Bilimsel Madencilik Dergisi

Bilimsel Madencilik Dergisi

Cilt 50 - Sayı 3 (Eylül 2011)
Sonlu Elemanlar Analizi İle Çekme Kepçeli Yerkazarın Kepçesi Üzerindeki Gerilmelerin İncelenmesi - Investigation of Stresses on the Shank of a Pulling Grave with a Finite Element Analysis
Sayfa Nuray Demirel, Onur Gölbaşı

 

ÖZET


Nuray DEMIREL(*) Onur GÖLBA$I(**)


 

Çekme kepçeli yerkazarların üretkenlikleri kepçenin kaya birimiyle etkileçimi ile dogrudan ilintilidir.  Bu etkileçim sırasında kaya biriminin gösterdigi dirence baglı olarak kepçede yüksek gerilmeler oluçmaktadır. Bu gerilmelerin kayaç özelliklerine göre degiçimini gözlemlemek  ve  gerilmelerin  yogun oldugu kepçe bileçenlerini tespit etmek, kepçenin daha etkin bir çekilde yer ile etkileçiminin saglanması ve bakım-onarım maliyetlerinin azaltılması için oldukça önemlidir. Bu çalıçmanın amacı çekme kepçeli yerkazarın kepçesinde oluçan gerilme dagılımının incelenmesi, bu gerilmelerin farklı kaya birimi özellikleri için gösterdigi degiçimin gözlenmesi ve kepçe üzerinde gerilmelerin en yogun oldugu noktaların tespit edilmesidir. Bu çalıçmada hedeflere ulaçmak için izlenen yol sırasıyla: (i) çekme kepçeli yerkazar kepçesinin üç boyutlu katı modelinin oluçturulması, (ii) kepçe-kaya birimi etkileçim ve kuvvet modelinin geliçtirilmesi, (iii) sonlu elemanlar analizi kullanarak kepçe üzerinde oluçan gerilmelerin ve çekil degiçikliklerinin incelenmesi, (iv) gerilme ve kaya birimi özellikleri arasında hassasiyet analizi ve (v) sonuçların degerlendirilmesidir. Çalıçma sonuçları en yogun gerilmelerin çekme halatının kepçe ile birleçtigi baglantı noktaları ve kepçenin diçlerinde oluçtugunu ve zeminin sıkılıgı arttıkça çekil degiçikliklerinin arttıgını göstermiçtir. Ayrıca hassasiyet analizi, kepçe üzerindeki gerilmelerin en fazla hassasiyet gösterdigi kaya birimi özelliginin içsel sürtünme açısı oldugunu ve en az hassasiyet gösterdigi kaya birimi özelliginin de yogunluk oldugunu göstermiçtir.

 

Anahtar Sözcükler: Çekme Kepçeli Yerkazar Kepçesi, Halat-Zincir Mekanizması, Gerilme Benzetimi, Bilgisayar Destekli Çizim, Sonlu Elemanlar Analizi

 

 

ABSTRACT

 

Dragline productivity is closely related to effective bucket-formation interaction. During this interaction substantial stresses and deformations may occur on the bucket and its components due to the external forces and heavy loads. Monitoring the distribution of these stresses and deformations and determining critical components of bucket are important for achieving optimized bucket-formation interaction and for minimizing maintenance costs and maximizing dragline productivity. Main objectives of the study presented in this paper are to investigate the stress distribution on the dragline bucket, to monitor the changes in the stress distribution for different formation characteristics, and to determine the critical points where the highest stresses occur. The research methodology followed entails: (i) developing 3D solid model of the dragline bucket, (ii) developing bucket-formation interaction model, (iii) investigating stress and deformations distributions on the dragline bucket, (iv) performing sensitivity analysis to determine the most influencing formation property on the stress distribution, and (v) assessing the results. The results showed that the dragline overloading conditions occurred on bottom edge of the bucket teeth and drag hitch parts. Moreover, sensitivity analysis showed that stress values on the bucket elements were the most sensitive to the changes in internal friction angle and the least sensitive to the changes in density.
Hidrometalurjik Araştırmalarda Yanıt Yüzey Yöntemlerinin (YYY) Kullanımı - Use of Response Surface Methods (YYY) in Hydrometallurgical Surveys
Sayfa M. Deniz Turan, H. Soner Altundoğan

ÖZET

 

Yanıt yüzey yöntemleri (YYY), sahip oldukları avantajlardan dolayı son yıllarda birçok mühendislik ve uygulamalı bilim dalında sıklıkla ve baçarılı bir biçimde kullanılmaktadır. En önemli avantajları; kolay optimizasyon imkânı, az sayıda deneysel veri ile maksimum bilgiye ulaçılması, etkin parametreleri eç zamanlı olarak degiçtirilebilme imkânı, parametreler arasındaki etkileçimin belirlenebilmesi ve önemsiz parametrelerin çıkarılması olarak sıralanabilir. Hidrometalurjik çalıçmalarda da metallerin kazanımı üzerinde etkin olan çok sayıda parametre bulunmaktadır. Hidrometalurji çalıçmalarında yanıt yüzey yöntemlerinin kullanılması, deneysel çalıçmaların tasarımı ve elde edilen sonuçların degerlendirilmesi açamasında oldukça faydalı olacagı düçünülmektedir. Bu çalıçmada, yanıt yüzey yöntemlerinin teorik temelleri kısaca ortaya konulmuç ve örnek bir hidrometalurji çalıçması üzerinde uygulama yapılarak tartıçılmıçtır.

 

Anahtar Sözcükler: Hidrometalurji, Yanıt Yüzey Yöntemleri, Liç.

 

 

ABSTRACT

 

Response surface methods (RSM) have been successfully and frequently used in many engineering and applied science fields due to their advantages. The main advantages can be sorted as opportunity of easy optimization, reaching maximum information by less experimental data, opportunity of changing significant parameters simultaneously, determination of interaction between parameters  and elimination of insignificant parameters. Metal extraction yields depend on many parameters in hydrometallurgical studies. Using the response surface methods in the hydrometallurgical studies is thought to be useful on the level of experimental design and evaluation of obtained results. In this study, theoretical fundamentals of response surface methods were explored briefly and a representative hydrometallurgical study was applied and discussed as an example.

 

Keywords: Hydrometallurgy, Response Surface Method, Leaching.

 

 

Bir Açık Ocak Kömür Madeninde Kamyon ve Bantlı Konveyörün Yaşam Döngüsü Değerlendirme Metodu İle Karşılaştırılması - Comparison of Life Cycle Assessment Method of Truck and Belt Conveyor in an Open Coal Coal Mine
Sayfa Mustafa Erkayaoğlu, Nuray Demirel

 ÖZET

Günümüzde yenilenebilir olmayan enerji kaynaklarının üretiminin ve kullanımının çevreye olan etkileri kritik bir rol oynamaktadır. Madencilik endüstrisi, son yıllarda artan sınırlandırmalar ile birlikte, çevreye olan etkilerini etkin şekilde yönetmeye ve azaltmaya çalışmaktadır. Yaygınlaşmaya başlayan bu eğilim maden mühendisleri ve yöneticileri karar verme aşamasında Yaşam Döngüsü Değerlendirme (YDD) gibi sistematik yöntemlerden faydalanmaya yöneltmiştir. Bu çalışma, açık ocak madenciliğinde kullanılan kamyonları ve bantlı konveyörleri YDD yöntemini kullanarak karşılaştırmaktadır. Asıl amaç, bu iki taşıma sistemini çevresel açıdan değerlendirerek karşılaştırma için YDD yönteminin kullanabilirliğini göstermektir. Bu çalışma kapsamında, i) YDD ve aşamalarının belirlenmesi, ii) kamyon ve bantlı konveyörün YDD karşılaştırması için fonksiyonel birimin tanımlanması, iii) SimaPro programı ile kamyon ve bantlı konveyörün parça üretim ve işletme aşamalarının modellenmesi konuları ele alınmaktadır. Sonuçlar değerlendirildiğinde taşıma ekipmanı seçimi sırasında çevresel etkilerin kullanımı amacıyla YDD‘nin etkin bir yöntem olabileceği ortaya konmuştur.

Anahtar sözcükler: Yaşam Döngüsü Değerlendirme, Açık Ocak Madenciliği, Kamyon, Bantlı Konveyör, SimaPro

 

ABSTRACT

Enviromental impacts of extraction and utilization of non-renewable resources are crucial more than ever. In recent years, mining industry has been faced with increasing constraints and forced to manage and mitigate the enviromental impacts associated with mining. Mining professionals and practitioners have become obliged to make decisions in accordance with certain systematic standards like Life Cycle Assessment (LCA). This study compares off-highway trucks and belt conveyors in a surface mine using LCA. Main objective of this study is to use LCA as a tool by using it as a comparison tool for these material handling systems. The research study involves: i) determination of LCA and its stages, ii) unit function definition for LCA comparison of off-highway trucks and belt conveyors, iii) modeling of manufacture and usage phases for off-highway trucks and belt conveyors with SimaPro software. The results of the study showed that LCA has a potential to become and efficient methodology aiming the utilization of enviromental burden in material haulage machinery selection.

Keywords: Life Cycle Assessment; Surface Mining, Off-highway Truck, Belt Conveyor, SimaPro 

Silis Kumunun Zenginleştirilmesinde Kullanılan Yöntemler ve Flotasyon İle Manyetik Ayırma Yöntemlerinin Demir Giderimi Bakımından Karşılaştırılması - Comparison of Methods Used in Enrichment of Silica Sand and Methods of Flotation and Magnetic Separa
Sayfa Hasan Hacıfazlıoğlu

 ÖZET

Silis kumu, ana bileşen olarak başlıca kuvarstan (SiO2) ve az miktarda kil, demir oksit ve kireçten oluşur. Genellikle cam kumu üretiminde kullanılan silis kumunun kil ve demir içeriğinin belli bir değerin altında olması istenir. Bu bakımdan silis kumundan demirli bileşiklerin ve diğer safsızlıkların giderilmesi için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Bu çalışmada, silis kumunun zenginleştirilmesi için kullanılabilecek alternatif yöntemler sunulmuş ve endüstriyel uygulamalarından bahsedilmiştir. Ayrıca, deneysel çalışmalarda Çatalca yöresi silis kumları flotasyon ve manyetik ayırma yöntemleri ile ayrı ayrı zenginleştirilmiş ve her iki yöntemin verimlilikleri analiz edilmiştir. Deney sonuçlarından, manyetik ayırmanın flotasyona alternatif olarak kullanılabileceği görülmüştür. Manyetik ayırıcı, silis kumundaki demir içeriğini %0.41‘den %0.06‘a düşürmüşken, flotasyon yöntemi demir içerğini %0.08‘e düşürmüştür. Bu bağlamda, silis kumunun saflaştırılmasında hem literatür hem de deney verileri dikkate alındığında alternatif yöntemlerin uygulanabileceği açıkça ortaya konmuştur. Özellikle çevresel hassasiyetlerin artmasıyla birlikte kimyasal kullanımını gerektiren proseslerin (liç ve flotasyon gibi) kısıtlanması alternatif zenginleştirme yöntemlerinin önemini daha da arttırmaktadır.

Anahtar sözcükler: Silis kumu, kuvars, zenginleştirme, demir giderimi, flotasyon, manyetik ayırma

ABSTRACT

Silica sand consists of mainly quartz (SiO2) as the main constituent and low amount of clay, iron oxide and lime. Clay and iron content of the silica sand which is generally used in glass production is desired to be under a certain value. In this respect, there are various methods to remove iron compounds and other impurities from silica sand. This study presents alternative methods for silica sand beneficiation and explains industrial applications. In addition, silica sand of Çatalca locality was individually beneficiated using flotation and magnetic separation methods and the efficiency of two methods were analyzed. Experiment results revealed iron content of silica sand from 0.41% to 0.06 while flotation method reduced iron content to 0.08%. In this respect, based on literature data and experimental data on silica sand purification, the applicability of alternative methods was indicated. Particularly, the processes which require the use of chemicals due to increased environmental sensitivity (such as leaching and flotation) increase the importance of alternative beneficiation methods.

 Keywords: Silica sand, quartz, beneficiation, iron removel, flotation, magnetic seperation