Çok düşük-orta aşındırıcı kayaçların tek eksenli basınç dayanımının Cerchar aşınma indeksi ile tahmini

Yıl 2020, Cilt: 26 Sayı: 6, 1154 - 1163, 13.11.2020

Ahmet Teymen

Öz

Kayaç aşındırıcılığının belirlenmesinde yaygın olarak kullanılan yöntemlerin başında Cerchar Aşınma İndeksi (CAI) yer almaktadır. Aşınmayı etkileyen temel parametreler, yoğunluk, çimentolanma derecesi, dayanım özellikleri ve kayaçtaki aşındırıcı minerallerin miktarı gibi özelliklerdir. Bu çalışmada, aşındırıcılık özelliği az-orta düzeyde olan 35 farklı kayaç üzerinde tek eksenli basınç dayanımı (UCS) ve CAI başta olmak üzere 15 farklı test gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan 35 kayacın UCS değerleri 6.64-148.36 MPa, CAI değerleri 0.68-2.67 arasında değişmektedir. Kayaçların tamamı CAI sınıflamasına göre orta aşındırıcılık kategorisinin altında yer almaktadır. Çalışmanın temel amacı en sık kullanılan kayaç özelliği olarak bilinen UCS değerinin CAI değerleri yardımıyla tahmin edilmesidir. Bu amaçla, CAI ve test edilen diğer parametreler kullanılarak UCS çoklu regresyon yöntemi ile tahmin edilmeye çalışılmıştır. Çalışmanın sonuçları UCS ile CAI arasında kayda değer ilişkiler olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Cerchar, Aşındırıcılık, Çimentolanma, Dayanım, Kayaç özellikleri

Kaynakça

• [1] Atkinson RH. Hardness Tests for Rock Characterization. Editor: Hudson JA. Rock Testing and Site Characterization, Principles, Practice and Projects, 105-117, Atkinson-Noland & Associates, Boulder, CO, USA, Pergamon- Oxford Press, 1993.
• [2] Valantin A. “Test Cerchar pour la mesure de la dureté et de l’abrasivité des roches”. in: Annexe de l’exposée présenté aux Journées d’ Information <<Techniques de creusement>>, Luxembourg, 1973.
• [3] ASTM D7625-10. “Standard test method for laboratory determination of abrasiveness of rock using the CERCHAR Method”. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2010.
• [4] Johnson ST, Fowell RJ. “Compressive strength is not enough (Assessing pick wear for drag tool-equipped machines)”. In: Proceedings of the 27th US Symp Rock Mechanics, Tuscaloosa, Alabama, USA, 23-25 June 1986.
• [5] West G. “A relation between abrasiveness and quartz content for some coal measures sediments”. International Journal of Mining and Geological Engineering, 4, 73-78, 1986.
• [6] Çopur H, Eskikaya Ş. “ELI Eynez Bölgesi M2 marnının fiziksel ve mekanik özelliklerinin mekanize kazı bakımından incelenmesi”. Türkiye 8. Kömür Kongresi, TMMOB Maden Mühendisleri Odası Yayını, Zonguldak, Türkiye, 4-8 Mayıs 1992.
• [7] Al-Ameen SL, Waller MD. “The influence of rock strength and abrasive mineral content on the Cerchar abrasive index”. Engineering Geology, 36, 293-301, 1994.
• [8] Yaralı O, Avcı F. 2002. “Zonguldak, Türkiye TTK Asma Dilaver kömür çevre kayaçlarının Cerchar aşındırıcılık indeks özelliklerinin ve mekanik kazılabilirliklerinin irdelenmesi”. Proceedings of the 13th Turkish Coal Congress, Zonguldak, Turkey, 29-31 May 2002.
• [9] Yaralı O, Akçın NA. “Kayaçların Cerchar sertlik indeks değerleri ile dayanım özellikleri arasındaki ilişkilerin belirlenmesi”. Türkiye 19. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Fuarı, IMCET2005. İzmir, Türkiye, 09-12 Haziran, 2005.
• [10] Dipova N. “Bir tünel güzergâhındaki zayıf kireçtaşlarının aşınma ve dayanım özellikleri arasındaki ilişkilerin araştırılması”. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 36(1), 23-34, 2012.
• [11] Yaralı O. “Kayaçların mekanik özelliklerinin Cerchar aşınma indeksine olan etkilerinin araştırılması”. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi 6(1), 218-229, 2016.
• [12] ISRM. “Rock Characterization, Testing and Monitoring-Commission on Standardization Laboratory and Feld Results. Suggested Methods for Determining Hardness and Abrasiveness of Rocks”. Pergamon, Oxford, Part 4, 102-103, 1981.
• [13] Alber M, Yaralı O, Dahl F, Bruland A, Käsling H, Michalakopoulos TN, Cardu M, Hagan P, Aydın H, Özarslan A. “ISRM Suggested method for determining the abrasivity of rock by the Cerchar abrasivity test”. Rock Mechanics and Rock Engineering, 47, 261-266, 2014.
• [14] Smith RL, Sandly GE. “An accurate method of determining the hardness of metals, with particular reference to those of a high degree of hardness”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, 102(1), 623-641, 1922.
• [15] Rabia H, Brook N. “The shore hardness of rock”. International Journal of Rock Mechanics Mining Science Geomechanical Abstract, 16(6), 335-336, 1979.
• [16] Altindag R, Guney A. “ISRM Suggested Method for determining Shore Hardness value for rock”. International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 43(1), 19-22, 2006.
• [17] Whittaker BN, Singh RN, Sun G. Rock Fracture Mechanics - Principles, Design and Applications. Amsterdam, Netherlands, Elsevier, 1992.
• [18] Chong KP, Kuruppu MD. “New specimen for fracture toughness determination for rock and other materials”. International Journal of Fracture, 26, 59-62, 1984.
• [19] Chong KP, Kuruppu MD, Kuszmaul JS. “Fracture toughness determination of layered materials”. Engineering Fracture Mechanics, 28(1), 43-54, 1987.