Eğimli kalın kömür damarlarında göçertmeli uzunayak yöntem verimliliğinin fiziksel modelleme ile araştırılması

Kalın kömür damarlarının üretiminde dünya genelinde yaygın bir şekilde kullanılan göçertmeli uzunayak üretim yöntemleri, eğimli kalın kömür damarlarında damarın eğiminde ve literatürde yatay kesitli tavan kömür göçertmeli üretim yöntemi olarak da adlandırılan damarın yatay kalınlığında ayak oluşturulmasıyla 2 farklı şekilde uygulanmaktadır. Damarın yatay kalınlığından bir ayak oluşturarak uygulanan göçertmeli uzunayak üretim yönteminde, göçertmeli yöntemlerde en yaygın araştırma yapılan konu olan ayak arkasındaki tavan kömürü kayıplarına ek olarak, ayağın kuyruk kısmının üzerinde bir tavan kömürü kayıp bölgesi daha oluşmaktadır. Bu bölgedeki tavan kömürü kaybı yöntemin verimliliğini önemli ölçüde etkilemesine rağmen, literatürde iki farklı tahkimat ünitesi çekim sırasının bu bölgedeki tavan kömürü kaybına etkisinin 2 boyutlu fiziksel ve sayısal model kullanılarak araştırıldığı çalışma haricinde başka bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Bu nedenle bu tez çalışması kapsamında, göçertmeli uzunayak üretim yöntem verimliliği, çalışma kapsamında geliştirilen ve 2 ve 3 boyutlu olarak kullanılabilen fiziksel bir model ile araştırılmıştır. Geliştirilen fiziksel modelin laboratuvar testlerine uygunluğunun testi için ilk olarak Alpagut Dodurga Linyitleri yer altı işletmesinde saha çalışmaları yürütülmüş ve akabinde sahadan elde edilen veriler ile fiziksel model çalıştırılmıştır. Yapılan çalışmalar neticesinde saha verileri ile fiziksel model verileri arasında; tavan kömürü kaybında %93,71, kaya karışım oranında %93,4 ve tavan kömürü akma açısında %93,63 oranında benzerlik tespit edilmiştir. Daha sonra, çalışma kapsamında 7'si 2 boyutlu, 43'ü 3 boyutlu olmak üzere toplamda 50 fiziksel model testi gerçekleştirilmiştir. Yapılan testlerde tavan kömür yüksekliği, kömür damar eğimi ve ayak eğimi parametreleri ile literatürdeki çalışmaya benzer şekilde tahkimat ünitesi çekim sırası değişiminin göçermeli uzunayak üretim yöntem verimliliği üzerindeki etkisi araştırılmıştır. 5 farklı tavan kömür yüksekliği (4, 6, 8, 10 ve 12m) ve 6 farklı kömür damar eğiminde (32, 38, 45, 52, 60 ve 70°) yapılan testlerde, damar eğimindeki dikleşmeyle azalan tavan kömürü kaybının, tavan kömür yükseklik artışıyla arttığı tespit edilmiştir. Yatay ve 10° ayak eğimi ile yapılan testlerde, tavan kömürü kaybında kayda değer bir değişim görülmezken kaya karışım oranının ayak eğimindeki yükselmeyle arttığı tespit edilmiştir. Tahkimat ünitesi çekim sırası değişiminin yöntem verimliliğine etkisi fiziksel modelde 2 ve 3 boyutlu olarak araştırılmıştır. 2 boyutlu testlerde 7 farklı tahkimat ünitesi çekim sırası kullanılmış, en ideal sonuca sahip 5 numaralı tahkimat ünitesi çekim sırası tasarımı (1-5-9-13-3-7-11-2-4-6-8-10-12-14) ile arazide uygulanan tahkimat ünitesi çekim sırasına kıyasla tavan kömürü kaybında %7,89 (%43,1'den %39,7'ye) ve kaya karışım oranında %44,8 (%46,4'den %25,6'ya) azalma sağlandığı tespit edilmiştir. 2 boyutlu fiziksel model testlerinin akabinde 5 numaralı tasarım, fiziksel modelde 3 boyutlu olarak 3 kez test edilmiş ve arazide uygulanan tahkimat ünitesi çekim sırasına kıyasla tavan kömürü kaybında %22,6 (%12,4'dan %9,6'ya) ve kaya karışım oranında %18,3 (%65,4'den %53,4'ye) azalma sağlandığı tespit edilmiştir.