S. Yaşar, A. O. Yılmaz, M. Çapik Karadeniz Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Trabzon

Benzer belgeler
S. Yaşar, A. O. Yılmaz, M. Çapik Karadeniz Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Trabzon

S. Yaşar ve A. O. Yılmaz Karadeniz Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Trabzon

SCHMIDT SERTLİĞİ İLE KESİLEBİLİRLİK PARAMETRELERİ ARASINDAKİ İLİŞKİLERİN İNCELENMESİ

KESKİ GEOMETRİSİNİN SPESİFİK ENERJİ DEĞERİ ÜZERİNE OLAN ETKİSİNİN İNCELENMESİ Investigation of the Effect of Chisel Tool Geometry on Specific Energy

MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON LABORATUVAR DENEY FÖYÜ

ENDİREKT (DOLAYLI) ÇEKME DAYANIMI (BRAZILIAN) DENEYİ

ÖZGEÇMİŞ Doç. Dr. OLGAY YARALI

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 2 sh Mayıs 2002

ÖZGEÇMİŞ Doç. Dr. OLGAY YARALI

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

O.A.LBEYPAZARI BÖLGESİ KAYAÇLARININ KAZILABİLtRÜK TAYİNİ

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ DERSİ LABORATUVARI. ( Güz Dönemi) NOKTA YÜK DAYANIMI DENEYİ

KÜÇÜK BOYUTLU KAYA KESME DENEYİNİN TAŞINABİLİR BİR KESME SETİNDE UYGULANMASI

G.L.İ. TUNÇBİLEK LİNYİT MADENİNDE KULLANILAN GALERİ AÇMA MAKİNASI KAZI PERFORMANSI İLE KAYAÇ ÖZELLİKLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

KAYAÇ KAZILABİLİRLİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİNDE CCS TİP MİNİ DİSK KESKİ KULLANILMASI. Ramazan ÇOMAKLI, 2 Cemal BALCI

Kayaç kazılabilirliğinin tayini için taşınabilir kayaç kesme deney aletinin geliştirilmesi

Mekanize kazı makinalarının seçiminde küçük ve tam boyutlu kazı deneylerinin karşılaştırılması

NOKTA YÜKLEME DAYANIM İNDEKSİ TAYİNİ. Bu deney, kayaların nokta yükleme dayanım indekslerinin tayinine ilişkin bir deneydir.

S. Yaşar, A. O. Yılmaz Karadeniz Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Trabzon

HAZİRAN JUNE 2000 TAM CEPHELİ TÜNEL AÇMA MAKİNELERİNDE MAKİNE ÇAPI İLE BAZI TASARIM PARAMETRELERİ ARASINDAKİ İLİŞKİLERİN İRDELENMESİ

Kayaç Özelliklerinin Keski Aşınmasına Etkileri

DÜŞEY KAYAÇ KESME SETİ İLE KOLLU GALERİ AÇMA MAKİNESİ PERFORMANS TAHMİNİ: BİR ÖRNEK UYGULAMAI

İYC MADENCİLİK SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. NE AİT MUĞLA - FETHİYE YÖRESİ BEJ TÜRÜ KİREÇTAŞININ FİZİKO-MEKANİK ANALİZ RAPORU

ÖZGEÇMİŞ Prof. Dr. TUĞRUL ÜNLÜ

Büro : Bölüm Sekreterliği Adana, 22 / 04 /2014 Sayı : /

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl

JEO 302 KAYA MEKANİĞİ

Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler

ÖZGEÇMİŞ. : Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölümü 67100, Zonguldak. :

Ramazan Çomaklı a,*, Ümit Atıcı a,**

Determination of specific energy value with electrical method on linear cutting experiments and related with rock properties

JEO 302 KAYA MEKANİĞİ

ĐSTA BUL TEK ĐK Ü ĐVERSĐTESĐ FE BĐLĐMLERĐ E STĐTÜSÜ DEĞĐŞĐK KAYAÇ VE DĐSK KESKĐLERĐ KAYAÇ KAZILABĐLĐRLĐĞĐ ÜZERĐ E ETKĐSĐ Đ ARAŞTIRILMASI

Kollu galeri açma makinelerinin cevher kazısında kullanımının araştırılması

Maden İşletmeciliğinde Üretim Verimliliği Çalışma Grubu

KAYALARIN DELİNEBİLİRLİĞİNİ ETKİLEYEN JEOLOJİK ÖZELLİKLER. Adil ÖZDEMİR

ÖZGEÇMİŞ Doç. Dr. OKAN SU

ÖZGEÇMİŞ Prof. Dr. YADİKAR VASFİ MÜFTÜOĞLU

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 11 Sayı: 31 Yıl: 2009

KAYAÇ DOKULARINDAKİ MİNERALLERİN BAZI ŞEKİL ÖZELLİKLERİ İLE KAYAÇ KIRILABİLİRLİĞİ ARASINDAKİ İLİŞKİNİN İNCELENMESİ

POLİTEKNİK DERGİSİ JOURNAL of POLYTECHNIC ISSN: (PRINT), ISSN: (ONLINE)

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ MADEN MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KAYA MEKANĠĞĠ DERSĠ LABORATUVARI. ( Güz Dönemi)

G. FİZİKSEL ÖZELLİKLER (ISRM, 1977) Set Olarak (Yoğunluk + Gözeneklilik + Nem Oranı)

LABORATUVARLARINDA YAPILAN DENEY, ÖLÇÜM VE ANALİZLERİN 01 OCAK ARALIK 2012 DÖNEMİ FİYATLARI (KDV HARİÇTİR)

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

KAYAÇLARDA KIRILMA TOKLUĞU VE DİĞER MEKANİK ÖZELLİKLER ARASINDAKİ İLİŞKİLER

GALERİ AÇMA MAKİNALARININ SEÇİLMESİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

Kayaların Testerelerle Kesilebilirliğinin Pratik Olarak Belirlenebilmesi İçin İstatistiksel Bir Yaklaşım

Hidrolik Kazıyla Mekanik Kazıma Birlikle Uygulanması

KAYAÇ KESMEDE KESKİ PERFORMASININ TAHMİNİ İÇİN DOKU KATSAYISI YAKLAŞIMININ KULLANILABİLİRLİĞİ

ÇİMENTO BASMA DAYANIMI TAHMİNİ İÇİN YAPAY SİNİR AĞI MODELİ

MEKANİK KAZI MAKİNELERİNİN TİTREŞİM ANALİZİNDE KESKİ KUVVETLERİNİN ANALİTİK YÖNTEMLE HESAPLANMASI

KAYA MEKANİĞİ DENEYLERİ

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ- YAPI MALZEMELERİ LABORATUARI

Kayaç Dayanımı ile Şekil Değiştirme Enerjisi İlişkilerinin İncelenmesi

Basınç deneyi sonrası numunelerdeki uygun kırılma şekilleri:

Elastisite modülü çerçevesi ve deneyi: σmaks

ÖZGEÇMİŞ Prof. Dr. YADİGAR VASFİ MÜFTÜOĞLU

T.C SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

MÜHJEO 2015: Ulusal Mühendislik Jeolojisi Sempozyumu, 3-5 Eylül 2015, KTÜ, Trabzon

LABORATUVARDA YAPILAN ANALİZLER

KAYAÇLARIN AŞINDIRICILIKLARINJN KESKİ DAVRANIŞLARI ÜZERİNE ETKİSİ

ÖZGEÇMİŞ Elmas Lamalı Katraklarda Kesme Verimliliğinin İncelenmesi (Yüksek Lisans Tezi)

KALEM UÇLU KESKİLERLE KAYAÇ KESMEDE AYRIK ELEMANLAR YÖNTEMİYLE SPESİFİK ENERJİNİN KESTİRİMİ

Çukurova Bölgesi Kireçtaşlarının Los Angeles Aşınma Direnci ile Fiziko-Mekanik Özellikleri Arasındaki İlişkinin İncelenmesi

Zonguldak Havzası'nda galeri açma makinası kullanımının araştırılması

BETON YOL KAPLAMALARINDA VAKUM UYGULAMASI ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA

NEVŞEHİR BÖLGESİ TÜFLERİNİN KAZISINDA KOLLU GALERİ AÇMA MAKİNELERİNİN KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI. A. Emre DURSUN 1, M.

ENDÜSTRİYEL VE DOĞAL HAMMADDELER ANALİZLERİ

JEOLOJİK SÜREKSİZLİKLERİN ve YANAL BASINÇLARIN KESKİLERİN KESME PERFORMANSI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Kayaç dokusal özelliklerinin sınıflandırılması ve kaya mühendisliği uygulamaları

KIRMIZI TRAVERTENİN FİZİKO-MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN KURU VE DOYGUN P DALGA HIZINDAN KESTİRİMİ

ĐSTA BUL TEK ĐK Ü ĐVERSĐTESĐ FE BĐLĐMLERĐ E STĐTÜSÜ KAYAÇ KAZILABĐLĐRLĐĞĐ Đ TAYĐ Đ ĐÇĐ TAŞI ABĐLĐR KAYAÇ KESME DE EY ALETĐ Đ GELĐŞTĐRĐLMESĐ

KIRMIZI TRAVERTENİN FİZİKO-MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN KURU VE DOYGUN P DALGA HIZINDAN KESTİRİMİ

Rotary (Döner) Sondajlarda Matkap Çalışma ve Kaya Parametrelerinin İlerleme Hızı Üzerine Etkileri. Danışman: Prof.Dr. Adem ERSOY

Kaya ve Zemin Mekaniği Laboratuvarlarında halen kullanılmakta olan cihazların kullanım amaçları aşağıda kısaca sunulmuştur.

SINIR TENORUNUN EKONOMİK BAKIR MİKTARI TAHMİN HASTASINA ETKİSİ

KAYAÇLARIN AŞINDIRICILIKLARININ ÜÇ FARKLI DENEY YÖNTEMİYLE DEĞERLENDİRİLMESİ DETERMINATION OF ABRASIVENESS OF ROCKS WITH THREE DIFFERENT TEST METHODS

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

Deneysel Verilerin Değerlendirilmesi. Dersi Veren Öğretim Üyeleri: Yrd. Doç. Dr. Özge ANDİÇ ÇAKIR. Prof. Dr. Murat ELİBOL FİNAL SINAVI

Kayaçların kırılma tokluğu (Mod-I) ile fiziko-mekanik özellikleri arasındaki ilişkilerinin değerlendirilmesi

Bülent Ecevit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Zonguldak

OTOJEN ÖĞÜTMEYİ ETKİLEYEN KRİTERLER

Asma işletmesi Yeraltı Delik Delme İşlerinde Kullanılan Burguların Performansını Etkileyen Faktörler

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

Kaya Kütlesi İndisi Sistemi (RMI)

Cihan Doğruöz a, *, Madencilik, 2018, 57(2), Mining, 2018, 57(2), Orijinal Araştırma / Original Research

Laboratuvar adı: JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI. Bağlı olduğu kurum: JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ

Bu ders notunun çıkarılmasında değerlendirilen ve okunması tavsiye edilen kaynaklar

DN MERMER FİRMASINA AİT BALLIK BOĞAZI BÖLGESİ TRAVERTENİNİN ANALİZ RAPORU

KÖMÜRCÜOĞLU MERMER FİRMASI TRAVERTEN DOĞALTAŞINA AİT DONA DAYANIM ANALİZ RAPORU

KALEM UÇLU KESKİLERLE KAYAÇ KESMEDE AYRIK ELEMANLAR YÖNTEMİYLE SPESİFİK ENERJİNİN KESTİRİMİ

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ/MADEN MÜHENDİSLİĞİ (DR)

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AŞIRI PLASTİK DEFORMASYON METOTLARININ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/7) Akreditasyon Kapsamı

5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi:

ENDÜSTRİYEL VE DOĞAL HAMMADDELER BİRİMİ

MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

Transkript:

Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 14-17 Nisan 2015, ANTALYA Spesifik Enerji Değerinin Çoklu Regresyon Yöntemi ile Tahmin Edilmesi Prediction of Specific Energy Value by Using Multivariable Linear Regression Method S. Yaşar, A. O. Yılmaz, M. Çapik Karadeniz Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Trabzon ÖZET Makine ile kazı, delme & patlatma yöntemine karşı tek alternatiftir. Kazı makinesinin kazılacak formasyona uygunluğunun ve olası kazı verimliliğinin araştırılması kazı mekaniğinin ana araştırma konularından biridir. Spesifik enerji birim hacimdeki kayacın kazılması için gereken enerjidir ve kazı verimliliğinin en önemli göstergelerindendir. Spesifik enerji tayini çeşitli yollarla yapılabilmektedir. Bunlardan bazıları; kayaç kesme deneyleri ve ampirik yöntemlerdir. Kayaç kesme deneyleri maliyetli ve zor bulunan deneyler olduğundan araştırmacılar, spesifik enerji tayinini ampirik yöntemler ile dolaylı yollardan belirlemeye çalışmışlardır. Bu çalışmada, beş kayaç ve iki cevher numunesi küçük boyutlu kesme deneyine tabi tutulmuştur. Ayrıca deney numuneleri fiziksel ve mekanik özelliklerinin (porozite, tek eksenli basınç dayanımı, dolaylı çekme dayanımı ve Schmidt sertliği) tayini için kaya mekaniği deneylerine tabi tutulmuştur. Küçük boyutlu kesme deneyinden elde edilen spesifik enerji değerleri fiziksel ve mekanik özellikler ile ilişkilendirilmeye çalışılmıştır. Ayrıca spesifik enerji değeri, çoklu regresyon yöntemi ile birden fazla kayaç özelliği kullanılarak belirlenmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak oluşturulan çoklu regresyon bağıntıları ANOVA testi kullanılarak doğrulanmıştır. Anahtar Kelimeler: Spesifik enerji değeri, çoklu regresyon yöntemi ABSTRACT Mechanized excavation seems to be the only alternative for drilling & blasting method. Investigation of suitability of rock excavation machine to the formation and rock cutting efficiency is main concern of rock cutting mechanization. Specific energy is the energy consumed per unit volume of excavated rock debris and is also the best indicator for rock cutting efficiency. Assessment of specific energy is made both experimentally and empirically. Researchers made efforts to find specific energies empirically due to a few drawbacks of rock cutting rigs such as, cost and existence in very few research centers. In this study, five rock and two ore samples were conducted to small scale rock cutting test. Additionally, these samples were subjected to rock mechanics tests toward determining physical and mechanical properties (apparent porosity, uniaxial compressive strength, indirect tensile strength and Schmidt hardness). Specific energy values obtained with the aid of rock cutting tests were tried to be correlated with physical and mechanical properties of rocks. Furthermore, specific energy was tried to be predicted with different rock properties using multivariable linear regression. Consequently, derived equations were verified using ANOVA test. Keywords: Specific energy value, multivariable linear regression method 304

Yaşar, Yılmaz ve Çapik 1 GİRİŞ Tünel ve galeri açma projelerinin işlemlerinin başarıya ulaşmasının yegane yolu kazı yapması planlanan makinenin formasyona uygun olarak seçilmesi ve tasarımlandırılmasından geçmektedir. Yanlış makine seçimi ya da tasarımı, hem kazıyı imkânsız hale getirmektedir hem de proje ekonomikliğini etkilemektedir. Bu nedenler kazı mekaniği biliminin doğmasına önayak olmuştur. Bir formasyonun muhtemel kazısının ekonomikliği ya da verimliliği spesifik enerji yardımı ile belirlenebilmektedir. Spesifik enerji kazı verimliliğinin en iyi göstergesidir ve birim hacimdeki kayacın kazılması için gereken enerjiyi temsil etmektedir (Rostami vd., 1994). Spesifik enerjinin belirlenebilmesinin en önemli yolları kayaç kesme deneyleridir. Bu deney setleri tam boyutlu ve küçük boyutlu kesme setleridir. Tam boyutlu kesme setinde 0,5 m3 e yakın hacimdeki kayaç numuneleri kesme işlemine tabi tutulabilmektedir. Buna ilaveten bu deneyde gerçek keskiler kullanılmaktadır. Bu boyuttaki numunelerin kullanılması ve gerçek keskilerin kullanılması kesme olayının laboratuvarda gerçeğe yakın olarak modellenebilmesini sağlamaktadır. Beton yardımı ile numune kutusuna sabitlenen kayaç numunesi gerçek keskiler yardımı ile kesilmektedir ve kesme işlemi sırasında keskilere gelen kuvvetler dinamometreler yardımı ile kaydedilerek bilgisayara aktarılmaktadır. Kesme işlemi sırasında keskilere üç boyutta kuvvetler etkimektedir. Bunlar; kesme kuvveti (FC), normal kuvvet (FN) ve yanal kuvvettir. Yanal kuvvet tasarım aşamasında genellikle dikkate alınmamaktadır. Şekil 1 de bir kollu galeri açma makinesinin kesici kafası üzerinde bulunan bir keskiye gelen kesme ve normal kuvvet görülmektedir. Şekil 1. Kazı sırasında keskiye gelen kuvvetler. Diğer yandan, kazı sırasında keskiye gelecek kuvvetler küçük boyutlu kesme deneyi yardımı ile de bulunabilmektedir. Küçük boyutlu kesme deneyi ilk olarak Roxborough ve Philips (1974) tarafından tasarlanmıştır. Bu deneyde küçük boyutlu blok numuneler ve karot numuneleri kesme işlemine tabi tutulabilmektedir. Küçük boyutlu kesme deneyi ISRM tarafından, kayaçların kesilebilirliğinin tayini için standart deney olarak önerilmiştir (Bamford, 1987). Daha küçük kaya numuneleri ve indeks keskiler kullanıldığından, kesme işlemi tam boyutlu kesme deneyi kadar kesinlikte modellenememektedir. Birbirileri üzerinde birtakım üstünlükleri ve zayıflıkları olmasına rağmen iki deneyinde en büyük zorlukları, çok az sayıda araştırma merkezinde bulunmaları ve çok tecrübeli personele ihtiyaç duymaları olarak gösterilebilir. Bu deneylerden elde edilen kesme kuvveti yardımı ile spesifik enerji değeri bulunabilmektedir. SE = FC Q (1) Burada SE spesifik enerji (MJ/m3), FC kesme işlemi sırasında keskiye gelen kesme kuvvetlerin ortalaması (kn) ve Q 1 km boyunca kazı yapıldığında ortaya çıkacak olan pasa miktarıdır (m3/km). Yukarıda sözü edilen zorluklardan dolayı araştırmacılar, kazı verimliliğinin göstergesi olan spesifik enerji değerinin deney yapılmadan bulunabilmesi için ampirik 305

Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 14-17 Nisan 2015, ANTALYA bağıntılar önermişlerdir. McFeat-Smith ve Fowell (1979) çeşitli kayaçlar üzerinde küçük boyutlu kesme deneyleri gerçekleştirmişlerdir ve bu deneyden elde ettikleri spesifik enerji değerlerini, plastisite indeksi ve koni delici değerini kullanarak çoklu regresyon yöntemi ile tahmin etmeye çalışmışlardır. Roxborough (1987) çeşitli kayaç numuneleri üzerine tek eksenli basınç dayanımı (σ c ) deneyleri ve kayaç kesme deneyleri uygulamıştır ve sonuç olarak spesifik enerjinin tek eksenli basınç dayanımı ile lineer olarak arttığını belirlemiştir. Çopur vd. (2001) çeşitli cevher ve kayaç numuneleri üzerinde tam boyutlu kesme deneyleri ve kaya mekaniği deneyleri uygulamışlardır ve sonuç olarak SE nin σ c ve tek eksenli çekme dayanımı (σ t ) ile arttığını bulmuşlardır. Ayrıca SE nin σ c ve σ t nin çarpımı ile arttığını da ileri sürmüşlerdir. Altındağ (2003) σ c ile σ t nin çarpımından elde edilen kırılganlık indeksi ile SE arasında anlamlı ilişkiler elde etmiştir. Balcı vd. (2004) kayaçların tüm mekanik özellikleri ile SE arasında anlamlı ilişkiler elde etmişlerdir. Tiryaki ve Dikmen (2006) kumtaşları üzerinde yürüttükleri kesme, kaya mekaniği ve mineralojik araştırmalar sonucunda, SE ile bu deneylerden elde edilen parametreler arasında korelasyonlar elde etmişlerdir. Tümaç vd. (2007) Shore sertliği ve σ c ile SE arasında anlamlı ilişkiler ortaya koymuşlardır. Yaşar vd. (2014) kayaçların kırılganlık özelliklerinin küçük boyutlu kesme deneyinden elde ettikleri SE üzerindeki etkilerini incelemişlerdir ve sonuç olarak Altındağ (2000) tarafından önerilen kırılganlık indeksi ile SE nin arttığını göstermişlerdir. Çomaklı vd. (2014) SE ile σ c ve σ t arasında üstel bağıntılar elde etmişlerdir. Yaşar vd. (2015) kesilebilirlik parametreleri ile Drilling Rate Index (DRI) ve Sievers J (S j ) değeri arasındaki ilişkileri incelemişlerdir ve sonuç olarak DRI ve S j ile SE arasında üstel korelasyonlar elde etmişlerdir. Bu çalışma kapsamında birçok çalışma incelenmiş ve yukarıda sonuçlarından kısaca bahsedilmiştir. Dikkat edileceği gibi biri hariç hepsi tek kayaç özelliği ile SE değerinin ilişkilendirmiştir. McFeat-Smith ve Fowell (1979) tarafından önerilen çoklu regresyonda kullanılan parametreler ise günümüzde kaya mekaniği uygulamalarında sıklıkla kullanılan parametreler değildir. Bu çalışmada beş farklı kayaç ve iki farklı cevher numunesi küçük boyutlu kesme deneyine tabi tutulmuşlardır. Ayrıca, aynı numuneler görünür porozite, tek eksenli basınç dayanımı, dolaylı çekme dayanımı ve Schmidt sertliği deneylerine tabi tutulmuşlardır. Elde edilen değerler yardımı ile 4 farklı bağımsız değişken kullanılarak (görünür porozite, tek eksenli basınç dayanımı, dolaylı çekme dayanımı ve Schmidt sertliği) tüm kombinasyonlar değerlendirilmiştir. Bu kapsamda iki, üç ve dört değişkenli toplam 11 çok değişkenli model üretilmiştir. Sonuç olarak bu modellerden yalnızca üçü ANOVA testini geçerek, geçerli olarak kabul edilmiştir. 2 DENEYSEL ÇALIŞMALAR Kayaç numuneleri Doğu Karadeniz Bölgesi nde bulunan işletmelerden ve araziden elde edilmiştir. Numunelerin isimleri Çizelge 1 de verilmiştir. Çizelge 1. Kayaç numunelerinin kodları ve isimleri. Kayaç Kodu DK GR LT BK VT BC KC Kayaç İsmi Dolomitik Kireçtaşı Granadiyorit Litik Tüf Biyoklastik Kireçtaşı Vitrik Tüf Bakır Cevheri Kurşun Cevheri Kayaçların toplanmasının ardından numune hazırlama aşamasına geçilmiştir. Bu aşamada küçük boyutlu kesme deneyi, tek eksenli basınç dayanımı, dolaylı çekme dayanımı ve Schmidt sertliği deneyleri için blok numunelerden karot numuneleri alınarak istenilen boyutlarda hazırlanmıştır. Numunelerin hazırlanmasının ardından deneylerin gerçekleştirilmesi aşamasına geçilmiştir. 306

Yaşar, Yılmaz ve Çapik 2.1 Küçük Boyutlu Kesme Deneyi Küçük boyutlu kesme deneyi İstanbul Teknik Üniversitesi Maden Mühendisliği Bölümü Kazı Teknolojileri ve Maden Makinaları Laboratuvarı nda gerçekleştirilmiştir. Deney şartları şu şekilde belirlenmiştir: Kesme derinliği : 5 mm, Kesme açısı : -5o, Temizleme açısı : 5o, Keski genişliği : 12,7 mm, Keski ucu: Tungsten karbid, % 10 kobalt. Deney, 54 mm lik karot örnekleri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Karot örnekleri numune kutusuna yerleştirilmiş ve deney başlatılmıştır. Ardından kazı sırasında keskiye gelen üç boyuttaki kuvvetler dinamometre vasıtasıyla elektrik yüküne dönüştürülmüştür. Arabirimler sayesinde elektrik yüküne çevrilen kuvvet kgf cinsinden bilgisayara saniyede 2000 veri hızıyla kaydedilmiştir. Şekil 2 de küçük boyutlu kesme deney düzeneği ve deneyin şematik gösterimi verilmiştir. 2.3 Dolaylı Çekme Dayanımı Deneyi Bu deney, disk şeklinde hazırlanmış kayaç örneklerinin çapsal yükleme altında çekilme dayanımlarının dolaylı yoldan tayini amacıyla yapılmaktadır. Çapı 54 mm olan deney örnekleri boy/çap oranı 1/2 olacak şekilde hazırlanmıştır. Hazırlanan numuneler standart Brazilian çenesi yardımı ile kırılarak numunelerin dolaylı çekme dayanımları (σ t ) hesaplanmıştır. Deneyde yükleme hızı 0,2 kn/sn olarak uygulanmıştır. 2.4 Schmidt Çekici Deneyi Bu deney, Schmidt çekici kullanarak, kayaçların Schmidt geri sıçrama sertliğinin (R) tayini ve dolaylı olarak tek eksenli basınç dayanımlarının saptanması amacıyla yapılmaktadır. Schmidt çekiçleri çarpma enerjisi bakımından iki tür olup, bunlar; N ve L-tipidir. L tipi çekicin çarpma enerjisi 0,74 Nm dir, N tipi çekicin enerjisi ise 2,207 Nm dir. Deneyler NX karot örnekleri üzerinde yapılmış ve V tipi numune beşiği kullanılmıştır. Her örnek için 10 vuruş yapılmıştır. Kaydedilen 10 vuruş değeri büyükten küçüğe sıralanmış ve alttan 5 değer değerlendirmeden çıkarılarak üstten 5 değerin ortalaması alınmıştır. 2.5 Görünür Porozitenin Belirlenmesi Şekil 2. Küçük boyutlu kesme deney düzeneği. 2.2 Tek Eksenli Basınç Dayanımı Deneyi Tek eksenli basınç dayanımı (σ c ) deneyi kayaçların en önemli mühendislik özelliklerinden bir tanesidir. Deneylerde 54 mm çapında karot numuneleri kullanılmıştır. Numunelerin boy/çap oranları 2/1 olacak şekilde seçilmiştir. Yükleme hızı 1 kn/sn olacak şekilde kırımlar gerçekleştirilmiştir. Görünür porozite tayini deneyi ISRM (1981) tarafından önerilen şekilde yapılmıştır. Yoğunluk tespiti deneyinde olduğu gibi öncelikle silindirik örneklerin üç boyutu dijital kumpas yardımı ile 10-2 mm duyarlılıkta ölçülerek hacimleri bulunmuştur. Ardından örnekler 10-2 g duyarlılıkta hassas terazi ile tartılarak, doğal ağırlıkları belirlenmiştir. Örnekler etüvde 105 oc de 12 saat kurutulmuştur ve kuru ağırlığı belirlenmiştir. Ardından örnekler su dolu bir kabın içinde yaklaşık 1 gün bekletilmiştir, çıkarıldıktan sonra yüzeyi kurutularak tekrar tartılarak doygun ağırlığı belirlenmiştir. Bulunan değerler ile birlikte görünür porozite (n) hesap edilmiştir. 307

Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 14-17 Nisan 2015, ANTALYA 3 BULGULAR Yürütülen deneysel çalışmaların tüm sonuçları Çizelge 2 de gösterilmiştir. Şekil 3 te spesifik enerji değeri ile R, σ c, σ t ve n parametreleri arasındaki ilişkiler görülmektedir. Geçmiş çalışmalarla karşılaştırma yapıldığında, bu sonuçların literatürdeki sonuçlar ile örtüştüğü açıkça görülmektedir (Roxborough, 1987; Çopur vd., 2001; Balcı vd., 2004; Tiryaki ve Dikmen, 2006; Tümaç vd., 2007). Bu sonuçlar tek başına bu çalışmada kullanılmak için değil, yalnızca SE değeri ile diğer parametreler arasındaki eğilimlerin gösterilmesi amacıyla çalışmaya eklenmiştir. Çizelge 2. Tüm deneylerin sonuçları. Kayaç σc MPa σt MPa n % R SE MJ/m3 DK GR LT BK VT BC KC 88,51 77,44 62,83 50,88 63,91 104,75 108,97 10,44 4,98 5,31 3,66 8,73 7,33 11,80 1,30 3,70 10,41 4,99 19,68 8,05 1,54 41,80 48,80 39,00 36,00 38,00 46,20 45,20 37,28 58,44 28,56 17,35 18,03 43,70 70,57 Şekil 3. Spesifik enerji değeri ile diğer parametreler arasındaki eğilimler. 3.1 Çok Değişkenli Lineer Regresyon Lineer korelasyonlarda ya da regresyonlarda yalnızca iki değişken arasındaki ilişki incelenmektedir, örneğin SE ile R arasındaki ilişki. Ancak çok değişkenli lineer regresyonlarda, birden fazla değişenin tek bir bağımlı değişkenin üzerindeki etkisi incelenmektedir. Öncelikle, bağımlı ve bağımsız değişkenlerin seçilmesi gerekmektedir ki, bu çalışmada bağımsız değişkenler R, σ c, σ t ve n dir ve bağımlı değişken ise SE dir. Çok değişkenli lineer regresyonun genel yapısı aşağıdaki gibidir. Y = a + b1 X 1 + b2 X 2 + b3 X 3 +... + ε (2) 308

Yaşar, Yılmaz ve Çapik Burada Y bağımlı değişken, a sabit, X 1, X 2, X 3 vd. bağımsız değişkenler ve b 1, b 2 ve b 3 bağımsız değişkenlerin katsayılarıdır ve ε ise model ile yapılan tahminde meydana gelecek hatayı temsil etmektedir (Hilton vd., 2004). SE nin tahmini için dört değişken kullanılarak olası tüm iki, üç ve dört değişkenli modeller test edilmiştir. Test edilen modellerdeki bağımsız değişkenler ve bu modellerin ANOVA testine anlamlılık düzeyleri Çizelge 3 te verilmiştir. Test edilen modellerin geçerliliği belirlenirken güven derecesi olarak % 95 seçilmiştir. Buna göre anlamlılık düzeyi 0,05 ten küçük olan modeller geçerli olarak kabul edilmiştir. enerji belirli bir hata payı ile hesap edilebilecektir. Geliştirilen modeller ile hesap edilen spesifik enerji değerleri ile kesme deneyinde bulunan spesifik enerji değerleri Çizelge 3 te verilmiştir. Ayrıca bu modellerden bulunan değerler ile gerçek değerlerin 1:1 çizgisi üzerindeki durumu Şekil 4, 5 ve 6 da verilmiştir. Çizelge 3. Kullanılan bağımsız değişkenler ve modellerin anlamlılık düzeyleri. Model Bağımsız Anlamlılık No Değişkenler Düzeyi 1 n, R 0,032 2 n, σ c 0,079 3 n, σ t 0,239 4 R, σ c 0,037 5 R, σ t 0,032 6 σc, σt 0,118 7 n, R, σ c 0,091 8 n, R, σ t 0,069 9 R, σ c, σ t 0,120 10 n, σ c, σ t 0,221 11 n, R, σ c, σ t 0,226 Geçerlilik Geçerli Geçerli Geçerli Çizelge 3 ten görüldüğü gibi olası 11 modelden yalnızca 1., 4. ve 5. modeller geçerli olarak görülmektedir. Geçerli kabul edilen model 1, 4 ve 5 sırası ile Eşitlik (3), (4) ve (5) te verilmiştir. Şekil 4. Ölçülen ve 1. model ile hesaplanan SE değerlerinin karşılaştırılması. Çizelge 4. Ölçülen ve modeller yardımı ile hesaplanan spesifik enerji değerleri. Kayaç DK GR LT BK VT BC KC SE SE 1 SE 2 SE 3 37,28 58,44 28,56 17,35 18,03 43,70 70,57 43,08 63,10 26,36 21,58 15,18 51,13 53,60 40,84 56,25 25,80 14,27 23,45 57,37 55,95 42,96 57,81 24,66 11,56 27,01 52,84 56,95 SE1 = - 87,76 + 3,157 R - 0,865 n R2 = 0,82 (3) SE 2 = 96,747 + 2,667 R + 0,295 σc R2 = 0,81 (4) SE 3 = 118,43 + 3,439 R + 1,695 σt R2 = 0,82 (5) ANOVA testine göre bu üç model geçerli olarak belirlenmiştir. Bu modeller yardımı ile küçük boyutlu kesme deneyindeki keski ile 5 mm kesme derinliğinde yapılacak olan kesme işlemi sırasında oluşacak spesifik 309

Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 14-17 Nisan 2015, ANTALYA Şekil 5. Ölçülen ve 4. model ile hesaplanan SE değerlerinin karşılaştırılması. yönelik olarak, bu parametreler yardımı ile çok değişkenli lineer modeller türetilmiştir. Bu kapsamda dört parametre ile iki, üç ve dört değişkenli toplam 11 model türetilerek ANOVA testi yardımı ile test edilmiştir. Ancak bu 11 modelin içinden yalnızca üç tanesi bu testi geçerek geçerli olarak kabul edilmiştir. Bunlar; 1., 4. ve 5. modellerdir. Bu modeller yardımı ile verilen koşullar altında belirli bir hata payı ile spesifik enerji değeri hesap edilebilecektir. Burada dikkat edilecek diğer bir durum ise geçerli olan tüm modellerde Schmidt sertliğinin bulunmasıdır. Sonuç olarak bu veri grubu için spesifik enerji değeri üzerindeki en etkili parametrenin Schmidt sertliği olduğu söylenebilir. TEŞEKKÜR Yazarlar, gerek deneysel çalışma bölümünde yardımlarını esirgemeyen gerekse de tecrübelerini paylaşmaktan kaçınmayan İstanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi Maden Mühendisliği Bölümü öğretim üyeleri Prof. Dr. Nuh BİLGİN e, Prof. Dr. Hanifi ÇOPUR a, Doç. Dr. Cemal BALCI ya ve Doç. Dr. Deniz TÜMAÇ a sonsuz teşekkürlerini sunarlar. Ayrıca yazarlar laboratuvar çalışmalarındaki yardımlarından dolayı Arş. Gör. Emre AVUNDUK a ve Arş. Gör. Ramazan ÇOMAKLI ya şükranlarını bildirirler. KAYNAKLAR Şekil 6. Ölçülen ve 5. model ile hesaplanan SE değerlerinin karşılaştırılması. 4 SONUÇLAR Bu çalışmada 5 farklı kayaç ve 2 farklı cevher numunesi küçük boyutlu kesme deneyine ve kaya mekaniği deneylerine (tek eksenli basınç dayanımı, dolaylı çekme dayanımı, Schmidt sertliği ve görünür porozite) tabi tutulmuştur. Her parametrenin SE üzerindeki etkisi incelendiğinde bu veri grubu içinde en önemli parametrenin Schmidt sertliği olduğu dikkat çekmektedir. Spesifik enerjinin dolaylı yoldan tahminine Altındağ, R., 2000. Darbeli delme performans analizlerinde kayaç gevrekliğinin rolü, V. Ulusal Kaya Mekaniği Sempozyumu, Ekim, Isparta, Bildiriler Kitabı, 105-112. Altındağ, R., 2002 The evaluation of rock brittleness concept on rotary blast holed drills. Journal of South African Institute of Mining and Metallurgy, January/February, 61-66. Balcı, C., Demircin, M. A., Çopur, H., Tunçdemir, H., 2004. Estimation of optimum specific energy based on rock properties for assessment of roadheader performance, Journal of South African Institute of Mining and Metallurgy, 104, 633-642. Çopur, H., Tunçdemir, H., Bilgin, N., Dinçer, T., 2001. Specific energy as a criterion for use of rapid excavation systems in turkish mines. Trans of the Inst of Min and Met Sec A, 110, 149 157. 310

Yaşar, Yılmaz ve Çapik Bamford, W.E., 1987. ISRM-Comission on rock boreability, cuttability and drillability, Notes for Workshop, Canada, Montreal. Çomaklı, R., Kahraman, S., Balci, C., 2014. Performance prediction of roadheaders in metallic ore excavation, Tunnelling and Underground Space Technology, 40, 38-45. Hilton, P.R., Brownlow, C., McMurray, I., Cozens, B., 2004, SPSS Explained, Taylor & Francis Press, 379 s. ISRM, 1981. Rock Caharacterization, Testing and Monitoring: ISRM suggested Methods, Pergamon Press, 211 s. McFeat-Smith, I. ve Fowell, R. J., 1979. The selection and application of roadheaders for rock tunneling. Proceedings of Rapid Excavation Tunneling Conference, 261-279. Rostami, J., Ozdemir, L., Neil, D.M., 1994. Performance prediction: a key issue in mechanical hard rock mining, Mining Engineer, 1263 1267. Roxborough, F.F. ve Philips H.R., 1974. Experimental studies on the excavation of rocks using picks, Proceedings of Third ISRM Congress, 1407-1412. Roxborough, F.F., 1987. The role of some basic rock properties in assessing cuttability. Seminar on Tunnels, In: Wholly Engineered structures, Sydney, Australia, 21 s. Tiryaki, B. ve Dikmen A.Ç., 2006. Effect of Rock Properties on Spesific Cutting Energy in Linear Cutting of Sandstones by Picks, Rock Mechanics and Rock Engineering, 39, 2, 89-120. Tümaç, D., Bilgin, N., Feridunoğlu, C., Ergin, H., 2007. Estimation of rock cuttability from shore hardness and compressive strength properties. Rock Mechanics and Rock Engineering, 40, 477490. Yaşar, S., Yılmaz, A.O., Çapik, M., 2014. Kayaçların kırılganlık özellikleri ile kazılabilirlik parametreleri arasındaki ilişkilerin incelenmesi, KAYAMEK 2014-XI. Bölgesel Kaya Mekaniği Sempozyumu, Bildiriler Kitabı, Mayıs, Afyonkarahisar, 343-350. Yaşar, S., Çapik, M., Yılmaz, A.O., 2015. Cuttability assessment using the Drilling Rate Index (DRI), Bulletin of Engineering Geology and Environment, DOI: 10.1007/s10064-0140715-4. 311