Dr. Nejat Tamzok
Kimilerine göre, dünya, dördüncü sanayi devrimini yaşamakta.
Yaklaşık 250 yıl önce başlayan ve kömürle demirin başrolde olduğu birinci sanayi devrimi, üretimin makineleşmesi süreciydi. On dokuzuncu yüzyılın ikinci yarısına kadar sürdü.
İlkinin kaldığı yerden ikincisi başladı. Bu defa, kömür ve demirin yanında petrol, çelik ve elektrik de sahne aldı. Büyük miktarlarda seri üretim ve bunun sonucunda kitlesel tüketim tüm dünyayı değiştirdi.
İkinci Dünya Savaşı sonrasında, elektronik bilgi ve iletişim teknolojilerinin son derece hızlı gelişimleri söz konusu oldu. Bu sürece, üçüncü sanayi devrimi ya da dijital devrim dendi.
Günümüzde, dijital devrimin üzerinde dördüncü sanayi devrimi ya da kimilerinin dediği gibi Sanayi 4.0 dönemi yükselmekte.
Makinelerin, ürünlerin, insanların, süreçlerin ve giderek tüm sistemlerin görünmez ağlarla birbirlerine bağlı olduğu, birbirleriyle iletişim kurdukları, sürekli birbirlerinden öğrendikleri, öğrendikleriyle kendilerini tekrar tekrar yeniden düzenleyebildikleri ve giderek kendi kendilerini yönetebildikleri yeni bir dünya…
Sınırsız bilgi depolama kapasiteleri ve ultra işlem güçlerinin verdiği imkânlarla sınırları zorlayan yenilikler: yapay zekâ, sanal gerçeklik, arttırılmış gerçeklik, robotlar, insansız hava araçları, sürücüsüz taşıtlar, nesnelerin interneti, öğrenen nesneler, 3 boyutlu yazıcılar, henüz Türkçe bir karşılık bulmaya dahi fırsat bulamadığımız blockchain ve daha pek çokları… Baş döndürücü bir yenilik/inovasyon dalgası ekonomik-toplumsal çevrenin her noktasını işgal etmiş durumda.
Önce tüketim tarafında büyük değişimlere neden olan bu yeni süreç, üretim tarafında da köklü değişikliklere yol açmakta, giderek tüm ekonomik faaliyetler alanı üzerinde etkili olmakta.
Pek çok endüstri yeniden şekillenmekte, yeni üretim yöntemleri eski kalıpları temelinden sarsmakta. Bu yeni süreçte, basit bilgisayar kullanımının çok ötesine geçen inovasyon dünyası endüstrilerin çehresini değiştirmekte, çok kısa bir süre önce bilim-kurgu gibi görülen pek çok uygulama endüstriyel faaliyetlerin ortasında – verimlilik ve üretkenliğe yönlendirilmiş – birer gerçeklik olarak karşımıza çıkmakta.
Bu devrimin etkilediği endüstrilerden biri de madencilik endüstrisidir.
Geçmişi uygarlık tarihi kadar eski olan madencilik endüstrisinin, “yenilik/inovasyon” ifadesiyle bir arada düşünülmesi ilk anda zor görünebilir. Ancak, doğal kaynakların aranması ve üretimi faaliyeti, aslında, her zaman yenilenmenin en hareketli olduğu alanlar olmuştur. Tarih, ciddi dönüşümlere yol açan pek çok yeniliğin kaynağında madencilik endüstrisinin bulunduğuna dair kanıtlarla doludur.
***
Kanada’nın Québec Eyaleti madencilerinin birliği olan Minalliance tarafından Québec Montréal Üniversitesi Yer ve Atmosfer Bilimleri Bölümü’nden Profesör Michel Jébrak’a yaptırılan bir çalışma, bu kadim endüstrinin yeni endüstriyel devrim sürecinde de öncekilerde olduğu gibi son derece hareketli olduğunu göstermekte.
Söz konusu çalışmada, dünya madencilik endüstrisinde son yıllarda geliştirilmiş olan 100 yenilik/inovasyon ortaya konulmakta ve cevherin aranmasından nihai olarak maden sahasının iyileştirilmesi safhasına kadar olan madencilik süreçlerinde, bilim ve teknolojinin pek çok alanına dokunan 100 yenilik/inovasyon genel hatlarıyla özetlenmektedir.
Söz konusu yenilikler sayesinde, madencilik endüstrisi artık eskiye göre daha akıllı arama yapabilmektedir. Minerallerin, kimyasal bileşimlerinin ya da fiziksel özelliklerinin doğrudan sahada tanımlanabilmesi, giderek daha derinlerdeki mineral yataklarının algılanabilmesi ve yatakların ekonomik değerlerinin ya da zorluklarının aramanın en erken aşamalarında modellenebilmesi mümkün olmaktadır.
Robot bilimi alanındaki en son gelişmeler sayesinde yeni işletmecilik yöntemleri geliştirilmekte, maden ocağı ya da cevher hazırlama tesislerinde cevher ya da kayaç akışı gerçek zamanlı olarak izlenebilmekte ya da maden ocağının tasarımı aşamasında simülasyon yöntemleri kullanılmak suretiyle uygulama öncesi farklı çözümler test edilebilmektedir.
İş güvenliği alanındaki yenilikler, daha güvenli çalışma koşullarının yaratılabilmesini sağlamıştır. Kablosuz iletişimin yarattığı fırsatlar daha gelişmiş yeraltı haberleşmesine, sensör kullanımının yaygınlaşması daha güvenli ekipman kullanımına, nesnelerin interneti en güç koşullarda uygulanabilecek yeni acil durum müdahale önlemlerinin geliştirilebilmesine fırsat tanımaktadır.
İnovasyon dünyasındaki gelişmeleri daha yakından izlediğimizde, çok da uzak olmayan bir gelecekte karşımıza bugünkünden çok farklı bir endüstrinin çıkacağını şimdiden söyleyebiliriz. Tüm çalışanlarının ve makine-ekipmanın birbiriyle iletişim halinde olduğu, uzaktan kumanda edilebilen ama kendi başlarına da karar alabilen nesnelerin yönettiği ve sanal canlandırmalar yoluyla her yeni durum için test edilebilen, bu sayede cevher üretimi durdurulmadan iyileştirmelerin yapılabildiği “akıllı maden işletmeleri”nin bilim-kurgu olduğunu söyleyebilmek giderek daha da güçleşmekte.
Genel olarak değerlendirildiğinde, henüz pek çok teknolojik gelişmenin uzağında bulunan ülkemiz madencilik endüstrisi için de ufuk açıcı olabilecek – Michel Jébrak’ın yukarıda bahsedilen çalışmasında derlenen – 100 yenilik/inovasyon; aramalar, cevher yatağının tanımlanması, cevher üretimi, nakliyat-haberleşme, cevher hazırlama, iş sağlığı-güvenliği ve maden sahalarının iyileştirilmesi başlıkları altında aşağıdaki bölümde özetlenmektedir.
Ankara/Temmuz 2017
MADENCİLİK ENDÜSTRİSİNDE 100 YENİLİK
Çeviren: Dr. Nejat Tamzok, Kaynak: Minalliance, 2012. 100 Innovations in the Mining Industry. ed. Michel Jébrak.
ARAMALAR
1 Ters çözüm algoritmaları
Jeofizik bilimi, geleneksel olarak; manyetik alandaki, çekim alanındaki ya da elektriksel iletkenlikteki farklılıklardan yararlanmak suretiyle, cevher kütlesinin konumunun belirlenmesinde kullanılır. Yeni “ters çözüm algoritmaları”, jeofiziksel verilerin farklı şekillerde de kullanılabilmelerini sağlamıştır. Bu yöntemle, önce kayaçların jeofiziksel özelliklerini tespit etmek ve sonra bunların sahadaki jeofiziksel imzalarını ölçmek suretiyle, cevherleşme potansiyelinin ve cevheri kuşatan jeolojik çevrenin üç boyutlu modellerini üretebilmek mümkün olmaktadır. Ters çözüm algoritmaları, pek çok bakır ve altın yatağının keşfedilmesini sağlamıştır.
2 ICP-MS analizleri
Maden aramacılığı, kayaç ve minerallerin doğru, güvenilir ve hızlı analizini gerektirmektedir. Spektrometrik (izgeölçümsel) analiz alanında 1990’lı yıllarda elde edilen ilerlemeler, düzinelerce elementi aynı anda yüksek doğrulukla analiz edebilen “endüktif eşleşmiş plazma kütle spektrometresi” tekniğinin gelişmesine yol açmıştır. Bu teknik sayesinde, bazı metal içeriklerinin ton başına miligram seviyesinin altında dahi ölçülebilmeleri mümkün olmuştur.
ICP-MS (Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry), çoklu analiz yeteneği sayesinde verimliliği arttırmış ve maliyetleri düşürmüştür. Bu yöntem, günümüzde, cevher aramalarından maden sahalarının rehabilitasyonuna kadar madencilik endüstrisinin pek çok aşamasında kullanılmaktadır.
3 Taşınabilir analiz cihazı
Bu cihaz, kayaç yüzeyini oluşturan kimyasal elementleri X-ışınları vasıtasıyla tanımlamaktadır. Cihaz sayesinde, analiz sonuçları yerinde alınabilmekte, gereksiz numune alımı ortadan kaldırılmakta ve laboratuvarlardaki uzun analitik testlere ihtiyaç kalmamaktadır. Böylelikle, hem zamandan tasarruf sağlanmakta hem de çevresel etkiler azaltılmaktadır.
4 AVIRIS
Maden aramalarında kullanılan ortalama uydular bir defada sadece birkaç ölçüm yapabilirken, hiperspektral ölçümler yapan hava taşıtına monte edilmiş AVIRIS algılayıcısı yüzlerce spektral bantı (elektromanyetik radyasyon spektrumunun bir parçası) tek seferde ölçebilmektedir. Bu spektral bantların birleştirilmesiyle, sadece farklı türlerdeki bitki örtüsünün ayırt edilebilmesi değil, aynı zamanda içerdikleri minerallerin niteliklerinin tanımlanabilmesi de mümkündür. Bu işlem, bitki örtüsünün bulunmadığı alanlarda doğrudan kayaç haritalarının üretilmesinde kullanılabilmektedir. Bu türden ilk uydu (Lewis Hyperspectral Imager, HIS, NASA) 1997 yılında kullanılmıştır. AVIRIS ise 224 bitişik spektral banta bölünmüş; 0,400 ve 2,500 nm aralığını kapsayan bir spektrometredir.
5 Aramada kütle denkliği kavramının kullanımı
Bakır, çinko ve altın yatakları, metal yüklü sıcak akışkanın tabakalar içerisindeki dolaşımı suretiyle oluşur. Sıcak akışkan, içerisinden geçtiği kayacı başkalaştırırken, bazı mineralleri çözündürüp bazılarını oluşturmaktadır. Bu süreç, kayacın yoğunluğunun artmasına ya da azalmasına yol açar. Başkalaşan kayaçları çevreleyen bölge, genellikle cevher yatağının kendisinden çok daha geniş olduğundan, alterasyon zonlarını izlemek suretiyle arama faaliyetlerini yürütebilmemiz mümkündür.
Yeni geliştirilen sayısal bir yöntem, her kayaç numunesine ilâve olmuş ya da numuneden ayrılmış olan kimyasal elementlerin miktarlarını hesaplamak amacıyla analitik sonuçlara gelişmiş veri işlem tekniklerini uygulamakta, böylelikle potansiyel cevherleşme sahasından muhtemel uzaklıklar tahmin edilebilmektedir.
6 Coğrafi bilgi sistemleri (GIS)
Coğrafi bilgi sistemleri (GIS), mekânsal temelde tanımlanan sayısal verinin bilgisayarlar üzerinde düzenlenip sunulmasını sağlamak suretiyle arama pratiğini köklü bir biçimde değiştirmiştir. Arama şirketlerinin, bir zamanlar bez ya da kâğıt haritalarla kaplı olan çalışma ofisleri, bugün artık jeologların MapInfo ya da ArcGIS gibi coğrafi bilgi sistemlerini kullanarak derledikleri bilgilerin toplandığı bilgisayar ekranlarıyla dolmuş durumdadır. Günümüzde, bazı GIS uygulamaları, daha da ileri giderek sadece belirli tipte jeolojik, jeokimyasal ya da coğrafi bilginin gösterimi ya da işlenmesi amacıyla özel olarak geliştirilmektedir.
7 Paleostres haritaları
Son birkaç yıldır özellikle Avustralya’da yürütülen araştırmalar, altın cevheri yataklarının önemli bir kısmının büyük jeolojik faylar boyunca oluşan sismik artçı sarsıntılar süresince aktif olmuş fay zonlarını işaret ettiğini ortaya koymuştur.
Böyle yatakların konumunu, yer kabuğunun paleostres modellerini kullanmak suretiyle tahmin edebilen bilgisayar yazılımları bugün artık mevcuttur. Geliştirilme süreci devam eden bu yazılımlar, cevher yatağının bulunma olasılığı en yüksek olan alanları belirleyebilmekte, böylelikle arama süresince kapsanacak bölge alanını küçültebilmektedirler.
8 Kestirim haritaları
Bilinen cevherleşme alanlarından hareketle potansiyel cevherleşme alanlarını tahmin etmeye yardımcı olacak yeni haritalama ürünleri ortaya çıkmıştır. Bu yeni tür haritalar, yapay zekâ, özellikle yapay sinir ağları ve bulanık mantık (fuzzy logic) alanlarındaki gelişmelerden yararlanmaktadır.
9 Çevrimiçi ruhsat tahsisi
Maden ruhsatlarının doğrudan internet ortamındaki haritalar üzerinden çevrimiçi alınabilmelerine imkân sağlayan bilgisayar uygulamaları yaygınlaşmaktadır.
10 Cevher yatağının tespitinde gaz jeokimyasının kullanımı
Cevher yatağındaki sülfür minerallerinin oksidasyonu sonucunda açığa çıkan gaz halindeki maddeler doğrudan yüzeyden veya açılacak sondaj deliklerinden numune almak suretiyle saptanabilirler. Bu yöntem sayesinde, eğer yeterli miktarlarda bulunuyorlarsa; civa, oksijen, karbondiyoksit ve radon gibi bazı gazların belirlenebilmeleri mümkündür. Bu gazların nitelik ve konsantrasyonları, yeraltında hangi minerallerin bulunduğuna ve nihai olarak derinlerde bir cevher yatağının mevcut olup olmadığına ilişkin ipuçlarını sağlar.
11 Cevher yatağının tespitinde MMI™ jeokimyasının kullanımı
Jeokimya, yüzey malzemelerinin içerdiği metallerin belirlenmesinde ve dolayısıyla söz konusu yüzey malzemelerinin kuşatmış olduğu cevher kütlesinin mevcudiyetinin tahmin edilmesinde kullanılabilmektedir. Cevherleşmenin kum benzeri bir malzemeyle örtülü olduğu durumlarda böyle bir tahminin yapılabilmesi, yakın zamana kadar neredeyse mümkün değildi. Ancak, 1990’lı yılların ortalarında, bazı metallerin yeraltındaki cevherleşme bölgesinden ayrıldığı ve su ya da gaz içerisinde yüzeye doğru yol alarak konsolide olmayan yüzey sedimanları içerisinde mineral salkımları şeklinde sıkıştığı anlaşıldı. Yeni MMITM (Mobile Metal Ions) yöntemi bu olgudan yararlanmakta ve yüzey malzemelerini analiz etmek suretiyle yeraltında nelerin olduğunun belirlenebilmesini mümkün kılmaktadır.
12 Coğrafi konum belirleme
Konum belirlemede uydu sinyallerini kullanan küresel konumlandırma sistemi (GPS) hızlı ve doğru bilgiyi sağlamakta ve saha çalışmaları ile haritalama faaliyetlerini büyük ölçüde kolaylaştırmaktadır. Bu sistem, kullanıcının gözlem sahasını hızla ve tam bir kesinlikle belirleyebilmesini sağlayarak aramacılıkta bir devrim yaratmıştır.
13 Hava gravite yöntemi
Gravimetri, yerin çekim alanındaki çok küçük değişimleri tespit edebilen bir tekniktir. Cevherleşmiş kütlelerin yoğunlukları yan kayaçlardan daha fazladır ve yerçekimi alanında – gravimetre olarak adlandırılan yüksek duyarlılıkta cihazlar tarafından ölçülebilecek – çok küçük sapmalara neden olurlar. Bu teknik, doğru ölçümlerde bulunabilmek için santimetre düzeyine kadar inebilen kesinlikte topoğrafik bilgiye ihtiyaç duymaktadır.
Coğrafi konum belirleme ve sinyal algılamadaki gelişmeler hava taşıtlarından gravimetrik ölçümlerin yapılabilmesini mümkün kılmıştır. Hava gravite yönteminin, önümüzdeki yıllarda maden aramacılığında çığır açması beklenmektedir.
14 InfiniTEM
Baz metallerin aranması amacıyla geliştirilen InfiniTEM jeofizik yöntemi, sahadaki elektromanyetik dalgaların yerüstündeki dolaşımını ölçmektedir. Cihazlar, metalik sülfür yataklarını yüzeyden 1 kilometre derinliğe kadar algılayabilmektedirler.
15 LIDAR
Lazerler, bir bölgenin topoğrafyasını doğru bir şekilde haritalamak için kullanılabilmektedirler. Hava taşıtına monte edilen bir LIDAR (Işık Algılama ve Aralık Belirleme) ya da ALTM (Havadan Lazerli Arazi Haritalayıcı) topoğrafyayı 5 ile 20 cm arasında bir altimetre hassasiyetinde belirleyebilirler. Aletin konumunun hesaplanması ve düzeltilmesi için, biri hava taşıtı üzerinde ve diğeri arazide sabit bir konumda olmak üzere iki GPS cihazı kullanılır. Bu şekilde bir haritalama, geleneksel yöntemlere göre hem daha hızlı hem de daha doğru olacaktır.
16 MEGATEM – Havadan elektromanyetik ölçümler
Havadan elektromanyetik ölçümler maden aramalarında yarım yüzyıldır kullanılmaktadır. Bununla beraber, jeofizik ve elektronik veri işleme alanlarındaki teknolojik gelişmeler, bazı alanlarda yüzeyden 250 m. derinliğe kadar algılama kapasitesine sahip çok daha duyarlı aletlerin gelişimine yol açmıştır.
17 Aramalarda gösterge minerallerin kullanımı
Elmas aramacılığı, doğada elmasla ilişkili olup çok daha büyük miktarlarda bulunan gösterge minerallerin (garnet, kromit ve ilmenit gibi) tespit edilmesine dayalıdır. Dolayısıyla, bu mineraller, doğal “rehber” vazifesini görürler.
Bu yöntem, nehir ya da buzul yataklarından kumlu numunelerin toplanmasına ve daha sonra en yoğun olan minerallerin elde edilmesine dayalıdır. Bu yaklaşım, ayrıca, metamorfoz kurşun-çinko ya da porfiri altın yatakları gibi diğer türde cevherleşmelerin aranmasında da başarıyla kullanılmaktadır.
18 Santimetre hassasiyetinde uydular
Uydu görüntüleri, otuz yıldan fazla bir süredir, bazıları yeryüzünden ulaşılması son derece güç olan geniş arazileri gözlemlemek için kullanılmaktadır.
Son teknolojik gelişmeler, çok daha hassas –neredeyse bir metreden az- kesinlikte ölçüm yapabilen optik uyduların ortaya çıkmasını sağlamıştır (QuickBird). Çok daha güçlü olan bu uydular, arama için hedeflenen alanların daha iyi değerlendirilebilmelerine imkân vermiştir.
19 Düşük etkili sismik
Sismik jeofizik yöntemlerin arkasındaki temel prensip, bir “dalga algılama sistemi” (özel mikrofonlar veya jeofonlar) tarafından algılanacak sinyali üreten bir çekiç ya da patlayıcı kullanmak suretiyle yer kabuğunda ani bir sarsıntı yaratmaktır. Alınan tepkilerin analizi, yeraltındaki kayaçların karakterini belirler.
Patlatmalar çevreye, özellikle de sucul ekosistemlere zarar vermektedir. Sinyal yakalama ve sinyal işlemedeki gelişmeler, sismik sinyallerin artık çok daha zayıf olabileceği anlamına gelmektedir; daha hassas olan cihazlar için çok daha küçük patlamalar yeterli olmakta, dolayısıyla çevreye daha az zarar verilmektedir. “Düşük etkili sismik” sayesinde, daha hafif jeofonları kullanmak da mümkün olmaktadır.
20 Çok parametreli dedektör
Maden aramalarında, kayaçların jeofiziksel özelliklerinin yanında, manyetik karakteristiklerinin ve elektrik akımını iletme (iletkenlik) yeteneklerinin hızla belirlenmesi de önemlidir. MPP EM2S+ modeli gibi çok parametreli bir dedektör karot numunelerindeki ya da yüzeyden toplanan kayaç numunelerindeki sülfür cevherlerinin özelliklerini hızla ölçebilir. Detektör, göreli ya da mutlak iletkenlik değerleri kadar manyetik duyarlılığı da ölçebilmektedir.
21 Taşınabilir spektrometre
“Spektrometre” terimi, farklı dalga uzunluklarını kullanmak suretiyle maddeleri analiz edebilen geniş bir cihaz yelpazesini işaret etmektedir. Yeni tür bir spektrometre, elektromanyetik spektrumun kısa dalga kızılötesi aralığını kullanmaktadır. Bu cihaz; bakır, altın ve uranyum aramalarında gösterge mineraller olarak sıklıkla kullanılan farklı kil ve mika minerallerini teşhis edebilmektedir. Söz konusu cihaz, kullanıcının, tüm bir mineraller grubunu tek seferde tanımlayabilmesine imkân sağlamakta olup, insan gözünden çok daha yüksek bir hassasiyete sahiptir.
***
CEVHER YATAĞININ TANIMLANMASI
22 Yapısal kuyu logları
Sondaj kuyusu boyunca yer alan çatlakların sayısallaştırılması, jeolojik çevrenin daha iyi anlaşılmasını ve kayaçların mekanik özelliklerinin daha net değerlendirilmesini sağlar. Artık, kuyu içerisine optik, sonik ya da kızılötesi mikro-kameralar yerleştirmek suretiyle, pek çok parametrenin, kayaç numunesi alınmaksızın doğrudan sondajın içinde ölçülebilmesi mümkündür.
23 Muhafaza borusu söküm aleti
Jeofizik aramalar sırasında, kuyu operatörleri, muhafaza olarak bilinen metal boruları yerin derinliklerine sürerler. 1,20 ya da 1,82 metre uzunluğundaki borular, daha sonra geri alınır. Muhafaza borularını geri almak üzere yeni geliştirilen bir söküm aleti, metal muhafazayı delik içerisinden minimum güç harcayarak çekmek üzere özel olarak tasarlanmış olup, bir kanca görünümündedir.
24 Jeometalurji
Cevher hazırlama öncesinde, üretilen cevherin optimal karakteristiklerinin mümkün olduğunca hızlı belirlenmesi arzu edilir. Jeometalurji, cevher hazırlamaya ilişkin riskleri erken dönemde azaltabilen yeni ortaya çıkmış bir karakterizasyon alanıdır.
25 Hiperspektral kamera
Her mineral, spektral rengi ya da aralığıyla karakterize edilebilir. Maden işletmeciliği ve aramacılık faaliyetlerinde mineralojik haritalama amacıyla kullanılan hiperspektral kamera, sondaj kuyusu boyunca her minerali karakterize edebilmektedir. Numune Haritalayıcısı olarak da bilinen bu cihaz, 400 ilâ 1,000 nm dalga boylarını kapsayan görünür ve kızıl ötesine yakın spektral aralığın her 2 nm’sinde bir görüntü alır. Daha sonra 300 monokromatik görüntü derlenir. Sonuç, son derece detaylı bir sondaj numune haritasıdır.
26 Mobil laboratuvar
Mobil ve çok parametreli bir sondaj numune laboratuvarı olan LAMROC, kayaç ve minerallerin fiziksel, mineralojik ve kimyasal karakteristiklerini tespit etmektedir. Laboratuvar, numune depolama sahasına kadar yol alabilecek 4×4 çeker bir taşıt tarafından çekilen modifiye edilmiş bir römork üzerine yerleştirilmiştir. LAMROC’da kurulu olan otomatik sistem, çıplak gözle mümkün olmayan ölçümleri sürekli bir şekilde yapabilmektedir.
27 Mekanize yoğunluk ölçümleri
Yığın Yoğunluğu Tartı Birimi (BDWU) karot numunelerinin yoğunluklarını belirlemektedir. Bu mekanize sistem, karot yoğunluk ölçümlerini elle müdahaleye çok az ihtiyaç duyulacak şekilde sağlamaktadır. Aynı zamanda bir bilgisayara bağlanarak, hızlı ve etkili veri girişine de imkân vermektedir.
28 Versaguard
Versaguard, sondaj kulesinin dönen parçalarıyla teması engellemek üzere özel olarak tasarlanmış bir barikat düzeneğidir. Bu, kullanımı kolay taşınabilir barikatlar, sondaj kulesi operatörleri için mükemmel koruma sağlamaktadır.
29 Üç boyutlu jeolojik model
Son on yılda, maden arama ya da maden işletmeciliği veri tabanlarını bilgi yönetimini kolaylaştırmak üzere 3 boyutlu görüntülere ve veri entegrasyon platformlarına dönüştüren pek çok yazılım ortaya çıkmıştır. Bir maden yatağının 3 boyutlu olarak yeniden yapılandırılması, yatağın şeklini ve boyutunu ortaya koyarak, arama ya da madencilik stratejisi geliştirmenin çok daha kolay olmasını sağlamıştır.
30 CORIENTR karot hizalama sistemi
Sondaj kuyuları, yüksek hassasiyetle açılmalıdır. Sondajın fiili yörüngesinin planlanan yolundan büyük ölçüde sapabilme riski bulunduğundan, kuyu boyunca çok sayıda noktanın mekânsal koordinatlarının elde edilmesi önemlidir. Sondaj kuyusu ölçüm dedektörü, sondaj karotunun, alındığı ana kayaç kütlesine göre ya da uzayda mutlak olarak hizalanmasını tespit eden bir ölçüm cihazıdır ve bir jiroskop bu cihazın ana parçalarından birini oluşturmaktadır. CORIENTR olarak adlandırılan bu cihazdan alınan veriler, bilgi yönetiminin sağlanması ve üç boyutlu modellerin geliştirilmesi amacıyla veri entegrasyon platformuna eklenebilir.
31 Baykuş kafa tertibatı
Sondaj programları son derece pahalı faaliyetlerdir ve sondaj karotunun analiz edilmesi ise bir maden yatağını anlamak bakımından fevkalâde önemlidir. Kilitleme sistemleri ve bağımsız mandalların gelişmesi sayesinde, kendinden kilitli baykuş kafa tertibatı, optimum numune kazanımı için tasarlanmıştır. Bu cihaz, numuneyi kaybetme riskini ortadan kaldırmaktadır. Bir piston sistemi, takılı durumdayken mandalları yerlerinde tutmakta; böylelikle kazâra yerlerinden çıkmalarının önüne geçmektedir.
32 Karot matkapları
Yıllar içerisinde pek çok farklı türde karot matkabı geliştirilmiş ve en sonunda daha hızlı delebilen ve daha yavaş aşınan sert ve yüksek performanslı matkap kafaları ortaya çıkmıştır. Söz konusu matkapların yapımlarında kullanılan alaşımlar, delinecek kayaç türüne ve imalatçı firmaya bağlı olarak büyük ölçüde çeşitlilik göstermektedir.
***
CEVHER ÜRETİMİ
33 Patlatma kutusu
Patlatma ya da ateşleme kutusunun görevi patlayıcıların tutuşturulmasıdır. Söz konusu kutu, dinamiti, merkezden dışarıya doğru sırayla patlatmak üzere tasarlanmış bileşenleri de içerebilir. Günümüzde, beklenmedik patlamalardan kaçınmak için, yaylı olanlar yerine artık hava basınçlı ateşleme mekanizmaları kullanılabilmektedir.
34 Melez cıvata
Melez cıvata, sürtünme cıvatası ile reçine cıvatasının bir bileşimidir. Derin ocaklarda (> 1 km), cıvatalar, kayaçlardaki yapraklaşma nedeniyle deforme olurlar ve kayaç hareketlerini takip edemezler. Cıvatalar kopar ve malzemeyi daha fazla yerinde tutamazlar. Bu problem, artık melez cıvatalarla çözülebilmektedir.
35 İri kaya patlatıcısı
İri kaya kütleleri, taşınmalarının kolaylaştırılması amacıyla parçalanmalıdır. İri kaya patlatıcısı (Boulder Buster) onları kolayca parçalara ayırabilmektedir. Önce kayaya küçük bir delik açılıp suyla doldurulur. Daha sonra bir kama gövdesi deliğe yerleştirilip koruyucu bir keçe kaya üzerine serilir ve bir kartuş kama gövdesine yerleştirilir. Patlatma kapsülü kamanın gövdesine vidalanır ve patlatma işlemi başlatılır.
36 Muayene kameraları
Muayene kamerası, tekerlekli bir gövdeye sabitlenir, yeraltı açıklıkları ve tünellerin kontrollerini yapmak üzere ön tarafında bir aydınlatma sistemi ile donatılır.
37 Polimer havalandırma boruları
Uzun bir süre, maden ocakları bezden yapılan geniş borular kullanılarak havalandırıldı. Sert polimer boruların kullanımı ise havayla sürtünmeyi azaltarak enerji verimliliğini arttırmaktadır. Dahası, montajdan önce ürünün levhalar şeklinde maden ocağına sevkedilebilmesi nedeniyle taşıma işlemi de önemli ölçüde kolaylaşmıştır.
38 Bütünleşik ocak hazırlıkları
Bir madenin işletmeye alınması; ocak geometrisi, yerinden alınacak kayacın hacmi, üretim hızı vb. gibi birden fazla unsurun paralel olarak tasarlanmasını gerektiren karmaşık bir süreçtir.
Her tür maden ocağı için işletmecilik unsurlarını planlamak ve yönetmek amacıyla çok sayıda yazılım geliştirilmiştir. Hazırlık çalışmalarına başlamadan önce, maden ocağının 3 boyutlu modeli kullanılarak sanal bir ocağın tasarımlanması ve hazırlık programının buna göre planlanması artık mümkündür.
39 Havalandırma sondajı
Delik delme işleminin hassasiyeti ile ilgili olarak önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Artık 800 m derinlikteki bir noktaya tam bir kesinlikle inebilmek mümkündür. Bu alandaki gelişmeler 2010 yılında Şilili madencilerin kurtarılması sırasında daha iyi anlaşılmıştır. Bu gelişmenin ek bir avantajı ise delme sırasında ortaya çıkan malzemenin de aynı yoldan yüzeye çıkartılabilmesi olmuştur.
40 Ay modülü
Yeraltında pasa kovasının kontrolü, kovanın ağırlığı nedeniyle (yaklaşık 175 kg) zor ve tehlikeli bir görevdir. Prefabrik bir ekipman parçası olan ay modülü, pasa kovasının her kullanılması gerektiğinde yeniden monte edilebilmektedir. Böylelikle hem zaman tasarrufu yapılmış hem de iş güvenliği arttırılmış olmaktadır.
41 Mobil delici
Elmaslı ya da elmassız delik delmede kullanılabilen CMAC SPLH delici yeraltı işletmelerinde üretim amaçlı deliklerin delinmesi ve tahkimatın sağlamlaştırılması amacıyla kullanılmaktadır. Üzerindeki küçük bir konveyör delicinin çok dar yeraltı açıklıklarına kolayca erişebilmesini mümkün kılmaktadır.
42 Boşluk izleme sistemi
Yerinden alınan kayaç kütlesinin şekli ve hacmi hakkında bilgi vermesi nedeniyle, maden ocağında oluşan boşlukların sürekli ölçümü, yeraltı faaliyetlerinde önemli bir unsurdur. Optech’in Kavite İzleme Sistemi (CMS), maden ocaklarında çalışabilecek ölçüde dayanıklı olan bir optik telemetri cihazı kullanmak suretiyle maden ocağının 3 boyutlu geometrisini ortaya çıkarmaktadır.
43 Kuyu astarı
Kuyu yan duvarları ile personel ya da cevheri taşıyan kafes arasındaki sürtünmeyi önlemek amacıyla, maden kuyularının tamamen düz bir doğrultuda açılması gerekir. Yeni bir robotik sistem, kuyu duvarlarına bir astar (Robotik Püskürtme Beton Kuyu Astarı) uygulayarak kuyuyu kullanan madencilerin maruz kaldığı riskleri azaltmakta ve geleneksel kuyu astar yöntemlerinden çok daha iyi sonuçlar vermektedir.
44 RFID etiketi
RFID (Radio Frequency Identification) etiketleri, barkodların yerini almaktadır. Bunlar, herhangi bir optik tarayıcıya ihtiyaç duymaksızın, boya ya da kar gibi ince malzeme tabakaları arasından bile geçebilen radyo dalgalarından yararlanmak suretiyle ürünü tanımlamakta kullanılmaktadır. RFID etiketleri, artık, cevherin üretim sonrası izlenmesinde de işlev görmektedir: Maden ocağından nakledilen her kamyon cevhere RFID etiketleri eklenerek, cevherin üretim noktasından itibaren izlenebilmesi mümkün olmaktadır. Söz konusu izleme, maden işletmecisine günlük üretim oranlarıyla ilgili gerçek zamanlı bilgiyi sağlamaktadır.
45 ROBOMAP
Robot bilimindeki gelişmeler, yeraltı maden ocaklarının haritalanması amacıyla kendi başlarına hareket edebilen araçların tasarlanabilmesi fırsatını sağlamıştır. Robotlar, insanlar için erişimi zor olan alanlara kolayca ulaşabilmektedirler. Robomap, bağımsız ya da uzaktan kumanda edilebilen bir makine olup, konumlandırma için – video oyun joysticklerine çok benzer – bir hareket sensörü (ivmeölçer) ve bir telemetri lazer seti ile donatılmıştır.
46 ROCK MESHA™
ROCK MESHATM, yeraltı açıklıklarının tavan ya da yan duvarlarına çelik hasırın yerleştirilmesinde kullanılmaktadır. Bu araç, çelik hasır uygulamasını tamamen mekanize etmek suretiyle manuel uygulamayı ortadan kaldırmakta ve iş güvenliği risklerini en aza indirmektedir. Operatör, tüm komutları aracın içinden göndermektedir. Ayrıca, çelik hasır, standart uygulamaya göre %30 daha hızlı kurulabilmektedir.
47 Maden simülatörü
Madencilik faaliyetleriyle ilgili kapsayıcı ve sanal eğitim sistemleri maden işletmelerinde çalışanlar için güvenli bir ortamda eğitim sağlamaktadır. Çalışanları, kariyerleri boyunca muhtemelen karşılaşacakları farklı durumların içerisine yerleştiren bu inanılmaz gerçekçi sistemler, onlara, gerçek bir tehlikeye maruz kalmadan en uygun tepkileri göstermelerini öğretmektedir.
48 Akıllı Kayaç
Blok göçertme olarak bilinen üretim yöntemiyle yerinden sökülmüş olan cevher geniş yeraltı boşluklarında toplandığında, ocak içindeki kayaçların hareketlerini izlemek genellikle zordur. Bu sorunu çözmeye yardımcı olmak üzere kayaca benzeyen elektronik bir araç olan Akıllı Kayaç geliştirilmiştir. Akıllı Kayaç; bir GPS ile aynı prensiple çalışan konumlandırma sistemine sahip bir elektronik cihaz, bir bilgisayar ve bir sinyal yayıcı (emitör) ile donatılmıştır. Akıllı Kayaç, bir sondaj deliğinden cevher içerisine sokulmakta ve kaya kütlesi içinde 2 km’lik bir mesafeye kadar sinyal verebilmektedir. Söz konusu cihaz, bir coğrafi bilgi sistemi kullanılarak cevher hareketini gerçek zamanlı olarak izlemeyi mümkün kılmaktadır.
49 Tavan çökmeleri için uyarı dedektörü
Sondaj operatörü bir yeraltı tünelinin zeminine delikler açtığında, alttaki tünelin tavanının çökme riski bulunmaktadır. Bir halata tutturulmuş uyarı dedektörü, tünel tabanına açılan deliklerden biri vasıtasıyla alttaki tünelin tavanına kadar indirilir. Tavan çökmesi söz konusu olduğunda, halattaki gerilim, sondaj operatörünü uyaracak bir sinyal lambasını devreye sokmaktadır.
50 Maden işletmeciliğinde süper su tabancaları
Su tabancaları, maden ocağının yan duvarlarının temizlenmesinde ve bazı durumlarda ise kil yataklarının işletilmesinde kullanılmaktadır. Bunlar, ayrıca, daha sert malzemelerin dilimlenmesinde kesici aletler gibi de kullanılabilmektedirler. Süper su tabancaları, diğer su tabancası türlerinden daha büyük püskürtme gücüne sahip olmalarına karşın daha az su harcamaktadırlar.
51 Tıkanan başyukarılar için SPOUTNIK çözümü
Cevher içinde kazılan dikey açıklıklar (başyukarılar), kırılmış cevheri alttaki toplama tüneline bırakmak için kullanılır. Düşen cevher bazen sıkışır ve başyukarıyı tıkar. Spoutnik, başyukarıdaki tıkanıklığın tabanına bir patlayıcı taşıyan hava dolu bir balondur. Alttaki tünelden bırakılır ve sonrasında oluşan patlama tıkanıklığı giderir.
52 Talep olduğunda havalandırma
Yeraltı madenlerinde havalandırma, tatmin edici bir çalışma ortamı sağlamak isteyen her işletme için en öncelikli konudur. Havalandırma sistemi, yeraltı madeninin her bölümünde yeterli kalitede, sıcaklıkta ve basınçta havayı sağlaması gerektiğinden oldukça karmaşıktır. Havanın, yalnızca gereken alanlara gönderilmesi ve bu alanların özgün ihtiyaçlarına göre hava akışının uyarlanması yoluyla havalandırma sisteminin daha iyi yönetilmesi ve enerji verimliliğinin arttırılması mümkündür. Buna ilişkin modelleme, “Ventsim Sistemi”nde mevcut olan animasyonlu ve 3 boyutlu grafik arayüz kullanılarak yapılabilmektedir. Ventsim Sistemi; hava akışlarını, dizel motorlardan çıkan parçacıkların hareketlerini, basınç ve sıcaklık koşullarını benzetmek amacıyla termodinamik modellemeyi kullanmaktadır. Söz konusu yenilik, madencilik faaliyetleri dışındaki yeraltı açıklıklarının havalandırmasını iyileştirmede de kullanılabilmektedir.
***
NAKLİYAT VE HABERLEŞME
53 Lastik havası indirme istasyonu
Maden işletmelerinde kullanılan lastik havalarının, araç bakımının bir parçası olarak düzenli biçimde indirilmesi gerekir. Bu işlem, gürültülü olmasının yanı sıra, yüksek basınç nedeniyle uçuşan cisimciklerin ve fırlayan kauçuk parçalarının yol açtığı yaralanma riskini de taşır. İki susturucu ve bir siperlikle donatılmış seyyar bir araç bu iş için özel olarak geliştirilmiştir. Arazide hareket etmesi kolay olan bu araç havası indirilecek olan lastiğe takılır; lastikten çıkan hava lastiği susturucuya bağlayan tüplere geçer ve buradan da uçuşan maddeleri engelleyen siperliğe çarpar.
54 MAGNELINK âcil haberleşme sistemi
Yeraltı maden ocaklarında, haberleşmenin doğrudan kayaçlar üzerinden yapılması bazen zorunlu hale gelebilir. MagneLink Manyetik Haberleşme Sistemi (MCS) yeraltı maden ocaklarında kayaçlar içerisinden manyetik dalgalar ileten bir acil durum iletişim sistemidir. Sesli veya yazılı mesajlar yoluyla çift yönlü iletişimi sağlar.
55 Yeni tasarım kamyonlar
Bir Alman şirketi, 88 ilâ 240 metrik tona kadar değişen taşıma kapasitelerine sahip yeni bir kamyon tasarımı geliştirmiştir. Modüler olan bu kamyonların, toplamda yirmi lastik ve beş aksa kadar opsiyonları bulunmaktadır. Akslar her iki yönde de 10 derece eğilebilmekte ve son derece esnek bir süspansiyonla zemine uyum sağlayabilmektedirler. Kamyon boş olduğunda sekiz lastik de kullanılmamaktadır. Söz konusu kamyonlar, geleneksel kamyonlara kıyasla çok daha kolay dönüş manevrası yapabilmekte ve lastik basıncı kullanım sırasında sürekli olarak yeniden ayarlanmaktadır.
Her kamyonun, daha düşük yakıt ve yağ tüketimini sağlamak üzere bağımsız çalışabilen veya elektronik olarak senkronize edilmiş dört adet motoru bulunmaktadır.
56 Bant konveyörün rulman değişimi için geliştirilen yeni aparat
Bir konveyör sisteminde rulman değişimi, parçaların ağır olması ve bunları değiştirmek için gerekli olan rahatsız edici pozisyon nedeniyle oldukça zor bir görevdir. Özel olarak tasarlanmış yeni aparatlar ile bu iş büyük ölçüde kolaylaştırılmıştır.
57 Kamyon kasasındaki cevher yükünün yalıtımı
Cevherin kamyonlarla taşınması sırasında, toz ya da kaya parçacıkları kamyon kasasının dışına savrulma eğilimindedir. Bu problemi önlemek için, kamyonlar, sıvı bir izolasyon maddesinin kasadaki yükün yüzeyi boyunca uygulandığı bir istasyondan geçirilir. Bu yenilik, cevher nakliyatı sırasında ortaya çıkan çevresel etkileri azaltmaktadır.
58 Ekipman çevresindeki engelleri tespit eden radar sensörleri
Madencilik ekipmanları her geçen gün daha da irileşmekte ve operatörlerin görüş alanları da önemli ölçüde azalmaktadır. Ekipmanlar, artık, yakınlarında hareketli ya da sabit herhangi bir araç ya da insan varsa operatörü uyaran sensörler ile donatılmaktadır. Bu sensörler yüksek frekanslı dalgaları kullanmakta olup, çamur veya toz ya da araç çevresindeki çelik gövdeli ekipmanlarca üretilen elektrik alanlarından etkilenen manyetik cihazlar tarafından engellenebilen optik cihazlara göre çok daha etkilidirler.
59 Kamyon izleme sistemi
Büyük maden kamyonları, ağır yükleri ve çoğunlukla zorlu yol koşulları nedeniyle son derece yüksek baskı kuvvetlerine maruz kalmaktadır. Yol Analizi Kontrolü (RAC), bir bilgisayar yazılımıyla bağlantılı sensörler sistemidir. Sistem, ağır yükler için yol koşullarını izlemekte ve kamyonun bakım ihtiyacını azaltırken performansını ve güvenliğini arttırmaktadır. Kamyona monte edilmiş sensörleri kullanarak yol koşullarını saniyede on kez ölçmekte ve sürücüye ne zaman yavaşlaması gerektiğini bildirmektedir. Bir GPS ve telemetri sistemi ile bir araya getirildiğinde, aynı zamanda sorunlu alanları haritalamak ve yöneticileri gerekli yol onarımları konusunda uyarmak için de kullanılabilir. Ayrıca, sistemden alınan veriler, her aracın fiziksel durumunun bir tarihçesini derlemek için kaydedilebilir.
60 Yeraltında kablosuz haberleşme
Uzun bir süre, yeraltında haberleşmenin tek aracı bildiğimiz düdükler olmuştur. Kablosuz telefonların ve Wi-Fi antenlerin ortaya çıkışı, maden ocaklarındaki haberleşmede bir devrim yaratmıştır. Rölelerin kurulması, yeraltında kablosuz VOIP (Voice Over Internet Protocol ) tipi telefonlar kullanmak suretiyle iletişimin sağlanmasını mümkün kılmıştır. Bu gelişme, çalışanların ocak içerisinde birbirleriyle haberleşmelerini kolaylaştırmış, aynı zamanda yeraltından yerüstünü arayabilmelerine ve hatta çok daha uzaktaki insanlarla iletişim kurabilmelerine imkân sağlamıştır.
61 Lastik basıncı izleme sistemi
Lastikler, madencilik faaliyetlerinin en önemli bileşenlerinden birini oluşturmaktadır. Yeraltı cevher yükleyici ya da büyük kaya kamyonu için lastiklerin maliyeti çoğu zaman son derece yüksek olabileceğinden lastik bakımı son derece önemlidir. Lastik izleme sistemi, lastiğin durumu hakkında sürücüye; basınç, sıcaklık, hava kaçakları, lastik basıncının zaman içindeki değişimi vs. gibi pek çok bilgiyi sağlayabilmektedir. Örneğin, yetersiz lastik basıncının yakıt tüketimini arttırması bu sistem sayesinde önlenebilmektedir. Sistem, ayrıca, yüksek hızdaki lastik patlamalarının önlenmesine de yardımcı olmaktadır.
62 Karayolu treni
Cevherin, üretim yerinden cevher hazırlama tesislerine kadar taşınması oldukça maliyetli bir işlemdir. Söz konusu maliyeti azaltmak için, işletmeciler, daha küçük kapasiteli konvansiyonel taşıtlara kıyasla nakliye kapasitesi daha yüksek olan çift motorlu bir karayolu trenini (Smith MK4 Hydrapede Dolly) tercih etmektedirler. Madencilik endüstrisinde kullanılan diğer araçların aksine, Smith MK4 Hydrapede Dolly, küçük boyutundan dolayı mevcut karayolu altyapısını kullanabilmektedir.
63 Lastik sökümünde kullanılan yeni bir aparat: WHEELPRO
Madencilik ekipmanları son derece büyük boyutludur ve tek başına lastikleri bile 2.000 kg’dan daha ağır olabilir! Wheelpro, araçlardan lastikleri sökmek amacıyla bir forklift’e bağlanan yeni türde hidrolik bir kelepçedir.
***
CEVHER HAZIRLAMA
64 Cevher hareketini ölçen sonar akışölçer
Bir maden işletmesinde, cevher, esas itibariyle kamyonlar ve konveyör bantları vasıtasıyla, cevher üretiminden cevher hazırlamaya doğru olan önceden belirlenmiş bir yolu takip eder. SONARTRAC gibi cihazlar, özellikle demir madenlerinde yol boyunca malzeme akışını ölçmek için geliştirilmişlerdir. Bu cihazlar, fiziksel temasa ihtiyaç duymaksızın katıların yanı sıra sıvıları da ölçebilen bir sonar cihazı kullanarak konveyör bantları boyunca geçen malzemenin miktarını ölçmektedirler.
65 Yeraltında cevher hazırlama
Cevher minerallerini kayacın ekonomik olmayan kısmından (gang) ayırmanın ilk adımı, genellikle, cevherin ezilmesi ve öğütülmesi süreçleridir. Bu ön cevher hazırlama adımları oldukça gürültülüdür ve sıklıkla çok fazla toz yayılımına neden olurlar. Bu da ciddi çevresel etkilere neden olur.
Günümüzde, cevher hazırlama süreçlerinin söz konusu ilk adımlarının doğrudan yeraltında yapılması gündeme gelmiştir. Bu tercih, ocaktan daha az malzeme çıkarılması anlamına geleceğinden, taşıma maliyetlerini de azaltmaktadır.
66 Cevher öğütme izleme sistemi
Öğütme, cevher hazırlama faaliyetinin ilk adımıdır. Cevher, kazanılmak istenen mineralleri ayırmak için giderek daha küçük parçalara bölünmelidir. Bu küçültme işlemi, maden işletmeciliği sırasında patlatma ve cevher hazırlama sırasında ise kırıcılar ve öğütücüler ile yapılabilir. İşlem boyunca parçaların boyutunu bilmek önemlidir. Ölçüm yapmak için elekler kullanılabilir, ancak bu yöntem çamur birikmesi nedeniyle genellikle zor bir süreçtir.
Artık, kesintisiz görüntü analizi kullanmak suretiyle parçaların boyutunu anında ölçebilmek mümkündür. Split-Online System (Çevrimiçi Bölme Sistemi), öğütme sırasında cevheri izleyen otomatik bir sayısal görüntüleme sistemidir. Görüntüler, kırıcı ve konveyörler üzerine monte edilmiş fotoğrafik cihazlar tarafından yakalanır. Bu görüntüler, daha sonra, öğütülen parçaların boyutlarını, şekillerini, renklerini ve dokularını ölçen özel yazılımlar kullanılarak işlenir. Bu bilgiler, öğütmenin kalitesinin değerlendirilmesi amacıyla gerçek zamanlı olarak kontrol merkezine gönderilir.
67 Modüler cevher hazırlama tesisi
UMCO modüler cevher hazırlama tesisi, küçük ölçekli maden yataklarının işletmeciliği için tasarlanmış düşük maliyetli bir çözümdür. Altın işletmeciliği için tasarlanmış olmakla birlikte, diğer cevherlerin hazırlanmasında da kullanılabilir. Küçük boyutlu olması, bir maden işletmesinden diğerine taşınmasına izin vermektedir.
***
İŞ SAĞLIĞI VE GÜVENLİĞİ
68 Krikonun kaymasını önleyen adaptör
Ağır maden makineleri düzenli bakım ve zaman zaman da tamirat gerektirir. Her iki durumda da ekipman yukarı kaldırılmalı ve orada güvenli bir şekilde tutulmalıdır. Ekipmanı yukarı kaldırmada kullanılan krikonun kaymasını önlemek için, Rio Tinto Alcan tarafından, krikoyla asılı durumdaki ekipman arasına yerleştirilen yeni bir adaptör tasarlanmıştır.
69 Yeraltında personel izleme etiketleri
Çalışanların konumlarının her an için bilinmesi, yeraltı maden işletmeciliğinde son derece önemlidir. Geleneksel yöntem, işçi yeraltına indiğinde bir tahta üzerine işaret koymak ve geri geldiğinde bu işareti kaldırmaktır. Bu yöntem, hatalar ya da dikkatsizlik nedeniyle çok da güvenilir değildir ve sadece bir işçinin yeraltında olup olmadığını anlamak için bazen tüm faaliyetler durdurulmak zorunda kalınır.
RFID etiketleri bu sorunu kolayca çözebilir. Cevher taşımacılığıyla ilgili olarak daha önce 44’üncü sırada bahsedilen ve radyo frekansları yayan bu radar etiketleri, hangi çalışanın yeraltında ve hangisinin dışarıda olduğunu kesin olarak izleyebilmek amacıyla madencilerin giysilerine dikilmektedir. Böylelikle, insan hatasından kaynaklanan riskler ortadan kaldırılmakta ve bir kaza durumunda her madencinin yerini kesin olarak bilen acil kurtarma ekipleri daha iyi bir hazırlık yapabilmektedirler.
70 Gaz algılama cihazları
Yeraltı madencilik faaliyetleri, dizel motorlarla çalışan makinelerden ve patlayıcılardan kaynaklanan ve genellikle zehirli olan gazları üretir. Gaz konsantrasyonlarını gerçek zamanlı olarak ölçen sensörler havalandırma yönetimine yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Bu sistemler, yeraltı araba park yerleri gibi madencilik faaliyetleri dışındaki kapalı alanlarda da çalışmak üzere uyarlanabilmektedirler.
71 FENIX kapsülü
NASA, Fenix kapsülünü, otuz üç Şilili madenciyi kurtarmak için 2010 yılında tasarlamıştır. Bu kapsül, bir kişiyi, yaklaşık 60 cm çapındaki bir delik içerisinden nakledebilmektedir.
72 Risk alanı haritaları
Açık ocak işletmeleri, kayma riski bulunan çok sayıda şevin varlığı nedeniyle çalışmak için tehlikeli yerlerdir. Personel ve maden ekipmanlarının söz konusu jeoteknik tehlikelerden korunması amacıyla BHP Billiton-Mitsubishi Ortaklığının Poitrel işletmesinde, akustik ve optik telemetriler kullanılmak suretiyle bir risk alanı haritası tasarlanmıştır. Maden sahasındaki tehlikeli ve güvenli alanlar, haftada bir güncellenen bu harita üzerinde basit bir renk kodu kullanmak suretiyle tanımlanmaktadır. Kolay anlaşılır olan bu harita sayesinde, ocakta çalışanlar arasında bilgi paylaşımı ve iletişim teşvik edilmiş olmaktadır. Benzer haritalar, kaya mekaniği verileri ve 3 boyutlu modellemeler kullanılarak yeraltı maden işletmeleri için de yapılabilecektir.
73 Yaşam odası
Bir kazanın meydana gelmesi durumunda, yaşam odaları, yeraltında mahsur kalan işçiler için koruma amaçlı tasarlanmıştır. Bir yerden diğerine kolaylıkla taşınan bu odalar, dört ilâ altı çalışan için oksijen ve elektrik temini de dâhil olmak üzere en az otuz altı saatlik koruma sağlamaktadır.
74 Soğutucu giysiler
Madencilik endüstrisinde kullanılan giysiler giderek daha gelişmiş hale gelmekte ve kullanıcı için daha fazla konfor ve güvenlik sağlamaktadır. Son yıllardaki gelişmeler arasında, bir membran teknolojisi kullanan bir dizi mikro-iklimlendirme giysisi de bulunmaktadır; giysi içerisindeki sıvı bir soğutucu yavaş yavaş buharlaşmakta ve böylece giysiyi, yeleği ya da başlık/boyunluğu kullanan kişiyi serinletmektedir. Giysiler, derin yeraltı ocaklarında çok yüksek olabilecek, bazen 60°C’yi dahi aşabilen sıcaklıklara karşı önemli bir rahatlık sağlamaktadır. Madencilik giysilerindeki diğer gelişmeler arasında, yüksek oranda yansıtıcı olan yeni kumaşların (3M) kullanımları da bulunmaktadır.
75 LED baret lambası
LED ampullerin piyasaya çıkmasından önce, baret lambaları oldukça ağırdı (madencinin kemerinden asılan 1 kilogramdan daha fazla bir ağırlık) ve aydınlatma güçleri bugün mevcut teknoloji ile kıyaslandığında çok daha zayıftı. LED lambalar daha iyi bir aydınlatma sağlamakta olup çok daha uzun çalışma sürelerine sahiptir. Lityum pillerini kullanmaları nedeniyle daha uzun ömürleri bulunmakta olup, daha küçük ve hafiftirler. Bazı modellerde ise doğrudan lamba içine entegre edilmiş piller bulunmaktadır.
76 Yorgunluk ölçen saat
ReadiBand Yorgunluk Risk Yönetimi Sistemi (FRMS), başta ağır ekipman operatörleri olmak üzere çalışanların yaptıkları iş için yeterince zinde olup olmadıklarını belirlemek amacıyla yorgunluk seviyelerini ölçen elektronik bir banttan yararlanmaktadır. Bileğe takılan bu bant tasarımı, elli yıllık uyku araştırmalarından elde edilen bilgileri en son veri işleme teknolojileriyle birleştirmektedir. Bileklik, yorgunluk birikmesi ile ilgili olan; uyku miktarı, uyku kalitesi, uyku süresi ve uyanık kalınan süre gibi birçok bilgiyi sayısallaştırmakta ve işlemektedir.
77 Yol tabelalarındaki karların temizliği
Tipi ya da kar fırtınaları sırasında, açık ocak maden işletmelerindeki yol tabelaları ve işaret flamaları üzerinde kar birikmeleri olur. Söz konusu karlar, çalışanlar tarafından genellikle metal bir kürekle temizlenir. Kamyonlardan birinin arkasına yaylı bir mekanizma tarafından kontrol edilen hareketli metal bir çubuk monte edilmek suretiyle bu sıkıcı işten kurtulmak mümkündür. Kamyon sürücüsü, 22 km/saat hızla yol alırken, tabela ya da flamalara çarpan metal çubuk karları temizler. Bu yenilik, hem işgücüne zaman kazandırmakta hem de olası yaralanmaları önlemektedir.
78 Kuyu vinci için ses geçirmez tente
Kuyu asansörünü maden ocağına indirmek için kullanılan mekanik vincin bazı parçaları çok gürültülüdür. Hem vinç operatörü ile kafesteki madenciler arasındaki haberleşmeyi iyileştirmek hem de vinç operatörünün işitme problemlerine maruz kalma riskini azaltmak amaçlarıyla vincin şanzıman muhafazası ses geçirmez bir tente ile kaplanmaktadır.
79 Açık ocaktaki yol kenarları için yeni nesil güvenlik kazıkları
Açık ocak madenlerinde, ağır makine operatörleri için gece vardiyasındaki güvenliği arttırmak amacıyla, yol kenarları yansıtıcı özelliğe sahip kazıklarla (reflektörler) işaretlenir. Toz, titreşim ve kötü hava, genellikle bu kazıklara zarar verir. Değiştirilmeleri ise kaya tepeciklerinin üzerine yerleştirildiklerinden tehlikeli, uzun ve sıkıcı bir görevdir.
Yeni nesil kazıklar, daha iyi bir görüş sağlayan daha geniş yansıtıcı bantlara sahiptirler. Ayrıca, kaya tepelerine tırmanmaya gerek bırakmayan bağlanma sistemleri, onları daha güvenli hale getirmektedir. Bu yeni kazıklar, yolun şekline göre de ayarlanabilmektedir.
80 Titreşim önleyici kol
Hidrolik matkap gibi elle çalıştırılan aletlerden kaynaklanan titreşimler, maden işçilerinde önemli yaralanmalara (beyaz parmak ve karpal tünel sendromları) neden olur. Titreşim önleyici kol, kullanılan alete bağlanan ve hasar verici titreşimleri %60’a varan oranlarda azaltan bağımsız bir cihazdır.
81 Yeni tasarım tel örgü uygulaması
Kayacı yerinde tutmak ve bu suretle iş güvenliğini artırmak amacıyla yeraltı açıklıklarının duvarlarında tel örgü uygulaması yapılır. Tel örgüyü yerine tutturabilmek için desteklere ihtiyaç vardır. Genellikle kullanılmakta olan destekler, işçiler için tamamen güvenli değildir ve hem çalışanların yaralanmalarına neden olur hem de tel örgünün yerleştirilmesi için aşırı kuvvet kullanımını gerektirir.
Söz konusu sorunlara çözüm olarak, T şeklinde yeni bir yaylı tahkimat tasarlanmıştır. Yay mekanizması, yeraltı açıklıklarının hem tavanına hem de tabanına basınç uygulayarak tahkimat dikey durumdayken duraylılığı sağlamaktadır.
82 Mikrosismik izleme
Kayaç kütleleri, yeraltındaki kazı faaliyetlerine mikro-depremler üretmek suretiyle küçük yeniden ayarlamalar şeklinde tepki verirler. Bu mikro-depremlerin kaydedilerek üç boyutlu uzayda konumlandırılmaları, kayaç kütlelerinin duraylılıklarını gerçek zamanlı izlemek bakımından yeraltı maden ocaklarında olduğu kadar yerüstü ocakları için de kullanışlı bir araç sağlamaktadır.
Bu yaklaşımla, gerilme kuvvetlerindeki değişiklikler ve bunların yeniden dağılımları, çatlakların konumları, ilerlemeleri ve madencilik faaliyetlerinin bunlar üzerindeki etkileri kaydedilir. Ayrıca, kaymaya yol açabilecek duraysızlıkların olası görünümlerinin tahmin edilmesi de mümkün olur.
83 Elektromanyetik bobin vasıtasıyla kablo kontrolleri
Kuyu kafesinin halat kabloları madencinin güvenliği bakımından kritik bir unsurdur. Kablo kopmaları oldukça nâdir görülmekle birlikte, periyodik kontrollerin aksatılmadan yapılması zorunludur.
Yeraltı işletmelerindeki vinç kabloları için sürekli bir izleme sistemi geliştirilmiştir. Sistem, kabloda manyetik alan oluşturan bir elektromanyetik bobin sayesinde aşınma miktarını gerçek zamanlı olarak tespit etmekte ve kabloların değiştirilmesi gereken zamanı kesin olarak belirlemektedir.
84 Tele-madencilik
Çok fazla radyoaktif olan uranyumca zengin cevherler gibi bazı cevherlere doğrudan erişebilmek kolay değildir. Bu tür cevherlerin robotlar tarafından üretilebilmesi amacıyla çok sayıda teknolojik çözüm geliştirilmiştir. Günümüzde, maden ocağının içindeki güvenli bir bölgeden, hatta yerüstünden yönetilebilen uzaktan kumandalı maden makineleri kullanılabilmektedir. Aslında, internet sayesinde, bu robotik cihazlar dünyanın her yerinden kontrol edilebilirler. Operatörler, bu makineleri yönetmek için kameraları ve kumanda çubuklarını (joystick) kullanmaktadırlar.
***
MADEN SAHALARININ İYİLEŞTİRİLMESİ
85 Çok katmanlı bariyerler
Sülfürlü mineraller hava ya da doğal elementlere maruz kaldıklarında toprak içerisine nüfuz eden ve yeraltı sularını kirleten asitler üretirler. Çok katmanlı kaplama olarak da bilinen kılcal bariyer örtüsü, problemi yaratan minerallerin elementlerle temasını engellemek suretiyle atık havuzundan yayılan asit maden drenajını kontrol etmektedir.
86 Siyanür imhasında MMS CN-D süreci
Altın cevheri çok ince taneli olduğunda, ekonomik olabilen az sayıdaki üretim yönteminden biri de cevheri zehirli bir kimyasal olan siyanür ile karıştırmaktır. Siyanür yönetimi, bu tür bir cevher hazırlama sürecinin en önemli unsurlarından birini oluşturmaktadır. Maelgwyn Mineral Services tarafından tasarlanan bir siyanür imha prosedürü (MMS CN-D işlemi) atıkta kalan altınların geri kazanılmasını da mümkün kılmaktadır.
87 Biyolojik olarak bozunan patlayıcılar
Patlayıcı madde kalıntıları maden sahasında çevre kirliliğine neden olmaktadır. Bu sorunun üstesinden gelmek üzere, patlayıcı maddeleri sadece birkaç gün içerisinde ayrıştırabilme özelliğine sahip olan Bacillus subtilis GN bakterisi kullanılmaktadır. Bakteri sporları, patlayıcının niteliklerini önemli ölçüde etkilemeksizin, patlayıcı madde içeriğinde bulunan odun talaşına eklenebilmektedir.
88 Yapay sulak alanlar
Sulak alanlar, metalleri maden atıklarından ayırabilir ve asitliklerini nötralize edebilirler. Bu ekosistemler, kendi kendilerini düzenleyebilme yeteneğine sahip olduklarından, asit maden drenajına uzun vadeli bir çözüm sağlayabilirler. Yapay sulak alanlar, kirleticileri absorbe edebilen bitki örtüsünü (sazlar ve su kamışları) ve bakterileri içerirler. Ancak, yapay sulak alanların oluşturulmaları karmaşık bir süreçtir ve bakterilerin dekontaminasyon maddesi olarak işlev görebilmeleri için besinlere ihtiyaçları bulunmaktadırlar.
Savannah River Ulusal Laboratuarı (SRNL) araştırma grubu tarafından geliştirilen yeni yöntemlerde, kontamine olmuş suyun içerisine biyolojik olarak bozunabilir yağlar ve parafin karıştırılmaktadır. Bu parafin ve yağlar, minerallerin havzanın tabanına çökmesini hızlandıran seçilmiş bakteri popülasyonlarına ihtiyaçları olan gıda maddesini sağlamaktadırlar.
89 Maden atıklarının toprak ıslahı amacıyla yeniden kullanımı
Bazı maden işletmecileri, kirlenmiş toprakları ıslah etmek amacıyla işler durumdaki maden işletmelerinin atıklarını kullanmaktadırlar. Atıklar, oksijen bariyeri gibi davranırlar ve kirlenmiş sedimanları ayırmak suretiyle kontamine drenaj suyunun akışını engellerler.
90 Atıkların nötralizasyonu
Maden atıklarının tekrar kullanılabilmeleri için önce kararlı hale getirilmeleri gerekir. Su geçirmez bariyer veya dolgu malzemesi olarak işlev görebilecek bir macun yapmak için atıklar; kireç, kül, talaş parçaları, çimento veya diğer malzemelerle karıştırılabilirler.
91 Turba ve kum filtreleri
Atıksular, asitliği azaltmanın yanısıra biyolojik olarak parçalanabilir organik maddelerin %90’ına kadar olan kısmı ile patojen organizmaların (koliformlar) %99’undan kurtulmak için turba kullanılarak filtrelenebilirler. Filtreleme sistemleri, septik alanların yerini etkili bir şekilde kaplayan bataklık yosununu ve hindistancevizi talaşını kullanmaktadırlar. Bu sistemler son derece etkili olabilmektedirler. Çok soğuk şartlarda çalışabilir ve en sert çevre koşullarına uyum sağlayabilirler. Bunlara, bir membran ve kum katmanlarından oluşan kum filtreleri de eklenebilir.
92 Boksit atıklarının yeniden kullanımı
Boksit kalıntıları işlenerek üç ayrı pazarlanabilir ürüne dönüştürülebilirler: Red SandTM (dolgu malzemesi olarak, yol yapımında, vb.), Red LimeTM (asitliği nötralize etmede, pH kontrolünde) ve Alkaloam® (tarım topraklarını zenginleştirmede, toprak pH’ını hızla düşürmede ve toprak besleyicilerinin yeraltı ve yüzey sularına karışmasını önlemede).
93 ROBYS™ çözeltisi
Kullanılmış yağlar, ısıdan yararlanılmak suretiyle yağdaki uzun molekülleri daha kısa dizel yakıtı molekülleri şeklinde kıran termal parçalama yöntemiyle geri dönüştürülebilirler. Bununla beraber, ortaya çıkan yakıt, asit bileşikleriyle kontamine olduğundan dayanıklı değildir ve hoş olmayan bir koku salar. ROBYSTM çözeltisi, termal parçalanma yöntemiyle kullanılmış yağlardan türetilen yakıtları daha dayanıklı (kararlı) hale getirmekte ve onları arındırarak pazarlanabilir bir ürüne dönüştürmektedir.
94 Geotekstil ayırıcılar
Geotekstiller sentetik malzemeden yapılmış, örgülü veya örgüsüz bir perdeden oluşan kaplamalardır. Başlıca işlevleri, bir tesis ya da yapı inşasında kullanılan veya bu amaçla depolanan malzemelerle zemin arasında fiziksel bir bariyer oluşturmaktır. Maden işletmelerindeki cevher depolama sahalarında özellikle yararlıdırlar.
Geotekstil, suyun serbestçe hareket etmesine izin verir, ancak doğal ortamdaki ince partiküllerin depolama alanına girmesini engeller. Bir başka uygulaması da drenaj sistemlerindeki tıkanmayı önlemektir. Dolayısıyla, geotekstiller, ayırıcı ya da anti-kontaminant işlevi görür ve yeraltı galerilerini korumada da kullanılabilirler. Geotekstiller, yarı sert bir örgü oluşturan yeni yapısal elemanlarla da takviye edilebilirler.
95 Yeraltında depolanan atıkların takibinde yeni modeller
Atık malzemeyi (atık kayaç veya çimento macunu) yeraltında depolamanın bazı yararları bulunmaktadır. Bu şekilde, yüzey atıklarının miktarı yaklaşık % 50 oranında azaltılabilir ve atıklar dengeli bir çevrede (su dolaşımı fazla değildir, sıcaklık dalgalanması olmaz, yağış veya eriyen karlar bulunmaz) depolanabilir. Yeraltında depolanan atıkların değişken özelliklerini ve bunların yeraltı ortamı üzerindeki etkilerini değerlendirmek için hidrolojik ve jeomekanik modeller geliştirilmiştir.
96 Atık sahalarında güneş panellerinin kullanımı
Maden atıkları, çok büyük arazileri kaplayabilirler. Bu arazilerin sonradan rehabilite edilmeleri oldukça zordur ve hızla çevresel yıkıma uğrayabilirler. Bu alanda en fazla kullanılan iyileştirme tedbiri ise ağaçlandırmadır.
Chevron, son yıllarda, eski atık alanlarının güneş enerjisi çiftlikleri olarak kullanılmasına ilişkin yenilikçi bir fikir geliştirmiştir. Bu kapsamda, New Mexico’daki Questa madeninde asit üreten atık üzerine yaklaşık 1 MW elektrik kapasitesine sahip 173 adet güneş paneli yerleştirilmiştir.
97 JAROFIX
Çinko cevherlerinin işlenmesinde, jarosit olarak bilinen bir atık madde ortaya çıkar. Valleyfield’deki CEZinc firması, bu kalıntıyı fiziksel ve kimyasal olarak stabilize eden bir süreci 1998 yılında geliştirmiştir. Jarofix sürecinde, söz konusu atığa kireç, çimento ve su ilâve edilmektedir. Kurutulduktan sonra ortaya çıkan karışım kil benzeri bir kıvama sahiptir. Jarofix; sağlam, kazılması kolay ve kimyasal olarak stabil olduğundan, mükemmel bir dolgu malzemesi oluşturmaktadır.
98 Jeoradar
Jeoradar, yeraltına radar dalgaları yayan bir teknolojidir. Bir yerüstü radarı gibi jeoradar birimi de belirlenen hedef doğrultusunda kısa ve yüksek güçte dalgalar yaymaktadır. Hedef objenin özelliklerini belirlemek üzere analiz etmek amacıyla sinyal yankılarını alır. Kullanılabileceği derinlik mesafesi ise yer yüzeyinin birkaç metre altındadır.
Bu yöntem, özellikle arktik ortamlarda donmuş toprağın yapısını belirlemek veya yeraltındaki kirlenmenin zaman içindeki değişimlerini izlemek amacıyla kullanılabilir. Jeoradar, diğer pek çok alanda ve özellikle yeraltı stratigrafisini tanımada kullanılmaktadır.
99 Jeotüp
Bir jeotüp, su arıtma tesislerinde susuzlaştırma ve çamur kurutma için kullanılan boru şeklinde polipropilen bir torbadır. Jeotüplerin farklı boyutlarda (5 ilâ 100 m uzunluğunda) çeşitleri bulunmakta olup, gerektiğinde polimer flokkülant da ilave edilerek periyodik ya da sürekli pompalama suretiyle doldurulurlar. Susuzlaştırma, filtreleme ile gerçekleştirilir; böylece katı maddeler (ağır metaller ve besinler) torbada yakalanır. Temiz su, jeotüplerin gözenekleri boyunca dışarı akar ve katılar kurutma yoluyla birleştirilir. Jeotüpler, işlem görecek olan atıkların hacmini %90’a kadar azaltırlar.
100 Maden sahalarının ıslahında hidro-tohumlama
Maden sahalarında, üretim sırasında da kapandıktan sonra da arazi düzenlenmeleri yapılmalıdır. Hidro-tohumlama olarak bilinen bir ekim işleminde, bitkilerin gelişmesi için toprağa gübre, tohum ve su karışımı püskürtülür.