KUZEY REN WESTFALYA EYALETİ TAŞKÖMÜRLERİ KURUMLARI
MADEN OCAKLARINDA KÖMÜR TOZU PATLAMALARINA KARŞI SU BARAJLARI
I –– GENEL
Kuzey Ren Westfalya Eyaleti Yüksek Maden Dairesinin Taşkömürü Maden İşletmeleri için 20.02.1970 tarihli Maden Nizamnamesinin (BVOSt) 1. Bölüm ( 219 – 227 ) maddeleri içerisinde kömür tozu patlamalarına karşı alınacak önlemleri işlemiştir.
Maden Nizamnamesi (BVOSt) 219. maddesinde, kömür tozu birikmelerine ve toplanmalarına karşı alınacak önlemleri göstermiştir.
Bu önleyici tedbirlere rağmen meydana gelebilecek kömür tozu infilakının barajlar vasıtasıyla dur-durulması zorunlu kılınmıştır.
Bu nedenle Maden Nizamnamesi (BVOSt) 220. maddeleri 1. parag¬rafında infilak barajları, su veya toz barajları olarak ele alınmıştır.
İnfilak barajlarının yapımında kullanılacak su teknelerinin şekilleri, biçimleri ve malzemenin özellikleri ma-den dairesi tarafından müsaade edilmiş olması gerekir.
Bu güne kadar dört tip su teknesi (küvet) barajlarına müsaade edilmiştir. Bunlardan 1. ve 2. tipleri 1967 yılında, 3. ve 4. tipleri ise 1970 yılında kullanılması Maden Dairesi tarafından uygun bulunmuş¬tur.
Esasen İnfilak barajları, değişik yerlerde ocakları birbirleri¬ne karşı korumak için yerleştirilmiştir.
Ancak tecrübeler kömür tozu patlamasının Maden ocaklarının her yerinde, her köşesinde meydana gelebi-leceğini göstermiştir. Bu gerçekler den Maden Nizamnamesinin (BVOSt) 221. maddesindeki kurallar or-taya çıkmıştır.
Gerçekler infilakın diğer ocaklara yayılmasını önleyecek, ayar¬layacak iki emniyet sistemine ayırmış-lardır.
a) Galeri kavşaklarından ve galeri ayrımlarından itibaren en az 50 m en fazla 75 m mesafelerde
b) Alt ve üst taban yollarında en fazla 200 m aralıklarda, diğer düz ve eğimli galerilerde 400 m ara-lıklarda infilaka karşı infi¬lak barajlarının bulundurulması zorunlu tutulmuştur.
Bu nizamname maddesi içersinde istenilen sistem geliştirilme aşamasında olup, bütün ocakları bir infilak barajları ağı ile kaplamak ve söz konusu su barajlarını 30 m aralıklarla su tekneleri grupları(baraj) oluşturmak suretiyle ocaklara yaymaktır.
II –– I. ve II. TİPLERDE UYGULANAN SU BARAJLARININ AÇIKLAMASI
I. ve I I. tip barajlar arasında büyük bir fark yoktur. İkisi de galeri istikametine dik olarak yerleştiri-lir.
I. tipte su tekneleri ( küvetler ) bir çerçeve içerisine asılır.
I I. tipte su tekneleri taşıyıcılar üzerine yerleştirilir.
Her iki tipte de aşağıdaki şartların bulundurulması zorunludur.
a) Su. miktarı, su konsantrasyonu ve baraj uzunluğu :
Su barajları galeri kesitinin her m2 si için en az 200 İt su içermeli ve baraj kısmında (baraj sı-nırları içersinde) 5 İt/m3 su kon¬santrasyonu bulunmalıdır. Ayrıca barajların uzunluğu en az 20 m tutul¬malı ve baraj içinde raflar arasındaki mesafeler en az 1,2 m olmalıdır.
b)- Kaplama (örtme) :
Baraj içersinde bir raftaki tekne boyları toplamı; 14 m2 galeri kesitine kadar olan galerilerin taban genişliğinin en az % 50 sini kaplamalıdır.
14 m2 galeri kesitinden fazla olan galerilerde taban geniş¬liğinin en az % 65 ini kaplamalıdır.
c)- Tekneler arasındaki boşluklar:
Bir rafta tekneler arasındaki her boşluk en fazla 1,2 m, birden fazla boşlukların toplamı en fazla 1,5 m olmalıdır.
d)- Teknelerin düzeni ve büyüklüğü:
Aslında tekneler uzunluklarıyla galeri eksenine (istikame¬tine) dik olarak yerleştirilecektir. Ancak belirli şartlar altında her sırada bir su teknesi galeri eksenine paralel yerleştirilebilir. Su tekne¬leri 70 İt su ihtiva etmek mecburiyetindedir. Bunun haricinde 30 İt. su kapasiteli teknelerde kullanılabilir.
e)- Tekne sıralarının yapılması :
Taşıyıcı çerçeveler ve (Tip 1) veya buna bağlı olarak tekne taşıyıcılarının geleceği mesnetler tahki-mat veya galeri gidajına sağlam şekilde sabitleştirilecektir. Ne var ki bu yapılış şartları her iki ti¬pinde kulla-nış şekillerine göre farklı yapı tarzlarına ayırmaktadır.
III –– 3. tip su tekneleriyle yapılan barajlara açıklamalar:
3. tip su barajı genelde 1. ve 2. tip barajların geliştirilmiş ve bir araya getirilmiş şeklini göstermekte-dir.
Tip 3 diğer tiplere nazaran aşağıdaki farkları arz etmektedir.
a) Bir su tekneleri ile meydana getirilen barajda tekneler asılmış ve taşıyıcılar üzerine yerleştirilmiş şekilde beraber kullanılabilmek¬tedir. Yani asılmış bir sıra su teknesi üzerine başka su tekneleri de yerleştiri-lebilmektedir.
b) Su teknelerinin, tekne sıralarında ayrıca düzenlenmesine gerek yoktur. Buna karşılık su tekneleri yatay ve dikey olarak karşılıklı de¬ğiştirilebilmektedir. Galerinin 3 metrelik bir kısmında düzenlenmiş olan su tekneleri bir tekne gurubu oluşturmaktadır.
c) 3. tip barajlar için en az uzunluk diye bir şart konulmamış¬tır. Buna karşılık tip 1 ve tip 2 de ol-duğu gibi galeri kesitinin her m2 sine 200 lt. ve galeri hacminin her m3 üne 5 litre su baraj kısmın¬da isten-mektedir.
d) Galeri genişliğini barajla örtülme koşulu daha geliştirilmiş şekilde açıklanmıştır. Barajın montaj yerinde en büyük genişliği olduğu ga¬leri kesitlerinde,
Galeri kesiti 10 m2 ye kadar olan yerlerde % 35
“ “ 114 m2 ye kadar olan yerlerde % 50
“ “ 14 m2 den fazla olan yerlerde % 65
Su tekneleri gruplarıyla örtülmüş olması zorunlu kılınmıştır.
1,80 m yüksekliğinde bulunan yani daha yükseğe asılamayan su tekne grupları arasındaki boşluklar toplamı 1,80 metreyi geçmeyecek, tekneler arasındaki boşluklar 1,5 metreden fazla olmayacaktır.
e)- Galeri eksenine dik olarak yerleştirme koşulu sadece 90 litre kapasi¬teli ( DİN 21576 normuna göre 2. boy ) su tekneleri için geçerlidir. 40 litre kapasiteli (DİN 21576 normuna göre 1. boy) su tekneleri ga¬leri eksenine hem dik hem paralel kullanılabilmektedir.
f)- Taşıyıcı çerçeveler, tekne taşıyıcılar veya bunların askıları, arazi¬ye, tahkimata ve diğer galeri içindeki tesislere sabitleştirilebilmektedir.
IV- 4. Tip Su tekneleriyle yapılan barajlara açıklamalar
Şimdiye kadar işlenilen baraj tipleri 1, 2 ve 3 tamamlayıcı eksiksiz olarak düşünülmüş su barajları olup Nizamnamesi (BVOSt) 221. maddesine göre yapılmışlardır.
Buna karşılık 4. tip su barajı, ocak bölümlerini, daha ziyade özellikle taban yollarını aralıksız şekil-de su tekneleriyle donatmak¬tır. ¬
Bu tip baraj aşağıdaki şartlarla (koşullarla) belirlenmiştir.
a) — Her su teknesi grubu bir öndeki tekne grubuna kadar olan hacmi karşılayacak şekilde yani her m3 ’ e 1 litre su bulundurulacak şe¬kilde zorunlu kılınmıştır.
— İki tekne grupları arasındaki mesafe 30 metreyi geçmeyecektir.
— Galeri kavşakları ve Galeri ayrımlarıyla baraj arasındaki mesafe 30 metreyi geçmemelidir. Diğer konsantreli tiplerde olduğu gibi en az şu kadar mesafe bırakılacak diye bir şart konulmamış¬tır.
d)–– Taban yollarında, ayak girişi ile baraj arasındaki mesafeyi sürekli kısa tutmaya çalışmak ve mümkün mertebe mesafenin 35 met¬reyi geçmemesine özen gösterilmelidir.Ancak bu kısımda ilave tekneler bulun-duruluyorsa ve gerçek su miktarı ve konsantrasyo¬nu yerine getirilmişse, bu mesafe 90 metreye kadarda çıkartılabilir.
Teknelerin teker teker yerleştirilmesinde ve tekne gruplarını oluşturulmasında tip 3’de olduğu gibi aynı şartlar geçerlidir.
1.1. GİRİŞ
Bilindiği gibi, her hangi bir patlama sonucu oluşabilecek kömür tozu patlamasının yayılmasını önle-yip, dar bir sahada bloke edebilmek amacıyla dünya madenciliğinde kullanılan baraj tipleri toz barajları ve su barajla¬rı olmak üzere iki tiptir.
1.1.2. BU GÜNKÜ DURUM
Müessesemizde halen toz barajları kullanılmakta olup, ek olarak elle toz serpme yapılmaktadır. İle-riki aşamalarda, yağ asidi ile doyurulmuş taş tozu kullanılıp, nemin taş tozunu etkileyip topaklanmasını önlemek amaçlan¬maktadır.
2.1. SU BARAJINI SEÇİM NEDENLERİ
Toz barajlarında kullanılan taş tozunun temini sırasında, çeşitli nedenlerle malzeme akışının kesinti-ye uğraması kuvvetle muhtemeldir. Bunun yanında, su barajları ile birlikte emprenye edilmiş taş tozunun, toz püskürt¬me aparatı ile püskürtülmesine devam edilmelidir. Ayrıca, taş tozu baraj¬larının işçiliği fazladır. İlk yatırım maliyeti düşüktür, üretim sırasında havaya kalkan kömür tozlarının, hava akımı ile taşınarak barajlardaki taş tozunun üzerine çökmesi ve bu kömür tozunun uzaklaştırılmasına zorluğu, di¬ğer bir deza-vantajdır.
Su barajlarında ilk yatırım maliyetinin yüksek olması ve su tekneleri¬nin dış alıma bağımlı olması dezavantajlardır. Ayrıca kat ve kesesiye lağım¬ların önemli bir bölümünün B -10 ( 10 m2 ) olması, troley hattının geçtiği ve yeni alınan 17 tonluk Eimco motorların yüksekliğinin fazla olması tabandan itibaren ( taban kabarması ve tavan inmeleri göz önüne alınarak ) 2,5 metre bir yükseklik gerektirmektedir.
Bu ise, gerek kapların yerleştirilmesinde gerekse taban genişliğinin kaplanma yüzdesinin sağlanma-sında zorlanmalara neden olmaktadır.
Su barajlarında malzeme kullanımının ( su ) ve temininin, baraj bakımı¬nın kolay olması olumlu yön-lerdir. Su barajlarının seçimi daha uygundur. Taban yollarında taş tozu barajları düşünülmelidir.
Eğer su barajları seçilecekse en kısa zamanda kat ve kesesiye lağımlar en az B -14 kesite çevrilme-lidir.
2.1.2. HESAPLAMALAR
Havzamıza dış alımı yapılan su tekneleri 90 lt. lik olup, hesaplamalar 80 lt üzerinden yapılmıştır. Alman Maden Nizamnamesi ( Tüzüğü) göz önüne alındığında, tüm ocak açıklığının gerekli şartlar sağlana-rak, su barajları ile kaplanması ön görülmüştür.
Montaj ve bakım kolaylığı düşünülerek kat ve kesesiye lağımlar için tip – 2 barajlar uygun görül-müştür.
Kat lağımları ve kesesiye lağımlar için gerekli olacağı düşünülerek B-10, B-14, B-18 kesitleri için hesaplamalar yapılmıştır.
Bu arada su ve basınçlı hava şebekesinin galeri ortasına değil, yan taraflara asılması gerekir.
Barajlar kurulduktan sonra bir defter tutulmalı ve aylık baraj kontrol¬leri bu deftere işlenmelidir.
2.1.2.1. ÖN KABULLER
Galeri eksenine dik olarak yerleştirilecek teknelerle oluşturulacak baraj uzunluğu en az 20 m, m2 ye gerekli su miktarı 200 lt/m2, m3 e gerekli su miktarı 5 lt/m3 tekne sıraları arası en az 1,2 m, kavşak baraj arası 50 – 150 m, kat ve kesesiye lağımlarda baraj araları 400 m, galerinin su tekneleri ile kaplanması yüz-desi 14 m2 ye kadar % 50, 14m2 den fazlası için % 65 olması ön görülmüştür.
2.1.2.2. B –10 İÇİN BARAJ HESAPLAMALARI : ( TİP – 2 )
Galeri kesitinde her m2 için gerekli su 200 İt/m2 olduğuna göre B – 10 için 200 x 10=2000 İt. dir. Gerekli tekne sayısı ise 2000 / 80= 25 üniform olması için 26 alınmıştır. Her rafta 2 tekne olabildiğine göre bir barajda 13 raf olacaktır. Raf araları 1,5 m. ( en az 1,2 m. ) seçilmiştir. Baraj uzunluğu (tekne genişliği 50 cm. dir) 13 x 0,5=6,5 m, 12 x 1,5=18 m , 6,5+13= 24,5 m . Baraj sahası içinde su yoğunluğu 26 x 80 = 2080 İt ; 24,5 x 10 (m2) = 245 m3 ; su yoğunluğu 2080/245 = 8,48 It / m3. Bir raf uzunluğu¬nun taban genişliğine oranı (%) ;(1650 / 4060 ) x 100 = 40. Şartların zorlamasından dolayı gerekli % 50 tutturulama-yıp % 40 ta kalınmaktadır.
2.1.2.3- B-14 İÇİN BARAJ HESAPLAMALARI ( TÎP – 2 )
Galeri kesitinde her m2 için gerekli su 200 İt / m2 olduğuna göre B – 14 için 200 X 14=2300 İt.dir. Gerek-li tekne sayısı ise 2800 / 30=35 üniform olması için 36 alınmıştır. Her rafta 3 tekne olabildiğine göre bir baraj 12 raf olacaktır. Raf araları l, 5 m seçilmiştir. Baraj uzunluğu ( tekne genişliği 50 cm.dir). 12 x 0, 5 = 6 m; 11 x 1, 5 = 16,5 m. 16,5 + 6 = 22,5 m. Baraj sahası içinde su yoğunluğu 36 (adet) x 80 (lt) = 2880 ( İt. ) ; 22,5 ( baraj uzunluğu mt.) x 14 ( galeri kesidi m2) = 315 m3 ; baraj içi su yoğunluğu 2880 / 315 = 9, 14 It/m3. Bir raf uzunluğunun taban genişliğine oranı (%) ( 2625 / 5300 ) x 100 = 49 olmaktadır.
2.1.2.4. B – 18 İÇİN BARAJ HESAPLAMALARI ( TİP -2)
Galeri kesitinde her m2 için gerekli su 200 lt / m2 olduğuna göre B – 18 için 200 x 18 = 3600 İt dir. Gerekli tekne sayısı ise 36OO / 80 = 45 olur. Üniform olması için 44 alınmıştır. Her rafta 4 tekne olabildiğine göre bir baraj 11 raf olacaktır. Raf araları 1, 5 m seçilmiştir. Baraj uzunluğu (tekne genişliği 50 cm dir.) 11 x 0, 5= 5,5 m; 10 x 1,5 = 15 m. 15 + 5, 5 = 20,5 m. Baraj sahası içinde su yoğunluğu 44 (adet) x 80 ( lt ) = 3520 İt, 20,5 ( baraj uzunluğu mt ) x18 (m2) = 369 m3 , su yoğunluğu 3520 / 369= 9, 53 İt / m3. Bir raf uzunluğunun taban genişliğine ora¬nı ( % olarak) ( 3 700 / 6 000 ) x 100 = 61 bulunur.