Bazı açık maden işletmelerinde partikül madde salınım ölçümü ve değişiminin meteorolojik koşullar, malzeme ve iş makinesi özellikleri ile modellenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ZEKERİYA DURAN
Danışman: BÜLENT ERDEM
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu doktora tez çalışması kapsamında, Sivas ilinde bulunan bir alçıtaşı ve iki kalker işletmesinde delme, yükleme ve taşıma faaliyetleri sırasında açığa çıkan ve özellikle insan sağlığı için risk teşkil eden PM (TAPM, PM10, PM2,5 ve PM1) ve eş zamanlı olarak termal konfor parametrelerinin (hava sıcaklığı, çiğ noktası sıcaklığı, yan rüzgâr, karşı rüzgâr/kuyruk rüzgârı, bağıl nem, istasyon basıncı ve rüzgâr hızı) ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ölçümler yapılırken çalışma koşullarındaki malzemenin özelliklerini temsil eden numuneler (~5 dak/numune) alınmış olup laboratuvarda nem ile silt+kil analizleri yapılmış ve makine özellikleri de kayıt altına alınmıştır. Yapılan çalışma ile atmosferik ve meteorolojik koşulların, ekipman ve malzeme özelliklerinin PM salınımı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bağımlı değişken olarak alınan PM salınımı ile atmosferik koşullar, malzeme ve ekipman özelliklerinden oluşan bağımsız değişken grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişkinin olası varlığı ve PM salınım kestirim denklemlerinin oluşturulması için iki farklı istatistiksel analiz paketinden (SPSS ve WEKA) faydalanılmış ve sonuçları yorumlanmıştır. İlk aşamada bir istatistiksel analiz paketi yardımıyla delme, yükleme ve taşıma faaliyetlerinden kaydedilen ham verilerin normal dağılıma uygunlukları test edilmiş ve tüm ham (TAPM, PM10, PM2,5 ve PM1) veri setlerinin çoğunlukla normal dağılıma uymadıkları görülmüştür. Bu nedenle ham veri setleri doğal logaritma (ln), logaritma (log), tersi (1/ham) ve bölümü (ham/1000) alınarak dönüştürülmüş ve oluşturulan yeni veri setlerinin normal dağılıma uygunlukları test edilmiştir. Normal dağılıma uygunluk sağlayan veriler, bu istatistiksel paket yardımıyla üç farklı yöntemle (toplu giriş, aşamalı ve ileriye doğru seçim) regresyon analizleri yapılmıştır. Delme, yükleme ve taşıma faaliyeti için yapılan doğrusal regresyon modelleri incelendiğinde, düzeltilmiş belirlilik katsayısının düşük olduğu (R²≤%45) görülmüştür. İkinci aşamada, modelleri daha iyi yansıtacak M5P karar ağacı algoritması kullanılmıştır. Karar ağacı algoritmasıyla her bir PM (TAPM, PM10, PM2,5 ve PM1) boyutu için birbirinden bağımsız olarak salınım tahmin formülleri türetilmiş ve modellerin açıklama kapasitesini yansıtabilecek düzeyde yüksek düzeltilmiş belirlilik katsayıları elde edilmiştir. Regresyon analiz sonuçlarına göre; maden işletmelerinde benzer faaliyetlerdeki PM salınımlarına etki eden parametrelerin benzer olduğu, ancak salınım değerlerinin çok fazla değişim göstermiş olduğu belirlenmiştir. Alçıtaşı ve kalker işletmelerinde delme, yükleme ve taşıma faaliyetleri sırasında ölçümü yapılan TAPM, PM10, PM2,5 ve PM1 salınımlarının kapsayıcı olan birisini kullanarak diğerlerini kestirebilmek amacıyla regresyon modelleri hazırlanmıştır. Yapılan ölçüm ve değerlendirmeler ışığında madencilik faaliyetlerinden salınan PM miktarı; maden sahasının bulunduğu bölgeye özgü meteorolojik koşullar (hava sıcaklığı, bağıl nem, çiğ noktası sıcaklığı, rüzgâr hızı "karşı ve yan rüzgâr hızları dâhil", istasyon basıncı gibi), ekipman özellikleri (yükleyici kova hacmi, kamyon kütlesi, kamyon hızı, kamyon teker sayısı gibi) ve çalışma yapılan bölgedeki malzemenin nem ile silt+kil içeriklerine bağlı olarak değişmiştir. Ölçüm yapılan işletmelerdeki PM salınımları dikkate alındığında, en yüksek PM salınım değerleri delik delme sırasında gerçekleşmiş, bunu taşıma ve yükleme faaliyetleri takip etmiştir. Ancak, taşıma sırasında yolun sulanması özellikle TAPM ve PM10 salınım değerlerini önemli oranlarda düşürdüğü, PM2,5 ve PM1 salınım değerlerini çok fazla etkilemediği görülmüştür.