Yeraltı Madenlerinde Nakliyat - Ayaktan taban yoluna nakliyat (0o – 40o) - Taban yolundan ana nakliyat galerisine nakliyat (0o – 10o) - Katlar arası nakliyat (40o – 90o) - Ana nakliyat galerisinden yeryüzüne nakliyat (0o – 90o) Ayaktan taban yoluna nakliyat (0o – 40o) • Zincirli konveyör (AFC = armoured flexible conveyor) • Sabit oluk • Dolgu veya taban taşı üzerinden kaydırarak Taban yolundan ana nakliyat galerisine nakliyat (0o – 10o) • Bantlı konveyör • Sallantılı oluk Katlar arası nakliyat • Helezoni oluk • Nakliye bacaları • Platformlu sistemler • Kör kuyu (40o – 90o) Ana nakliyat galerisinden yeryüzüne nakliyat (0o – 90o) • Yatay galeri (vagon veya bantlı konveyör) • Desandre (vinç veya bantlı konveyör ) • Kuyu (dik veya eğik kuyuda kafes veya skip ile taşıma) • Rampa (eğimli yolda kamyon ile taşıma) Bant Nakliyatı Bant ile eğim yukarı nakliyat maksimum 18o eğimde gerçekleşebileceğinden, bu eğimde bir desandrenin açılması gerekir. Desandre, yeryüzü ile (+810) cevherin üretileceği taban kotu (+380) arasında sürülmelidir. +380 kotunun üzerindeki katlardan üretilen cevher taban kotuna indirilip burada kırıldıktan sonra bantlı konveyör üzerine beslenecektir. Nakliyatta katedilecek kot farkı 810 – 380 = 430 m sin 18o = 430/x  x = 1391.5 m (bandın yeryüzünde diğer bir nakliyat ekipmanına kadar kısa bir mesafe devam edeceği kabuluyle toplam bant uzunluğu 1400 m alınabilir.) Yıllık üretim (dolayısıyla nakliyat) kapasitesi = 528.150 t/a Yıllık çalışma süresi 280 gün/yıl * 2 vardiya/gün * 7 saat/vardiya (efektif) = 3920 saat olacağına göre saatlik nakliyat kapasitesi; 528.150 / 3920 = 134.7 t/h olacaktır. Cevherin yerinden kazıldıktan ve kırıldıktan sonra % 35 kabaracağı varsayılırsa yığın yoğunluğu 4.2 t/m3 / 1.35 = 3.1 t/m3 olur. Buradan gerekli nakliyat debisi 134.7 t/h / 3.1 t/m3 = 43.5 m3/h olur. Yan rulo eğimleri 20o olan üçlü üst rulo takımı, bant üzerindeki malzeme şev açısı 10o, bant hızı 0.9 m/sn alındığında, efektif malzeme yığını genişliği; V = b22 (245 + 840 tgφ) f2 v (m3 gevşek/h) Bant eğimi f2 faktörü 0o-10o 12o 1 0.97 16o 20o 0.92 0.85 Buradan doğru orantı kurarak 18o için f2 faktörü 0.885 bulunur. 43.5 m3/h = b22 (245 + 840 tg10o) 0.885 x 0.9 b2 = (43.5 / 313.11)1/2 b2 = 0.38 m B < 2000 mm olan bantlarda b2 = 0.9 b1 – 0.05 (m) olduğundan; b1 = (b2 + 0.05) / 0.9  b1 = 0.48 ≈ 0.50 m bant genişliği Tahrik tamburu genişliği B < 1000 mm için bT = b1 + 50 (mm) Dolayısıyla bT = 55 cm bulunur. Dokuma karkaslı bant kullanılacağını varsayarsak tabaka sayısı şöyle bulunur; b1 (mm) Tabaka sayısı (z) 300 - 400 3-4 500 - 600 4-5 700 - 800 4-6 900 4-7 1000 - 1200 4-9 Bu tablodan 500 mm bant genişliği için yüksek güvenlik katsayısıyla tabaka sayısı 5 alınır. Tahrik tamburu çapı tabaka sayısına bağlı olarak şöyle bulunur; DT = (125 ~ 190) z (mm) Buradan tahrik tamburu çapı 95 cm bulunur. Bant üzerindeki gerilme dağılımının uygunluğu nedeniyle baştan tek tahrik kabul edildiğinde, tahrik tamburu desandre ağzında, yani yeryüzünde yer alacak, desandre dibinde ise geri dönüş tamburu olacaktır. Geri dönüş tamburu çapı olarak tahrik tamburunun % 80’i alınırsa DGD = 76 cm olur. Rulo seçimi için aşağıdaki tablodan yararlanılır: Bant eni (mm) Rulo çapı (mm) Dönüş makarası Üçlü grup İkili grup Uzunluk (mm) Ağırlık (kg) Uzunluk (mm) Ağırlık (kg) Uzunluk (mm) Ağırlık (kg) 300 99 100 125 125 6.1 7.0 380 380 4.6 5.8 200 200 5.0 6.5 400 89 108 160 160 8.3 8.4 500 500 5.4 6.7 250 250 6.0 7.6 500 99 108 200 200 7.5 9.8 600 600 6.4 7.8 315 315 7.2 9.2 650 89 108 113 250 250 250 9.0 11.4 15.8 750 750 750 8.0 9.6 12.7 800 108 133 315 315 13.8 18.6 950 950 12.0 16.0 1000 133 315 21.6 1150 19.0 1200 133 465 25.4 1400 23.0 1400 133 530 28.3 1600 26.0 Rulolar arası mesafe için de aşağıdaki tablodan yararlanılır. Rulo cinsi Taşıyıcı rulo Dönüş rulosu Taşınan malzemenin yoğunluğu (kg/m3) 500 600 800 900 1000 1200 1500 800 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.1 1.1 1200 1.4 1.3 1.2 1.2 1.1 1.1 1.0 1600 1.3 1.2 1.2 1.0 0.9 0.9 0.9 2400 1.2 1.2 1.1 0.9 0.9 0.9 0.8 2800 1.1 1.1 1.0 0.9 0.9 0.8 0.8 3200 1.0 1.0 0.9 0.9 0.8 0.8 0.7 Her cins 3 3 3 3 3 3 3 Bant genişliği (mm) Bu tablolardan 500 mm bant genişliği için üst rulo L=200 mm, d=108 mm, q=9,8 kg, alt rulo L=600 mm, d=108 mm, q=7,8 kg bulunur. Ayrıca 3,1 t/m3 yığın yoğunluğu için üst rulolar arası mesafe 1,05 m, alt rulolar arası mesafe de 3 m seçilir. Üst rulo birim ağırlığı  9,8 kg / 1,05 m = 9,33 kg/m Alt rulo birim ağırlığı  7,8 kg / 3 m = 2,6 kg/m 11,93 kg/m Motor gücü hesabı (harekete geçecek bant için) P2=PW PH+PB P2=μ’(GF+GB)cosα GF=0.9γFL GB=qL GB’=0.9GB b=0.4 m/sn2 GFsinα+(GF+GB’)b/g P2= 0.1 (0.9x3.1x0.0208x1400 + 11.93x1400) cos18o + 81.25xsin18o + (81.25 + 15031.8)0.4/9.81 P2=2237,5 kg N2=P2V/102η 2237,5x0,9/102x0,85= 23,22 ≈ 25 kW Hareketli bant için; P1=PW PH  μ(GF+GB)cosα+GFsinα  0,05(81,25+16702)cos18o+81,25sin18o P1= 823,2 kg N1=P1v/102η  823,2 x 0,9 /102x0,85 = 8,55 ≈ 10 kW Bant üzerindeki malzeme kesit alanları (m2) İki üst rulolu bant Bant eni (m) Üç üst rulolu bant Düz bant 15o 20o 20o 30o 0,5 0,0106 0,02 0,0222 0,0208 0,0242 0,65 0,0192 0,0358 0,0397 0,0375 0,0433 0,8 0,0300 0,0586 0,0686 1,0 0,0481 0,0944 0,1106 1,2 0,0708 0,1383 0,1625 1,4 0,0975 0,1911 0,2244 1,6 0,1292 0,2522 0,2972 1,8 0,1644 0,3222 2,0 0,2042 0,4014 2,25 Beş üst rulolu bant 45o 60o 0,3778 0,4000 0,4389 0,4694 0,5056 0,5472 0,2594 0,5972 0,6556 0,7000 2,5 0,3222 0,7417 0,7917 0,8778 2,75 0,3883 0,8917 0,9528 1,0778 3,0 0,4675 1,0750 1,1611 1,2778 Desandrede vinç nakliyatı Vincin içinde çalışacağı desandrenin bantta olduğu gibi +810 ile +380 kotları arasında açılacağı, desandre eğiminin 25o, vincin dolu çıkış hızının 2 m/sn, boş iniş hızının ise 3.1 m/sn olacağı varsayımlarıyla; Desandre uzunluğu = 430 / sin25o = 1017.5 m + 12.5 m yeryüzünde ≈ 1030 m Nakliyat kapasitesi : 134,7 t/h Döngü süresi  t = vagoneti doldurma (kancalama)+dolu çıkış+vagoneti boşaltma (kancalama)+boş iniş = 30 sn + 515 sn + 30 sn + 332 sn = 907 sn/sefer 3600 sn / 907 sn = 3,97 ≈ 4 sefer/saat 134,7 t/h / 4 sefer/saat = 33,675 t/sefer cevher taşıması gerekir. Vagonet hacmi : 1000 litre Vagonet boş ağırlığı (Wb) : 720 kg Vagonet başına cevher ağırlığı (Wt) : 1700 kg 33675 kg/sefer / 1700 kg/vagonet = 19,8 ≈ 20 vagonet/sefer Burada saptanması gereken en önemli iki parametre halat çapı ve vinç tahrik gücüdür. Toplam statik yük  ΣW= ΣWb+ ΣWt= 20x1700+20x720 = 48400 kg Hareket yönündeki bileşen Wx= Wsinα= 48400xsin250 = 20454,7 kg Harekete dik yöndeki bileşen  Wy= Wcosα= 48400xcos250 = 43865,3 kg Vagonetin traksiyon katsayısı  T=10 kg/ton alındığında, sürtünme kuvveti ; Fs=TWy=10 kg/tx 43,8653 t = 438,7 kg Halata gelen toplam kuvvet; ΣF=Wx+Fs= 20454,7 + 438,7 = 20893,4 kg Halat kırılmasında (kopmasında) emniyet faktörü n=5 alındığında halat kopma yükü; Fkırılma=nF=5x 20893,4 = 104467 kg Halat çapı hesabı; n(F+(0,0056d2L))g/1000=0,85d25(20893.4+(0,0056d2x1030))9,81/1000=0,85d2 d=42,5 mm (eğer piyasada üretimi yoksa bir üst çap alınır). Tambur seçimi; Tambur çapı / Halat çapı = 100 ~115  4,5 m çaplı tambur yeterlidir. Halat uzunluğu  1030 m + tambur üzerinde 4 ölü sarım (56,55 m)=1086,55 m Tambur üzerinde halat sarım sayısı  z = L / πD  1086,55 /π4,5 ≈ 77 sarım Halat tambur üzerine sarılırken bir sarımın işgal edeceği genişlik 1,05xhalat çapı olarak hesaplanır. 1,05x77x42,5 = 3436 mm ≈ 3,5 m tambur genişliği (genişlik çok fazla çıksaydı tambur üzerine katlı sarım yapmak gerekirdi.) Motor gücü hesabı; F=halata gelen toplam yük ; q=halatın birim ağırlığı ; L=desandre uzunluğu ; μ=halat ile yol üzerindeki küçük makaralar arasındaki sürtünme katsayısı ise; ΣF=F+qLsinα+qLcosαμ= 20893,4+6,24x1030xsin25o+6,24x1030xcos25ox0,3 ΣF= 25357 kg N=ΣFv/102η = 25357x2/102x0,8 = 621,5 ≈ 625 kW Düşey kuyu nakliyatı Düşey ihraç derinliği = 430+5+5=440 m (skibi yeraltında doldurabilmek için taban kotunun 5 m altına, boşaltmak için yeryüzünde yüzey kotunun 5 m üzerine kadar ihraç yapılacağı kabuluyle) Kuyuda karşılıklı iki skip değil de tek skip çalıştığını varsayalım ; 134.7 t/saat / 7 t/skip = 19.2 ≈ 20 sefer/saat 3600/40=90sn/bir çıkış veya iniş Vmax=7 m/sn olsun; tamburlu ihraç sistemleri için izin verilen maksimum ivme amax=0,915 m/sn2’dir. thızlanma= tyavaşlama=10 sn olursa; a = v / t = 7/10=0,7 m/sn2 (sınır dahilindedir) Hızlanma+yavaşlama sırasında alınan yol  S=at2/2=0,7x102/2=35x2=70 m Sabit hızla gidilen yol ve süre = 440 – 70 = 370 m / 7 m/sn ≈ 53 sn Skip toplam döngü süresi = Skibin doldurulması + hızlanma + sabit hızla gidiş + yavaşlama + skibin boşaltılması = (1 sn + 1 sn/t) + 10 sn + 53 sn + 10 sn + (1 sn + 1 sn/t) = 85 sn (yukarıda bulunan bir sefer için gerekli süreye uygun, kaldı ki boş dönüş daha da kısa sürecek (73 sn)) Motor gücü = hız x g x yük / verim (kafes nakliyatında % 50, skipte % 60 alınır) = 7 x 9,81 x (7 + 1 ton (ölü ağırlık)) / 0,6 = 915 kW Halat ve tambur hesabı vinçteki gibidir. Kamyon ile nakliyat Yeraltından yeryüzüne kamyon ile nakliyat ancak sabit eğimli bir helezoni rampa ile mümkün olabilir. Bu amaçla açılan rampaların eğimi genelde % 10’u aşmaz (~ 5,7o). Diğer yöntemlere göre kamyonla taşımanın avantajları, esneklik ve rampanın henüz işletmenin başında cevherin taban kotuna kadar açılmasının gerekmemesidir (yatırım maliyeti !). Kamyon kasa kapasitesi = 30 t Kamyon manevra süresi = 55 sn Kamyon boşaltma süresi = 60 sn Kamyon dolu gidiş hızı = 12 km/saat (rampa yukarı) Kamyon boş dönüş hızı = 25 km/saat (rampa aşağı) Rampa uzunluğu = (820-500) x %10 = 3200 m Kamyon döngü süresi = 55 sn (manevra) + 680 sn (doldurma) + 960 sn (dolu gidiş) + 60 sn (boşaltma) + 461 sn (boş dönüş) = 2216 sn Kamyon saatlik kapasitesi ; Qk = 3600 x Kasa kapasitesi x İş yeri verimi x Makine verimi / Döngü süresi Qk = 3600 x 30 x 0,75 x 0,8 / 2216 = 29.25 t/saat Bir kamyonun yıllık iş miktarı = 29.25 ton/saat x 14 saat/gün x 280 gün/yıl = 114660 ton/yıl Gerekli kamyon sayısı = 528150 t/yıl / 114660 t/yıl = 4.6 + %20 yedek ≈ 6 Bu hesaplamanın cevher üretim kotu değiştikçe (yani nakliyat mesafesi arttıça) yeniden yapılması gerekir. Böylece +380 kotunda gerekli kamyon sayısı 7 olarak bulunur. Rampa genişliği sadece bir kamyonun geçişine izin verecek boyutlarda olur (rampa açma ve duraylı olarak tutma maliyetleri !). Rampa boyunca belli aralıklarla, yukarı çıkan ve aşağıya inen iki kamyon karşılaştığında boş kamyonun dolu kamyona geçiş hakkı sağlayabileceği ceplerin yapılması gerekir. Bu cepler genelde her 100 metre rampa uzunluğunda bir cep olacak şekilde açılır. Ayrıca rampa boyunca boş kamyonun zamanında cebe girmesini sağlayacak sinyalizasyon sisteminin de olması gerekir. Boş kamyonun dolu kamyonun geçmesini beklerken geçen süre döngü süresini artıracaktır. Bu süre kamyon sayısı hesabında eklenen % 20’lik fazlalık tarafından karşılanır. The transport of ore, waste rock and back-fill on level and steep ramps Taşıma kapasitesi Araç ağırlığı Silme kasa hacmi Yığma kasa hacmi Uzunluk Genişlik Maks. boşaltma açısı 18 t Dönme yarıçapı 3910 mm (iç) 17 t 6500 mm (dış) 8,0 m3 Motor gücü 236 HP 9,3 m3 Şanzıman 4 hızlı otoma. 7670 mm Hidrolik deposu 212 lt 2285 mm Yakıt deposu 227 lt 65o Boşaltma sırasında gerekli yükseklik 3910 mm