Maden ocaklarında oluşan patlamaları önceden tespit edecek yerli sistem geliştirildi

Akademisyenlerden oluşan bir grup maden ocaklarında oluşan patlamaların önüne geçecek bir sistem geliştirdi. Çalışmalar sonucu ortaya çıkarılan cihaz ile ölçülecek taş tozu ve kömür tozu oranları mevcut cihazlara göre daha hassas sonuç veriyor.

Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'ne bağlı Maden Mühendisliği bölümünden Prof. Dr. Suphi Ural ve Dr. Abdulkadir Ürünveren, Biyomedikal Mühendisliği bölümünden Prof. Dr. Mutlu Avcı ve Bilgisayar Mühendisliği bölümünden Dr. Öğretim Üyesi Buse Melis Özyıldırım'dan oluşan bir çalışma grubu tarafından geliştirilen bir cihaz ve yazılım sistemi sayesinde artık patlama olma ihtimalini önceden anlayıp maden ocağında çalışanlara erken uyarı verecek.

Yeraltı kömür ocaklarında üretim, nakliye ve depolama işlemleri sırasında meydana gelen kömür tozlarının patlamaları, yeraltı maden işletmeleri için karşılaşılan en önemli tehlikelerden biri. Yeraltı kömür ocakları galeri tabanında, duvarlarında ve tahkimat üstlerinde biriken kömür tozları uygun şartlar oluştuğunda, ocak havasında askıya geçerek patlamaya sebep oluyor. Kömür tozu patlamaları sonucunda ocak içerisindeki sıcaklıklar, 2000 C'ye kadar çıkarken CO gazı konsantrasyonu da yüzde 10'lara kadar çıkabilmektedir. Kömür tozu patlaması sonucunda, yüksek sıcaklık ve/veya zehirli gazlara maruz kalan çalışanların büyük bir çoğunluğu ya hayatlarını kaybetmekte ya da ciddi şekilde yaralanıyor.

Kömür tozu sebebiyle oluşan patlamaları engellemek adına bir sistem ve yazılım geliştirdiklerini söyleyen ekipten Prof. Dr. Mutlu Avcı açıklamasında "Bu sistem ile maden ocağı içerisinden alınan toz örneklerindeki taş tozu/kömür tozu oranlarının belirlenmesini hızlı bir şekilde mümkün kılan ve kullanıcısını yönlendirerek kömür tozu patlamasının önlenebilmesi için gerekli önlemlerin alınmasında önemli bir rol oynayan, kendisine ait kamera, ışıklandırma, mikroişlemcili sistem, dokunmatik ekran, kablolu ve kablosuz çevresel haberleşme ve besleme ünitelerinden oluşan, alev sızdırmaz özelliğe sahip ve kamera görüntüsü tabanlı bir ölçme sistemi geliştirdik. Bu sistem sayesinde optik yansıma esasına göre çalışan sistemlerden farklı olarak kamera ile renk ayrımı yapan bir sistem oluşturduk. Ekiple birlikte oluşturduğumuz bu sistem sayesinde umuyoruz ki kömür tozu patlamaları minimuma indirilmiş olacak" dedi.

Geliştirici ekipter yer alan Dr. Öğretim Üyesi Buse Melis Özyıldırım ise "Bu çalışmada ortaya konulan cihazımız, görüntü işleme ve yapay zekâ tekniklerini barındıran, kendi başına bağımsız olarak çalışan bir sistem olup dünyadaki tüm yeraltı kömür ocaklarında şistleme uygulamalarını hızlı, güvenilir ve yüksek hassasiyette ölçebilecek, her yere adapte edilebilir bir sistemdir. Böylece kömür tozu patlama riski, cihazın anlık ve hızlı ölçümü sayesinde maden ocağında kömür tozunun yoğun olarak bulunduğu alanlara taş tozunun zamanında ve yeterli miktarda ilavesiyle minimize edilebilecektir. Çalışma kapsamında geliştirilen cihaz, içerdiği kamera ile taş tozu-kömür tozu karışımlarına ait görüntülerin uygun ön işleme adımlarının ardından yapay sinir ağına uygulanması sonucu taş tozu-kömür tozu yüzde miktarlarını (ağırlıkça) tespit etmektedir. Bu cihaz ile ölçülecek taş tozu ve kömür tozu oranları mevcut cihazlara göre daha hassas sonuç vermektedir (ağırlıkça yüzde 1). Her şeyden önce dileğimiz bu sebepten dolayı yaşanan kayıpların azalmasıdır " açıklamasında bulundu.

Cihazın geliştiricileri arasında Maden Mühendisliği bölümünden Prof. Dr. Suphi Ural ise "1993 yılında Zonguldak, Kozlu Bölgesi'nde 263 işçi, 2003 yılında Karaman, Ermenek ilçesinde 10 işçi, 2010 yılında Balıkesir, Dursunbey İlçesi'nde 17 işçi grizu/kömür tozu patlaması sonucunda hayatını kaybetti. Bu ölümlerin önüne geçilebilmesi amacıyla 20. yüzyıldan itibaren bu konuda çeşitli çalışmalar yapıldı. Kömür tozunun patlamasının önlenmesinin en kolay yolu kömür tozunun içine yanıcı olmayan kireç taşı tozu karıştırmaktır. Bu amaçla yer altı kömür madenlerinde kömür tozu birikmesi muhtemel yerlere taş tozu serpme işlemi (Şistleme) yapılmaktadır. Birikmiş tozların patlamaması için taş tozu miktarının yüzde 80 olması hedeflenmektedir ve bu miktarın ölçümü için çeşitli yöntemler mevcuttur. Bunlardan en önemlisi kimyasal analiz yöntemi olup en doğru sonucu vermektedir. Ancak yeraltında kimyasal analiz yapma imkânı olmaması ve bu analizin uzun sürmesi nedeniyle daha pratik çözümler bulunmaya çalışıldı. Bu yöntemlerden bir tanesi taşınabilen ve optik yansıtma esasına dayalı çalışan sistemdir. Bu yöntemin de en önemli eksikliği uygulanan taş tozu serpme işleminin ne kadar başarılı olduğu konusunda net bir sonuç verememesidir. Bu amaçla Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'nde bir Doktora çalışması olarak "Kamera Görüntüsü Tabanlı Kömür Tozu Patlayabilirlik Ölçme Sistemi" tasarlayarak patentleme işlemleri yaptık" dedi.

"Amacımız can kayıplarını azaltmaya bir nebze olsun katkıda bulunmak"

Madem Mühendisliğinde görevli Dr. Abdulkadir Ürünveren, "Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'ne bağlı Maden Mühendisliği bölümünden Prof. Dr. Suphi Ural ve Dr. Abdulkadir Ürünveren, Biyomedikal Mühendisliği bölümünden Prof. Dr. Mutlu Avcı ve Bilgisayar Mühendisliği bölümünden Dr. Öğretim Üyesi Buse Melis Özyıldırım'dan oluşan bir çalışma grubu oluşturup bu cihaz ve yazılım sistemini geliştirdik. Bu sistem ile maden ocağı içerisinden alınan toz örneklerindeki taş tozu/kömür tozu oranlarının belirlenmesini hızlı bir şekilde mümkün kılan ve kullanıcısını yönlendirerek kömür tozu patlamasının önlenebilmesi için gerekli önlemlerin alınmasında önemli bir rol oynayan, kendisine ait kamera, ışıklandırma, mikro işlemcili sistem, dokunmatik ekran, kablolu ve kablosuz çevresel haberleşme ve besleme ünitelerinden oluşan, alev sızdırmaz özelliğine sahip ve kamera görüntüsü tabanlı bir ölçme sistemi geliştirdik. Bu sistem sayesinde optik yansıma esasına göre çalışan sistemlerden farklı olarak kamera ile renk ayrımı yapan bir sistem yapıldı. Bu çalışmada ortaya konulan, görüntü işleme ve yapay zekâ tekniklerini barındıran, kendi başına bağımsız olarak çalışan bir sistem olup dünyadaki tüm yeraltı kömür ocaklarında şistleme uygulamalarını hızlı, güvenilir ve yüksek hassasiyette ölçebilecek adapte edilebilir bir sistemdir. Böylece kömür tozu patlama riski, cihazın anlık ve hızlı ölçümü sayesinde maden ocağında kömür tozunun yoğun olarak bulunduğu alanlara taş tozunun zamanında ve yeterli miktarda ilavesiyle minimize edilebilecektir. Çalışma kapsamında geliştirilen cihaz, içerdiği kamera ile taş tozu-kömür tozu karışımlarına ait görüntülerin uygun ön işleme adımlarının ardından yapay sinir ağına uygulanması sonucu taş tozu-kömür tozu yüzde miktarlarını (ağırlıkça) tespit etmektedir. Bu cihaz ile ölçülecek taş tozu ve kömür tozu oranları mevcut cihazlara göre daha hassas sonuç vermektedir. Bu özellikleri sayesinde şu anda en hassas sonuçla en doğru sonucu verip erken uyarı veren bir sistem geliştirdik. Amacımız can kayıplarını azaltmaya bir nebze olsun katkıda bulunmak" açıklamasında bulundu.

Madenlerde oluşan patlamaları önceden tespit eden bu sistem ayrıca 17-22 Eylül 2019 tarihlerinde İstanbul'da düzenlenen 4. İstanbul Uluslararası Buluş Fuarı ISIF'19'da jüri tarafından bronz madalya ile ödüllendirildi.