Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler

SU, OKAN; MOMAYEZ, Moe

Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler

Okan SU, ((Alınış / Received: 10.12.2016, Kabul / Accepted: 17.02.2017, Online Yayınlanma / Published Online: 02.05.2017))

Moe MOMAYEZ (Arizona Üniversitesi, Maden ve Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 85721, Tucson, AZ, USA)

Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi

2 0

Yıl: 2017 Cilt: 19 Sayı: 56 Sayfa Aralığı: 519 - 531 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler

Öz:

Yeraltı maden galerileri veya tünel kazısı sırasında uygun delici makine ve uç seçimi, makine performansını ve birim maliyetleri etkileyen önemli faktörlerdir. Bu seçim kayacın delinebilirlik, sertlik ve diğer mekanik özelliklerinin doğru olarak ölçülmesiyle yapılabilir. Bu makalede, öncelikle yurt içi ve yurt dışından alınan blok numuneler ISRM standartlarına göre uygun boyutlarda hazırlanmıştır. Daha sonra, laboratuvarda Equotip ve Shore sertliği ile mekanik özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca, her bir numunenin delinebilirliğini sınıflandırmak üzere delme oranı indeksi ölçülmüştür. Bu bağlamda Equotip sertlik indeksi ile Shore indeksi, mekanik özellikleri ve delme oranı indeksi arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Basit regresyon analizlerinden dayanımı 19 MPa'ın üzerinde ve delme oranı indeksi 70'in altında olan kayaçlarda Equotip sertlik indeksinin delinebilirliğin tahmininde güvenilir olarak kullanılabileceği belirlenmiştir.

Anahtar Kelime:

Correlation Between Equotip Hardness Index, Mechanical Properties and Drillability of Rocks

Öz:

Selection of a jumbo drill and appropriate bit type are important factors affecting machine performance and unit costs when excavating a mine roadway or tunnel. The selection process can be optimized if the drillability, hardness and other mechanical properties of rocks are accurately measured. In this article, block samples collected at various locations around the world were initially prepared according to ISRM standards. Next, the Equotip hardness, Shore hardness, and mechanical properties were determined. In addition, the drilling rate index of the samples was measured and each sample was categorized based on its drillability. The relationship between Equotip hardness index, Shore index, drilling rate index, and other mechanical properties were analyzed. Simple regression statistics revealed that Equotip hardness index test could be reliably used to predict the drillability of rocks that have a compressive strength higher than 19 MPa and a drilling rate index lower than 70.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Altindag, R., Guney, A. 2005. Effect of the Specimen Size on the Determination of Consistent Shore Hardness Values, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Cilt. 42, No. 1, s.153-160. DOI:10.1016/j.ijrmms. 2004.08.002
[2] ISRM. 1978. Suggested Methods for Determining Hardness and Abrasiveness of rocks, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, Cilt. 15, No. 3, s. 89-97. DOI: 10.1016/0148-9062(78)90002 -5
[3] Su, O. 2003. Kömürün Dayanım Özellikleri ile Öğütülebilirliği Arasındaki İlişkilerin Araştırılması. Y. Lisans Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 100s, Zonguldak.
[4] Holmgeirsdottir, T., Thomas, PR. 1998. Use of the D-762 Shore Hardness Scleroscope for Testing Small Rock Volumes, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Cilt. 35, s. 85-92. DOI:10.1016/S0148-9062(97)0031 7-3
[5] ASTM E448-82. 2012. Standard Practice for Scleroscope Hardness Testing of Metallic Materials, 5 s.
[6] Altindag, R., Guney, A. 2006. ISRM Suggested Method for Determining the Shore Hardness Value for Rock, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Cilt. 43, s. 19-22. DOI: 10.1016/j.ijrmms. 2005.04.004
[7] ASTM D5873-05. 2012. Standard Test Method for Determination of Rock Hardness by Rebound Hammer Method, 4 s.
[8] Szlavin, J. 1974. Relationships between Some Physical Properties of Rock Determined by Laboratory Tests, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, Cilt. 12, No. 2, s.57-66. DOI: 10.1016/0148- 9062(74)92649-7
[9] Rabia, H., Brook, N. 1979. Shore Hardness of Rock, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, Cilt. 16, s.335-336. DOI:10.1016/0148-9062(79)90245 -6
[10] Arthur, C.D. 1996. The Determination of Rock Material Properties to Predict the Performance of Machine Excavation in Tunnels, Quarterly Journal of Engineering Geology, Cilt. 29, s. 67- 81.DOI:10.1144/GSL.QJEGH.1996.0 29.P1.05
[11] Koncagül, E.C., Santi, P.M. 1999. Predicting the Unconfined Compressive Strength of the Breathitt Shale Using Slake Durability, Shore Hardness and Rock Structural Properties, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Cilt. 36, No. 2, s.139-153.DOI:10.1016/ S01489062(98)00174-0
[12] Altindag, R. 2002. Effects of Specimen Volume and Temperature on Measurements of Shore Hardness, Rock Mechanics and Rock Engineering, Cilt. 35, No. 2, s.109- 113. DOI: 10.1007/ s006030200014
[13] Yaşar, E., Erdoğan, Y. 2004. Estimation of Rock Physicomechanical Properties Using Hardness Methods, Engineering Geology, Cilt. 71, No. (3-4), s. 281- 288. DOI:10.1016/S0013-7952(03) 00141-8
[14] Shalabi, F.I., Cording, E.J., AlHattamleh, O.H. 2007. Estimation of rock Engineering Properties Using Hardness Tests, Engineering Geology, Cilt. 90, No. 3-4, s. 138-147. DOI: 10.1016/j.enggeo. 2006.12.006
[15] Yurdakul, M., Akdaş, H. 2012. Prediction of Specific Cutting Energy for Large Diameter Circular Saws During Natural Stone Cutting, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Cilt. 53, s. 38-44. DOI: 10.1016/j.ijrmms. 2012.03.008
[16] Sengun, N. 2014. Influence of Thermal Damage on the Physical and Mechanical Properties of Carbonate Rocks, Arabian Journal of Geoscience, Cilt. 7, s. 5543-5551. DOI: 10.1007/s12517-013-1177-x
[17] Klawitter, M., Joan, E., Sarah, C. 2015. A Study of Hardness and Fracture Propagation in Coal, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Cilt. 76, s. 236-242. DOI:10.1016/ j.ijrmms. 2015.02.006
[18] Tumac, D., Hojjati, S. 2016. Predicting Performance of Impact Hammers from Rock Quality Designation and Compressive Strength Properties in Various Rock Masses, Tunnelling and Underground Space Technology, Cilt. 59, s. 38-47. DOI: 10.1016/ j.tust.2016.06.008
[19] Dogruoz, C., Bolukbasi, N., Rostami, J. 2016. An Experimental Study of Cutting Performances of Worn Picks, Rock Mechanics and Rock Engineering, Cilt. 49, No. 1, s. 213- 224.DOI:10.1007/s00603-015-0734 -x
[20] Aoki, H., Matsukura, Y. 2007. Estimating the unconfined compressive strength of intact rocks from Equotip hardness. Bulletin of Engineering Geology and Environment, Cilt. 67, s.23-29. DOI: 10.1007/s10064-007-0116-z
[21] Verwaal, W., Mulder, A. 1993. Estimating Rock Strength with the Equotip hardness tester, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, Cilt. 30, No. 6, s. 659-662. DOI: 10.1016/0148-9062(93)91226-9
22] Meulenkamp, F., Grima, M.A. 1999. Application of Neural Networks for the Prediction of the Unconfined Compressive Strength (UCS) from Equotip Hardness. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Cilt. 36, No. 1, s. 29- 39. DOI: 10.1016/S0148-9062(98) 00173-9
[23] Altindag, R. 2002. The Evaluation of Rock Brittleness Concept on Rotary Blast Hole Drills, Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy, Cilt. 102, No. 1, s. 61-66.
[24] Altindag, R. 2003. Correlation of Specific Energy with Rock Brittleness Concepts on Rock Cutting, Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy, Cilt. 103, No. 3, s.163- 172.
[25] Dahl, F., Grøv, E., Breivik, T. 2007. Development of a New Direct Test Method for Estimating Cutter Life, Based on the Sievers' J Miniature Drill Test, Tunnelling and Underground Space Technology, Cilt. 22, No. 1, s. 106-116. DOI: 10.1016/j.tust.2006.03.001
[26] Blindheim, O.T., Bruland, A. 1998. Boreability testing. Norwegian TBM Tunnelling 30 Years of Experience with TBMs in Norwegian Tunnelling, s. 29-34, Oslo, Norway.
[27] Dahl, F. 2003. DRI, BWI, CLI Standard. SINTEF report, Norway, 21 s.
[28] Aoki, H., Matsukura, Y. 2007. A New Technique for Non-destructive Field Measurement of Rock-surface Strength: An Application of the Equotip Hardness Tester to Weathering Studies. Earth Surface Processes and Landforms, Cilt. 32, s.1759-1769.DOI:10.1002/esp.1492
[29] Kawasaki, S., Tanimoto, C., Koizumi, K., Ishikawa, M. 2002. An Attempt to Estimate Mechanical Properties of Rocks Using the Equotip Hardness Tester, Jouornal of Japan Society Engineering Geology, Cilt. 43, No. 4, s.244-248.DOI:10.5110/jjseg.43.244
[30] Hack, H.R., Huisman, M. 2002. Estimating the Intact Rock Strength of a Rock Mass by Simple Means, 9th Conference of the International Association for Engineering Geology and the Environment, s. 1671-1677, Durban, South Africa.

APA	SU O, MOMAYEZ M (2017). Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler. , 519 - 531.
Chicago	SU OKAN,MOMAYEZ Moe Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler. (2017): 519 - 531.
MLA	SU OKAN,MOMAYEZ Moe Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler. , 2017, ss.519 - 531.
AMA	SU O,MOMAYEZ M Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler. . 2017; 519 - 531.
Vancouver	SU O,MOMAYEZ M Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler. . 2017; 519 - 531.
IEEE	SU O,MOMAYEZ M "Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler." , ss.519 - 531, 2017.
ISNAD	SU, OKAN - MOMAYEZ, Moe. "Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler". (2017), 519-531.

APA	SU O, MOMAYEZ M (2017). Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 19(56), 519 - 531.
Chicago	SU OKAN,MOMAYEZ Moe Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 19, no.56 (2017): 519 - 531.
MLA	SU OKAN,MOMAYEZ Moe Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, vol.19, no.56, 2017, ss.519 - 531.
AMA	SU O,MOMAYEZ M Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi. 2017; 19(56): 519 - 531.
Vancouver	SU O,MOMAYEZ M Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi. 2017; 19(56): 519 - 531.
IEEE	SU O,MOMAYEZ M "Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler." Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 19, ss.519 - 531, 2017.
ISNAD	SU, OKAN - MOMAYEZ, Moe. "Kayaçların Equotip Sertlik İndeksi ile Mekanik Özellikleri ve Delinebilirliği Arasındaki İlişkiler". Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 19/56 (2017), 519-531.