Bir yer altı metal madeninde hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi ile havalandırma analizi ve değerlendirmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YAVUZ AYDEMİR
Danışman: Güzin Gülsev Uyar Aksoy
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez kapsamında, mekanize bir yer altı metal madeninde havalandırma sistemlerinin performansı, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak üç boyutlu olarak incelenmiştir. Yer altı madenciliğinde güvenli ve verimli bir üretim ortamı sağlanabilmesi için temiz hava temini ve zararlı gazların etkin bir şekilde uzaklaştırılması büyük önem taşımaktadır. Bu bağlamda, klasik havalandırma hesaplarının yetersiz kaldığı noktalarda, gelişmiş sayısal modelleme yöntemleri önemli avantajlar sunmaktadır. Çalışma kapsamında seçilen yer altı metal madenine ait maden tasarımı detaylı biçimde modellenmiş, fan, galeri ve baca sistemleri dikkate alınarak hava debisinin dağılımı, hız ve basınç profilleri çıkarılmıştır. Modelleme süreci ANSYS yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiş; öncelikle geometri (maden tasarımı), daha sonra ise uygun mesh yapısı oluşturulmuştur. Hesaplamalarda sınır koşulları üretim faaliyetlerine uygun şekilde belirlenmiştir. Simülasyonlar üç ana senaryo altında gerçekleştirilmiştir: farklı termodinamik koşullar, patlatma sonrası gaz yayılımı ve yer altı yangını durumları. Özellikle yangın senaryolarında, dumanın galeri boyunca yayılımı, derişimi ve sıcaklık artışı analiz edilerek tahliye süreleri hesaplanmıştır. Üç farklı yangın noktası belirlenerek dumanın yayılma hızı ve derişim izleri değerlendirilmiştir. Ayrıca, patlatma işlemi sonrası oluşan gazların (özellikle CO ve NOx) dağılımı izlenmiş ve havalandırma sisteminin bu gazları ne kadar sürede tahliye edebildiği hesaplanmıştır. Elde edilen bulgular, mevcut havalandırma sisteminin belirli senaryolarda zorlandığını ve özellikle daha büyük yangın durumlarında hava akışının tersine dönebileceğini göstermektedir. Bu durum müdahale sürecini zorlaştırabilir. Ayrıca, mevcut fanların kapasite sınırına yakın çalıştığı ve alternatif hava yönlendirme stratejilerinin gerekliliği vurgulanmıştır. Bu tez çalışması, yer altı madenlerinde HAD tabanlı havalandırma analizinin hem normal işletme koşulları hem de acil durum senaryoları açısından nasıl kritik çıktılar sağlayabileceğini ortaya koymuştur. Çalışmanın özgün katkısı, yangın ve patlatma sonrası gaz dağılımı gibi gerçekçi koşullar altında üç boyutlu modellemelerin uygulanması ve elde edilen sonuçlara göre sistem iyileştirme önerilerinin sunulmasıdır. Aynı zamanda bu çalışma, yer altı maden işletmelerinde havalandırma sistemlerinin tasarımı, optimizasyonu ve acil durum planlaması konularında uygulamaya dönük yol gösterici niteliktedir.