ASSESSMENT OF ENERGY EFFICIENCY IN HORIZONTAL WELL APPLICATIONS USING GEORADAR AND PIEZOMETER DATA IN OPEN PIT MINING OPERATIONS

Abstract

Open Pit Mining, Groundwater Management, GeoRadar, Piezometer, Energy Efficiency, Horizontal Drainage Well, Hydrogeology. The mining sector has significant importance in energy efficiency studies due to high energy consumption and the predominance of commercially sourced energy. This study aims to enhance energy efficiency in groundwater disposal processes in open pit mining operations by determining optimal horizontal drainage well placements using GeoRadar, piezometer wells, and structural geological data. The methodologies employed include GeoRadar-supported deformation mapping, monitoring groundwater levels using piezometer data, and detailed mapping of structural geology features. Comparative analyses between horizontal drainage wells and vertical pump wells demonstrated that horizontal wells provide approximately 60% lower energy consumption and around 40% reduction in unit water drainage costs. Additionally, geological, and hydrogeological analyses indicate that horizontal drainage wells offer particular energy and cost advantages in regions characterized by highly permeable fault breccias. Consequently, optimizing horizontal well placement based on hydrogeological data in open pit mining operations can significantly contribute to sustainable mining practices by reducing energy consumption.

Keywords

• Open Pit Mining
• Groundwater Management
• GeoRadar
• Piezometer
• Energy Efficiency
• Horizontal Drainage Well
• Hydrogeology

AÇIK MADEN İŞLETMELERİNDE GEORADAR VE PİYEZOMETRE VERİLERİ KULLANILARAK YATAY KUYU UYGULAMALARININ ENERJİ VERİMLİLİĞİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ

Abstract

Madencilik sektörü, yüksek enerji tüketimi ve kullanılan enerjinin büyük kısmının ticari kaynaklardan sağlanması nedeniyle enerji verimliliği çalışmalarında öncelikli bir öneme sahiptir. Bu çalışmada açık ocak madencilik faaliyetlerinde yeraltı suyunun uzaklaştırılması süreçlerinde enerji verimliliğini artırmak amacıyla GeoRadar, piyezometre kuyuları ve yapısal jeoloji verileri kullanılarak yatay drenaj kuyularının optimum yerleşimleri belirlenmiştir. Çalışma kapsamında kullanılan yöntemler arasında GeoRadar destekli deformasyon haritalaması, piyezometre verileriyle yeraltı su seviyelerinin izlenmesi ve yapısal unsurların detaylı haritalanması bulunmaktadır. Sahada uygulanan yatay drenaj kuyularının dikey pompa kuyularıyla karşılaştırmalı analizleri sonucunda, yatay kuyuların su tahliyesi için yaklaşık %60 daha düşük enerji tüketimi sağladığı ve birim su drenaj maliyetlerinin dikey kuyulara göre ortalama %40 daha az olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, jeolojik ve hidrojeolojik analizler sonucunda yatay kuyuların, özellikle yüksek geçirgenliğe sahip fay breşleri bölgelerinde enerji ve maliyet açısından avantaj sağladığı ortaya konmuştur. Sonuç olarak, açık ocak madencilik işletmelerinde yatay kuyu uygulamalarının hidrojeolojik verilerle optimize edilmesinin, enerji tüketimini azaltarak sürdürülebilir madencilik faaliyetlerine katkı sağlayabileceği gösterilmiştir.

Keywords

• Açık Ocak Madenciliği
• Yeraltı Suyu Yönetimi
• GeoRadar
• Piyezometre
• Enerji Verimliliği
• Yatay Drenaj Kuyusu
• Hidrojeoloji

Thanks

Çalışma süresince saha verilerinin toplanması, değerlendirilmesi ve teknik konularda sağladıkları katkılardan dolayı Acacia Maden İşletmeleri’ne teşekkür ederim.

References

1. AECOM, 2017. Gökırmak Copper Project hydrogeological impact assessment. Ankara.
2. Akbaş, B., Kaya, D., Eyidoğan, M., 2018. Bir otomobil montaj fabrikasının enerji tüketim analizi ve enerji tasarrufu potansiyelini değerlendirilmesi.
3. Akhan, H., 2022. Sanayide enerji yönetimi: Pompa ve fan sistemlerinde verimlilik artırıcı uygulamalar. Alanlı, A., 2022. Türkiye’de enerji verimliliğine yönelik politikaların değerlendirilmesi.
4. Aydın, M., 2016. Enerji verimliliğinin sürdürülebilir kalkınmadaki rolü: Türkiye değerlendirmesi.
5. Beale, G., Read, J., 2013. Guidelines for evaluating water in pit slope stability. CSIRO Publishing, Melbourne.
6. Bulgurcu, M.T., 2024. Ground control principles based on retrospective analyses from actual site conditions in open pit mining.
7. Fugro, 2021. Gökırmak Copper Mine geological modelling. Ankara.
8. Güçlü, B., Bayrakçı, H.C., Süzen, A.A., 2018. Elektrik sayaçlarının uzaktan okunması ve enerji analizi. Kaya, D., 2019. Demir çelik sektöründe enerji verimliliği.

9. Kırbaş, İ., 2019. Binalarda enerji verimliliği uygulamaları: MAKÜ Mühendislik Mimarlık Fakültesi örneği.
10. Mazor, E., 1991. Applied chemical and isotopic groundwater hydrology. Great Britain: Open University Press.
11. Oğuz, M.F., Sevin, M., 2007. 1/100 000 ölçekli Türkiye jeoloji haritaları No: 76 Kastamonu – E32 paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara, Türkiye.
12. Read, J., Stacey, P. (Edt.), 2009. Guidelines for open pit slope design. CSIRO Publishing, Melbourne.
13. Rhino, 2021. Acacia Maden A.Ş. açık ocak su yönetimi hidrojeolojik değerlendirme raporu. Ankara.
14. Robertson, A.H.F., 2002. Overview of the genesis and emplacement of Mesozoic ophiolites in the Eastern Mediterranean Tethyan Region. Lithos, 65, 1-67.
15. RPS, 2015. Asya Maden İşletmeleri A.Ş. Gökırmak Copper Project, Turkey, mine water management. Berkshire. Yıldız, A., Akgül, S., Güvercin, S., 2018. Enerji verimliliği ve sanayideki uygulamaları.