KAYAÇLARIN AŞINDIRICILIKLARININ ÜÇ FARKLI DENEY YÖNTEMİYLE DEĞERLENDİRİLMESİ
Mekanik kazı makinalarından beklenen yararlara ulaşabilmek için bu makinaların kazılacak
kayaçların özelliklerine uygun olarak seçilmeleri gerekmektedir. Yüksek aşındırıcılık özelliğine
sahip kayaçlar, kısa zamanda keskilerin körlenmesine neden olmaktadır. Bu durum, bir yandan
keski tüketimini artırmakta, diğer yandan kazı verimini düşürmekte ve dolayısı ile kazı maliyetinin
artmasına yol açmaktadır.
Bu çalışma kapsamında, Zonguldak Bölgesi magmatik ve sedimanter olmak üzere 9 farklı
kayaç türü üzerinde Cerchar aşınma indeksi (CAI), Norveç aşınma (AV) indeks deneyleri ile
Schimazek aşınma (F) indekslerine göre aşındırıcılık deneyleri yapılmıştır. Üç farklı aşınma
deney yönteminden elde edilen sonuçlar basit regresyon analiziyle birbirleriyle karşılaştırılmıştır.
Schimazek aşınma indeks deneyi ile Cerchar aşınma indeksi ve Norveç aşınma indeks deneyi
arasında doğrusal ilişkiler bulunmuştur. Deneylerden elde edilen sonuçlara göre incelenen
kayaçların aşındırıcı ve oldukça fazla aşındırıcı oldukları bulunmuştur.
DETERMINATION OF ABRASIVENESS OF ROCKS WITH THREE DIFFERENT TEST METHODS
In order to achieve the expected benefits from mechanical excavation machines, these machines
must be selected in accordance with the characteristics of the excavated rocks. Highly abrasive
Rocks cause fast cutter wear in short time. This increases the chisel consumption in excavation
and reduces the efficiency, and thus increases in excavation cost.
In this study, Cerchar abrasiveness index (CAI), abrasion value (AV) and Schimazek wear index
(F) tests were carried out on 9 igneous and sedimentary rocks samples from Zonguldak Region.
The results then evaluated with regression analysis to determine the relationship between
different abrasion index values. According to the test results, rocks were classified as abrasive
and extremely abrasive. The statistical analysis showed strong linear relationships between
Schimazek wear index - Cerchar abrasiveness index, and Schimazek wear index - abrasion
value.
___
- Akün, M.E., Karpuz, C., 2005. Drillability Studies
of Surface Set Diamond Drilling in Zonguldak Region
Sandstones from Turkey. Technical Note, International
Journal of Rock Mechanics Mining Science, 42, 473-
479.
- Alvarez, J.T., Alvarez, M.M., Diez, R.R., 2003.
Experimental Results a Low-Power Roadheader
Driving a Gallery with Different Types of Rock at The
Face. Tunneling and Underground Space Technology,
18, 395-404.
- Ateş, U., Bilgin, U., Çopur, H., 2014. Estimating Torque,
Thrust ve Other Design Parameters of Different Type
Tbms with Some Criticism to TBMS Used İn Turkish
Tunneling Projects. Tunneling and Underground Space
Technology, 40,46-63.
- Balcı, C., Bilgin, N., Çopur, H., Tumaç, D., Akgül, M.,
2007. Tünel Açma Makinelerinin Tam Boyutlu Kesme
Deneyi ile Performans Tahmini., 1. Maden Makinaları
Sempozyumu, TMMOB, Maden Mühendisleri Odası
Yayını, Kütahya,61-70.
- Balcı, C., 2004. Mekanize Kazı Makinalarının
Seçiminde Küçük Boyutlu Kazı İle Tam Boyutlu Kazı
Deneylerinin Karşılaştırılması. Doktora Tezi, İstanbul
Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul,
Yayımlanmamış.
- Bilgin, N., 1989. İnşaat ve Maden Mühendisleri
İçin Uygulamalı Kazı Mekaniği. Birsen Yayınevi,
İstanbul,s.92.
- Bilgin, N., Balcı, C., Çopur, H., 2005. Tünel Açma
Makinelerinin Seçim ve Tasarım İlkeleri Ve Performans
Tahmin Yöntemleri. 2. İş Makineleri Sempozyumu ve
Sergisi, TMMOB Makine Mühendisleri Odası, 29-30
Eylül-1 Ekim, İstanbul, 227-240.
- Bilgin, N., Copur, H., Balci, C., 2012. Effect of Replacing
Disc Cutters With Chisel Tools on Performance of a
TBM in Difficult Ground Conditions. Tunnelling and
Underground Space Technology, 27,41–51.
- Bulut, S., 2017. Kayaçların Aşındırıcılıklarının
Farklı Deney Yöntemleriyle Belirlenmesi. Diploma
Çalışması, BEÜ Maden Müh. Bölümü, Zonguldak,
Yayımlanmamış.
- Büchi, E., Mathier, J.F., Wyss, Ch., 1995.
Gesteinsabrasivität – ein Bedeutender Kostenfaktor
Beim Mechanischen Abbau von Fest- und
Lockergesteinen. Tunnel, 5, 38-43.
- Çapik, M., Yilmaz A.O., Kolayli H., 2013. A Comparative
Study on the Energy Demand of Turkey: Coal or Natural
Gas. Energy Exoloratıon & Exploıtatıon, 31,119-138.
- Çopur, H., Rostami, J., Özdemir, L., Bilgin, N., 1997.
Studies on Performance Prediction of Roadheaders
Based on Field Data in Mining and Tunneling
Projects. Fourth International Symposium on Mine
Mechanization and Automation, Volume 1, Brisbane,
Queensland, 1- 7.
- Çopur, H., Balci, C., Tumac, D., Bilgin, N., 2011. Field
and Laboratory Studies on Natural Stones Leading
to Empirical Performance Prediction of Chain Saw
Machines. International Journal of Rock Mechanic &
Minining Science, 48(2),269-282.
- Çopur, H., Aydin, H., Bilgin, N., Balci, C., Tumac, D.,
Dayan, C., 2014. Predicting performance of EPB
TBMs by using a Stochastic Model Implemented into
a Deterministic Model. Tunnelling and Underground
Space Technology, 42,1–14.
- Dahl, F., 2003. DRI Standards”. NTNU, Angleggsdrift,
Trondheim. s.21.
- Dahl, F., Bruland, A., Jakobsen, P.D., Nilsen, B., Grøv,
E., 2012. Classifications of Properties Influencing The
Drillability of Rocks, Based on the NTNU/SINTEF
Test Method. Tunnelling and Underground Space
Technology,28 ,150-158.
- Ersoy, C., Balcı, C., 2013. Kollu Galeri Açma
Makinelerinin Seçim Kriterleri ve Amasra Havzasına
Uygulanması. 4. Maden Makinaları Sempozyumu, 23-
24 Mayıs 2013, İzmir, Türkiye, 11-20.
- Farmer, I.W.,Garrity, P., 1987. Prediction of Roadheader
Cutting Performance from Fracture Toughness
Considerations. In: Proceedings of the 6th International
Congress on Rock Mechanics, Montreal, Canada, 1,
621–624.
- Fowell, R.J., Johnson, S.T., 1982. Rock Classification
and Assessment for Rapid Excavation.. Proc. of the
Symp. on Strata Mech., Newcastle Upon Tyne, 241-
244
- ISRM, 1978. Suggested Method for Determining
Tensile Strength o Rock Materials. International Journal
of Rock Mechanic Minining Science. & Geomech.
Abstr.,15, 99-103.
- ISRM, 2015. Suggested Method for Determining the
Abrasivity of Rock by The Cerchar Abrasivity Test, The
ISRM Suggested Method for Rock Characterization,
Testing and Monitoring: 2007-2014, In: R. Ulusay
(Eds), Springer, DOI:10.1007-978-3-319-07713-0 101-
106.
- Kahraman, S., Ipek, M., Guleryuz, U., Gunaydin, O.,
2006. Pozantı-Ankara Otoyol Tüneli’nde Bir Jumbo
Matkap Performansının Tahmini. ITA-AITES World
Tunnel Congress & 32nd ITA General Assembly, 22-27
April, Seoul, Korea, 132-141.
- Kahraman, S.,Kahraman, E., 2013. Kollu Galeri
Açma Makinelerinin Dolaylı Testler Kullanılarak
Performans Tahmini. 3. Uluslararası Ulaşımda Yeraltı
Sempozyumu,Editörler: Bilgin, N., Çopur, H., Balcı, C.,
İstanbul, 65-73.
- Kasling, H., Thuro, K., 2010. Determining Rock
Abrasivity in the Laboratory. In: Z. Labiouse and
D. Mathier (Eds) Rock Mechanics in Civil and
Environmental Engineering -Proc EUROCK 2010
Taylor & Francis, London, 425-429.
- Lien, R., 1961. An Indirect Test Method for Estimating
the Drillability of Rocks. Dotorate Dissertation, NTH
Department of Geology, Norway (in Norway).
- Majeed Y., Abu Bakar M. Z., 2016. Statistical Evaluation
of CERCHAR Abrasivity Index (CAI) Measurement
Methods and Dependence on Petrographic and
Mechanical Properties of Selected Rocks of Pakistan.
Bull Eng Geol Environ, 75,1341–1360.
- Ökten, G., Çınar, M., Çopur, H., Bilgin, N., 2014.
İstanbul-Selimpaşa Atıksu Tüneli’nin Kazısı Sırasında
EPB TBM’in Kazı Odasında Meydana Gelen Grizu
Patlamasının Nedenleri, Sonuçları ve Alınan Önlemler.
Tünel, Sayı: 2 (Ocak-Şubat), 14-19.
- Özaydın, Y.T., Avunduk, E., Çopur, H., 2013.
Büyükçekmece Atıksu Tüneli Kazılarında EPB
TBM Performansı. 3. Uluslararası Ulaşımda Yeraltı
Sempozyumu,N. Bilgin, H. Çopur, C. Balcı (Eds),
İstanbul, 151-157.
- Özdemir, L., Gertsch, L., Neil, D., Fiant, J., 1991.
Performance Predictions for Mechanical Evcavation
in Yucca Mountain Tuffs. EMI-Report. SAND 91-1035,
s.18.
- Özdemir, L., Nilsen, B., 1999. “Recommended
Laboratory Rock Testing for TBM Projects. AUA News,
14(2), 21-14.
- Plinninger, R., Kasling, H., Thuro, K., Spaun, G., 2003.
Testing Conditions and Geomechanical Properties
Influencing The Cerchar Abrasiveness Index (CAI)
Value. Technical Note, International Journal of Rock
Mechanic & Mining Science, 40, 259-263.
- Plinninger, R., Kasling, H., Thuro, K., 2004. Wear
Prediction in Hardrock Excavation Using The Cerchar
Abrasiveness Index (CAI) Value. Proceedings of the
ISRM Regional Sysposium EUROCK 2004 & 53rd
Geomechanics Colloquy, Essen, 599-564.
- Rostami, J., Özdemir, L., 1994. Roadheader
Performance Optimization for Mining and Civil
Construction. 13th Annual Technical Conference,
Institute of Shaft Drilling Technology,Las Vegas, USA,
1-17.
- Rostami, J. Ozdemir, L., Neil, M.D., 1994. Performance
Prediction, a Key Issue in Mechanical Hard Rock
Mining. Mining Engineer, 11,1263-1267.
- Rostami, J., Özdemir, L., Nilsen, B., 1996. Comparison
Between CSM and NTH Hard Rock TBM Performance
Prediction Models. In Proc. 16th Int. ISDT Symposium,
Las Vegas, USA, 1-11.
- Rostami, J., Özdemir L., Bruland, A., Dahl, F., 2005.
Review of Issues Related to Cerchar Abrasivity Testing
and Their İmplications on Geotechnical Investigations
and Cutter Cost Estimates. Rapid Excavation and
Tunnelling Conference., Seattle, WA.USA, 15-14.
- Schimazek, J., Knatz, H., 1970. Der Einfluss des
Gesteinsa ufbaus auf die Schnittgeschwindigkeit
und den Meisse Dverschleis von strecken
vortriebsmaschinen. Glückauf, 106, 274 – 278.
- Schormair, N., Thuro, K., Plinninger, R., 2006. The
Influence of Anisotropy on Hard Rock Drilling and
Cutting. The Geological Society, IAEG-491, 1-11.
- Su, O., Yaralı, O., Akçin, N.A., 2013. Comparison of
Drilling Performance of Chisel and Button Bits on the
Electro Hydraulic Driller. Rock Mechanic and Rock
Engineering, DOI 10.1007/S00603-012-0358-3; 46(3),
1577-1586.
- Tamrock, 1999. Rock Excavation Handbook. M. Heiniö
(Ed.), Sandvik Tamrock Corparation, s. 305.
- Thuro, K., Plinninger, R. J., 1999. Roadheader
Excavation Performance, Geological and Geotechnical
Influences. 9th ISRM Congress, 25-28 August, Paris,
1241-1244.
- Wijik, G., 1992. A Model of Tunnel Boring Machine
Performance. Geotechnical and Geological
Engineering, Chapman & Hall, 10, 19-21.
- Valantin, A., 1973. Examen des Differens Procedes
Classiques de Determination de la nocivite des
Roches. vis-à-vis de l’attaque Mecaniqe, 133–140.
- Yaralı, O., Akçın, N.A., 2005. Zonguldak Taşkömür
Havzası Kömür Çevre Kayaçlarının Aşındırıcılık
Özelliklerinin Araştırılması. Türkiye 19. Uluslararası
Madencilik Kongresi Bildiriler Kitabı. 9-12 Haziran,
İzmir, 243-253.
- Yaralı, O., 2005. Zonguldak Taşkömür Havzası
Kömür Çevre Kayaçlarının Aşındırıcılık Özelliklerinin
Araştırılması. Türkiye 19. Uluslararası Madencilik
Kongresi Bildiriler Kitabı, 9-12 Haziran, İzmir, s.243-
251.
- Yaralı, O., 2010. Zonguldak Bölgesi Kayaçlarının
Aşındırıcılık Özelliklerinin Belirlenmesi. Türkiye 17.
Kömür Kongresi Bildiriler Kitabı, Zonguldak, s. 203-
215.
- Yaralı, O., Soyer, E., 2013. Assessment of Relationships
Between Drilling Rate Index and Mechanical Properties
of Rocks. Tunnelling and Underground Space
Technology, 33, 46-53.
- Yaralı, O., Duru, H., 2016. Investigation into Effect of
Scratch Length and Surface Condition on Cerchar
Abrasivity Index. Tunnelling and Underground Space
Technology, 60, 111-120.