Determination of the optimal equipment fleet for overburden stripping operation in a surface coal mine with discrete event simulation
Ayrık olay simülasyonu ile bir açık ocak kömür madenindeki dekapaj kazısı için en uygun filo ekipmanlarının belirlenmesi
- Tez No: 687125
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ERKAYAOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Kömür, sürdürülebilir kalkınmada önemli bir faktör olan enerji üretiminde önemli bir role sahiptir. Artan enerji talebini karşılamak için termik santrallere sürekli olarak yeterli miktarda ve kalitede kömür sağlamak için dekapaj kazılarının ve kömür üretim kapasitelerinin artırılması gerekmektedir. Bu çalışmada, bir açık ocak kömür madeninde dekapaj kazısı operasyonu için en uygun ekipmanları belirlemek için ayrık olay simülasyonu metotu uygulanmıştır. Şirketin uzun vadeli planına göre, 2021-2030 yılları arasında yıllık üretim miktarının önemli ölçüde artırılması hedeflenmiştir. Dekapaj kazılarındaki öngörülen artış miktarı, bu kapasitenin konvansiyonel yük taşıma ekipmanları ile karşılanıp karşılanamayacağının araştırılması gerekliliğini doğurmuştur. Üretim programının çevresel etkisini belirlemek için kamyonların yakıt tüketimi de karbon dioksit emisyonları hesaplanarak incelenmiştir. Bu çalışma ile yük taşıma algoritması için ön model geliştirilmiş ve sahadan elde edilen GPS verileri ile her yıl için madenin üretimi simüle edilmiştir. Üretim modellerini oluşturmak için HAULSIM® 3D nakliye simülasyon yazılımı kullanılmıştır. Simüle edilen yük taşıma modeli, madeninin yol ağını, kazı sahasını, döküm sahasını ve yardımcı tesisleri içermektedir. Üretim yılları, daha kısa çalışma günleriyle temsil edilecek şekilde basitleştirilmiştir. Yıllık bazda hazırlanan modellerin simülasyonu sonucu, maden sahasındaki bazı bölgelerde trafik sorunu oluşabileceği belirlenmiştir. Bu trafik sorunlarını çözmek için yeni bir maden planı ve yol ağı tasarlanmış ve planlanmış üretimi sağlayacak kamyon sayısının belirlenmesinde modeller yeniden değerlendirilmiştir. Bu çalışma ile önceki ve mevcut maden planlarında kullanılmaları öngörülen kamyonların yakıt tüketim verileri karşılaştırılarak madencilik ekipmanlarının çevresel etkileri araştırılmıştır. Çalışma sonucunda, yeni maden planının ve yeni yol ağının, üretim oranını 2024 yılı için %26, 2025 yılı için %6, 2026 yılı için %33, 2028 yılı için %23 ve 2030 yılı için %3 oranında artırarak trafik sorununun çözülmesine yardımcı olduğu gösterilmiştir. Mobil ekipmanların makine sağlığı ve üretim miktarları ile ilgili gerçek zamanlı verilerin sağlanması için bir filo yönetim sisteminin uygulanması önerilmektedir. Yeni bir maden ve yol planı tasarlanarak trafik sıkışıklığı olan bölgelerde trafik sorunu ortadan kaldırılmış ve bu doğrultuda gerekli kamyon sayısı %27 oranında azaltılmıştır. Toplanan veriler, simülasyon ve iş zekası araçlarının geliştirilmesi yoluyla mevcut operasyonu daha iyi temsil etmek için kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Coal has a significant role in energy production, which is an essential factor in sustainable development. Overburden removal and coal production capacities have to be increased to provide sufficient amount and quality of coal continuously to thermal power plants to meet the increasing energy demand. In this study, discrete event simulation was implemented to determine the optimum equipment fleet for overburden removal operation in a surface coal mine. According to the long-term plan prepared by the company that provided data, the annual production rate was targeted to be increased significantly for ten consecutive years between 2021 and 2030. The foreseen amount of increase in overburden material led to the necessity of investigating whether this capacity can be met by utilizing conventional load-haul equipment. The fuel usage of haul trucks was investigated to determine the environmental impact of the production schedule by means of carbon dioxide emissions as well. Through this study, a preliminary model of the dispatch algorithm was developed, and the production of a surface coal mine was simulated for each year with the GPS data collected on-site. HAULSIM® 3D haulage simulation software was used to create the production models. The simulated dispatch model contains the road network, excavation site, dumpsite, and ancillary facilities of a surface coal mine in Turkey. Each production year was simplified to be represented by a shorter duration of operation days. After each model was run, simulation model results indicated that a traffic congestion might occur in some areas due to blockage of the trucks. A new mine plan and road network were designed to solve this issue, and the new models were re-evaluated to determine the required number of trucks to meet the planned production. Environmental impacts of the mining equipment were investigated through this study by comparing fuel consumption data of trucks utilized for previous and current mine plans. As a result of the study, it was proven that the new mine plan and new road network helped to solve the traffic issue by increasing the production rate by 26% for the year 2024, 6% for the year 2025, 33% for the year 2026, 23% for the year 2028 and 3% for the year 2030. It is suggested that a fleet management system is implemented to provide real-time data related to the production and the machine health of mobile equipment. By eliminating traffic congestions, the required number of trucks decreased 27% in traffic congestion areas by the aid of the new mine plan and road design. The collected data could be used to better represent the current operation by simulation and the development of business intelligence tools for continuous improvement.
Benzer Tezler
- Gemiadamlarının yeterliliklerinin değerlendirilmesi için model araştırması
Başlık çevirisi yok
OĞUZ BAĞÇECİ
- Türk denizcilik eğitimi için sistem planlaması
A System planning for Turkish maritime education
ÖZKAN POYRAZ
- Su dağıtım şebekelerinde en uygun basınç yönetimi metodunun belirlenmesi
Determination of the optimal pressure management method in water distribution networks
MEHMET MELİH KOŞUCU
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET CÜNEYD DEMİREL
- Ardahan üniversitesi kampüs binaları için optimum hibrityenilenebilir enerji üretim sistemlerinin belirlenmesi
Determination of the optimum hybrid renewable powergenerating systems for campus buildings of Ardahan university
KADİR AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiArdahan ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN HÜSEYİN ÇOBAN
- Planyalanmış kızılçam (Pinus brutia Ten.) ürünlerinde taguchi deney tasarımı ile optimum işleme şartlarının belirlenmesi
Determination of optimum milling parameters of turkish red pine (Pi̇nus bruti̇a Ten.) by using taguchi design experiment method
GÜRCAN GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Ağaç İşleriSüleyman Demirel ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABDULLAH SÜTÇÜ