DÜŞEY MADEN KUYULARINDA BETON TAHKİMAT KALINLIKLARININ BELİRLENMESİNE YÖNELİK BİR TASARIM YAKLAŞIMI

Said Shahzada HOSSAINI; İhsan ÖZKAN

DÜŞEY MADEN KUYULARINDA BETON TAHKİMAT KALINLIKLARININ BELİRLENMESİNE YÖNELİK BİR TASARIM YAKLAŞIMI

Said Shahzada HOSSAINI, İhsan ÖZKAN

Öz

Yeraltı maden ocaklarında kuyu duraylılığı çok önemlidir. Kuyu cidarında yapılacak olan tahkimat bunu sağlayabilmektedir. Bu çalışmada, 9m çaplı ve 900m derinliğe ulaşan düşey bir kuyunun beton tahkimat kalınlıkları, iki boyutlu sayısal analizler ile belirlenmiştir. Sayısal analizlerde farklı derinlik (Z), tek eksenli basma dayanımı (σ_ci), kaya kütle sınıflama sistemi (M-RMR), kuyu kazısında patlatmaya dayalı çevre kayacın örselenme durumu (D) parametreleri kullanılmıştır. Dokuz metre çaplı kuyunun sırasıyla 100, 300, 500, 700 ve 900 metrelerinin her birinde M-RMR değerinin 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 olduğu durumlarda ve tek eksenli basma dayanımının 50MPa koşulu altında ve ayrıca patlatmaya dayalı kuyu çevre kayaçlarında oluşan örselenme (D=0 ve D=0.5) durumuna bağlı sayısal analizler Phase2 yazılımı ile yapılmıştır. Sonuç olarak parametrik bu çalışmada, toplam 100 senaryo analiz edilmiştir. Her bir senaryo için optimum beton tahkimat kalınlıkları (t_c) belirlenmiştir. Phase2 yazılımından sırasıyla, en büyük asal gerilme (σ₁), toplam deformasyon (U), kuyu çevre kayacında oluşan yenilen element sayısı, dayanım faktörü (SF) ve yenilen elementin bölge kalınlığı (h_t) belirlenmiştir. Oluşturulan veri tabanı yardımıyla beton tahkimat tasarımı için bütünleyici 10 abak hazırlanmıştır. Kaya kütle sınıflama değerinin (M-RMR) bilinmesi durumunda; geliştirilen ilgili abak kullanılarak kuyu çevre kayacında yenilen bölge kalınlığı (h_t), beton tahkimat kalınlığı (t_c) ve bu beton tahkimatın uygulanması sonucunda kuyu cidarında oluşacak deformasyon miktarı (U) belirlenebilmektedir.

Anahtar Kelimeler

Maden kuyusu, Beton tahkimat, Sayısal çözümlemeler

Tam Metin:

PDF

Referanslar

Arıoğlu, E., 1970, Maden Kuyularının Kaplamalarına Gelen Radyal Basıncın Hesabı ve Kaplama Kalınlığının Tesbiti. İTÜ Dergisi, pp. 36-41.

Arıoğlu, E., 1982, Maden Kuyusu Kaplama Kalınlığının Boyutlandırılmasına Rasyonel Bir Yaklaşım. 7. Türkiye Madencilik Bilimsel ve Teknik Kongresi (pp. 367-383). Ankara: TMMOB Maden Mühendisleri Odası.

Barton N R, Lien R, Lunde I., 1974, Engineering classification of rock masses for the design of tunnel supports. RockMech, 6(4), pp.189–239.

Bieniawski,Z.T., 1973, Engineering Clasification of Jointed Rock Masses, Trans. S. Afr. Inst. Civ. Engrs, V.5,

Bieniawski, Z. T., 1989, Engineering rock mass classifications: a complete manual for engineers and geologists in mining, civil, and petroleum engineering, John Wiley & Sons.

Brady, B. G., and Brown, E. T., 2005, Rock Mechanics for Underground Mining. New York: Kluwer Academic Publishers.

Geniş, M. and D. Acun, 2015, "Kuyu duraylılığının analitik ve sayısal yöntemler ile karşılaştırmalı bir incelemesi." Çukurova Ün. Müh. Mimar. Fak. Derg., 30 (2): 201 215.

Güler, E., 2013, A methodology for lining design of circular mine shafts in different rock masses, MSc thesis. Middle East Technical University, Ankara.

Hoek, E., Kaiser, P. K. and Barwden, W. F., 1995, Support of underground Excavations in Hard Rock. Belkema, 215p.

Rocscience, 2002, Phase2, Toronto, Canada, http://www.rocscience.com/

Kopex Corporation., 1998, Geological Section and Pressure Diagram of Kozlu Shaft. Kopex Corporation.

Saltoğlu, S., 1976, Madenlerde hazırlık ve kazı işleri. İstanbul Teknik Üniversite matbaası Gümüşsuyu, İTÜ.

Unrug, K. F., 1992, Construction of Development Openings. In H. L. Hartman, SME Mining Engineering Handbook (pp. 1580-1645). Colorado: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc.

Ozkan I., 1989, Determination of classification parameters for weak and stratified rocks based on RMR and Q-systems. METU, MSc Thesis, 156p., Ankara, Turkey

Ozkan, I., 1995, "Modified rock mass rating (M-RMR) system and roof behavior model." METU, Pht Thesis, 370p., Ankara, Turkey.

Ozkan, I. and Unal, E., 1996, A critical review on rock mass classification systems.3th Turkish Rock Mechanics Symposium, Ankara, Turkey, pp.181-193 (in Turkish).

Ozkan. I. ve Unal, E., 2012, Kaya kütle sınıflama sistemleri ve M-RMR sınıflama sisteminin yeri, Gelişme Raporu, Selçuk Üniversitesi, Konya, 85s. (yayınlanmamış)

Ozturk, H., 2000, Prediction of Broken Zone Radius and Lining Thickness around Circular Mine Shafts. METU, MSc Thesis, Ankara, Turkey.

Ulusay, R., Ozkan, I. and Unal, E., 1992, Characterization of weak, stratified and claybearing rock masses for engineering applications. Proceedings of the Fractured and Jointed Rock Masses Conference, Lake Tahoe, California, L.R. Mayer, N.G.W. Cook, R.E. Goodman and C.F. Trans (eds), June 3-5.

Unal, E. ve Ozkan, I., 1988, Zayıf-tabakalı-anizotropik-kil içerikli kaya kütleleri için kaya kütle karakteristiği, Sivas I. Mühendislik Sempozyumu, Sivas.

Unal, E. and I. Ozkan, 1990, Determination of Classification Parameters for Clay-bearing and Stratified Rock Mass. Proceedings of the 9th International Conference on Ground Control in Mining.

Unal, E., Ozkan, I. and Ulusay, R., 1992, Characterization of weak, stratified and claybearing rock masses.ISRM Symposium: EUROCK‘92 Rock Characterization, Chester, UK, ed. J.A. Hudson, British Geotechnical Society, London.

Unal, E., 1996, Modified rock mass classification: M-RMR system, Milestone in Rock Engineering. The Bieniawski Jubilee Collection, Balkema, Rotterdam.

Vergne, J. D., 2003, The Hard Rock Miner’s Handbook, Edition 3. Ontario: McIntosh Engineering.