Amasra B sahasında mekanize bir panonun tasarımı ve seçilen kesici yükleyicinin performans tahmini
Designing a fully mechanized panel and estimating the performance of the chosen shearer loader in Amasra B coalfield
Yazar: OZAN TURHAN
Danışman: PROF. DR. NURİ ALİ AKÇIN
Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Günümüzde yeraltı kömür üretiminde mekanizasyon uygulamaları giderek artmaktadır. Özellikle kesici yükleyici makinelerin kullanımı fazlasıyla yaygınlaşmaktadır. Tam mekanize bir üretim için ilk yatırım maliyetleri oldukça yüksektir. Bundan dolayı yanlış ekipman seçimi çok büyük verim düşüklüğüne ve zaman kaybına neden olabilecektir. Uygulayıcı mühendis tarafından en uygun kesici yükleyicinin seçimi büyük önem taşımaktadır.

Bu tez çalışmasında, Öncelikle Türkiye'de ve Avrupa'da devam etmekte olan en büyük madencilik projesi, Amasra B Taşkömürü Projesinin tanıtımı yapılmaktadır. Amasra taşkömürü sahası Türkiye'nin kuzeyinde bulunan Zonguldak Taşkömürü Havzası'nda yer almaktadır. Havzadaki üretim A ve B olmak üzere iki sahaya ayrılmıştır. 573 milyon ton görünür rezerve sahip olan Amasra B sahasının madencilik haklarını, 2005 yılında Türkiye Taşkömürü Kurumu'ndan rödovans anlaşmasıyla, Hattat Enerji ve Mad. Tic. A.Ş. almıştır. Bu projede üretimin, kesici yükleyicilerle tam mekanize olarak yapılması planlanmaktadır.

Literatür çalışmasında, kömür üretim yöntemleri, madencilikte mekanizasyon uygulamaları ve gelişimi araştırılmıştır. Mekanize bir kömür üretimi için gereken ön koşullar incelendikten sonra mekanize kömür üretiminde kullanılan makinelerin genel bir tanıtımı yapılmıştır. 

Bununla beraber araştırmacıların kesici yükleyicilerin seçiminde ve performans tahminlerinde kullandıkları parametreler incelenmiştir.

En yüksek kömür kazanımı ve aynı zamanda güvenli bir üretim yapmak için Amasra B Taşkömürü Sahasında oluşturulacak olan EC200-101 nolu tam mekanize üretim panosunun, maden makineleri üreticisi bir firma tarafından verilen teklif doğrultusunda modellemesi yapılmıştır. Panoda kullanılacak tüm ekipman tanıtılmıştır. Kesme deneylerinin kesici yükleyici seçiminde ve tasarımında nasıl kullanılacağı sayısal örneklerle aktarılmıştır. Kesici yükleyici makinenin teklifte adı geçen 6,43 m/dk'lık bir kesme hızına ulaşabilmesi için kesici tambur üzerindeki keski sayısının 36 adet olması gerektiği hesaplanmıştır. Buna göre kesici yükleyici makinenin güç gereksinimi ise 476 kW bulunmuştur. Üretici firmanın verdiği teklifte kesici yükleyici makinenin kurulu gücü 705 kW'dır. Sonuç olarak, bu güçteki bir makinenin, 36 keskilik bir tambur tasarımıyla, belirtilen kesme hızlarına kolaylıkla ulaşabileceği düşünülmektedir.

EC200-101 nolu panoda üretim, 111 personelle 3 vardiya olarak yapılacaktır. Ayakta kazı ayak başı yöntemiyle çift yönlü olarak yapılacak olup, kesici yükleyici damara belli bir eğimde dalarak yeni haveye geçecektir. Bu yöntemle kesici yükleyicinin 1 have (0,8m) ilerlemesinin 60 dk süreceği ve vardiyada 4 kesim yapılabileceği hesaplanmıştır. Böylece günde 9,6 m ayak ilerlemesi ile 6691,2 ton üretim yapılacağı tahmin edilmektedir. Bu da, pano randımanının 60,28 ton/yev olacağını göstermektedir.

Sondaj verileri incelendiğinde pano boyunca 0,32 m ara kesme kesileceği öngörülmektedir. Kömürle beraber yalnızca arakesmenin kesilmesi durumunda ton başına düşen keski tüketim miktarının 0,007 adet/ton olacağı hesaplanmıştır. Bazı özel durumlarda ise (ondülasyonlar, sıkmalar, küçük atımlı faylar vb.) keski tüketiminin 0,05 adet/m³ olacağı görülmektedir.

Abstract:
Today, mechanizing applications in underground coal production has been increasing. Particularly the usage of shearer loader machines are becoming widespread. For a fully mechanized production, start-up investment price is quite high. There for wrong equipment choice may cause deficit in efficiency and time lost. It ıs very important to chose optimum shearer loader by the responsible engineer.

In this thesis, Firstly the promotion of Amasra B coal production project which is the biggest on going mining project in Turkey and Europe. Amasra coalfield is located in Zonguldak coalfield That is in the north of Turkey. The production in the field is separated into two area as A and B.

The mining rights of Amasra B Field area which has 573 Mt. visible reserve has been taken by HATTAT Energy and mine company via redevans agreement from TTK in 2005. In this project, production has been planned by using shearer loader fully mechanized.

In literature study, coal production methods, mechanizing applications and development in mining has been searched. After pre conditions that are needed for a mechanized coal production has been observed a general promotion of machines which are used in mechanized coal production has been done. At the same time the parameters which researchers use in performance estimation and selection of shearer loader are observed.

To obtain the top coal production in safe and easyway a modelling of a fully mechanized production panel names as EC200-101 which will be generated in Amasra B coalfield according to the giving offer by a mining machinery manufacture firm. All the equipment that will be used in the panel are promoted.

How to use, cutting experiments in shearer loader selection and design has been given with numerical example. In order to reach a 6,43 m/dak cutting speed of shearer loader the number of the cutting pics on the cutting drum is calculated 36. According to this, the power needed for shearer loader machinery is found 476 kW. The set power of shearer loader machine given in the offer of the manifucturar firm is 705 kW. As result, it is estimated that 705 kW machinery can easly reach to the desire speed with design of 36 cutting pics drum.

In EC200-101 panel the production will be done in 3 shift with 111 personel. Cutting in a longwall will be done with face end method as duplex and the shearer loader will be preeced to coal seam in a specific inclination. With this method it is estimated that 0,8 m cut of shearer loader will last 60 minutes and 4 cut will be available in a shift. Thus it predicted that with 9,6 m face cutting 6691,2 tones production will be done in a day so the efficiency of panel is seen 60,28 ton/yev.

Examinated to drilling data across the panel 0,32 m interburden to foresee will be cutted. In the case of interburden will be cutted with coal, the tool consumption of  0,007 picks/tones to be found. At the same time in the special case(small faults, thinning to coal seam) it is seen to tool consumption of 0,05 picks/m³.