KÖMÜRLERİN OLUŞUMU, ÖZELLİKLERİ VE HAZIRLANMASI

Dünyadaki nüfus, kentsel gelişim ve sanayileşme hızının artışı ile birlikte enerji tüketimi de her geçen gün artmaktadır. Günümüzde dünya birincil enerji kaynaklarının %81’i fosil yakıtlardan, %19’u ise yenilenebilir ve nükleer enerji kaynaklarından oluşmaktadır.

Kömür, bitki, hayvan ve diğer organik maddelerin bataklıklar altında kalması ile oluşan, yanabilir bir kayaç olarak tanımlanır. Uygun koşullar altında uzun yıllar sonucu tamamlanan fiziksel ve kimyasal değişimlerle kömür oluşur. Bu değişim, turbaların oluşumu ve turbaların kömürleşme süreci olmak üzere iki aşamada gerçekleşir.

Turbalaşma, kömürleşmenin ilk evresi olan, bataklıklardaki bitki ve organik artıkların biyokimyasal süreci olarak tanımlanır.

Kömürün oluşabilmesi için turbaların yeterli kalınlığa ulaşması gerekir. Önemli jeolojik parametrelerden biri ise turba birikim hızıdır. Kömürün oluşabilmesi için turba birikim hızı birçok etmene bağlıdır. Bunlar: turbanın içinde bulunduğu jeolojik ortamın çökme hızı, bitki bolluğu ve organik maddelerin bozunma hızıdır.

Mikrobiyal aktivitelerin izlenmediği, turbaların kimyasal ve jeolojik etkiler ile çeşitli derecedeki kömürlere dönüşüm süreci ‘kömürleşme’ olarak tanımlanır. Kömürleşmeye etki eden parametreler; sıcaklık, zaman, basınç, gömülme derinliği ve jeolojik olaylardır.

Parametrelere bağlı olarak kömürleşme sürecinde farklılıklar meydana gelir. Bu farklılıklar ‘kömürleşme derecesi (kömürün olgunluk derecesi)’ olarak adlandırılır. Sürecin herhangi bir aşamada durması durumunda en azdan en çok olgunluğa doğru sırasıyla turba, linyit (kahverengi kömür), taş kömürü (bitümlü kömür), antrasit oluşur.

Kömürleşme derecesinin artmasına bağlı olarak ısıl değer artar, nem içeriği azalır.

Litotip, gözle görülebilen, organik kökenli bantlı bileşenlerdir. Taşkömürleri vitren, klaren, düren ve füzen olmak üzere dört ayrı litotip içerir.

Maseral, gözle görülemeyen ve mikrolitotipleri oluşturan tamamen kömürleşmiş organik bitki parçacıklarıdır.

Kömürün içerisinde bulunan inorganik maddeler kökenlerine göre üç grupta incelenir:
• Primer bitkilerden gelen inorganik maddeler (örneğin; kalsiyum, magnezyum, demir, sodyum vb.),
• Turba oluşumu esnasında su ve rüzgar gibi etkenlerle taşınarak kömürün bünyesine giren inorganik maddeler,
• Kömürleşme sürecinden sonra derinden ve yüzeyden gelen suların etkisi ile çatlak ve boşlukları dolduran mineral maddeler.

Kömürün özellikleri, kömürleşme derecesine, kömürün bileşimine ve oluşum şartlarına bağlıdır.

Gözenekli maddelerin yoğunluğu, yığın yoğunluğu, görünür yoğunluk ve gerçek yoğunluk olmak üzere üç farklı başlıkta incelenir. Kömürün birim hacminin kütlesine yığın yoğunluğu adı verilir. Görünür yoğunluk, kömürünün kütlesinin hacmi kadar yer değiştiren sıvı hacmine bölünmesiyle elde edilir. Gerçek yoğunluk ise kömürün kütlesinin gerçek hacme bölünmesidir.

• nem
• yoğunluk
• gözeneklilik
• sertlik
• öğütülebilirlik ve ufalanabilirlik
• ısıl iletkenlik
• manyetik duyarlılık

Kömür işletmeciliğinde, kömürün kullanıma hazır hâle getirilmesi için genel olarak açık işletme metodu ya da yeraltı işletme metodu tercih edilmektedir.

Seçilen metot, kömür damarının kalınlığına, derinliğine, eğimine, birikimin jeolojik konumuna ve çevre koşullarına göre belirlenir.

Açık işletme metodunda sırasıyla aşağıdaki adımlar uygulanır.
• Bitki örtüsünün ve üst toprağın kaldırılması ile yüzeyin hazırlanması
• Kaya tabakalarının kırılması ve patlayıcılar yardımıyla parçalanması
• Örtü tabakasının yüklenmesi ve araziden uzaklaştırılması
• Madenin çıkarılması ve araziden uzaklaştırılması

Açık işletme metotları, sürekli ve kesikli olmak üzere iki gruba ayrılır. Sürekli sistemlerde malzeme akışı devamlı olup çalışmalar aralıksız olarak sürdürülür. Kesikli sistemlerde ise çalışma şartları ve teçhizat tipine göre periyodik çalışmalar yapılır.

Yeraltı işletmeciliğinin temel işlemleri;
• Hazırlık,
• Üretim,
• Tahkimat,
• Nakliyat,
• Havalandırma,
• Su atılması olarak sıralanabilir.

• Uzun Kazı Arınlı Yöntemler
    • Uzun Ayak Üretim Yöntemi
    • Çapraz Ayak Üretim Yöntemi
• Dar Kazı Arınlı Yöntemler
    • Tavan Arınlı Ayak Yöntemi
    • Taban Arınlı Ayak Yöntemi
    • Yanal Arınlı Ayak Yöntemi
• Topuklu Yöntemler
    • Göçertmeli Topuklu Ayak Yöntemi
    • Dolgulu Topuklu Ayak Yöntemi
    • Çapraz Topuklu Ayak Yöntemi
    • Travers Ayak Yöntemi
    • Kara Tumba
    • Ara Katlı Göçertme Yöntemi
• Oda Yöntemi
    • Oda-Topuk Yöntemi
    • Oda Yöntemi

Kollektör olarak kerosen tipi yağlar kullanılan yüzdürme işlemi, aşağıda belirtilen amaçlar için uygulanmaktadır. Bu amaçlar;
• Yıkama suyu içerisinde kalan toz kömürü geri kazanmak,
• Proses suyunun temizlenmesi,
• Kömürün kükürdünün giderilmesi,
• Kömürde bulunan çeşitli maseralleri ayırarak koklaşabilir kısımların hazırlanması şeklinde sıralanabilir.