BAZI MAGMATİK KAYAÇLARIN KAYAÇ DAYANIM KATSAYISI VE SCHMIDT SERTLİĞİ ARASINDAKİ İLİŞKİLER

Transkript

1 Madecilik, Cilt 47, Sayı, Sayfa 5-36, Hazira 8 Vol.47, No., pp 5-36, Jue 8 BAZI MAGMATİK KAYAÇLARIN KAYAÇ DAYANIM KATSAYISI VE SCHMIDT SERTLİĞİ ARASINDAKİ İLİŞKİLER The Relatioships Betwee Coefficiet of Rock Stregth ad Schmidt Reboud Hardess of Some Igeous Rocks Geliş (received) 3 Şubat (February) 8; Kabul (accepted) 8 Nisa (April) 8 Olgay YARALI (*) Aıl KANDEMİR (**) Aykut EREN (***) ÖZET Bu çalışmada, Zoguldak Bölgesi de alıa farklı magmatik kökeli kayaç üzeride yapıla kayaç dayaım katsayısı (KDK) deey souçları ile arazide gerçekleştirile Schmidt sertliği ölçüm souçları verilmiştir. Kayaçları dayaım katsayısıı belirlemeside klasik ve otomatik olmak üzere iki farklı deey aleti kullaılmıştır. Her bir kayaç içi iki deey aletide alıa deey souçları karşılaştırılmış ve souçlar arasıda farklılıklar olduğu görülmüştür. Klasik ve otomatik deey verilerideki değişimler icelediğide veriler arasıda doğrusal bir ilişki saptamıştır. Arazide yapıla Schmidt sertliği ölçümleri ile KDK souçları arasıdaki ilişki. derece bir poliom olarak belirlemiştir. Aahtar Sözcükler : Kayaç Dayaım Katsayısı, Schmidt Sertliği, Deliebilirlik ABSTRACT This study presets the results of the laboratory measuremets of the rock stregth coeffi ciet ad the fi eld measuremets of the Schmidt reboud hardess coducted with differet igeous rocks from Zoguldak basi. Two differet devices, classic ad automatic, were used i the rock stregth coeffi ciet determiatios. Test results from the two devices were compared ad the differeces were foud to be liearly related. The fi eld-determied Schmidt hardess ad the rock stregth coeffi ciet were correlated with a secod-order polyomial fuctio. Keywords : Coeffi ciet of Rock Stregth, Schmidt Reboud Hardess, Drillability (*) Yrd. Doç.Dr., Karaelmas Üi., Mühedislik Fakültesi Made Müh. Böl., Zoguldak, oyarali67@gmail.com (**) Made Müh., Karaelmas Üi., Mühedislik Fakültesi Made Müh. Böl., Zoguldak, (***) Lisas Öğrecisi, Karaelmas Üi., Mühedislik Fakültesi Made Müh. Böl., Zoguldak, 5

2 . GİRİŞ Madecilik alaıda yeraltı ve açık işletmelerde yapıla hazırlık ve üretim faaliyetleri ile işaat alaıdaki baraj, tüel, yol yapımı ve kaalizasyo gibi çalışmalarda patlatma deliklerii çabuk ve ekoomik olarak delimesi, bu çalışmaları hızlılığı ve maliyeti açısıda öemlidir. Hızlı ve ekoomik delme; deliecek kayacı mierolojik yapısıa, jeomekaik özelliklerie, kullaıla deliciye ve kayaca uygu burgu seçimie bağlıdır (Yaralı, 7). Bir kayacı deliebilirliği, delici ucu delme hızı, burgu ömrü, delme işide harcaa özgül eerji (kazıla her birim kaya içi harcaması içi gerekli eerji, SE) gibi bir çok şekilde taımlaabilmektedir. Delme hızıı arttırmak içi farklı delme yötemleri ve makiaları farklı kayaç tipleri içi kullaılmaktadır. Öcelikle delici makiaı seçimi içi, kayacı orijiii (magmatik, metamorfi k, tortul), sertliğii, aşıdırıcılığıı, fi ziksel özelliklerii ve mekaik mukavemetlerii belirlemesi gerekmektedir. Yüksek sertlikte ve aşıdırıcı özellikteki kayaçlar içi ağır darbeli deliciler, orta dayaımlı kayaçlar içi orta ağırlıktaki darbeli veya ağır döer deliciler, aşıdırıcı ve gevrek kayaçlar içi hafi f darbeli deliciler veya döer delici makialar kullaılmaktadır (Tamrock, 999). Kayaçları dayaım özellikleri, düyaı her yeride stadart olarak elde edilebilir olduklarıda uzu zamadır deliebilirlik ölçütü olarak kullaılmıştır. So yıllarda yapıla araştırmalarda dayaım özelliklerii tek başıa kullaılmasıı yaıltıcı olacağıı göstermiştir (Pool ve Farmer, 978; Bilgi ve Shahriar, 986). Deliebilirliği ölçmek veya delme hızıı tahmi etmek içi çeşitli deey yötemleri ve deliebilirlik göstergeleri geliştirilmiştir. E yaygı olaları; delme oraı ideksi (DRI), uç aşıma ideksi (BWI) ve kayaç dayaım katsayısıdır (KDK). Bu çalışmada, Zoguldak Bölgesi i değişlik yerleride alıa magmatik kökeli farklı kayaç üzeride, arazide Schmidt sertliği ölçümleri, laboratuvarda ise kayaç dayaım katsayısı deeyleri yapılmıştır. Kayaç dayaım katsayısı deeyleride ayı presipte çalışa iki farklı deey aleti kullaılmıştır. Bularda biricisi, Tadaad ve Uger i (975) geliştirdiği klasik deey aleti, diğeri ise bu çalışma içi geliştirilmiş, otomatik olarak çalışa deey aletidir. Bu araştırmaı iki amacı vardır. Biricisi, ayı presiple çalışa iki kayaç dayaım katsayısı deey aletide alıa souçları karşılaştırmak, ikicisi ise arazide belirlee Schmidt sertliği değerleriyle laboratuvarda belirlee kayaç dayaım katsayıları arasıdaki ilişkileri araştırmaktır. Bu çalışmada elde edile souçlar, kayaçları deliebilirlikleri belirlemeside kullaılabilecektir.. ÖNCEKİ BAZI ÇALIŞMALAR Literatüre bakıldığıda kayaç dayaım katsayısı deey aletiyle yapılmış çalışma sayısıı çok az olduğu görülmektedir. Rus araştırmacı Protodyakaov (96) tarafıda geliştirile darbe dayaım deeyii, Paoe vd, (969), Tadaad ve Uger (975), Rabia ve Brook (98) gibi bazı araştırmacılar deey aletii değişik boyutlarda düzeleyerek kayaçları deliebilirliklerii belirlemeside kullamışlardır (Kahrama, ). Bu araştırmacılarda Tadaad ve Uger (975) kayaç dayaım katsayısı ve basıç dayaımı arasıda basit ilişkiler elde etmişlerdir. Rabia ve Brook (98) ise kayaç dayaım sertlik sayısıı belirlemek içi deey düzeeğide değişiklikler yapmışlardır. Ayı araştırmacılar hem DTH hem de martoperfaratörlerle yapıla delme işlemi içi delme oraı tahmide kullaıla bir ampirik bağıtı geliştirmişlerdir. Bu kouda yapıla başlıca araştırma, Tadaad ve Uger i (975) Amerika Madecilik Bürosu Araştırma Merkezide yaptığı çalışmasıdır. Bu çalışmada, magmatik kökeli 4 kayaç üzeride KDK ve tek ekseli basıç dayaımı ve özgül eerji deeyleri yapılmıştır. Magmatik kökeli 4 kayaç içi yapıla deeyler (Çizelge ) soucuda KDK ile tek ekseli basıç dayaımı arasıda zayıf bir ilişkii varlığı gözlemiştir. Bu zayıf ilişki ayı KDK değerlerie sahip kayaçları, tek ekseli basıç 6

3 Çizelge. Magmatik Kökeli Kayaçları Jeomekaik Özellikleri (Tadaad ve Uger, 975). No Kayaç KDK σ c (MPa) E t (MPa) Demir silikat, , Horbled,64 4, 3 Grait pegmatit,77 9 4, 4 Kuvarsit, Arduvaz,8 4 54, 6 Makato taşı,45 7 5,8 7 Kuvarsit, ,4 8 Kuvarsit, 3 67, 9 Grait, ,5 Grait, 6 69,9 Grait, ,4 Bazalt, ,5 3 Kalker,57 44, 4 Demir takoit,47 366, 5 Takoit, ,9 6 Takoit, ,8 7 Diabaz, ,5 8 Gabro, 9, 9 Volkaik kaya,64 7 6,6 Aorsit, , Bazalt, 89 65,6 Mermer,68 9 8,8 3 Gabro, 79 5,6 4 Demir fi lizi,8 9 7,3 dayaımı değerlerii farklılığıda kayakladığı belirlemiştir. KDK, tek ekseli basıç durumuda deformasyoa uğraya kayaçta birim hacimde depolaa elastik birim deformasyo eerjisi (We) ile iyi bir korelasyo vermiştir (Eşitlik ). Burada; / W = s E e c t W e : Elastik birim deformasyo eerjisi, J/ m 3 σ c : Tek ekseli basıç dayaımı, N/m E t : Elastisite modülü (tajat), N/m () Ayı araştırmada, kayaçlar kırılma karakteristiklerie göre gevrek, orta gevrek ve kırılga olarak sııfladırılmışlardır. KDK ile σ c arasıdaki ilişkiler kayaç grupları içi Eşitlik, 3 ve 4 de ifade edilmiştir. Özgül eerji (SE) ile kayaçları KDK sı arasıdaki ilişki ise Eşitlik 5 de verilmiştir (Tadaad ve Uger, 975). Gevrek kayaç, KDK = 9,x -3. σ c, (MPa) () Orta gevrek kayaç, KDK = 5,6x -3. σ c, (MPa) (3) Kırılga kayaç, KDK = 3,x -3. σ c, (MPa) (4) SE=( L KDK) (J/m 3 ) (5) Grait, gabro, horbled, arduvaz, bazalt ve takoit gevrek; makato taşı, kuvarsit, demir takoit kırılga diğer kayaçlar ise orta gevrek kayaç olarak sııfladırılmıştır. Pratik amaçlar içi kuvars yüzdesi bir ölçek olarak kullaılmaktadır. Bua göre; % 4 7

4 oraıda Si içere kayaçlar gevrek, % 7 ve daha yukarı oralarda Si içere kayaçlar kırılga olarak taımlamaktadır. Özgül eerjii delik kesitie de bağlı olduğu, delik kesiti büyüdükçe özgül eerjii azaldığı belirlemiştir. Eşitlik 5 yalız haç tipi uçlar içi uygulaabilmektedir. İki ayrı delici içi laboratuvar koşullarıda değişik çalışma basıçlarıda elde edile maksimum güç tüketimleri tespit edilmiş; gerçek delme hızları ile tahmi edile delme hızları ilişkiledirilerek, KDK ı darbeli deliciler içi deliebilirlik tahmiide bir ideks (Şekil ) olabileceği ortaya komuştur (Tadaad ve Uger, 975). Şekil. Farklı delik çapları içi deliebilirlik eğrileri (Tadad ve Uger, 975) Ülkemizde kayaç dayaım katsayısı deey aletiyle yapılmış deey sayısı ise oldukça azdır. Baş (993), Zoguldak havzası kömür çevre kayaçları üzeride yaptığı çalışmada KDK değerlerii,3 ile, arasıda değiştiğii bulmuştur. Ayrıca bu çalışmada, kayaçlar kedi aralarıda grupladıklarıda, delme hızlarıyla KDK arasıda alamlı bir ilişkii olduğu saptamıştır. Kumtaşları ayrı bir grup olarak değerledirildiğide tek ekseli basıç dayaımı ile kayaç dayaım katsayısı arasıda doğrusal bir ilişki elde edilmiştir (R =.94). Zoguldak kömür çevre kayaçları üzeride yapıla bir başka çalışmada (Avcı, ), KDK değerlerii,4 ile,78 arasıda değiştiği bulumuştur. Akçı vd. (3), yaptıkları araştırmada KDK değerlerii kumtaşları içi,4 ile,77 arasıda, silt taşları içi,85 ile,5 arasıda ve kireçtaşı dolomitler içi ise,8 ile,83 arasıda değiştiğii belirlemişlerdir. Ayı çalışmada kayaçları tek ekseli basıç dayaımı, okta yükü dayaım ideksi, Shore sertlik ideksi, Cerchar aşıma Cerchar sertlik ideksleri de belirlemiş; acak, dayaım ve ideks deey souçlarıyla kayaç dayaım katsayısı arasıda alamlı bir ilişki elde edilememiştir. 3. KAYAÇ DAYANIM KATSAYISI DENEYİ Kayaçları parçalamaya karşı direçlerii ölçe bu stadart deey, Protodyakaov u darbe dayaım deeyii Amerika Madecilik Bürosu (U.S. Bureau of Mies) adıa Tadaad ve Uger (975) tarafıda geliştirilmiş halidir. Bu deey yötemi, basıçlı hava ile çalışa darbeli delicileri ilerleme oralarıı belirlemeside kullaılmaktadır (Ao, 8). Kayaç dayaım katsayısı deeyide, her biri ortalama 7,5 cm 3 ola gelişigüzel şekilli adet kayaç öreği kullaılmaktadır. Örekler -5,4 mm / + 9,56 mm (3/4 i) elek aralığıda seçilmektedir. Alıa örekleri 7,5 cm 3 civarıda olması öemlidir. Her bir öreği hacmi, ağırlığıda ve yoğuluğuda buluabilir. adet öreği toplam hacmi yaklaşık 75 cm 3 civarıda olmalıdır. Örekler iki parçada oluşa beş gruba bölüür ve her gruba ayı düşüş sayısı tatbik edilir. Her biri iki parçada oluşa gruplar test silidirii dibie koulur.,4 kg ağırlığıdaki kütle,6 m yükseklikte örekleri üzerie düşürülür. Her beş grup içi düşme sayısı, kayacı dayaımıa bağlı olarak 3-4 arasıda değişmektedir. Her grupta kırıla malzeme,5 mm lik (35 meş) elekte toplaır ve 4 saiye süreyle elle eleir.,5 mm elek altıa geçe malzeme gram olarak tartılır ve yoğuluğua bölüerek malzemei katı hacmi buluur. Örekleri her grubu içi uygulaa düşmeleri sayısı, beş grupta elde edile,5 mm altıdaki ice malzeme hacmie bölüür. Doğru bir düşüş sayısı içi, bir çok kayaçta ice malzemei toplam hacmii yaklaşık cm 3 civarıda olduğu tespit edilmiştir. Her kayaç içi, düşüş sayısı () ile kayacı hacmi (v) arasıdaki oraıı göstere eğriler çizilir (Şekil ). Her bir 8

5 eğrideki e küçük oraı eğride okuur ve boyutsuz olarak kayaç dayaım katsayısı değeri (KDK) olarak belirleir (Tadaad ve Uger, 975). Şekil. Düşüş sayısı () ile arasıdaki ilişkiyi göstere eğrilerde KDK ı tespiti (Tadaad ve Uger, 975). Çizelge. Örek Alım Yerleri. No Kayaç Koordiat Al d Yer Adezit K4º Zog.-Kdz. Ere li 6. km D3º 36 9 Adezit K4º 7 37 Zog.-Kdz. Ere li 37. km D3º Adezit K4º 4 74 D3º 6 36 Yass Yörük mevkii Kdz. Ere li-alapl 4 Adezit K4º 4 54 D3º Kdz. Ere li- Devrek.km Yaz c lar Köyü mevkii 5 Adezit K4º 89 D3º Zog.-Devrek 8. km, Beycuma yol kav a kar s 6 Adezit K4º 6 48 Zog. Yeice 5. km D3º Diyabaz Yok Doruka Tüeli (aç k gri) 8 Graodiyorit Yok Doruka Tüeli 9 Siyeit Yok Yeice Grait K4º D3º 73 Yeice- Kayaba mevkii yol yap m. 4. ARAZİ ÇALIŞMALARI Zoguldak Bölgesi (Şekil 3) çevreside farklı yerde magmatik kökeli kayaç örekleri alımıştır. Örek alım yerleri koordiatlarıyla beraber Çizelge de gösterilmiştir. 5. LABORATUVAR ÇALIŞMALARI Laboratuvarda, Zoguldak Bölgesi de farklı yerde alıa magmatik kayaçlar üzeride hem otomatik hem de klasik kayaç dayaım katsayısı deey aletiyle Tadaad ve Uger i (975) öerdiği yöteme göre deeyler yapılmıştır. Deeylerde 7,5 cm³ hacmide düzesiz şekilli örekler kullaılmıştır (Şekil 4). İlk olarak kaya bloklarıda karotlar alımış ve bu karotlar düzgü bir şekilde kesilerek hacimleri hesaplamıştır. Hacmi bulua karotları kütleleri,5 gr hassasiyetli terazide ölçüldükte sora yoğulukları hesaplamıştır. Bulua yoğuluk değeri ile 7,5 cm³ lük hacim çarpılarak hazırlaacak örekleri ağırlıkları bulumuştur. Şekil 3. Örek alım yerleri (Yergök vd, 987). Örek alım yerlerii 9 taeside (Graodiyorit hariç) Schmidt sertlik ölçümleri yapılmıştır. Her bir örek alıa yerde e az 3, e fazla 5 oktada kez tekrarlamalı okuma gerçekleştirilmiştir. Ölçümlerde N tipi Schmidt sertlik aleti kullaılmıştır. Okumalar kayaç yüzeyie dik koumda ve süreksizlikler içermeye sağlam yüzeyde yapılmıştır. Şekil 4. Kayaç dayaım katsayısı deeyide kullaıla örekleri görüüşü. 9

6 Her bir kaya türü içi örekler 5,4 mm + 9,56 mm elek aralığıda adet seçilmiştir. +9,56 mm boyutudaki örekleri isteile hacimlere getirebilmek içi taş zımparası makiesi kullaılmıştır. Örekler hazırlaırke darbeye maruz kalmadığı içi kayaç içide öcede oluşa mikro çatlakları gelişimi ölemiştir. Bu çalışmada farklı kayaç icelediğide 5 adet örek hazırlamıştır. Kayaç örekleride her beş grup içi düşüş sayısı (), -3 arasıda 5 erli artışlar şeklide uygulamıştır. İlk deemelerde kez düşmeler yapılmasıa karşılık malzemei kırılmadığı görülmüştür. Deemeler soucuda malzeme kırılması. düşmede sora başladığı tespit edilmiştir. Kayaçları birbirleriyle kıyaslaabilmesi içi de düşme sayıları ayı seçilmiştir. Düşmeleri uygulamasıda sora örekler,5 mm açıklığıdaki elek ile 4 s süreyle elde elemiştir. Elek altı bir tepside toplamış ve toplaa malzeme, gr hassasiyetli terazide tartılmıştır. Yoğuluklarıa bölüerek katı hacimleri hesaplamıştır. Daha sora düşüş sayısı (),,5 mm elek altı hacmie (v) bölüerek oraı hesaplamıştır. Bu çalışmada iki farklı KDK deey aleti kullaılmıştır. Birici alet Tadaad ve Uger i öerdiği deey aletie bezeye klasik deey aletidir. Alet silidir ve ağırlık olmak üzere iki kısımda oluşmaktadır. Şekil 5 de klasik KDK görülmektedir. Silidiri dış çapı 8,5 cm, iç çapı ise 7,6 cm dir. Bu deey aletide,4 kg lık ağırlık,,6 m yükseklikte silidir tabaıa serbest olarak bırakılmaktadır. Özellikle sert kayaçlarda düşme sayısı 4 a kadar çıkmaktadır. Bu da her düşme sayısı arasıdaki zama dilimii etkilemektedir. Düşme soucuda malzeme her seferide biraz daha kırılarak toz halie gelmektedir. Toz halideki malzeme bu deey aletii dip kısmıı çeperlerie darbei etkisiyle yapışmaktadır. Hava içie koula örekte oluşa malzeme yaklaşık 9 gram civarıdadır. Düşme soucu kırıla ve elek altıa geçe malzeme %6 ile % 3 arasıda değişmektedir. Havaı çeperie yapışa malzeme miktarı geelde ile 4 gram arasıda olduğuda elek altıa geçe malzeme miktarı azalmış olmaktadır. Bu durum malzemei katı hacmii etkilemektedir. Deey souda silidir boru tek parça olduğu içi bütü silidiri ters çevirerek içideki malzeme boşaltılmaktadır. Silidiri dip kısmıda, özellikle kear kısımlarıa yapışmış malzeme baze temizleememektedir. Bu da elek altı değerii dolayısıyla da KDK değerii etkilemektedir. Yukarıda sayıla olumsuzlukları gidermek amacıyla düşme sayısıı otomatik ayarladığı, düşmeler arası zamaı ayı olduğu ve kırılmış toz halie gelmiş malzemei kolayca kabı cidarlarıda temizlediği bir KDK deey aleti tasarlamıştır (Şekil 6). Şekil 5. Klasik kayaç dayaım katsayısı deey aleti. Şekil 6. Otomatik kayaç dayaım katsayısı deey aleti. 3

7 Bu deey aletii Volt, 5 Hz ve,5 kw lık motoru vardır. Bu motor sayeside zicir sistemi çalıştırılmaktadır.,4 kg lık ağırlık zicir sistemie bağlı bir tırak vasıtasıyla,6 m yüksekliğe çıkartılmakta ve otomatik olarak düşmektedir. Ağırlık, hava içide malzemei üstüde bulua yüzeyi sertleştirilmiş (Rockwell 5) bir tokmak üzerie düşmektedir. Düşme sayısı bir umaratörle ayarlaabilmektedir. İsteile düşme sayısıa gelidiğide alet otomatik olarak kediliğide durmaktadır. Düşme sayısı e olursa olsu iki düşme arası süre ayıdır. Hava, bir düzeekle aleti alt kaidesie kolaylıkla sabitlemektedir. Sabitler gevşetilerek hava çıkarılabilmektedir. Ayrıca hava iki parçada oluştuğu içi taşıması daha rahat hale gelmiştir. Hava dibie yapışa toz malzeme rahatlıkla temizleebilmektedir. Böylece hiç malzeme kaybı yaşamamaktadır. Çizelge 3 de her kayaca uygulaa düşüş sayısı (), oraları ve hem otomatik hem de klasik KDK değerleri ile Schmidt sertliği değerleri verilmiştir. Her kayaç türü içi düşme sayısı () ile oraı arasıdaki ilişki Şekil 7- da eğriler olarak çizilmiştir. 3,,5,,5,,5, Adezit Adezit 3 Adezit 4 Adezit 5 Adezit 6 Adezit Şekil 7. Adezit öreklerii KDK larıı tespiti (otomatik aletle). 3,,5,,5,,5, Adezit Adezit 3 Adezit 4 Adezit 5 Adezit 6 Adezit 4, 3,5 3,,5,,5,,5, Grait Siyeit Diyabaz Graodiyorit Şekil 9. Diyabaz, siyeit, grait ve graodiyorit öreklerii KDK larıı tespiti (otomatik aletle).,5,,5,,5, Grait Siyeit Diyabaz Graodiyorit Şekil. Diyabaz, siyeit, grait ve graodiyorit öreklerii KDK larıı tespiti (klasik aletle). 6. VERİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ 6. Otomatik ve Klasik Kayaç Dayaım Katsayısı Verilerii Değerledirilmesi Bu bölümde hem otomatik hem de klasik kayaç dayaım deeyide elde edile souçlar karşılaştırılmıştır. Şekil de kayacı otomatik ve klasik KDK deey souçlarıı sütu şeklide gösterimi verilmiştir. Şekil icelediğide otomatik ve klasik deey aletleride alıa kayaç dayaım katsayısı deey souçları arasıda bir ilişkii olmadığı tespit edilmiştir. olu adezit, 4 olu adezit, 6 olu adezit ve diyabaz souçlarıa bakıldığıda otomatik deey aletide alıa souçlar ile klasik deey aleti souçları arasıda yaklaşık iki kat fark görülmektedir. Şekil 8. Adezit öreklerii KDK larıı tespiti (klasik aletle). İki deey aletide alıa değerleri ayı 3

8 Çizelge 3. Kayaç Dayaım Katsayısı (KDK) ve Schmidt Sertliği Souçları. No Kayaç Adezit Adezit Adezit Adezit Adezit Adezit Diyabaz (açık gri) 8 Graodiyorit 9 Siyeit Grait KDK (Otomatik) 5,93,8,4,6,77,77, 5,84,93 3,89,5,5,37 5,5,93,44,44,87 5,54,3 3,74,,5,89 5,7,78,54,7,68 5,69,76 3,73,79,9,8 5,99,,93,9,3 5,99,6 3,,6,44,94 5,,9,38,,89 5,63,88 3,7,93 5,7,64,87,59,44,8,34 5,9,39 3,45,56 3,9, 5 3,7,96,97,97,65 5 3,7,45 3 3,7,67,58,78 5,8,68,4,6,6 5,36,64 3,43,74,8,38 5,3,8,96,,95 5,,8 3,45,3,8,8 5,69,7,38,38,68 5,46,75 3,65,86 KDK (Klasik) Ortalama Schmidt Sertlik Değeri,93 59,83,87 64,8,68 6,6,3 6,3,87 6,8,33 56,67,45 7,6,6 ---, 68,,68 6,9 3

9 3.5 KDK.5.5 Adezit Adezit Adezit Adezit Adezit Adezit DiyabazGraodiyoritSiyeit Grait Otomatik Klasik Şekil. Otomatik ve klasik kayaç dayaım katsayısı (KDK) deey souçlarıı değişimi. KDK (klasik) y =.446x +.99 R = KDK (otomatik) Şekil. Otomatik ve klasik kayaç dayaım katsayısı (KDK) souçları arasıdaki ilişki. kayaçlar içi çok farklı souçlar vermesie karşı deey verilerideki değişimler icelediğide Şekil deki gibi doğrusal bir ilişki bulumuştur. Üstelik ilişki katsayısı (R =,974) oldukça yüksek çıkmıştır. Bu da deey verileri arasıda alamlı bir ilişkii olduğuu göstermektedir. İcelee her bir kayaç içi düşme sayısı () ile düşme sayısı/hacmi () göstere grafi kler Şekil 3 de gösterilmiştir. Şekil 3 icelediğide, 4, 6 olu adezit öreklerii hem otomatik hem de klasik deey aletleride alıa verilerdeki değişimleri paralellik gösterdiği ve eğrileri miimum oktalarıı ise. düşme sayısıda olduğu görülmektedir. Bezer durum 9 siyeit ve grait örekleri içi de geçerli olduğu saptamıştır. Bu durum deey aletlerii çalışma presipleride bir sıkıtıı olmadığı fakat daha öce belirtildiği gibi klasik deey aletii kullaımıda kayaklaa zorluklarda dolayı souçlarda farklılıklar olabileceği alamıa gelmektedir. 33

10 .5 Adezit (No: ).5 Adezit (No: ) Otomatik Klasik Adezit (No: 3).5 Adezit (No:4) Adezit (No: 5) 3 Adezit (No:6) Diyabaz (No: 7) Graadiyorit (No:8) Otomatik Klasik Siyeit (No: 9) Grait (No: ) Şekil 3. Kayaç öreklerii otomatik ve klasik deey aletleride elde edile değerlerdeki değişimleri. 34

11 6. Schmidt Sertlik ve Kayaç Dayaım Katsayısı Verilerii Değerledirilmesi Bu araştırmada magmatik kökeli kayaçta 9 uu yerideki sertlikleri Schmidt sertlik aleti ile ölçülmüştür. Literatürde kayaç dayaım katsayısı deeyi ile Schmidt sertlik deeyi arasıda herhagi bir ilişkiyi göstere bir çalışma yoktur. Her iki deey yötemi de kayacı sertliğii vermektedir. Kayaç dayaım katsayısı deeyi kayacı kırılmaya karşı direcii yai sertliğii verirke, Schmidt sertlik deeyi de kayacı doğal ortamdaki sertliği hakkıda bilgi vermektedir. Literatürde kayaç dayaım katsayısı deeyi ile Schmidt sertlik deeyi arasıda herhagi bir ilişkiyi göstere bir çalışma yoktur. Magmatik kökeli 9 kayacı Schmidt sertlik değeri ile hem otomatik hem de klasik kayaç dayaım katsayısı deey aletleride elde edile veriler karşılaştırılmıştır (Şekil 4). Bu karşılaştırmada EXCEL programı kullaılmıştır. Bu iki parametre arasıda e iyi ilişki. derecede bir poliom olarak saptamıştır. Otomatik KDK ile Schmidt sertliği arasıda Eşitlik 6 daki gibi bir bağıtı (R =,86), klasik KDK ile Schmidt sertliği arasıda ise Eşitlik 7 deki bir bağıtı (R =,8537) bulumuştur. y =,33x,936x + 9,966 y =,3x,4369x + 6,378 (6) (7) KDK ı tespiti içi çizile eğrileri miimum olduğu oktaları ordiat ekseii kestiği değer kayacı dayaım katsayısı değeri olarak belirlemektedir. Bu durum, Schmidt sertliği ile kayaç dayaım katsayısı verilerii. derecede bir poliom ile ilişkiledirilmesii sağlamaktadır. 7. SONUÇLAR Bu çalışmada, Zoguldak Bölgesi de alıa adet farklı magmatik kökeli kayaçlar üzeride KDK deeyi ve arazide Schmidt sertlik ölçümleri yapılmıştır. Kayaçları KDK larıı belirlemede iki farklı deey aleti kullaılmıştır. İki deey aletii performasları kayaç içi değerledirilmiştir. Otomatik olarak çalışa deey aletii klasik deey aletie göre çalışmasıı daha basit, tekrarlaabilirliğii de daha yüksek olduğu görülmüştür. İki deey aletide alıa değerleri ayı kayaçlar içi çok farklı souçlar vermesie karşı deey verileri arasıda doğrusal bir ilişki elde edilmiştir (R =,974). Bu durum deey verileri arasıda alamlı bir ilişkii olduğuu göstermiştir. Hem otomatik hem de klasik deey aletleride alıa verilerdeki değişimler icelediğide, veriler arasıda paralellik görülmüş ve eğirleri miimum oktalarıı ise. düşmede olduğu saptamıştır. Bu durum deey aletlerii çalışma presipleride bir sıkıtıı olmadığıı, klasik deey aleti KDK SCHMİDT Şekil 5. Schmidt sertliği ile kayaç dayaım katsayısı (KDK) arasıdaki ilişki. 35

12 kullaımıda kayaklaa zorluklarda dolayı souçlarda farklılıklar olabileceğii göstermiştir. Schmidt sertlik değerleri ile KDK değerleri arasıda her iki deey aleti içi. derecede parabolik bir ilişki bulumuştur. Tadaad ve Uger tarafıda 4 magmatik kayaç içi geliştirdiği farklı delik boyları içi deliebilirlik eğrileride birim eerji tüketimi başıa ilerleme miktarı tahmi edilebilmektedir (Şekil ). Acak KDK deeyi içi örek hazırlamak oldukça zama almakta ve zahmetli olmaktadır. Bu çalışma soucuda, KDK yerie arazide alıa Schmidt sertlik souçlarıı deliebilirlik aalizleride kullaılabileceği görülmektedir. TEŞEKKÜR Yazarlar, çalışma sırasıda işbirliği ve yardımlarıda ötürü Türkiye Taşkömürleri Kurumu a (TTK), TÜBİTAK a ve Prof.Dr. Nuri Ali AKÇIN a (ZKÜ Made Müh. Böl.) teşekkür eder. KAYNAKLAR Akçı, N.A., Yaralı, O. ve Su, O., 3; Kömür Çevre Kayaçlarıı Cerchar Sertlik ve Dayaım Özelliklerii Belirlemesi, Fial Raporu, ZKÜ Araştırma Fou Projesi, Proje No: , Zoguldak, 6. Ao, 8; Laboratory Tests For Stregth, Hardess ad Abrasiveess: Explaatory Notes, /cosultig/ docs/predictio_tests.doc Avcı, F., ; TTTK Asma-Dilaver İşletmesi Kömür Çevre Kayaçlarıı Aşıdırıcılık Özelliklerii Belirlemesi, Yüksek Mühedislik Tezi, ZKÜ, Fe Bilimleri Estitüsü, Made Mühedisliği Aabilim Dalı, Zoguldak,. Baş, N, 993; Elektro Hidrolik Delicileri Delme Performasıı İcelemesi, Yüksek Mühedislik Tezi, HÜ Fe Bilimleri Estitüsü, Zoguldak Made Mühedisliği Bölümü, Zoguldak, 4. Değerledirilmesi,. Ulusal Kaya Mekaiği Sempozyumu, TUKMD; Akara, Kahrama, S., ; Evaluatio of Simple Methods For Assessig The Uiaxial Compressive Stregth of Rock, It. Joural of Rock Mechaics ad Miig Scieces, 38, Paoe.J., Madso. D. ve Bruce, W.E., 969; Drillability Studies-Laboratory Percussive Drillig, USBM RI 73, 5. Pool, R.W. ve Farmer, I.W.,978; Geotechical Factors Affectig Tuelig Machie Performace i Coal Measure Rock, Tuells ad Tuelig, 7-3. Protodyakoov, M.M., 96; Mechaical Properties ad Drillability of Rocks, Proc. 5th Symo. O Rock Mech., Uiversity of Miesota, The MacMilla Co., New York, 3-8. Rabia, H. ve Brook, W., 98; A Empirical Equatio For Drill Performace Predictio, Procedigs of the st US Symposium o Rock Mechaics, Uiv. Missouri_Rolla, 3-. Tamrock, (ed. M. Heiiö),999; Rock Excavatio Hadbook, Sadvik Tamrock Corp., 35 Tahdaad, S. ve Uger, H. F., 975; Drillability Determiatio, A Drillability Idex For Percussive Drills, U. S. B. M., R. I. 873,. Yaralı. O., 7; Tüel Açma Makialarıı Performas Aalizide Kullaıla Delme Oraı İdeksii (DRI) Tahmii,. Ulaşımda Yeraltı Kazıları Sempozyumu Bildiriler Kitabı, İstabul, Yergök A F, Akma Ü, İplikçi E, Karabalık N, Keski N, Megi H, Umut M, Armağa F, Erdoğa K, Kaymakçı H. ve Çetikaya A,987; Batı Karadeiz Bölgesii Jeolojisi, MTA Ge Müd., MTA Rap. No: 873, Akara, 5. Bilgi, N. ve Shahriar, K. 986; Kayaçları Ve Kömür Damarlarıı Bazı Mekaik Özelliklerii Belirlemeside Kullaıla Dolaylı Yötemleri 36