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

Öz

   Kayaçların kırılganlık özellikleri endüstriyel boyutta oldukça önemli bir parametre olup farklı şekillerde belirlenebilmektedir. Kayaç içerisindeki mineral özelliklerinin kayaçların kırılganlıklarına etkisi vardır ve bu çalışmada bu iki kavram arasındaki ilişki araştırılmıştır. Bu doğrultuda beş farklı kayaç numunesinin kırılganlık özellikleri; belirli bir boyuttaki numunelerin çeneli kırıcıda kırılıp, kırılan bu malzemelerden belirli elek açıklığının altında kalan miktarının hesaplanmasıyla belirlenmiştir. Mineral özellikleri belirlenirken doku katsayısı yaklaşımı kullanılmış ve bu yaklaşımda minerallerin şekilsel özellikleri dikkatte alınmıştır. Elde edilen veriler istatistiksel olarak değerlendirilmiş ve kayaçların kırılabilirlik indeksi (CI) ve tane boyutu (d₅₀, d₈₀) ile doku katsayısı (TC) değerleri arasında güçlü bir ilişki elde edilmiştir. Ayrıca, kayaçların sertliklerinin belirlenmesi amacı ile Schmidt sertlik değerleri (SH) belirlenmiş ve doku katsayısı değerleri ile arasındaki ilişki araştırılmış ve belirli bir ilişki olduğu ortaya çıkarılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Doku katsayısı,kırılabiliklik indeksi,tane boyutu

INVESTIGATION OF THE RELATIONSHIP BETWEEN SOME SHAPE PROPERTIES OF MINERALS WITHIN ROCK TEXTURES AND CRUSHABILITY OF ROCKS

Abstract

   The crushability properties of rocks are very important parameters in industrial scale and they can be determined by different methods. The mineral properties in the rock have effects on rock crushability and in this study; the relationship between mineral properties and rock crushability was investigated. According to this, the crushability properties of five different rock samples were determined by calculating the amount of material passing a given mesh opening, after the rock samples of a certain size were broken by using a jaw crusher. When the mineral properties were determined, the texture coefficient approach was used and the shape characteristics of the minerals were also taken into consideration. The obtained data from laboratory tests and image analysis of rocks were evaluated statistically and strong correlations between the crushability index (CI) of the rocks, particle size (d₅₀, d₈₀) and the values of the texture coefficients (TC) were found. In addition, Schmidt hardness (SH) tests were performed for determining the hardness values of the rocks and correlated with the texture coefficients and obtained a good relationship.

Keywords

• Texture coefficient,crushability index,particle size

References

1. [1] MCFEAT-SMITH, I., FOWELL, R.J., "Correlation of Rock Properties and the Cutting Performance of Tunneling Machine", Proceeding of a Conference on Rock Engineering, 582-602. Newcastle Upon Tyne, UK, 1977.
2. [2] FAHY, M.P., GUCCIONE, M.J., "Estimating Strength of Sandstone Using Petrography Thin - Section Data", Bulletin of Association of Engineering Geology, 16, 467-485, 1979.
3. [3] SHAKOOR, A., BONELLI, R.E., "Relationship Between Petrography Characteristics, Engineering Index Properties and Mechanical Properties of Selected Sandstones", Bulletin of Association of Engineering Geology, 28, 55-71, 1991.
4. [4] TUGRUL, A., ZARIF, I.H., "Correlation of Mineralogical and Textural Characteristics with Engineering Properties of Selected Granitic Rocks from Turkey", Engineering Geology, 51, 303-317, 1999.
5. [5] HOWARTH, D.F., ROWLANDS, J.C., "Quantitative Assessment of Rock Texture and Correlation with Drillability and Strength Properties", Rock Mechanics and Rock Engineering, 20, 57-85, 1987.
6. [6] HOWARTH, D.F., ROWLANDS, J.C., "Development of an Index to Quantify Rock Texture for Qualitative Assessment of Intact Rock Properties", Geotechnical Testing Journal, 9, 169-179, 1986.
7. [7] AZZONI, A., BAILO, F., RODENA, E., ZANINETTI, A., "Assessment of Texture Coefficient for Different Rock Types and Correlation with Uniaxial Compressive Strength and Rock Weathering", Rock Mechanics and Rock Engineering, 29, 39-46, 1996.
8. [8] ERSOY, A., WALLER, M.D., "Textural Characterization of Rocks", Engineering Geology, 39, 123-136, 1995.

9. [9] KAHRAMAN, S., TORAMAN, O. Y., "Predicting The Los Angeles Abrasion Loss of Rock Aggregates from Crushability Index", Bulletin of Materials Science, 31, 173–177, 2008.
10. [10] TORAMAN, O. Y, KAHRAMAN S, CAYIRLI, S., "Predicting the Crushability of Rocks from the Impact Strength Index", Minerals Engineering, 23, 752–754, 2010.
11. [11] KAHRAMAN, S., TORAMAN, O. Y., CAYIRLI, S., "Predicting the Strength and Brittleness of Rocks from a Crushability Index", Bulletin of Engineering Geology and the Environment (in print), 2017.
12. [12] ÖZTÜRK, C. A., NASUF, E., “Kayaç Dokusal Özelliklerinin Sınıflandırılması ve Kaya Mühendisliği Uygulamaları” İTÜ Mühendislik Dergisi, 6, 69-80, 2007.
13. [13] TİRYAKİ, B., DİKMEN, A. Ç., KADIOĞLU, Y. K., ÖZBİLGİN, D., TİRYAKİ, N., BÖLÜKBAŞI, N., “Kayaç Kesmede Keski Performansının Tahmini için Doku Katsayısı Yaklaşımının Kullanılabilirliği” Madencilik, 42, 27-43, 2003.
14. [14] GÜNAYDIN, S., “Kayaçların Doku Katsayıları ile Fiziko – Mekanik Özellikleri Arasındaki İlişkinin İncelenmesi” Isparta Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, 2006.
15. [15] ULUSAY, R., HUDSON, J.A. (EDS.), “The Complete ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring”, ISRM Turkish National Group, Ankara, Turkey, 2007.
16. [16] ONODERA, T.F., ASOKA KUMARA, H.M., “Relation Between Texture and Mechanical Properties of Crystalline Rocks” Bull. Assoc. Eng. Geol., 22, 173-177, 1980.
17. [17] OZTURK, C.A., NASUF, E., “Strength Classification of Rock Material Based on Textural Properties”, Tunneling and Underground Space Technology, 37, 45-54, 2013.
18. [18] ALTINDAG, R., “The Role of Brittleness on the Analysis of Percussive Drilling Performance”, Proceedings of the 5th Turkish National Rock Mechanics Symposium, 105–112. Isparta, Turkey, 2000.
19. [19] PROTODYAKONOV, M.M., “Mechanical Properties and Drillability of Rocks”, Proceedings of the 5th Symposium on Rock Mechanics, 103–118. Oxford, UK, 1962.