Maden havalandırma şebekelerinin optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, havalandırma şebekelerinden kısıtsız optimizasyon teknikleri ile çözümlenebilirliği incelenmiş ve havalandırma şebeke hesaplamalarında maden mühendisliğine getirilebileceği kolaylıklar araştırılmıştır. Havalandırma şebekeleri için çok değişkenli, doğrusal olmayan, kısıtsız bir model oluşturulmuştur. Model, şebekede tüketilen hava gücünün üçte birini ifade etmektedir. Bu durumda problem, şebekedeki güç tüketimini enküçükleyen hava miktarı değerlerinin hesaplanması olarak şekillenmektedir. Modelin çözümünde, amaç fonksiyonun türevini değerlendiren kısıtsız optimizasyon teknikleri kullanılmıştır. Bu tekniklerin en Hızlı İniş, Fletcher-Reves, Newton ve Davidon-Fletcher-Powell yöntemleri için bilgisayar programları yazılmıştır. Örnek şebekeler üzerinde uygulamalar yapılarak, havalandırma şebelerinin kısıtsız optimizasyonteknikleri ile çözümlenebileceği kanıtlanmıştır. Başlangıç hava miktarı değerlerinin sıfır olarak atanmasının kısıtsız optimizasyon tekniklerinin çalışmasında önemli bir olumsuz etki yapmadığı belirlenmiştir. Davidon-Fletcher-Powell yönteminin göz seçimine büyük kolaylıklar getirdiği saptanmıştır. Kısıtsız oltimizasyon teknikleri sonuca daha az iterasyonda ulaşabilmekle birlikte, çözüm süresi bakımından Hardy Cross yöntemine üstünlük sağlayamamıştır. Kısıtsız optimizasyon tekniklerinin ilk bir kaç iterasyonda optimum noktaya oldukça yaklaşabildikleri, daha sonraki iterasyonlarda ise yavaş bir yakınsama gösterdikleri belirlenmiştir. Hardy Cross yöntemi ise tersine bir yaklaşım göstermiştir. Her iki avantajı birleştiren bir kombine yöntem geliştirilerek, örnek şebekelere uygulanmıştır. Kombine yöntemin gerek istasyon sayısı, gerekse çözüm süresi bakımından Hardy Cross tekniğine oranla daha avantajlı olduğu beleirlenmiştir. Bu yöntem için bir bilgisayar programı yazılarak, uygulamacı maden mühendisinin kullanımına sunulmuştur.