MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON LABORATUVAR DENEY FÖYÜ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON LABORATUVAR DENEY FÖYÜ"

Emin Bayramoğlu
7 yıl önce
İzleme sayısı:

MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON LABORATUVAR DENEY FÖYÜ Deney 1. Sievers Minyatür Delme Deneyi Deney 2. Kırılganlık(S20) Deneyi Deney 3.

1 MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON LABORATUVAR DENEY FÖYÜ Deney 1. Sievers Minyatür Delme Deneyi Deney 2. Kırılganlık(S20) Deneyi Deney 3. Cerchar Aşındırıcılık İndeksi (CAI) Deneyi 1. SİEVERS MİNYATÜR DELME DENEYİ Deneyin Amacı: Kayacın yüzey sertliğini bulmak veya delmeye karşı olan direncinin ölçmek Drilling Rate Index (DRI) değerini belirlemek Deneyin Yapılışı: Deney numunesi hazırlanır Delme işlemi gerçekleştirilir DRI hesaplanır Deneyin Açıklanması: Kayacın yüzey sertliğine veya delmeye karşı gösterdiği direncin ölçülmesidir. Test yöntemi H. Sievers tarafından 1950 lerde geliştirilmiştir. Test önceden kesilip düzeltilmiş olan kayaç numuneleri üzerine uygulanmaktadır. Deneyin temel yapısı Şekil 1 de gösterilmiştir. Deney SINTEF in önerdiği şekilde yapılmaktadır. Sievers minyatür delme deneyi (SJ), 200 dev/dak içinde kayaç da açılan delik boyunun mm cinsinden ölçüsünü vermektedir. Deney numunelerinin boyları ortalama 30 mm olacak şekilde hazırlanır. Kayaç örnekleri uygun boyutlarda numune hazırlandıktan sonra örnekler delme aletinde yerine yerleştirilerek 20 kg lık ağırlık altına sıkıştırılır. Bu işlem sırasında matkabın ucu ile kayacın yüzey teması dikkatli bir şekilde yapılmalıdır. Deney bittiği zaman açılan delik boyları bir elektronik mikrometre veya kumpas ile ölçülerek elde edilen değerlerin ortalaması hesaplanır. Ortalama delik boyları 10 ile çarpılarak Sievers minyatür delme deney sonucu

bulunur. Deney kayacın türüne göre 4-8 arasında tekrarlanır. sınıflandırılması Tablo 1 de verilmiştir. Sievers minyatür Şekil 1. Sievers minyatür delme cihazının şematik görünümü Tablo 1.

2 bulunur. Deney kayacın türüne göre 4-8 arasında tekrarlanır. sınıflandırılması Tablo 1 de verilmiştir. Sievers minyatür Şekil 1. Sievers minyatür delme cihazının şematik görünümü Tablo 1. Sievers minyatür sınıflandırılması Yüzey sertlik sınıflandırılması SJ değeri Oldukça yüksek 2,0 Çok yüksek 2,1-3,9 Yüksek 4,0-6,9 Orta 7,0-18,9 Düşük 19,0-55,9 Çok düşük 56,0-85,9 Oldukça düşük 86 Hesaplamalar: Okuma Derinlik (mm) Siever s J-değeri Ortalama

3 2. KIRILGANLIK (S20) DENEYİ Deneyin Amacı: Kayaçların kırılganlık değerini belirlemek Drilling Rate Index (DRI) değerini belirlemek Deneyin Yapılışı: Deney numunesi hazırlanır Kırma işlemi gerçekleştirilir DRI hesaplanır Deneyin Açıklanması: Kırılganlık deneyi, kayaçların tekrarlı darbelere karşı gösterdiği direncin belirlenmesinde önemli bir ölçüm yöntemidir. Test yöntemi Matern ve Hjelmer tarafından 1943 yılında İsveç te geliştirilmiştir ve farklı amaçlar için farklı modifikasyonlar uygulanmıştır. Deneyin genel gösterimi Şekil 2 de verilmiştir. Kayaç örnekleri, öncelikle çeneli kırıcıdan 13.6 mm açıklığında geçirilerek kırılıp ve daha sonra 16 mm lik elekten elenir. - 16mm ve mm elekten 2.65 g/cm 3 yoğunluktaki malzeme için 500 g a karşılık gelen malzeme bir havan içine konulur. Yoğunluk arttıkça numune miktarı artmaktadır. Ortalama 25 cm yükseklikten 14 kg ağırlığındaki çekiç havan içindeki malzemeye 20 defa düşürülmektedir. Ardından havandan çıkarılan numune 11,2 mm lik elekten elenir ve eleğin altında kalan malzeme yüzdesi kırılganlık (S20) değeri hesaplanır. Deney 2-4 arasında tekrarlanır. Kayaçların kırılganlık deneyi (S20) sınıflaması Tablo 2 de verilmiştir. Kırılganlık deney hesaplama işlemi Tablo 3 de verilmiştir.

4 Şekil 2. Kırılganlık deneyinin yapılışının genel görünümü Tablo 2. Kırılganlık sınıflandırılması (Dahl vd, 2012). Sınıf S20 (%) değeri Oldukça yüksek 66,0 Çok yüksek 60,0-65,9 Yüksek 51,0-59,9 Orta 41,0-50,9 Düşük 35,0-40,9 Çok düşük 29,1-34,9 Oldukça düşük 29,0 Tablo 3. Kırılganlık deney sonucu. Örnek Adı : Kireçtaşı Yoğunluk = 2.63 gr/cm 3 Eleme Aşaması 1.Örnek 2.Örnek 3.Örnek gr % gr % gr % mm arası eleme Kayaç malzemesi >11.2 mm 220, ,5 (20 darbe sonrası) Kayaç malzemesi <11.2 mm (20 darbe sonrası) 275, ,5 Sıkışabilirlik indeksi S 20 1 = 275 5, 496 = %55,54 S 20 S20 ort = %56,58 (Yüksek) = = 496 %54,84 S 20 3 = 294,5 = 496 %59,37

5 Delme Oranı İndeksi(DRI) Tayini Delme oranı indeksi (DRI), darbeli delicilerin delme oranını tahmin etmek için geliştirilmiştir lerde geliştirilen DRI 1972 den günümüze kadar tünel açmada uygulanmıştır. DRI nin Hesaplanması: Hesaplanan kırılganlık (S20) değerlerinin ortalaması alınıp Şekil 3 teki DRI hesaplama abağı üzerinde işaretlenir. Minyatür delme deneyi sonucu bulunan Siever s J-değerlerinin ortalaması bulunarak kırılganlık değerinden çıkan doğru ile kesiştirilir ve sola çıkarılan çizgi ile DRI değeri bulunur. Kayaçların DRI değerine göre sınıflanması Tablo 4 de verilmiştir. Tablo 4. Kayaçların DRI sınıflaması Sınıf DRI Son derece düşük 25 Çok düşük Düşük Orta Yüksek Çok yüksek Son derece yüksek 83

6 Şekil 3. DRI hesaplanması için oluşturulan abak

7 3. CERCHAR AŞINDIRICILIK DENEYİ Deneyin Amacı: Belirlenen kayacın Cerchar aşındırıcılık değerinin bulunması Kayacın Cerchar aşındırıcılık değeri ile sınıflandırılması Belirlenen kayacın kazısında ortaya çıkacak olan keski tüketiminin hesaplanması Deneyin Yapılışı: Deney numunesi hazırlanır Deney gerçekleştirilir Ortalama Cerchar aşındırıcılık indeksi belirlenir Keski tüketimi hesaplanır Deneyin Açıklanması: Cerchar aşındırıcılık indeksi, kayaçların aşındırıcılığının sınıflandırılması, keski aşınması, keski değişim maliyeti ve kayaç dayanımı gibi önemli parametrelerin doğru tahmin edilmesinden yaygın kullanılan bir deney yöntemidir. Deney taze kırılmış veya kesilmiş kayaç numuneleri üzerine uygulanır. Genellikle taze kırılmış numune için Brazilian çekme deneyinde kırılan numunelerin ara yüzeyleri bu deneyde kullanılmaktadır. Cerchar aşınma indeks deneyi; 160 kg/mm 2 çekme dayanımı olan 90 tepe açılı konik bir uç 7 kg bastırma kuvveti ile gayri muntazam örnek üzerinde yaklaşık bir saniye sürede 1 cm çekilmekle ve uçta oluşan aşındırma yüzeyi kayaç örneğinin aşındırıcılığını vermektedir. Rockwell sertliği olan konik uçlar kullanılmaktadır. Kayaç örnekleri üzerindeki çizme işlemi, her defasında yeni bir uçla farklı yönlerde 5 kez tekrarlanarak yapılmaktadır. Konik uçların uç kısımlarında oluşan aşınma yüzeyinin çapı ışık yansımalı 25X büyütmeli mikrometre ölçekli bioküler mikroskop altında ölçülmektedir. 1/10 mm lik aşınma yüzeyi bir birim Cerchar aşınma indeksi olarak kabul edilmiştir. Cerchar aşınma indeks değeri 5 çizimin aritmetik ortalaması alınarak bulunmuştur. Cerchar aşındırıcılık indeksi deney düzeneği Şekil 4 de verilmiştir. Kayaçların Cerchar aşındırıcılık indeksine kayaç sınıflandırılması Tablo 5 de verilmiştir.

Şekil 4. Cerchar aşındırıcılık indeksi deney düzeneği Cerchar aşındırıcılık indeksi yardımı ile keski tüketiminin hesaplanması için genel olarak kabul edilen bağıntı şu şekildedir: Tablo 5.

8 Şekil 4. Cerchar aşındırıcılık indeksi deney düzeneği Cerchar aşındırıcılık indeksi yardımı ile keski tüketiminin hesaplanması için genel olarak kabul edilen bağıntı şu şekildedir: Tablo 5. Kayaçların CAI değerine göre sınıflandırılması Sınıf CAI Aşındırıcı olmayan 0,3-0,5 Az aşındırıcı 0,5-1,0 Orta derecede aşındırıcı 1,0-2,0 Çok aşındırıcı 2,0-4,0 Aşırı aşındırıcı 4,0-6,0 Hesaplamalar: Deney No Okuma I.Okuma II.Okuma Ortalama Ortalama CAI Keski Tüketim Hızı (keski/m 3 ) CAI Sınıfı Yrd.Doç.Dr. Mehmet ÇAPİK

Benzer belgeler

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI. (2014-2015 Bahar Dönemi) BÖHME AŞINMA DENEYİ

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI (2014-2015 Bahar Dönemi) BÖHME AŞINMA DENEYİ Amaç ve Genel Bilgiler: Kayaç ve beton yüzeylerinin aşındırıcı maddelerle