ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERĠSTESĠ
MADEN FAKÜLTESĠ
MADEN MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ
MADENCĠLĠKTE ÖZEL KONULAR II DERS PROJESĠ
MICROMINE PAKET PROGRAMI ĠLE ÜÇ BOYUTLU MADEN PLANLAMASI
505121007
HAKAN ALTIPARMAK
Proje Danışmanı: Prof. Dr. Selamet G. ERÇELEBĠ
Dersi Veren Öğretim Üyesi: Prof. Dr. Orhan KURAL
Mart 2014
İÇİNDEKİLER
ÖZET .............................................................................................................................................................. v
1.
GİRİŞ ...................................................................................................................................................... 1
2.
PROJENİN AMACI ve YAPILAN ÇALIŞMALAR ......................................................................................... 2
3.
2.1.
Collar.dat ....................................................................................................................................... 3
2.2.
Lithology.dat ................................................................................................................................. 4
2.3.
Survey.dat ..................................................................................................................................... 5
2.4.
Sondajların düzleme yerleştirilmesi ............................................................................................. 6
2.5.
Kesitlerin alınması ......................................................................................................................... 8
CEVHERİN MODELLENMESİ................................................................................................................. 10
3.1.
4.
3.1.1.
Oluşturulan küplere atanan Pb Tenör Dağılımı ................................................................... 15
3.1.2.
Oluşturulan küplere atanan Cu Tenör Dağılımı................................................................... 16
3.1.3.
Oluşturulan küplere atanan Zn Tenör Dağılımı ................................................................... 17
3.1.4.
Oluşturulan küplere atanan FE3O4 Tenör Dağılımı ............................................................. 18
3.1.5.
Oluşturulan küplere atanan S Tenör Dağılımı ..................................................................... 19
AÇIK OCAĞIN BASAMAK VE YOLLARININ MODELLENMESİ ................................................................. 20
4.1.
5.
Cevherin küplere bölünüp, Inverse distance yöntemi ile tenör atanması .................................. 12
Topografya ve basamak tasarımının modellenmesi ................................................................... 24
TARTIŞMA VE SONUÇ .......................................................................................................................... 27
KAYNAKLAR ................................................................................................................................................. 28
ii
RESİM TABLOSU
Resim 1. Collar verileri .................................................................................................................................. 3
Resim 2. Lithology verileri ............................................................................................................................. 4
Resim 3. Survey verileri ................................................................................................................................. 5
Resim 4. Sondajların Plan Görünüşü ............................................................................................................. 6
Resim 5. Sondajların batı ekseninden görünümü ......................................................................................... 7
Resim 6. Sondajların batı ekseninde görünümü ........................................................................................... 8
Resim 7. Kesit görünümleri ........................................................................................................................... 9
Resim 8. Cevherin (Katı Model) 3 Boyutlu Görünüşü ................................................................................. 10
Resim 9. Katı modelin batı ekseninden görünümü ..................................................................................... 11
Resim 10. Katı modelin küplere bölünmesi ................................................................................................ 12
Resim 11. Küplere bölünmüş 3 boyutlu katı modelin farklı açıdan görünümü........................................... 13
Resim 12. 3 boyutlu katı model ile elde edilen küplerin birlikte gösterimi ................................................ 14
Resim 13. Pb Tenör dağılımı........................................................................................................................ 15
Resim 14. Cu tenör dağılımı ........................................................................................................................ 16
Resim 15. Zn tenör dağılımı ........................................................................................................................ 17
Resim 16. FE3O4 tenör dağılımı ................................................................................................................... 18
iii
Resim 17.S tenör dağılımı ........................................................................................................................... 19
Resim 18. Basamak tasarımı plan görünümü.............................................................................................. 20
Resim 19. Basamak tasarımı batı ekseninden görünümü ........................................................................... 21
Resim 20. Cevher ve basamak tasarım plan görünümü.............................................................................. 22
Resim 21. Basamak yollarının tasarımı ....................................................................................................... 23
Resim 22. Basamakların katı modelinin oluşturulması .............................................................................. 24
Resim 23. Topgrafyanın plan görünümü ..................................................................................................... 25
Resim 24. Dekapaj, cevher ve topografyanın gösterimi ............................................................................. 26
iv
ÖZET
Madencilikte bilgisayar teknolojisinin gelişmesinin en önemli yararlarından biri çalışmaların planlanma
aşamasında gerçeğe en yakın sonucun elde edilmesini amaçlamasıdır. Madencilikte en büyük mali gideri
oluşturan ilk yatırım maliyetleri, gözlemlenebilir, değiştirilebilir ve alternatifi olan planlama yöntemleri
seçenekleri ile en uygun hale getirilebilmek hedeflenmiştir. Madencilik yazılımları üretim yöntemlerini
görsel hale getirmekte, iş güvenliğini ve ekonomik faktörleri göz önünde bulunduran bir yaklaşım
sağlamaktadır.
v
1. GİRİŞ
Madencilik faaliyetlerinin verimli olarak yürütülebilmesi için, arama, proje, hazırlık, üretim ve üretim
sonrası aşamalarının her birinde kullanılacak olan verilerin doğru olarak derlenmesi ve değerlendirilmesi
büyük önem taşımaktadır. Kimi zaman hesaplamalarda, kimi zamansa çizim ve modellemelerde
kullanılan bu veriler, ele alınan aşamanın niteliğine göre farklı ortam ve belgelerde saklanmaktadır.
Günümüzde gelişen bilgisayar teknolojileri ve yazılımları, bu verileri sayısal ortamda çok daha güvenle
saklama ve çok daha hızlı değerlendirme olanaklarını da beraberinde getirmiştir. Bilgisayar destekli
maden tasarımı yazılımları, madencilik faaliyetlerinin tüm aşamalarına ait verilerin bir veritabanında bir
araya getirilmesi ve bu verilerin gerek sayısal gerekse görsel olarak çok kısa zamanda yorumlanmasını
mümkün kılmaktadır. Arazi yapısı, jeolojik yapı, rezerv hesabı, örtü kazı, patlatma, hazırlık, üretim,
nakliyat ve havalandırma gibi ana madencilik konularına yönelik çalışmalarda gerçeğe yakın modellerin
oluşturulması, bu tür yazılımların sağladığı en belirgin kolaylıklardan biridir. Hazırlanan bu modellerin
ilerleyen madencilik faaliyetleriyle birlikte kolayca güncellenmesi, mevcut durumun ve yakın geleceğin
çok daha yakından izlenmesi açısından önemli emek ve zaman tasarrufu sağlamaktadır. Bu durum,
özellikle işçi sağlığı ve güvenliği ve de verimlilik konularında büyük önem taşımaktadır. Bu projede
maden yatağının modellenmesi için “Micromine” programı kullanılmıştır.
1
2. PROJENİN AMACI ve YAPILAN ÇALIŞMALAR
Bu projede Siirt-Madenköy’de bulunan yaklaşık 10 milyon m3 rezervli bakır yatağının modellenmesine
yönelik çalışma yapılmıştır. Bu kapsamda öncelikle; yapılan sondajlardan elde edilen veriler Micromine
programına yüklenmiştir. Yüklenen bilgiler ile üç farklı .dat dosyası oluşturulmuştur. Bu oluşturulan
dosyalar ilerleyen aşamalarda istenilen ve elde edilmek istenen veriler için kullanılacaktır. Bu bilgiler
ışığında cevher yatağının modellenmesinden yanısıra ekonomik özelliklerini kullanıcılara gösterecek olan
litolojik modellemeleri incelenecektir.
2
2.1. Collar.dat
Bu dosya içerisinde yapılan sondajın genel özellikleri bulunmaktadır. Bunlar; sondaj numarası, X-Y-Z
koordinatları ve derinlik bilgileridir.
Resim 1. Collar verileri
3
2.2. Lithology.dat
Bu dosyada yapılan sondajların cevheri hangi derinlikte kestiği ve alınan numunelerden elde edilen
labratuar sonuçları (kesilen cevherin içerdiği mierallerin tenörü) yer almaktadır.
Resim 2. Lithology verileri
4
2.3. Survey.dat
Survey.dat’ da ise sondajların derinlik, azimut (kuzeyle yapılan açı-saat yönünde) ve dip (yatayla yapılan
açı) bilgileri yer alır.
Resim 3. Survey verileri
Collar.dat, Lithology.dat ve Survey.dat dosyaları kullanılarak sondajların yerleri belirlenmiş ve cevher
yatağının modellenmesine geçilmiştir.
5
2.4. Sondajların düzleme yerleştirilmesi
Oluşturulan data dosyaları kullanıcılara program arayüzünde maden sahasını görsel olarak görebilmeyi
ve yorumlayabilmeyi sağlar. Resim 4. ‘te Sondajların tepeden görünümü mevcuttur.
Resim 4. Sondajların Plan Görünüşü
6
Resim 5. Sondajların batı ekseninden görünümü
Resim 5 ise sondajların yatay eksen de görünümünü vermektedir. İlerleyen aşamalarda yatay eksenden
alınan görünümü modellerin kesitleri alınmasında yardımcı olacaktır.
7
2.5. Kesitlerin alınması
Lithology dosyasından faydalanılarak sondajların kestiği cevher kalınlıkları ayrı renklerde belirtilerek 14
tane kesit alınmıştır. Resim 6 ‘da görülen kesitlerde yeşil renk cevheri, gri renk ise değersiz kayacı temsil
etmektedir. Resim 7’de ise 14 tane kesitin plan görünüşü verilmiştir.
Resim 6. Sondajların batı ekseninde görünümü
8
Resim 7. Kesit görünümleri
Kesitlerin sondajlar ile birlikte görünümü ileriki aşamalarda cevher modellemesinde yardımcı olacaktır.
9
3. CEVHERİN MODELLENMESİ
Alınan kesitlerin birleştirilmesi sonucunda cevher yatağının üç boyutlu modeli Resim 8’de
gösterilmektedir.
Resim 8. Cevherin (Katı Model) 3 Boyutlu Görünüşü
10
Cevher modelinin üç boyutlu modeli kullanıcılara görsel düşünme imkanı tanımanın yanısıra, üretim
odaklı düşünme imkanı sağlamaktadır. Bu aşamadan sonra oluşturulan cevher modelini istenilen
boyuttaki bloklara ayırdıktan sonra bloklara değer ataması işlemini yapılacaktır.
Resim 9. Katı modelin batı ekseninden görünümü
11
3.1. Cevherin küplere bölünüp, Inverse distance yöntemi ile tenör
atanması
Oluşturulan üç boyutlu cevher bloğu bir metrelik (1m3) küplere bölünecektir. Daha sonra Inverse
distance yöntemi ile elde edilen verileri kullanarak, cevherde oluşturulan bloklara değerler atanacaktır.
Bunun sonucunda elde edilen verile incelenebilecek duruma gelmiş olacaktır.
Resim 10. Katı modelin küplere bölünmesi
12
Resim 11. Küplere bölünmüş 3 boyutlu katı modelin farklı açıdan görünümü
13
Resim 12’ de Bloklara bölünen cevher yatağının değer atama işlemi tamamlanması sonucunda tüm
mineralleri gösteren görünümü gösterilmektedir.
Resim 12. 3 boyutlu katı model ile elde edilen küplerin birlikte gösterimi
14
3.1.1. Oluşturulan küplere atanan Pb Tenör Dağılımı
ıResim 13, Cevher yatağında oluşturulan bloklara atanan Pb dağılımını göstermektedir. Bu veriler ışığında
modellenen bloklar Pb üretiminin nereden başlaması gerektiği konusunda kullanıcılara yardımcı
olacaktır.
Resim 13. Pb Tenör dağılımı
15
3.1.2. Oluşturulan küplere atanan Cu Tenör Dağılımı
Resim 14, Cevher yatağında oluşturulan bloklara atanan Cu dağılımını göstermektedir. Bu veriler ışığında
modellenen bloklar Cu üretiminin nereden başlaması gerektiği konusunda kullanıcılara yardımcı
olacaktır.
Resim 14. Cu tenör dağılımı
16
3.1.3. Oluşturulan küplere atanan Zn Tenör Dağılımı
Resim 15, Cevher yatağında oluşturulan bloklara atanan Zn dağılımını göstermektedir. Bu veriler ışığında
modellenen bloklar Zn üretiminin nereden başlaması gerektiği konusunda kullanıcılara yardımcı
olacaktır.
Resim 15. Zn tenör dağılımı
17
3.1.4. Oluşturulan küplere atanan FE3O4 Tenör Dağılımı
Resim 16, Cevher yatağında oluşturulan bloklara atanan FE3O4 dağılımını göstermektedir. Bu veriler
ışığında modellenen bloklar FE3O4 üretiminin nereden başlaması gerektiği konusunda kullanıcılara
yardımcı olacaktır.
Resim 16. FE3O4 tenör dağılımı
18
3.1.5.
Oluşturulan küplere atanan S Tenör Dağılımı
Resim 17, Cevher yatağında oluşturulan bloklara atanan S dağılımını göstermektedir. Bu veriler ışığında
modellenen bloklar S üretiminin nereden başlaması gerektiği konusunda kullanıcılara yardımcı olacaktır.
Resim 17.S tenör dağılımı
19
4. AÇIK OCAĞIN BASAMAK VE YOLLARININ MODELLENMESİ
Bir işletmenin yerüstü üretim metodu veya yeraltı üretim metodu ile işletilebileceği ekonomik şartlar
göz önünde bulundurularak belirlenir. Ancak bu projede ekonomik üretim yöntemi yerine açık ocak
dizaynı incelenmiştir. Bu yüzden basamak genişlikleri 10 m, basamak yükseklikleri 15 m belirlenmiştir.
Maliyet ve üretim bilgileri mevcut olmadığı için ekonomik sınır değeri hesaplanamamıştır.
Resim 18. Basamak tasarımı plan görünümü
20
Resim 19. Basamak tasarımı batı ekseninden görünümü
Resim 20’ de cevher modeli ve basamak dizaynı tepeden gösterilmiştir. Tepeden görünüm ilerleyen
aşamalarda tesislerin planlamasında yardımcı olacaktır.
21
Resim 20. Cevher ve basamak tasarım plan görünümü
Basamak yolları en ekonomik ve en verimli şekilde dizayn edilmelidir. Bu durum maden ocağının üretim
halinde ve ilerleyen yıllarda daha düzenli bir şekilde üretim yapmasına ve iş güvenliği konusunda daha
güvenilir olarak çalışabilmesine olanak sağlayacaktır.
22
Resim 21. Basamak yollarının tasarımı
23
4.1. Topografya ve basamak tasarımının modellenmesi
Sahanın topografya haritası ve tasarlanan basamak dizaynı göz önünde bulundurularak yapılması
hedeflenen üretim yerleri konaklama lokasyonları belirlenecektir. Bilgisayar destekli dizaynın diğer bir
faydasıda iklimsel değişikliklerin etkileri sonucunda oluşabilecek tehlikeleri önceden kullanıcılara
gösterebilme özelliğidir.
Resim 22. Basamakların katı modelinin oluşturulması
24
Topografya haritasında görülebileceği gibi cevher bloğunun bulunduğu noktanın kot seviyesi genel
arazinin kot seviyesinden daha alçak olması nedeniyle, üretim parametreleri buna göre dizayn
edilmelidir.
Resim 23. Topgrafyanın plan görünümü
25
Resim 24’ te görüldüğü üzere görsel olarak tasarlanan cevher bloğu ve maden sahası, maden hakkında
bir görsel oluşum yaratmaktadır. Bu çalışmalar bakış açısını arttırmaktan öte mühendislere yeni fikirler
bulmasına yardımcı olacaktır.
Resim 24. Dekapaj, cevher ve topografyanın gösterimi
26
5. TARTIŞMA VE SONUÇ
Elde edilen veriler sonucunda 110.181.856,1 m3 cevher hesaplanmıştır. Bu veriyi kullanarak yoğunluğu
2.27 ton/m3 kabul ederek toplam cevherin kütlesini 25.011.281,3 ton olarak hesaplanır.
Toplam kazılacak dekapaj miktarı ise 562.649.414,34 m3 olarak hesaplanmıştır. Buradan toplam dekapajcevher hacminden kazılacak miktarın 551.631.228,73 ton/m3 olduğu hesaplanmıştır.
Dekapaj oranı ise 551.631.228,73 / 25.01.1281,33 =22,06 m3 /ton elde edilmiştir.
27
KAYNAKLAR
Micromine , www.micromine.com
Selimoğlu, Ö., 2004. Bilgisayar Destekli Entegre Açık İşletme Tasarımı ve Planlaması, Yüksek Lisans Tezi,
İTÜ.
Özkan, M., 2006. Açık Ocak İşletmelerinde Optimum Nihai Sınırın Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ
28
Download

Micromine Paket Programı ile Üç Boyutlu Maden