Yeraltı maden ocaklarında doğal havalandırma sisteminin yapay sinir ağları ile değerlendirilmesi
Evaluation of natural ventilation system in underground mines with artificial neural networks
Yazar: BURCU DEMİR İROZ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ÖNDER
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Maden İşletme Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Yer altı madenciliği = Underground mining

Özet:
Yeraltı maden işletmelerinde havalandırma çalışanlar için uygun atmosferik koşulları oluşturmada kullanılan hayati bir unsurdur. Havalandırma mekanik, doğal ve bu ikisinin kombinasyonu ile gerçekleştirilir. Metan geliri olmayan yeraltı madenlerinde mevzuatımız gereği sadece doğal havalandırma kullanılabilmektedir. Doğal havalandırmanın gücüne etki eden faktörler ocağın giriş ve çıkış noktaları arasındaki kot farkı, hava sıcaklığı, basıncı, nispi nem ve rüzgâr hızı olarak söylenebilir. 
Doğal hava akımının gücü dış atmosferik hava koşullarından direkt olarak etkilendiğinden dolayı mevsimlere göre değişkenlik göstermektedir. Bu durum ocak içi hava akış hızında ciddi farklılıklar oluşturmaktadır. Bu farklılıklar mevzuatımızda geçen hava hızı sınır değerlerinin altında kaldığında mekanik destek sağlanarak havalandırma gerçekleştirilmektedir. Tez kapsamında Çanakkale'de faaliyet gösteren bir metal madeninin 4 hava ölçüm istasyonundan 1080'er adet hava hızı değerleri alınmış ve bu hız değerleri ile meteorolojik veriler arasındaki ilişki Matlab yapay sinir ağları (YSA) modülü kullanılarak araştırılmıştır. Yapılan araştırma sonucunda kurulan farklı modeller içinde en yüksek korelasyonun (R=0,8999) meteorolojik veriler, aylar, hava yolu kesit alanı ve mevsim parametreleri kullanılarak elde edildiği görülmüştür.
En yüksek korelasyonun bulunduğu model parametrelerinin doğal hava hızına etki etme düzeyleri de SPSS programında YSA modülü kullanılarak araştırılmıştır. Yapılan araştırma sonucunda her bir istasyon noktasında doğal hava akımına etki eden parametrelerin önem düzeyleri belirlenmiştir. Aylar ve sıcaklık parametrelerinin en önemli değişkenler olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Tamamen doğal yolla havalandırılan yeraltı madenlerinde doğal hava akışının aylık olarak değişkenlik gösterdiği, hava yolu kesit alanının hava hızı üzerinde etkili olduğu ve meteorolojik verilerden de sıcaklığın doğal hava akımının hızı üzerinde belirgin etkiye sahip olduğu söylenebilir.

Abstract:
Ventilation in underground mining operations is a vital component used to create proper atmospheric conditions for workers. Ventilation can be mechanical, natural, or a combination of both. In underground mines without methane emissions, only natural ventilation can be used according to our regulations. Factors affecting the strength and effectiveness of natural ventilation include the elevation difference between the mine's entrance and exit points, air temperature, pressure, relative humidity, and wind speed.
Since the strength of natural air flow is directly influenced by external atmospheric conditions, it varies with the seasons. This leads to significant differences in airflow rates within the mine. When these differences fall below the speed limits set by regulations, mechanical support is provided to ensure proper ventilation. In this study, airflow rate values were obtained from four measurement stations at a metal mine operating in Çanakkale, with 1080 measurements taken at each station. The relationship between these airflow rate values and meteorological data was investigated using the Matlab artificial neural networks (ANN) module. The research revealed that the highest correlation (R=0.8999) was achieved using meteorological data, months, airway cross-sectional area, and season as parameters.
The influence of the parameters with the highest correlation on natural airflow rate was also analyzed using the ANN module in the SPSS program. As a result of the research, the significance levels of the parameters affecting natural air flow at each station point were determined. It was concluded that months and temperature parameters are the most important variables. It can be concluded that in fully naturally ventilated underground mines, natural airflow varies monthly, the airway cross-sectional area significantly affects airflow rate and temperature from meteorological data has a distinct impact on the speed of natural airflow.