Akademik Veri Yönetim Sistemi
8th INTERNATIONAL CONGRESS ON CONTEMPORARY SCIENTIFIC RESEARCH, Stockholm, İsveç, 1 - 08 Temmuz 2025, ss.566-575, (Tam Metin Bildiri)
Yeraltı kömür madenlerinde havalandırma, hem çalışan
sağlığı hem de ekipman güvenliği açısından kritik öneme sahiptir. Bu ortamlarda
solunum, makine kullanımı, formasyon özellikleri (örneğin metan gazı),
patlayıcı madde kullanımı ve üretim sırasında oluşan toz gibi çeşitli
kirleticiler havayı olumsuz yönde etkiler. Bu kirleticiler, yeraltındaki
oksijen seviyesini düşürerek çalışma ortamının güvenliğini tehdit eder. Bu
nedenle, havalandırma sistemlerinin etkinliği madencilik faaliyetlerinde temel
bir gereklilik olarak karşımıza çıkmaktadır.
Günümüzde yaygın olarak kullanılan göçertmeli uzunayak
üretim yönteminde, göçük bölgesinde bir miktar kömür kalmakta ve bu kömür,
ortam koşullarına bağlı olarak kendiliğinden yanma riski taşımaktadır.
Özellikle sıcaklık, nem, kömürün rankı, yüzey alanı ve oksijen mevcudiyeti gibi
etmenler bu riski artırmaktadır. Bu bağlamda, göçüğün geçirgenliğinin
(permeabilite) belirlenmesi, yanma riskinin analiz edilmesi açısından önem arz
etmektedir. Bu çalışmada, göçük yapısı sonlu elemanlar yöntemi kullanılan bir
paket program aracılığıyla modellenmiştir.
Ayrıca, yeraltı ortamında deformasyonun arttığı
bölgelerde permeabilitenin de yükseldiği gözlemlenmiştir. Bu doğrultuda,
Ventsim paket programı kullanılarak permeabilitesi yüksek alanlarda yangın
senaryoları oluşturulmuş ve yanma sonucu oluşan gazların zamana bağlı
konsantrasyon değişimleri analiz edilmiştir. Çalışma, hem yangın riskinin
modellenmesi hem de havalandırma stratejilerinin iyileştirilmesi açısından
önemli bulgular sunmaktadır.
Ventilation in underground coal mines is of critical
importance for both worker safety and the reliable operation of machinery.
Underground environments contain various air pollutants originating from
respiration, machinery exhaust, geological formations (e.g., methane gas),
explosives, and dust generated during production. These contaminants reduce
oxygen concentration and negatively affect the safety of the working
environment. Therefore, an effective ventilation system is essential for safe
mining operations.
In longwall mining with caving - a widely applied
underground coal extraction method - a portion of the coal remains within the
caved area. Under certain conditions, such as elevated temperature and
humidity, coal rank, surface area, and the presence of oxygen, this residual
coal can be prone to spontaneous combustion. Determining the permeability of
the caved zone is vital for assessing this risk. In this study, the caved zone
was modeled using a finite element method (FEM)-based software package to
evaluate its permeability characteristics.
Furthermore, it was observed that permeability tends
to increase in regions experiencing higher deformation levels underground.
Using the Ventsim software, fire simulations were conducted in zones of
increased permeability. The temporal variation in combustion gases was analyzed
throughout the simulations.
This study presents significant findings regarding the
modeling of spontaneous combustion scenarios and the assessment of gas
dispersion patterns. The results can contribute to the development of more
effective ventilation strategies and enhanced fire risk management in
underground coal mining operations.