Kalın Kömür Tabakalarında Yürüyen Tahkimatlardaki Basınçların Analizi ve Yük Tahminleri Soner ...

162 Pages·2015·7.17 MB·Turkish

Kalın Kömür Tabakalarında Yürüyen Tahkimatlardaki
Basınçların Analizi ve Yük Tahminleri

Soner Öğretmen

DOKTORA TEZİ

Maden Mühendisliği Anabilim Dalı

Mart 2015
Analysis of Pressures on Powered Supports
in Thick Coal Seams and Load Estimations

Soner Öğretmen

DOCTORAL DISSERTATION

Department of Mining Engineering

March 2015
Kalın Kömür Tabakalarında Yürüyen Tahkimatlardaki
Basınçların Analizi ve Yük Tahminleri

Soner Öğretmen

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü
Lisansüstü Yönetmeliği Uyarınca
Maden Mühendisliği Anabilim Dalı
Maden İşletme Bilim Dalında
DOKTORA TEZİ
Olarak Hazırlanmıştır

Danışman: Prof.Dr. Hürriyet Akdaş

Mart 2015
ONAY

Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Doktora öğrencisi Soner Öğretmen’in
DOKTORA tezi olarak hazırladığı “Kalın Kömür Tabakalarında Yürüyen Tahkimatlardaki
Basınçların Analizi ve Yük Tahminleri” başlıklı bu çalışma, jürimizce lisansüstü
yönetmeliğin ilgili maddeleri uyarınca değerlendirilerek kabul edilmiştir.

Danışman : Prof. Dr. Hürriyet AKDAŞ

İkinci Danışman : -

Doktora Tez Savunma Jürisi:

Üye : Prof. Dr. Hürriyet AKDAŞ

Üye : Doç. Dr. Mustafa ÖNDER

Üye : Doç. Dr. Hamdi AKÇAKOCA

Üye : Doç. Dr. Melih İPHAR

Üye : Yrd. Doç. Dr. Hakan AK

Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu’nun ............................. tarih ve
........................ sayılı kararıyla onaylanmıştır.

Prof. Dr. Hürriyet ERŞAHAN
Enstitü Müdürü
ETİK BEYAN

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü tez yazım kılavuzuna göre,
Prof. Dr. Hürriyet AKDAŞ danışmanlığında hazırlamış olduğum “Kalın Kömür
Tabakalarında Yürüyen Tahkimatlardaki Basınçların Analizi ve Yük Tahminleri” başlıklı
DOKTORAtezimin özgün bir çalışma olduğunu; tez çalışmamın tüm aşamalarında bilimsel
etik ilke ve kurallara uygun davrandığımı; tezimde verdiğim bilgileri, verileri akademik ve
bilimsel etik ilke ve kurallara uygun olarak elde ettiğimi; tez çalışmamda yararlandığım
eserlerin tümüne atıf yaptığımı ve kaynak gösterdiğimi ve bilgi, belge ve sonuçları bilimsel
etik ilke ve kurallara göre sunduğumu beyan ederim.19/03/2015

Soner Öğretmen
İmza
vi

ÖZET

Yeraltı ocak izleme sistemlerinde elektronik sensörlerin kullanılmasıyla,
uzunayaklarda yürüyen tahkimat ünitelerinde (YTÜ) oluşan basınçların gerçek zamanlı
izlenmesi ve değerlendirilmesi mümkün hale gelmiştir. YTÜ’lerin ana direklerinde oluşan
basınçların izlenmesi ile elde edilen bilgiler; uzunayak panolarında meydana gelen tavan
göçme mekanizmalarının anlaşılması ve kontrolü, üretim aşamalarının değerlendirilmesi,
YTÜ’lerin ön yük ve esneme yük değerlerinin tespiti ve değerlendirilmesi, yeni panoların
planlanması ve daha emniyetli çalışma koşullarının sağlanması gibi konularda oldukça
faydalı olmaktadır.
Ömerler Yeraltı Ocağında 1997 yılında tam mekanize üretime geçilmesi ile birlikte,
yeraltı izleme sistemine basınç sensörleri adapte edilerek, YTÜ’lerin ana direklerinde
oluşan basınçların izlenmesine başlanmıştır.M2 ve M3 ayaklarda yapılan ölçümler
istatistiksel olarak değerlendirilerek, tahkimat-tavan tabaka etkileşimleri, periyodik tavan
yüklemeleri, YTÜ performansları, oluşan basınç tipleri, üretim aşamalarının
değerlendirilmesi ve benzeri konularda birçok deneyim elde edilmiştir.
Bu tezde, Ömerler Yeraltı Ocağında daha önceki yıllarda yapılan YTÜ basınç
ölçümlerine ilave olarak M7 mekanize ayakta 15, 30 ve 45 numaralı YTÜ’lerde oluşan
basınçlar izlenerek, yük periyotları tespit edilmiştir. Elde edilen veriler istatistiksel
değerlendirmeye tabi tutulmuş, YTÜ’lerde oluşan basınç tipleri, basınç tiplerinin üretim
aşamalarına göre dağılımları, ön yük ve son yük değerleri tespit edilerek ayağın farklı
bölümlerindeki tavan hareketleri yorumlanmıştır.
YTÜ’lerde oluşan artan tip basınçlardaki ön yük, yük artışı ve son yük değerleri
kullanılarak, regresyon analizleri ve eklenik olasılık yöntemleri ile mevcut jeolojik koşullar
ve kömür damarı jeomekanik özellikleri kapsamında YTÜ yeterli esneme yükü tahminleri
yapılmış ve Ömerler Yeraltı Ocağında kullanılabilecek YTÜ yük taşıma kapasitesi
belirlenmiştir.
Anahtar kelimeler: Uzunayak, yürüyen tahkimat, yük periyodu analizi.
vii

SUMMARY

As a result of developing technologies, by the use of electronic sensors in mine
monitoring systems, monitoring real time and evaluating of powered support pressures in
longwalls become possible. Data gained from monitoring leg pressures of supports is
useful in many areas such as understanding and controlling of roof mechanism, evaluating
mining sequences, determining setting and yield loads of powered supports, designing new
panels and making safer working environment.
After installation of first mechanized longwall in Ömerler Underground Coal Mine
in 1997, by equipping supports with pressure sensors, monitoring of powered support leg
pressures was started. Data obtained from support pressures from the panels M2 and M3
supplied experiences about support-roof interactions, periodical roof loadings, support
performances, pressure types in loadings, evaluating mining sequences.
In this thesis, in addition to support pressure measurements in previous years,
pressures of 15, 30 and 45 numbered supports in M7 panel were monitored and load cycles
were determined. By evaluating data obtained from load cycles statistically, pressure types
in mining sequences, statistics of setting and final loads were determined. Then strata
movements in different places of longwall were interpreted.
By using regression analysis of the relationship between setting loads, load
increments and final loads of increasing type loadings and by using cumulative probabiliy
final loads, yield load capacities of the powered support were estimated for future planned
longwall panels in Ömerler Underground Coal Mine.

Keywords: Longwall, powered support, load cycle analysis.
viii

TEŞEKKÜR

Tez çalışmam süresince desteğini esirgemeyen ve sürekli cesaretlendiren, tez
danışmanım Prof. Dr. Hürriyet Akdaş’a, Ömerler Yeraltı Ocağında yapılan ölçümlerde her
türlü yardımı ve desteği esirgemeyen başta Dr. Maden Y. Mühendisi Recep Çelik ve
Elektrik Mühendisi Mahmut Taştepe olmak üzere tüm ocak personeline teşekkür ederim.
Tez izleme komitesi ve tez jüri üyelerine değerli katkılarından dolayı teşekkür
ederim.
Desteğini esirgemeyen sevgili eşim Derya,kızlarım Pınar ve Ela’ya sonsuz teşekkür
ederim.
ix

İÇİNDEKİLER

Sayfa

ÖZET ..................................................................................................................... vi

SUMMARY........................................................................................................... vii

TEŞEKKÜR ......................................................................................................... viii

İÇİNDEKİLER ..................................................................................................... ix

ŞEKİLLER DİZİNİ .............................................................................................. xii

ÇİZELGELER DİZİNİ ........................................................................................ xv

SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ ..…………………………………. xvii
1. GİRİŞ ..………………………………………………………………………... 1
2. GLİ ÖMERLER YERALTI OCAĞI ..……………………………………… 4
2.1. Jeoloji ............................................................................................................. 5
2.1.1. Yapısal jeoloji ……………………………………………………………. 6
2.2. Kömür Damarını Yapısı .…………………………………………………… 6
2.3.Jeoteknik Sondajlar ve Testler .……………………………………………... 6
2.4. Mekanize Ayak Teçhizatları .......................................................................... 9
2.4.1. Ayak YTÜ’leri ..…………………………………………………………. 9
2.4.1.1. Ayak sonu (Tip 1) YTÜ’leri ………........................................................ 9
2.4.1.2. Ayak sonu (Tip 2) YTÜ’leri ………........................................................ 10
2.4.1.3. Geçiş YTÜ’leri ………............................................................................ 11
2.4.1.4. Ayak içi YTÜ’leri ………........................................................................ 12
2.4.2. Kesici makine ............................................................................................. 15
2.4.3. Ayak konveyörü ......................................................................................... 15
x

İÇİNDEKİLER (devam)
Sayfa

2.4.4. Toplayıcı konveyör .................................................................................... 16
2.4.5. Merkezi izleme sistemi ............................................................................... 16
2.5. Mekanize Ayaklarda Üretim ......................................................................... 17
2.5.1. Üretim periyodu .......................................................................................... 17
2.5.1.1. Arın kesimi ….......................................................................................... 19
2.5.1.2. YTÜ’lerin ilerletilmesi …........................................................................ 20
2.5.1.3. Ayak konveyörünün ötelenmesi .............................................................. 21
2.5.1.4. Tavan kömürünün alınması .……………………………………………. 22
2.5.1.5. Bakım …………………………………………………………………... 23

3. LİTERATÜR ARAŞTIRMASI ..……………….…………………………. 24
3.1. Yürüyen Tahkimat Üniteleri (YTÜ) ..…………………………………….... 24
3.1.1. Çerçeve türü YTÜ’ler …………....……………………………………..... 24
3.1.2. Domuz damı türü YTÜ’ler …...…………...…………………………....... 24
3.1.3. Kalkan türü YTÜ’ler ……….……………………………………………. 25
3.2. YTÜ’lerde Basınç Oluşumu ve Tipleri ……………………………………. 27
3.3. YTÜ’lerde Tavan Yükünün Saptanması …………………………………... 31
3.3.1. YTÜ’lerde yük periyodu .………………………………………………... 38

4. ÖMERLER YERALTI OCAĞINDA YTÜ’LERDE BASINÇ
ÖLÇÜMLERİ ……………………..…….……............................................. 43
4.1. M2 Ayak YTÜ Basınç Ölçümleri ………………………………………….. 43
4.2. M3 Ayak YTÜ Basınç Ölçümleri ………………………………………….. 47