Simulation-based evaluation of blasthole drilling key performance metrics in surface mining
Açık ocak madenciliğinde patlatma delgileri için anahtar performans göstergelerinin simülasyon tabanlı değerlendirilmesi
- Tez No: 832853
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR GÖLBAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Anahtar performans göstergesi, Ayrık olay benzetimi, Açık ocak madenciliği, Key performance indicator, Discrate event simulation, Open pit mining
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Açık ocak madenciliği, yüzeyden maden çıkarma metodolojilerindeki başlıca tekniklerden biri olarak öne çıkmaktadır. Bu karmaşık süreçte, delme ve patlatma ile başlayıp yükleme ve taşıma ile devam eden operasyonel döngü sorunsuz bir şekilde ilerler. Neredeyse tüm madencilik yöntemlerinde, delme ve patlatma kayayı parçalamak için kullanılan yaygın tekniklerden biridir. Genel olarak delgi, üretim için yapılan patlatma işlemlerinde patlayıcıların yerleştirileceği delikleri oluşturmak için kullanılmaktadır. Bu durum, delme ve patlatmanın madencilik alanındaki önemli rolünün altını çizmektedir. Delgilerin çok işlevli rolü, maden yataklarının derinlemesine araştırılmasına yardımcı olmaktan, hassas patlatma delikleri oluşturmaya, enjeksiyon yoluyla toprak stabilizasyonunda rol oynamaya, yeterli drenaj mekanizmaları sağlamaya ve zemin desteği yoluyla madencilik arazisini güçlendirmeye kadar bir dizi madencilik faaliyetini kapsar. Bu bilgiler ışığında, bu çalışma, açık ocak madenlerindeki üretim delgi operasyonları sırasında meydana gelen dinamik etkileşimi netleştirmek için özel olarak tasarlanmış gelişmiş bir olay simülasyon algoritması oluşturmak için kapsamlı bir yolculuğa çıkmaktadır. Bu algoritma, sadece gözlemlemek için değil, aynı zamanda açık ocak madencilik alanlarının geniş yelpazesinde üretim delgilerinin verimliliğini belirleyen Anahtar Performans Göstergelerini (APG) detaylı bir şekilde ölçmek için kalibre edilmiştir. Olay analizi akış şemalarının kullanımı, delgi faaliyetlerinde yer alan birincil ve ikincil faktörler arasındaki karmaşık etkileşimin anlaşılmasında hayati önem taşımaktadır. Bu akış şemaları yalnızca karmaşık dinamikleri aydınlatmakla kalmaz, aynı zamanda bir delgi operasyonunun farklı bileşenleri arasındaki performans değişkenlerine de ışık tutmaya yardımcı olur. Operatörler böylesine kapsamlı bir yaklaşım kullanarak, değişen operasyonel koşullar nedeniyle ortaya çıkan belirsizlikleri hesaba katmak ve yönetmek için daha donanımlı hale gelirler. Bu gelişmiş bakış açısı, verimliliği en üst düzeye çıkarmak için karar verme ve delgi süreçlerine hakim olmak konusunda daha sağlam bir çerçeve sunar. Bu çalışmada, özellikle kil/çamur ve kaya zemin arasındaki ayrım olmak üzere jeolojik yapıların, penetrasyon oranı üzerinde önemli bir etkisi vardır. Ortalama penetrasyon hızı karmaşık bir ortamda (kil/çamur ve kaya içeren ortam) 1.36 m/dakika iken, kil veya çamurlu yüzeylerle karşılaşıldığında 0.66 m/dakika'ya kadar düşmektedir. Penetrasyon oranları doğrudan jeolojik yapılar tarafından etkilenmektedir. Bu durumda, penetrasyon oranında %51'lik bir azalma olmuştur. Bakım politikaları, ekipman güvenilirliğini doğrudan etkiler ve proaktif stratejiler genellikle daha az duruş süresi ve gelişmiş operasyonel verimliliklerle sonuçlanır. Yapılan çalışmada, bir yıl içerisinde delici ekipman parçalarının aşınmasından/yıpranmasından kaynaklı toplam 225 arıza meydana gelmiştir. Arızaların %50'si bit aşınmasından kaynaklanmaktadır. Ekip yetkinliği de kritik olan ve delgi operasyonunu etkileyen faktörlerden biridir. Deneyimli ekipler, makineleri optimize ederek üstün performans elde edebilirler. Buna ek olarak, özellikle hava koşullarından kaynaklı ortalama 300 saat/yıl süren uzun duruşlar, uyarlamalı operasyon stratejilerinin gerekliliğini vurgulamaktadır. Analiz sonuçları, bakım ve onarımı düzenli yapılıp kontrol edilen ekipmanların, çeşitli jeolojik yapılarda yetenekli ekipler tarafından işletilmesinin, optimal delgi operasyonu sağladığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Open-pit mining is prominently recognized as one of the principal techniques in surface mines. In this complex process, operations flow smoothly from the initial stages of drilling and blasting to the subsequent steps of loading and hauling the material. In nearly all mining methods, drilling and blasting are the common techniques for rock breakage. Generally, drilling is performed to open holes where explosives can be placed to blast material for production. This condition highlights the importance of drilling and blasting within the broader context of mining operations. The multifunctional role of drilling is observed in a range of mining activities, from aiding in the in-depth exploration of mineral deposits, creating precise blast holes, playing a role in soil stabilization through grouting, ensuring adequate drainage mechanisms, to fortifying the mining terrain through ground support. Here, the current thesis study intends to develop an advanced event simulation algorithm tailored to clarify the dynamic interplay occurring during the production drilling operations at open-pit mines. This algorithm is designed to monitor, quantify, and evaluate the Key Performance Indicators (KPIs) of the production drilling operations where multiple and interactive uncertainties can arise. Using event analysis simulations becomes vital in understanding primary and secondary factors involved in drilling activities. These flowcharts highlight the complex interactions and help to reveal the variability in performance across different components of a drilling operation. By employing such a comprehensive approach, operators can be equipped to account for and manage uncertainties due to changing operational, environmental, and equipment conditions. This enhanced perspective offers a more robust framework for decision-making and fine-tuning drilling processes to maximize efficiency. This study shows that geological structures, especially the distinction between clay/mud and rock materials, significantly impact penetration rates. While the average penetration rate in a complex environment (both clay/mud and rock) is 1.36 m/min, it can drop to as low as 0.66 m/min when confronted with clay or muddy materials. Penetration rates are directly influenced by these geological structures, leading to a 51% reduction in this instance. In addition, maintenance policies play a crucial role in equipment reliability, with proactive approaches often resulting in reduced downtime and reinforced operational efficiencies. The study identified that, within a year, a total of 225 malfunctions occurred due to the failures in driller components. Remarkably, 50% of these failures stemmed from bit wear. Moreover, operator competency stands out as another critical factor influencing drilling operations. Experienced crews can harness machinery optimally, achieving superior performance. Last, prolonged halts, averaging 300 hours per year, mainly due to weather conditions, emphasize the necessity for adaptable operational strategies. Analysis results affirm that equipment, when regularly maintained and monitored, and operated by skilled crews across varied geological settings, ensures optimal drilling operations.
Benzer Tezler
- Simulation-based testing and evaluation of automated vehicle motion planning and control algorithms
Otonom araçların hareket planlama ve kontrol algoritmalarının simülasyon ortamında testi ve değerlendirilmesi
KEMAL FURKAN BEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHATTİN ÇAĞLAR BAŞLAMIŞLI
- A simulation based approach for reliability evaluation and optimization of time-dependent systems: A case study of production systems (barin plast company)
Güvenilirlik değerlendirme ve optimizasyonu için bir simülasyon tabanlı yaklaşım zamana bağımlı sistemler: Üretim sistemleri (barin plast şirketi) bir vaka çalışması
MORTEZA AHMADIVALA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Şehir ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AMIR AZARON
- Simulation, evaluation and study of digital breast tomosynthesis imaging based on compressed sensing methods using total variation minimization
Sayısal meme tomosentezi görüntülemenin toplam değişinti minimizasyonu kullanarak sıkıştırılmış algılama yöntemleri temelli benzetimi, değerlendirmesi ve çalışması
SAEEED SEYYEDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSA YILDIRIM
- Test and evaluation of jammer allocation algorithms for anti-drone systems: An agent-based simulation approach
Anti-drone sistemleri için karıştırıcı tahsis algoritmalarının testi ve değerlendirilmesi: Etmen tabanlı simülasyon yaklaşımı
AHMET BURAK BARAKLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Savunma ve Savunma TeknolojileriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET HALİT SEYFULLAH OĞUZTÜZÜN
PROF. DR. OKAN TOPÇU
- Modeling, simulation, and evaluation of a high resolution VIP positron emission mammography scanner based on pixelated semiconductor detector
Başlık çevirisi yok
DİLBER UZUN ŞAHİN
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiUnıversıtat Autónoma de BarcelonaFizik Ana Bilim Dalı
DR. MOKHTAR CHMEISSANI
DR. GIANLUCA DE LORENZO