Metal madenciliğinde yeraltı açıklıklarının tahkimatı ve nümerik yöntemler ile analizi
Support of underground openings in metal mining and analysis with numerical methods
Yazar: HÜSEYİN SERHAT MAMAT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT ATİLLA ÖZTÜRK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Eczacıbaşı Esan Balya Kurşun – Çinko Yeraltı Maden İşletmesi, Türk metal madenleri sektöründe önemli çalışmalara imza atmış bir maden işletmesidir. Esan 2009 yılı itibarı ile Balya'da çalışmaya başlamıştır. Üretim miktarını her yıl katlayarak arttıran firma son yıllarda kurşun – çinko üretiminin en büyük söz sahibi haline gelmiştir. Esan Balya İşletmesi Türkiye'nin Ege Bölgesi, Balıkesir ilinde bulunmaktadır. Balya ilçesine yürüme mesafesinde bulunan işletmeye kadar toplu taşıma ile ulaşım sağlanabilmektedir. İşletmede genel olarak bölge halkı istihdam edilmektedir. Tecrübeli çalışanlar gözetiminde şantiyede sürekli yeni çalışanların yetiştirilmesi bölge halkına kattığı önemli katma değerlerden biridir.

Derinliği halen artmakta olan Balya İşletmesi, yatay dilimli dolgulu yöntem ile cevher üretimi yapmaktadır.  Cevher, yeraltından kamyonlar ile taşımaktadır. Yerüstüne çıkarılan tüvenan cevher kırıcı, değirmen ve flotasyon gibi zenginleştirme ünitelerinden geçerek konsantre haline getirilir. Ocağa hava gönderen fanların toplam kurulu gücü 1255 kW'dır. Havalandırma sistemi nakliye yoluna ters olarak havalandırma kuyularından girip ana rampa üzerinden ocağı terk etmektedir. Bir vardiyada yeraltında yaklaşık 80 personel ve 40 iş makinesi çalışmaktadır. İş yoğunluğuna göre bir vardiyada 3, 4 veya 5 ayna patlatması yapılmaktadır. Bir vardiyada ortalama 30 m3 püskürtme beton uygulanmaktadır.

Maden kazılarından sonra açılan boşluklara uygulanması gerekli tahkimat tasarımlarının deneye dayalı ve sayısal yöntemler ile gerçekleştirilebilmesi için gerekli olan veriler, gerçekleştirilen deneysel çalışmalar ile aynaların devam etmesi sırasında bu bölgelerden alınan ayna haritalarından elde edilmiştir. Bu veriler analitik yöntemlerle analiz edilip tahkimat tasarımları ortaya çıkartılmıştır. Nümerik yöntemlerle ise ortaya çıkan bu tahkimat sistemlerinin uygun olup olmadığı incelenmiştir. Ayrıca geçmişte sorun yaşanan bölgeler incelenip bu bölgelerde kullanılması gereken tahkimat sistemleri nümerik modelleme yardımı ile belirlenmiştir. Yapılan deneylerin nizami olması ve nümerik modelleme programına mümkün olduğunca çok parametre girilmesi sayesinde analitik yöntemlere göre hazırlanan tahkimat tasarımları nümerik modellerle yüksek derecede uyum sağlamıştır. Bu uyum sayesinde fiziki olarak açılmamış bölgelerde simülasyon yardımıyla oluşabilecek problemlere önceden önlem almak mümkün olacaktır. Riskli bölgelerde çalışma yapmadan önce simülasyon ile analiz yapmak işin aksamasına sebep olacak faktörleri ortadan kaldırabilecektir.

Abstract:
Eczacıbaşı ESAN Balya Lead – Zinc Mine is an underground mine which has achieved good works as a metal producer in Turkey. ESAN started to work in Balya at 2009. The company has become the largest exporter of lead-zinc among Turkish producers with an exponential incraese for each year in terms of production number. Balya underground mine has been operated by cut and fill mining method and total depth of mine stil keeps increasing. Esan Balya Mine field is located in Balıkesir which is in the Aegean region of Turkey. Local people are working both underground and flotation plant. The company is also very beneficial for the local people by employing and educating them about mining and the number of local people employed has been increasing under the supervision of experienced operators.

Ore is transported by with trucks from underground to surface. Mine ore is being processed in mine plant by crushing, milling and flotation. The total installed capacity of the ventilators which send air to the underground is 1255 kW. Fresh air comes from ventilation shaft and exhaust air is being sent out from mine by transportation roadway. There is about 80 staff and 40 machines working in one shift. Depending on the intensity of work, 3, 4 or 5 face blasting can be performed in underground. 30 m3shotcrete is being applied by shotcrete machines per shift.

After opening of the tunnels, the initial support systems of the underground spans are designed with respect to the necessary data for application with empirical and quantitative methodologies. These data will be analyzed by analytical methods for support designs to be understood. Numerical models are being used for compatibility of these support designs. At the same time, the areas having support problems, were examined by numerical modelling. According to the test results, numerical method of support designs are impressively convenient with the analitical methods. This situation give opportunity to examine problems before the excavation.