Investigation of the Relationship Between the Texture Coefficient with Rock Cuttability Features

Abstract

The most important factor affecting the cuttability properties of rocks is the strength of the rocks. Rock strength depends on the rock characteristics and the presence of rock-forming mineral grains. The mineralogical content of the rocks need to be known in order to make high yields cuttings. For this reason, the relationship between the tissue coefficient parameter, where the geometric shapes of the textures and mineral grains were considered as a whole, and the specific energy defined as the amount of energy spent per unit volume was investigated. A total of 41 samples were collected from seven different species from Afyon and Isparta. The samples were subjected to physical and mechanical experiments depending on the relevant standards. Mineralogical and petrographical properties of each sample were examined under a microscope. Particle analysis was performed by using microscope images in computer environment using image analysis program. As a result of the study, a significant relationship was found between specific energy and tissue coefficient. Thus, it was observed that the coefficient of tissue coefficient can be used for digitizing the textural properties of the rocks. In addition, geometric shapes of mineral grains, size, idiomorph or hypidiomorphic minerals, the presence of minerals in the rock and increased boundary relationships between minerals have been shown to affect rock strength and specific energy use.

Keywords

• Texture coefficient,Specific energy,Mineralogy

Kayaçlarda Doku Katsayısı ile Kesilebilirlik Özellikleri Arasındaki Bağıntıların İncelenmesi

Abstract

Kayaçların kesilebilirlik özelliklerini etkileyen en önemli faktör kayaçların dayanımlarıdır. Kayaç dayanımı ise kayacın doku özellikleri ve kayaç oluşturan mineral tanelerinin kayaç içinde bulunma durumuna bağlıdır. Verimi yüksek kesimler yapabilmek adına kesilecek kayaçların mineralojik içeriğinin bilinmesi gerekmektedir. Bu sebeple, doku ve mineral tanelerinin geometrik şekillerinin bir bütün olarak ele alındığı doku katsayısı parametresi (TC) ile birim hacim başına harcanan enerji miktarı olarak tanımlanan spesifik enerji (SE) arasındaki ilişki araştırılmıştır. Çalışmalarda Afyon ve Isparta bölgelerinden alınan 7 farklı türde toplamda 41 adet numune kullanılmıştır. Numuneler ilgili standartlara bağlı olarak fiziksel ve mekanik deneylere tabi tutulmuştur. Her numunenin mineralojik ve petrografik özellikleri mikroskop altında incelenmiştir. Görüntü analiz programı kullanılarak bilgisayar ortamında mikroskop görüntüleri üzerinden partikül analizi yapılmıştır. Çalışma sonucunda spesifik enerji ile doku katsayısı arasında anlamlı bir ilişki elde edilmiştir. Böylece kayaçların doku özelliklerinin sayısallaştırılması için doku katsayısının kullanılabileceği gözlenmiştir. Buna ek olarak, mineral tanelerin geometrik şekilleri, büyüklükleri, idiomorf veya hipidiyomorf mineraller, kayadaki minerallerin varlığı ve mineraller arasındaki artan sınır ilişkilerinin kayaç mukavemetini ve özgül enerji kullanımını etkilediği gösterilmiştir.

Keywords

• Doku katsayısı,Spesifik enerji,Mineraloji

References

1. [1] Şengün, N. 2009. Kayaçların Kırılma Tokluğu ve Gevrekliğinin Dairesel Testereler ile Kesme Verimi Üzerine Etkileri. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 180s, Isparta.
2. [2] Şengün N., Altindağ R., Erinç Koçcaz C., "Isparta Yöresinde Bulunan Bazı Mağmatik Kökenli Kayaçların Kesilebilirlik Analizi", DEÜ Fen ve Mühendislik Dergisi, cilt.11, ss.22-31, 2009.
3. [3] Öztürk, C.A. 2006. Kayaç dokusal özelliklerinin sınıflandırılması ve kaya mühendisliği uygulamaları. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 220s, İstanbul.
4. [4] Howarth, D.F., Rowlands, J.C. 1987. Quantitative Assessment Of Rock Texture And Correlation With Drillability And Strength Properties. Rock Mechanics and Rock Engineering, 20(1987), 57-85, England.
5. [5] Öztürk, C. A., Nasuf, E., ve Bilgin, N., 2004. The Assessment of Rock Cuttability and Physical and Mechanical Rock Properties From a Texture Coefficient, J. South African Ins. Mining and Metallurgy, 7, 397-403.
6. [6] Tiryaki, B. vd., 2003. Kayaç Kesmede Keski Performansının Tahmini İçin Doku Katsayısı Yaklaşımının Kullanılabilirliği, Madencilik Dergisi, Cilt 42, Sayı 2, Syf 27-43.
7. [7] Günaydın, S. 2006. Kayaçların doku katsayıları ile fiziko-mekanik özellikleri arasındaki ilişkilerin incelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 80s, Isparta.
8. [8] TS EN 1936, 2010. Doğal taşlar - Deney yöntemleri - Gerçek yoğunluk, görünür yoğunluk, toplam ve açık gözeneklilik tayini, TSE, Ankara.

9. [9] TS EN 13755, 2009. Doğal taşlar-Deney metotları-Atmosfer basıncında su emme tayini, TSE,Ankara.
10. [10] TS EN 14579, 2006. Doğal taşlar - Deney yöntemleri-Ses hızı ilerlemesinin tayini, TSE, Ankara.
11. [11] ISRM 1981, Rock Characterization, Testing and Monitoring –ISRM Suggested Methods, Pergamon Press‟, Oxford, Brown, E.T. (ed), 211 p.