır.
Kürek tipleri;
* Normal : Sapı ile 135° açı yapar
* Bel : Sapı ile aynı yönde toprak kazısı
* Gelberi ve faraş : Sapı ile 90 ° açı yapar. Dar yerlerde
rahat kullanılır.
• Bir işçi 8 saatlik bir vardiyada küçük bir yığından 12-15 t
malzeme yükleyebilir. Ayak içinde randıman damar kalınlığına
95
bağlıdır.
Kazmalama:
 Yumuşak ve gevşek kayaçların kazısında,
 Yardımcı iş olarak;
* Potkapaç çekmede
* Ateşleme sonrası boyut küçültmede uygulanır.
 İşçi, aletin ucunu kayacın içine veya çatlağına sokarak bundan
parça koparır.
 Kazmalama işini kolaylaştırmak için 0,5-0,75m derinliğinde
potkapaç çukuru açılır.
 Tek
ve
çift
uçlu
kazmalar
vardır.
* Tek uçlular yeraltında
* Çift uçlular yerüstünde (biri sivri diğeri yassı uç)
kullanılır.
 Kazma ağırlıkları; Kömür için 1-2 kg, Taş için 2-3 kg
Keski ve Tokmak:
98
 Dayanımı fazla olan kayaçların kazı ve parçalanmasında
kullanılır.
 Koparılacak kısmın üzerinde devamlı tutulduğundan, kazmaya
göre daha az enerjiye gerek gösterir.
 Keski, sivri veya yassı uçlu olabilir.
 Tokmak ağırlığı, işin gereğine göre 1-5 kg arasında olabilir.
 İki işçiyle çalışılması en önemli sakıncasıdır.
6.2 MAKİNE İLE KAZI
 Yüksek randıman ve ucuz olmasından dolayı elle yapılan
kazının yerini almıştır.
 Kömür ocaklarında geniş uygulama alanı bulmuştur. Metalik
cevher
yataklarında
ve
kaya
tuzu
ocaklarında
uygulanamamaktadır.
 Makine ile kazı sayesinde,
* Patlayıcı madde kullanımı azalmıştır.
* Kömür tozu ve grizuya karşı emniyetli çalışma ortamı
sağlanmıştır.
*Tahkimat korunmuştur.
* Göçükler azalmıştır.
Kazı makineleri; Martopikör (mekanik kazma), Potkapaç makinesi
(yardımcı kazı), Kömür sabanı (tam mekanik), Kesici-yükleyici
(tam mekanik), Galeri açma makineleri
Yatay bir kömür damarı ayağında toplam zamanın; %35’ini
martopikörle kazı, %45’ini kürekleme, %20’sini tahkimat alır.
Dolayısıyla kazı-yükleme makineleri zamanın %80’lik işini üzerine
almaktadır.
99
6.2.1 Martopikör
Potkapaç çekme ve delme-patlatma işlemi ile beraber
kullanılabileceği gibi yalnız başına da kazı işinde kullanabilen ve
basınçlı hava ile çalışan mekanik bir kazmadır. Yumuşak kömürlerin
doğrudan kazısında başarılı olarak kullanılmaktadır.
Kömür kazısında martopikör ucu önce kömür içerisine sokulur ve
alet serbest tarafa doğru çekilir. Bu şekilde kömür arınında belirli bir
parça koparılmış olunur.
Serbest haldeki pistonun ağırlığı martopikörün toplam ağırlığı ile
orantılı olarak azalıp çoğalır. Martopikörün ağırlığı arttıkça vuruş
sayısı azalır, gücü artar.
Martopikö
r ağırlığı
(kg)
6–8
Darbe
Yapılan
sayısı
iş
(dev/dk)
(kgm)
1200 – 1500 0,8 – 1
8 – 10
700 – 1000
1,7 – 1,8
10 – 12
500 – 650
2,2 – 4
* Koparılmış blokların parçalanmasına,
* Yan taşların koparılmasında,
* Tahkimat direği yuvalarının açılmasında,
* Yardımcı işlerde,
* Patlayıcı madde kullanımı yasak olan yerlerde,
* Kuyu açma işlerinde (ağır tipler) kullanılır.
10
0
Martopikörün Yapısı:
 Martopikör; keski ve tokmak kullanılarak elle yapılan işin
makineleşmiş şeklidir. Burada hareket basınçlı hava ile
sağlanır.
 Keski görevini uç, tokmak görevini de piston almıştır.
 Martopikörü tutmak üzere tutma kolu ve basınçlı hava vanası
vardır.
 Pistonun ileri geri hareketini sağlamak için basınçlı havanın
yönünü değiştiren bir tertibat bulunur.
 Martopikörün kazıcı ucu keski görevini görür ve sağlam
çelikten yapılmıştır. Bunun uç kısmı sivri veya yassı olabilir.
Yassı olanlar yumuşak kayaçlarda kullanılır.
 Piston, silindir içinde serbestçe hareket eder.
 Pistonun her vuruşunda meydana gelen enerji uca iletilmekte
ve kazı işi sağlanmaktadır.
Tutma kolu
Gövde
Basınçlı
hava girişi
Kesici uç
10
1
 Basınçlı hava şebekesinden alınan 4-6 atm’lik hava basıncı,
pistona gelinceye kadar değerinin yarısını kaybeder. Bu
nedenle, her vuruştaki kinetik enerji arttırılamaz. Buna karşılık
vuruş sayısı arttırılabilir.
 İşçi martopiköre basınç yapmadığı zaman kazıcı uç, kazılan
kısımdan hemen kurtulur.
 Tozla savaş için, çalışırken su püskürten tipleri geliştirilmiştir.
Martopikör Bakımı: Martopikörün iyi hizmet görebilmesi için
devamlı bakıma ihtiyaç vardır.
 Yağlama ihmal edilmemelidir.
 Toz ve sertleşmiş yağ artıklarının yön değiştirme tertibatından
uzaklaştırılması gerekmektedir.
 Kesici ucun, hava kaçırmayacak şekilde takılması gerekir.
 Basınçlı hava hortumu hava kaçırmamalı ve tozdan
temizlenmelidir.
Martopikör kontrolü:
 Kesici ucun takıldığı kısmın aşınması kontrol edilmeli ve
zamanında tedbir alınmalıdır.
 Güç azalması, fazla hava sarfiyatı ve martopikörün çabuk
eskimesi önlenmelidir.
6.2.2 Kömür kazısında mekanizasyon sağlayan makinalar
Kazı ve yükleme olayında kazı makinasının oynadığı rol, tam ve
yarı mekanize kömür kazılarında birbirinden farklıdır.
100
Tam mekanize kazı : Kömürün tabana kadar olan kısmının
«tamamen» mekanik ve geri kalan kısmının da «kısmen» mekanik
olarak kazılıp yüklendiği çalışmalardır.
Yarı mekanize kazı : Kömür damarı kısmen makanik olarak kazılıp
yüklenmektedir.
Tam mekanize kömür kazısında;
• Kesici kazı (potkapaç makinası ve kesici – yükleyiciler)
• Sabanlı kazı (saban ve benzeri makinalarla)
• Darbeli kazı
6.2.2.1 Potkapaç Makineleri ile Kazı : Kazı yapılacak arın tek bir
yüzey olduğu sürece buradan parçalar koparmak genellikle zor ve
randımansızdır. Bu bakımdan arında ikinci bir yüzey açmak kazı işini
kolaylaştırması yönünden zorunludur. Arında açılacak çukur veya
oyuk yardımıyla kazı kolaylaşacak ve randıman artacaktır.
Madencilikte kazı arınında açılan bu çukura potkapaç denir.
Arında potkopaç açma
101
Potkopaçın Damar İçerisindeki Yüksekliği
 Potkapaç tabanda çekilirse yerçekimi kazı işine yardımcıdır
(Şekil a)
 Potkapaç tavanda çekilirse (Şekil-b) yerçekimi kazı işine
karşıttır (Şekil b). Prensip olarak Şekil a seçilir.
 Şekil C yerçekimi kazı işinde damarın yarı kalınlığı için yardımcı
olmaktadır. Ancak damarın ortasında kil tabakası varsa
uygulanabilir.
 Damarın taban ve tavanında da yumuşak bir tabaka
bulunduğu zaman potkapaç buralara çekilebilir. (Şekil d-e).
 Potkapaç açmada, kesilen kısımdan çıkan kesintilerin kolaylıkla
dışarı alınabilmesi için potkapaç tabandan 10-20 cm yukarıda
kalmalıdır (Şekil-f).
a
b
d
e
c
f
Potkapaç yerleri
102
Potkapaç Makinelerinin Özellikleri
Potkapaç makineleri genellikle uzun ayaklarda kömür kazı işinde
kullanılır. Galeri sürmede kullanılanları da vardır.
 Potkapaç derinliği ne kadar fazla ise kömürün kırılması da o
kadar kolay olur, fakat motor gücüde o kadar fazla olur.
 Potkapaç kolu uzunluğu, genellikle 1-2,2 m derinlikte kazı
yapacak şekilde seçilir.
 Kesilen kısmın kalınlığı kömürün cinsine bağlı olarak 120, 140
veya 175 mm olur.
 Potkapaç makineleri, kömür arını boyunca ya taban üzerindeki
kızaklarda veya zincirli oluk üzerinde hareket eder.
 Potkapaç makineleri 0-25° eğimli damarlarda kullanılırlar.
 Potkapaç makinelerinin hızları, kömürün durumuna göre
ayarlanabilir. Kömür ne kadar sert ise, ilerleme hızı o kadar az
seçilir. En yüksek hız 60-120 m/h olup, uygulamada bunun 1/4
veya 1/5’i elde edilir.
 Potkapaç keski uçlarının hızı, yani kesici zincirin hızı sert ve
yumuşak kömürlerde eşit seçilir. Bu hız 3,5-4,5 m/sn’dir.
 Potkapaçın çalışacağı arında direk bulunmamalıdır. Bu nedenle,
gerideki direkler üzerine sarma konularak arın emniyete alınır.
 Kesici uçlar, sonsuz bir zincir üzerine takılmışlardır.
 Potkapaç makinesinin kolu, çalışma durumunda makine ile
85°’lik bir açı yapacak şekilde hareket etmesi gerekir.
5°
Zincir hareketi
Makine hareketi
103
Elektrik Enerjisiyle Çalışan Standart
Tip Potkabaç Makinesi
Mantarlı Kollu
Potkabaç Makinesi
İki Kollu Potkabaç Makinesi
Çift Kollu ve Mantarlı
Potkabaç Makinesi
104
6.2.3 Sabanlı Kazı
Pullukla tarla sürme işinin düşey bir yüzeye uygulanması esastır.
Ayak baş ve dip tarafındaki iki vince halatlarla bağlı, üzerinde hiçbir
mekanik donanım bulunmayan gövde ve keskilerden oluşur.
• 30-40 cm yükseklikte ve en fazla 30 cm derinlikte parçalar
koparır.
• Kırılma dayanımı 60-80 ton olan bir zincirle ayak boyunca ileri
geri çekilir.
• Gövde taban taşı veya konveyör saçı üzerinde kayarak hareket
eder.
• Tabandaki arızaları geçmesi için yatay bir eksen etrafında mafsallı
yapılmıştır.
• Damar sert ise potkapaç makinası kullanmak gerekebilir.
Zincirli oluğun 3 görevi vardır.
• Kazılan kömürü nakil eder.
• Sabanı arına doğru bastırır
• Yanal basıncı alarak sabanın hareketine yardım eder.
105
• Saban ile kazı, yumuşak ile orta sert kömürler için uygundur.
• Sağlam ara kesmeler ve olası küçük atımlı faylar sabanın
çalışmasını zorlaştırır.
• Teorik olarak 0.5-3.0 m arasındaki damarlar saban ile kazıya
uygundurlar. Ancak teknik ve ekonomik nedenlerden dolayı
uygulama aralığı 0.5-1.8 m olarak seçilmektedir.
4 çeşit saban türü vardır.
•
•
•
•
Hızlı Saban
Eklenmiş Saban
Koparıcı Saban
Kayıcı Saban
Hızlı saban kesit görünümü
106
6.2.4 Kesici Yükleyici ile Kazı
Bir tambur üzerine yerleştirilmiş keskiler vasıtasıyla 60-90 cm
kalınlığındaki bir dilimi kesebilen ve kazılan cevheri hemen
nakledebilen kazı makinelerdir.
• Üzerlerinde taşıdıkları tambur sayılarına göre tek veya çift
tamburlu kazı makinaları olarak adlandırılırlar. Tamburlar sabit
veya hareketli olarak imal edilmektedir. Tamburlar aşağı-yukarı
hareket edebilmektedir.
• Kömür, trona ve potas gibi yumuşak ve orta sertlikteki
cevherlerin kazısında yaygın olarak kullanılmaktadır.
• Makinenin hareketi zincir oluk üzerinde yapılır. Bu sayede;
* Emniyet artar.
* Hareket hızı fazlalaşır.
• Kazılan cevher arın konveyörüne (zincirliği oluğa) yüklenmekte
ve taşınmaktadır.
• Tozlanmaya karşı su püskürtme donanımları vardır.
• Tambur üzerindeki kesici uçlar sökülüp takılabilir.
• Hidrolik tahkimat ünitesi ile birlikte yürüme yaparlar.
109
7. KUYU AÇMA İŞLERİ
• Madenciliğin en zor işi yukardan aşağı kuyu açmaktır.
• Kuyu açma işine girişmeden önce kuyunun keseceği kayacın ve
buranın hidrojeolojik durumunu anlamak üzere sondaj açılır.
Bu amaçla kuyu kesitinden 50-60 m uzaklıkta 50-75 mm çaplı
sondajlar açılır.
• Kayaç sağlam ve az su gelirine sahip ise normal kuyu açma
uygulanır
• Kayaç sağlam değil ve fazla su geliri var ise (yani çürük ve akıcı
formasyon ise) özel yöntemler uygulanır.
Su geliri 0,5 m3/dk’dan fazla ise özel kuyu açma yöntemleri
uygulanır, aksi halde kuyu kesitinin herhangi bir yerinde çukur
açılarak suyun burada toplanması sağlanır. Buradan da
tulumbalarla kuyu dışına basılır.
7.1 Normal Kuyu Açma
Sağlam kayaç ve az su gelirinin olduğu durumlarda uygulanır. Kuyu
açma sırasında kayacın kazısı, yükleme, nakliye, tahkimat, su
atımı, havalandırma vb. işleri birbirini takiben yapılır.
Kazı : El veya patlayıcı maddelerle olmak üzere 2 şekilde yürütülür.
Ayrıca, küçük kesitler içim makine ile kazı da yapılabilir.
 El ile kazı : Üst tabakalarda ve yumuşak kayaçlarda uygulanır.
Kürek, bel, kazma, martopikör kullanılır.
 Patlayıcı madde ile kazı : Öncelikle deliklerin delinir. Bunun için
martoperferatör kullanılır ve sulu delme yapılır.
110
 Martoperfatör sayısı kesite bağlıdır.
- 3 m2’lik kesitte 1 işçi çalışır
- m2’lik kesitte 1,5-2,5 delik
- m3 kayaç için 0,4-1,5 kg patlayıcı
 Ateşlemeler elektrikli manyeto ile yapılır.
Ateşleme
yapılmadan önce yeraltındaki bütün malzeme ve teçhizat
yeryüzüne çıkarılır.
 Gecikmeli ve milisaniyeli kapsüller ile daha iyi randıman elde
edilir.
 Yüksek patlatma gücüne sahip patlayıcı maddeler kullanılır.
Yükleme : Patlatma sonrası açığa çıkan pasa yüklenir ve yükleme
zamanı toplam işin %65’ini alır.
 Küçük işlerde el ile yükleme uygulanabilir. Kuyunun hızlı
açılması istendiğinde kaptırma tipi kepçe kullanılabilir.
 Başka bir yükleme donanımı da duvar vinçleridir. 9 m
uzunluğundaki dar ve bir çelik konstrüksiyona eklenmiş bir kol
ve halatın oluşturduğu ana yapı kuyu duvarına monte edilir.
- Pasanın yüksekliği azalınca yükleme zorlaşır.
- Kova nakliye hızı 12 m/sn’yi geçemez.
- Gidaj içinde hareket etmelidir.
- Kuyu başında boşaltma tertibatı olmalıdır.
- Kova hacimleri 1-2 m3
Kaptırma tipi kepçe
Duvar vinci
109
Tahkimat : Kuyu derinleştikçe, kuyu yan duvarlarında yıkıntılara
meydan vermemek ve kuyunun sağlam kalmasını sağlamak için
tahkimat yapılır.
 Kare kesitli kuyularda ahşap, daire kesitinde ise beton ve
tuğla duvarlı tahkimat yapılır.
 Kuyu açma yukarıdan aşağı doğru yapılırken, betonlama ve
duvarlama aşağıdan yukarı doğru yapılır.
 Kuyu dibi dardır ve bu alanda bir tahkimat işçisinin çalışma
zorunluluğu kuyu ilerleme randımanını düşürür.
 Beton veya örülen duvar ateşlemeden dolayı hasara
uğrayabilir.
 Kuyu dibinde çalışmalar devam ederken, duvarlama işinin de
birlikte yürütülmesi için duvarlama platformu kullanılır.
Pasanın naklini sağlamak için platformda boşluklar bırakılır.
Aşağıda çalışan işçilere taş veya malzeme düşmemesi veya
platformda çalışan işçilerin aşağı düşmemesi için açıklıkların
üzerine 1 m yüksekliğinde koruyucu silindirler konulur.
Kuyu platformu
Duvarlama ve yüklemenin
aynı anda yapılması
110
Diğer
İşler :
Kuyu
açmada
açığa
çıkan
suyun
uzaklaştırılması, havalandırma ve aydınlatma donanımları
ayrı bir uğraşı istemektedir.
 Su geliri 0,5 m3/dk olduğunda bile kuyu derinleştirme
randımanı %50 azalabilir.
 Su geliri fazla değilse suyun uzaklaştırılması pasa ile birlikte
kovalarla yapılır (Kovaya doldurmada pompa).
 Su geliri fazla ise büyük kapasiteli tulumbalar kullanılır. Kuyu
dibindeki yer darlığından dolayı tulumbalar duvara asılır. Su
miktarı çok fazlalaşacak olursa su içine daldırılan tulumbalar
kullanılır.
 30 m derinliğe kadar teçhizata gerek olmadan havalandırma
yapılır (difüzyon yoluyla).
 Derinlik arttıkça borularla üfleyici tip havalandırma
 İşçilerin inip-çıkmaları sağlayacak terti
 Aydınlatma iyi olmalıdır. Grizu tehlikesinin olduğu yerlerde
antigrizatör lambalar kullanılmadır.
 Basınçlı hava borularının, su atım borularının ve yerüstü ile
haberleşmeyi sağlayan telefon kablolarının döşenmesi için
merdivenler kullanılır.
 Çekülün yerüstünden asılması ve salınım yapmasına engel
olunmalıdır.
7.2 Özel Kuyu Açma Yöntemleri
Hidrojeolojik sorunların bulunduğu kayaçlarda, yani kayaç akıcı ve
su gelirinin oldukça fazla olduğu bir yapı varsa kuyu açma işleri
normal yöntemlerden daha farklı olmaktadır.
Sürme duvarlı kuyu açma, çakma kuyu açma yöntemi, su
düzeyini indirme, suyu n dondurulması ve çimentolama teknikleri
uygulanır.
111
1.Sürme Duvarlı Kuyu Açma Yöntemi : Normal yöntemde
önce kayaç kazılmakta, sonra tahkimat yapılmaktadır. Yani
derinleştirme işi tahkimatın önünde gitmektedir.
Kayaç akıcı ise tahkimatın önceden yapılması zorunludur. Ayrıca
kuyunun geçtiği tabakaların gevşek olması kazı işini de
kolaylaştırır. Tahkimat ağaç veya madeni yapılmaktadır.
Ağaç tahkimatta 1,5-1,7m uzunluğunda,150 x 75mm kesitinde
kalaslar
kullanılır.
Kalaslar
kuyu
dibinde
çakılır
Ahşap duvar yapıldıktan sonra orta kısımdaki gevşek kayaç kazılır.
2.Çakma Kuyu Açma Yöntemi :
Yöntemin esası kuyu
duvarının yerüstünde örülmesi ve kuyu dibinde kazı yapıldıkça
bütün duvarların birlikte aşağı indirilmesidir.
• Duvar ne kadar inerse, yerüstünde o kadar örülür.
• 20-30m derinliklere kadar ilerleme sağlanır. Fazla derinliklerde
duvarın indirilmesi zor.
• Duvarın hareketini kolaylaştırmak için ucu sivri çelik ayaklar
kullanılır.
• Yan tabakalarla sürtünmeleri azaltmak için, yan tabakalarla
duvar arasına bentonitli su doldurulur. Bu, sistemin iyi
çalışmasını ve ilerlemenin düzenli olmasını sağlar.
Çakma kuyu açmada ki çelik ayaklar
112
7.2.3 Su Düzeyini İndirme Yöntemi : Kuyu açılacak yerin etrafında
sondajlar açılır ve özel pompalar yardımıyla su dışarı sevk edilir.
Bu suretle yeraltı statik su düzeyi suyun basıldığı alanda düşecek,
dolayısıyla yeraltında kuru bir zemin elde edilecektir.
• Sondajlar 10-15 m aralıkla kuyunun etrafında açılır. Şayet su
geliri fazla sondajlar birkaç sıra halinde açılır.
• 15 m’den daha derinliklerde uygun değildir.
• Su düzeyi yeterli miktarda indirildikten sonra kuyu normal
yöntemlerle açılır ve su geçirmeyecek şekilde kuyu tahkimatı
yapılır.
a
b
c
7.2.4 Suyun Dondurulması Yöntemi
:
dondurularak akıcı halden katı hale getirilir.
Yeraltında buzdan bir silindir meydana
getirmek için önce kuyu kenarında
delikler açılır. Bunların yeri kuyu çapından
4-6 m daha büyük bir daire çevresi
üzerinedir. İç içe geçirilmiş iki boru
deliklerden indirilir. İç borudan soğutucu
madde verilir ve dış borudan yükselerek
ortamın ısısı alınır.
Soğutma maddesi olarak amonyak ve
karbondioksit kullanılır.
a : Kuyu
b : Sondaj
c : Yeraltı su
düzeyi
Bu yöntemde su
113
7.2.5 Çimentolama Yöntemi: Yöntemin prensibi çatlaklı kayaç
içeresinden suyun gelişine engel olmak için çatlakların kapatılması,
kuru bir ortama kavuştuktan sonra normal yöntemle derinleştirme
işine girişilmesidir.
Çatlakların kapatılması, açılan sondajların yardımıyla buraya çimento
şerbeti veya bazı kimyasal maddelerin basınç altında enjekte
edilmesiyle sağlanır. Böylece çimento boşlukları kapatarak katılaşır ve
su gelirini azaltır.
• Çatlak aralığı en azından 0,1 mm olmalı (enjeksiyon için)
Tabakalar sertleşir, tahkimat kolaylaşır.
• İnce kumlu yerlerde çimentolama zordur.
Deliklerin konumu
KAYNAKLAR
Didari, V. (19..) Hazırlık ve Kazı İşleri Ders Notları (yayımlanmamış).
Saltoğlu, S. (1976) Madenlerde Hazırlık ve Kazı İşleri, İstanbul, 366 s.
114