Transcript Proje_Su_Atýmý

MADENLERDE SU ATIMI
M. Kemal ÖZFIRAT
KAPALI İŞLETMELERDE SU ATIMI
Yeraltı işletmeciliğinde suyun
şekillerde yapılır.
 Topuk bırakma
 Dolgulu yöntemle çalışma
 Yeraltı sondajları
 Sementasyon
 Set ve barajlar yapmak
kontrolü
aşağıdaki
BARAJLAR

Yeraltı ocaklarında çok su geliri olan eski çalışma yerleri ile yeni
çalışma yerlerini birbirinden ayırmak gerekir. Genellikle ayak
galerilerinde yapılan barajların yerlerinin seçimi de önemlidir.
Baraj yapılan yerde




arazinin sağlam,
çatlaksız ve az geçirgen olması gerekir.
Kumtaşı ve konglomera çok poröz, şistli killer ise
boşluksuz olmalarına rağmen az mukavim olduklarından
uygun değildirler. En iyi baraj yeri olarak kil içeren
sağlam tabakalar gösterilir.
Baraj yerinin hazırlanması sırasında hiçbir şekilde patlayıcı
madde kullanılmaz. Tersi durumda sağlam arazide çatlamalar
oluşabilir.
KİL BARAJLARI
Su gelirinin az olduğu bölgelerde çoğu zaman küçük bir
baraj ihtiyacı karşılayabilir. Bu tür barajlar genellikle
kalıcı bir barajın yapımı sırasında arka tarafı tutmak
amacıyla kullanılır. Şekilde görüldüğü gibi plakalar
arasına kil doldurmak suretiyle inşa edilirler. Kil su ile
temas edince şişmekte ve iyi bir sızdırmazlık temin
edilmektedir.
AHŞAP BARAJLAR

Ağaçtan yapılan barajlar, beton barajlardan daha az rijittir. Su
alınca şişip iyi bir sızdırmazlık kazanırlar. Çimentonun hemen
bulunamaması veya diğer acil durumlarda yapım yoluna gidilir.
Basınç altında çalışabilmeleri için konik şekilde yapılırlar.
Baraj, yerinde monte edilerek kamalanıp sıkıştırılır. Konikliğin
yarıçapı genellikle 3.5-9 m arasında olup, uzunlukları da 1-3 m
arasında değişir. Barajın yüzü suya dayanıklı çimento ile
sıvanır. Yüzeyi 0.5 m olan, 2.5 m uzunluğundaki bir baraj iyi
yapılmışsa 18 kgf/cm2 basınca kadar dayanıklı olabilir.
BETON BARAJLAR

Bu barajlar bazen tamamen beton olarak, bazen de iki duvar arasına beton dökülerek yapılır. Tuğla
duvarlar tavan, taban ve galerilerin yan duvarlarına açılan oyuklara oturtulur.

Tuğla duvarlar arasına kuru ve kırılmış tuğla parçaları veya molozlar konulur. Sonra borulardan
pompalanan çimento enjeksiyonu ile betonlaşır. Enjeksiyon basıncı, beklenen su basıncının iki katıdır.
Baraj yapılırken yapım sahasının kuru olması için küçük bir barajcık inşa edilir. Bu sırada gelen sular,
su borusu vasıtasıyla taşınır. Baraj tamamen su ile dolu olunca bu boru ya kapatılır ya da bir vana ve
manometre ile donatılır.

Önceleri beton barajlar yalnızca küresel şekilde iken, daha sonraları yüksek su basıncının (100
atmosfere kadar) barajın kavisli kısmında enlemesine gerilmeler dışında arazide makaslama ve
adhezyon etkileri de meydana getirdiği tespit edilmiş ve uygulamada Şekilde görüldüğü gibi, barajda
enlemesine gerilmeleri arttırmak sureti ile baraja etki eden su basıncının büyük kısmının daha
başlangıçta kayaca taşıtılması sağlanmış olur. Böylece araziye yapılan basıncın yüksek olması
nedeniyle kayma ve sürtünme dirençleri de büyümüş olmaktadır.
POMPALARLA SU ATIMI
 Pompaların
madencilikte en fazla kullanılan
türleri santrifüj pompalar olmaktadır. Pistonlu
pompalar daha yüksek verime sahip olmalarına
rağmen yaygın olarak kullanılmazlar. Pistonlu
pompalarda sürtünme dolayısı ile aşınma söz
konusudur.
POMPALARLA
SU ATIM
KOMBİNASYONLARI
(a)’da su, kuyunun en derin kısmında
yapılan havuzda toplanıp oradan yeryüzüne
pompalanır.
Pompalar birbirlerine (b)’deki gibi seri
bağlanıyorsa güç ve kapasitelerinin aynı
olması gerekir. Bu yöntem derinliği 700 m
den fazla olan kuyularda uygulanır.
Su gelirinin fazla olduğu ocaklarda, üst
katlara gelen suyu alt katta toplayıp yeniden
yukarı pompalamak her zaman ekonomik
olmayabilir. Bu durumda (c)’deki gibi, alt ve
üst katların suyu ayrı ayrı yeryüzüne
pompalanır. Fakat bu yöntemde, kuyu içinde
büyük bir mesafe boyunca çift boru
bulunmakta, üstelik her hatta güçlü pompa
tesisi sebebiyle gerek ilk yatırım gerekse
işletme maliyetleri yüksek olmaktadır.
Üst katta toplanan suyun çok daha fazla
olması durumunda, ana pompa tesisini bu
kata kurmak ve alt katın az olan suyunu
daha küçük tesisle bu kata pompalama
yoluna gidilir (d).
(a)
(c)
(b)
(d)
SU TOPLAMA HAVUZLARI

Su toplama havuzları genellikle kuyuya yakın yerlerde inşa
edilirler. Suyun hem toplanmasını hem de süzülmesini temin
ederler. Su geliri az ve düzgün ise, kuyuyu 15-20 m daha
derinleştirerek bu kısmı, aynı zamanda toplama havuzu gibi
kullanmak mümkündür. Ancak, su düzensiz ve fazla ise havuz
yapma zorunluluğu doğar.

Havuzların büyüklükleri ve sayısı herşeyden önce su gelirine
bağlıdır. Suyun yeryüzüne çıkışı kuyulardan biri yardımıyla
yapılır. Derin madenlerde dışarı atılan suyun ocağa giren temiz
havayı ısıtması ihtimali düşünülerek, suyun pompajı hava çıkış
kuyularından yapılır.
SU TOPLAMA HAVUZLARI
Havuz büyüklüğünü belirleyen diğer bir faktör ise pompa kapasiteleri ve
sayılarıdır.
Tesisatın 24 saat devamlı çalıştırılmasından kaçınılmalı, ayrıca aynı güç ve
kapasitede bir de yedek tesis bulundurmaya dikkat edilmelidir. Su geliri
fazla ve düzensiz ise devamlı pompaj gerekebilir.
Havuzlar mümkün olduğunca az geçirgen ve sağlam arazide yapılır.
Havuzdaki tahkimat, aşındırıcı suların etkisi ile büyük bir korozyona maruz
kalır. Bu yüzden ağaç ve çelik tahkimatlar kullanılmaz. Eğer zorunlu olarak
ağaç tahkimat kullanılması gerekiyorsa ağacın emprenye edilmesi gerekir.
En uygun tahkimat beton ve tuğla tahkimattır.
Yeraltı su havuzu kesiti
POMPA İSTASYONLARI
 Pompa
dairelerinin hacmi, pompa tesislerini
rahatça içine alacak şekilde olmalıdır. Genellikle
pompalar uzun eksenleri boyunca arka arkaya
dizilirler ve böylece tulumba daireleri uzun ve
dar bir görünüm kazanır. Bu düzen, ulaşımı ve
bakım işlemlerini kolaylaştırır.
Tulumba
dairesi
E = t + b + c
L = n (p + a) + k + z
ve
şeklindedir.
POMPALAR
POMPA SEÇİMİ
 Pompa
seçimi sırasında esas olarak şu
özelliklere dikkat etmek gerekir.
 Pompa ve borulamanın kaba projesi yapılır.
Burada tüm borular, fittingler, valfler,
ekipmanlar ve sistemdeki diğer üniteler
gösterilir. Projede tüm boyutları belirtilir.
 Debi
tespit edilmelidir. Debi miktarının
tespitinde çalışma koşulları göz önüne
alınmalıdır.
 Toplam
manometrik
yükseklik
hesaplanmalıdır. Bu Bernoulli bağıntısı
yardımıyla hesaplanır.
 Sıvının özellikleri tespit edilmelidir. Sıvının
viskozitesi, aşındırma durumu, yoğunluğu çok
iyi bir şekilde incelenmelidir.
 Pompa sınıf ve tipi seçilmelidir.
Pompaların Sınıflandırılması
Sınıf
Tip
Santrifüj
Pompalar
Salyangozlu
Karışık Akışlı (Tek veya Çok Kademeli)
Eksenel Akışlı
Rotatif
Pompalar
Dişli
Kanatlı
Vidalı
Roots
Pistonlu
Pompalar
Direkt Etkili
Kranklı (Simpleks - Dubleks)
Diyaframlı


Bu pompalar özellikle madenlerde çok kullanılır. Bu nedenle maden pompaları
olarak da isimlendirilirler. Normal olarak 18.9 lt/dk ile 1893 lt/dk arasında
değişen debilere ve 76.2 m’ye kadar tek parça basma yüksekliğine sahiptir.
Nisbeten ucuz, güvenilir ve sessizdirler. Konstrüksiyon olarak derli-toplu ve
basittirler.
Santrifüj pompa, sıvının basılması için santrifüj kuvvetten istifade eden pompa
tipidir. Çarkın orta tarafından gelen sıvı çark kanatları tarafından yakalanır ve
çark kanatlarının dönme hareketine uydurularak yüksek bir hız elde edecek
şekilde ivmelendirilir (Şekil). Sonra santrifüj kuvvetin etkisi ile bir dairesel kanal
veya salyangoz içerisine aktarılarak pompanın basma ağzına sevk edilir.
Bir santrifüj pompanın çalışma prensibi
UYGULAMA
Tekne şeklindeki bir formasyonun en derin yerinde bir drenaj tesisinin kurulması
istenmektedir. Bunun için 12 m3/dak kapasiteli 3 adet santrifüj pompa satın
alınmıştır. Formasyonun en derin noktasının kotu +65 m dir. Buradan emilecek olan
su, +108 m kotundaki bir kanala verilecektir. Normal su geliri 9-12 m3/dak olarak
tahmin edilmektedir. Pompa borularının toplam uzunluğu 250 m dir. Çekilecek su
miktarı 12 m3/dak olarak kabul edilecektir. Manometrik çekme yüksekliği, gerekli
boru çapı ve motorların güçlerini hesaplayınız (Borularda 4 adet 90 lik dirsek ve 1
adet vana mevcuttur).
Veriler:
Çekilecek su miktarı
Basma yüksekliği
Toplam boru uzunluğu
Suyun yoğunluğu
Pompa verimi
Q= 12 m3/dak veya 720 m3/saat
hg= (+108) - (+65) = 43 m
L= 250 m
= 1000 kg/m3
ng= 0.75
İstenenler:
a) Boru çapı (D)
b) Manometrik çekme yüksekliği (Hm)
c) Motor gücü (Nm)
a) Boru kesiti
Q=F.v
F=
12 m3 / dak
F=
= 0.1
120 m / dak
F=
 .D2
D = 0.36
bulunur.
m
veya
formülünden
m2 olarak bulunur.
D=
4
Q
v
4F
4 . 01
.
D 
= 0.36 m
314
,

D = 360
mm
olarak
b) Manometrik yükseklik Hm = hg + hD dir.
hg= 43 m
= 0.03
v= 2 m/sn
g= 9.81 m/sn2
D= 0.36 m
v2
hD = 
L
2gD
L = Toplam boru uzunluğu + vana ve dirseklere ait eşdeğer toplam boru uzunluğu
Her bir 90 lik dirsek 7.0 m lik, her bir vana 8.0 m lik boru uzunluğunun direncine
karşılık gelmektedir. Buna göre;
L = 250m + 4 ad. dirsek . 7.0 m + 1 ad. vana . 8.0 m
L = 250 m + 28 m + 8 m
L = 286 m
Değerler hD formülünde yerine konursa
(2m/sn)2 .286m
hD = 0.03 .
2.9.81.0.36m
Hm = hg + hD
hD = 4.86 m  5
mSS bulunur
idi
Hm = 43 m + 5 m
Hm = 48
mSS
bulunur.
c) Motor gücü hesabı
Q . Hm . 
Nm =
102 . ng
(kW) dır.
0.2m3 / sn.48m.1000kg/m3
Nm =
102.0.75
Q= 0.2 m3/sn
Hm= 48 m
= 1000 kg/m3
ng= 0.75 olarak alınırsa
Nm = 125.49 kW
(170.6 HP) bulunur.
%20 Emniyet payı ile Gerekli motor gücü=125.49 × 1.20 =150,58 kW =155-160
kW seçilebilir.
Su
atımı sunum sonu