Determination of the optimal equipment fleet for overburden stripping operation in a surface coal mine with discrete event simulation

Kömür, sürdürülebilir kalkınmada önemli bir faktör olan enerji üretiminde önemli bir role sahiptir. Artan enerji talebini karşılamak için termik santrallere sürekli olarak yeterli miktarda ve kalitede kömür sağlamak için dekapaj kazılarının ve kömür üretim kapasitelerinin artırılması gerekmektedir. Bu çalışmada, bir açık ocak kömür madeninde dekapaj kazısı operasyonu için en uygun ekipmanları belirlemek için ayrık olay simülasyonu metotu uygulanmıştır. Şirketin uzun vadeli planına göre, 2021-2030 yılları arasında yıllık üretim miktarının önemli ölçüde artırılması hedeflenmiştir. Dekapaj kazılarındaki öngörülen artış miktarı, bu kapasitenin konvansiyonel yük taşıma ekipmanları ile karşılanıp karşılanamayacağının araştırılması gerekliliğini doğurmuştur. Üretim programının çevresel etkisini belirlemek için kamyonların yakıt tüketimi de karbon dioksit emisyonları hesaplanarak incelenmiştir. Bu çalışma ile yük taşıma algoritması için ön model geliştirilmiş ve sahadan elde edilen GPS verileri ile her yıl için madenin üretimi simüle edilmiştir. Üretim modellerini oluşturmak için HAULSIM® 3D nakliye simülasyon yazılımı kullanılmıştır. Simüle edilen yük taşıma modeli, madeninin yol ağını, kazı sahasını, döküm sahasını ve yardımcı tesisleri içermektedir. Üretim yılları, daha kısa çalışma günleriyle temsil edilecek şekilde basitleştirilmiştir. Yıllık bazda hazırlanan modellerin simülasyonu sonucu, maden sahasındaki bazı bölgelerde trafik sorunu oluşabileceği belirlenmiştir. Bu trafik sorunlarını çözmek için yeni bir maden planı ve yol ağı tasarlanmış ve planlanmış üretimi sağlayacak kamyon sayısının belirlenmesinde modeller yeniden değerlendirilmiştir. Bu çalışma ile önceki ve mevcut maden planlarında kullanılmaları öngörülen kamyonların yakıt tüketim verileri karşılaştırılarak madencilik ekipmanlarının çevresel etkileri araştırılmıştır. Çalışma sonucunda, yeni maden planının ve yeni yol ağının, üretim oranını 2024 yılı için %26, 2025 yılı için %6, 2026 yılı için %33, 2028 yılı için %23 ve 2030 yılı için %3 oranında artırarak trafik sorununun çözülmesine yardımcı olduğu gösterilmiştir. Mobil ekipmanların makine sağlığı ve üretim miktarları ile ilgili gerçek zamanlı verilerin sağlanması için bir filo yönetim sisteminin uygulanması önerilmektedir. Yeni bir maden ve yol planı tasarlanarak trafik sıkışıklığı olan bölgelerde trafik sorunu ortadan kaldırılmış ve bu doğrultuda gerekli kamyon sayısı %27 oranında azaltılmıştır. Toplanan veriler, simülasyon ve iş zekası araçlarının geliştirilmesi yoluyla mevcut operasyonu daha iyi temsil etmek için kullanılabilir.