Yeraltı ocaklarında bilgisayar destekli maden tasarımı ve kazı arınlarının optimizasyonu
Computer based mine design and stope boundary optimization in underground mines
Yazar: GAMZE ERDOĞAN
Danışman: PROF. DR. MAHMUT YAVUZ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Yer altı madenciliği = Underground mining

Özet:
Maden planlama ve tasarlama sürecindeki optimizasyon çalışmaları, doğal kaynakların etkin bir şekilde kullanılmasını sağlamak ve madencilik sırasında ortaya çıkan maliyetlerin tümünü azaltmak için oldukça önemlidir. Yeraltı maden planlamalarında optimizasyon; kazı arını sınırlarının optimizasyonu, hazırlık işlemlerinin optimizasyonu ve üretimin planlamasının optimizasyonu olmak üzere temelde üç ana alana ayrılmaktadır. Bunlardan kazı arını sınırının optimizasyonu, maden ekonomisi üzerinde önemli bir etkiye sahip olması ve maden planlamanın temelini oluşturması nedeniyle yeraltı maden optimizasyonları içerisinde kritik öneme sahiptir. Optimizasyon mümkün olan en iyi kazı arını düzenini madenin işletme, jeoteknik ve fiziksel kısıtlamalarını hesaba katarak seçmekte ve ekonomik kârın en üst düzeye çıkarılmasına odaklanmaktadır. Ancak yeraltı madenlerinde karşılaşılan tasarım problemlerinin değişkenliği ve optimizasyon problemlerinin karmaşıklığından dolayı, bu konudaki çalışmalar açık ocak madenciliğinin gerisinde kalmıştır. Bunun yanında, şimdiye kadar kazı arını sınırlarının optimizasyonu için geliştirilmiş yöntemlerin hiçbiri henüz üç boyutta (3D) tam optimum sonuçları garanti edememiştir. 
Bu tez çalışmasında, üç boyutlu kazı arın sınırı problemleri için tasarlanmış yöntemlerden Hareketli Kazı Arını algoritması, Maksimum Değerli Komşuluk algoritması, Sens ve Topal (2009) ve Sandanayake vd. (2015.a, 2015.b) yaklaşımları ile DATAMINE yazılımının kazı arını tasarım aracı incelenmiştir. Seçilen yöntemler ara katlı kazı yöntemi uygulanan bir yeraltı altın madeni blok model verisi üzerinde uygulanmış, sonuçlar birbiriyle ve klasik yöntemlerle tasarlanmış kazı arını sınırı tasarımıyla karşılaştırılmıştır. Daha sonra bu yöntemlerin yeraltı maden planlama ve tasarlamadaki yeterlilikleri, uygulanabilirlikleri, becerileri ve sınırları tartışılmıştır.

Abstract:
Optimization studies in mine planning and design process are crucial to ensure efficient use of natural resources and reduce the overall mining cost. Optimization in underground mine planning is divided basically into three main areas that are optimisation of stope boundaries, optimisation of development and optimisation of production schedule.  Stope boundary optimisation from these is of critical importance in underground mine optimization as it has a significant influence on the mining economy and is the basis of mine planning. The optimisation focuses on maximizing the economic profit by selecting the best possible stope layout; by considering operational, geotechnical and physical constraints. However, due to the variability in design problems and the complexity of optimisation problems encountered in underground design, the studies in this area has lagged behind open pit mining. Furthermore, none of the methods developed for the stope boundary optimization up to now have yet guaranteed the exact optimum results in three dimensions (3D).
In the scope of this thesis, from the methods designed for three-dimensional stope boundary problems; Floating Stope Algorithm, Maximum Value Neighbourhood Algorithm, Sens and Topal and Sandanayake et.al' s approach and DATAMINE software's stope design tool were examined. The selected methods were implemented on block model data of an underground gold mine where sublevel stoping mining method is applied and the results were compared with each other and with the manually designed stope boundary design. Then qualifications, applicability, capabilities and limitations of these methods in underground mine planning and designs were discussed.