Bilimsel Madencilik Dergisi

Bilimsel Madencilik Dergisi

Cilt 50 - Sayı 2 (Haziran 2011)
İscehisar Aktaşören Mevkii Mermer Ocağında Kesme Düzlemi Süreksizliklerinin Elmas Tel Kesme Verimliliğine Etkisinin İncelenmesi - Iscehisar Aktaşören Mevkii The Investigation of the Effect of Cutting Plane Discontinuities on the Diamond Wire Cutting
Sayfa 3-18 Metin Ersoy, Zafer Yüksel

ÖZET

Ülkemizde mermer ocaklarının büyük çoğunluğunda mermer blok üretimi elmas tel kesme yöntemi ile yapılmaktadır. Elmas tel kesme işleminde kesim hızını, elmas boncuk tüketimini ve blok verimini etkileyen jeolojik ve fiziko-mekanik birçok faktör vardır. Bu faktörlerin bilinmesi optimum çalışma parametrelerinin belirlenmesi, üretim kayıplarının en aza indirilmesi bakımından önemlidir. Bu amaçla Afyonkarahisar ili, İscehisar ilçesi Aktaşören mevkiinde bulunan Üçkar Mermer ve Madencilik şirketine ait olan mermer ocağında yapılan üretim faaliyetleri incelenmiştir. Aynı ocak sınırı içinde Afyon İscehisar mermerlerinin en alt birimi olan Afyon Kaplan Postu (AKP) ve bir üst birimi Afyon Gri (AG) mermerlerinin üretiminin yapıldığı iki üretim basamağındaki elmas tel kesme performanslarının farklı olma sebepleri araştırılmıştır. Çalışma kapsamında sahanın jeolojik özellikleri, üretilen mermerlerin mineralojik-petrografik, fizikomekanik özellikleri ve üretim süreci incelenmiştir. Sonuç olarak kesme performansındaki ve blok verimindeki farklılığın süreksizlik düzlemlerindeki dolgu maddesinin farklı özelliklerinden kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Mermer Ocağı, Verimlilik, Süreksizlik, Elmas Tel Kesme

ABSTRACT

In the most of the quarries in our country, diamond wire cutting method is used to produce marble blocks. In diamond wire cutting method, there are many geological, physical and mechanical factors which affect the cutting rate, diamond bead consumption and block productivity. It is important to know these factors to specify the optimum working parameters and to reduce the production losses to the lowest level. For this purpose, the production operations in the marble quarry of Üçkar Madencilik located in Aktaşören region of İscehisar district of Afyonkarahisar province have been investigated. In the same quarry boundaries, the reasons of differences of diamond wire cutting performances were investigated in two benches, one of them is the lowest unit of Afyon İscehisar marbles and the other is higher one. In the scope of this study, the geological properties of the research area and the mineralogical, petrographical, physical and mechanical characteristics of the marble have been analyzed. The results of this study show that the cause of the differences of cutting performance and block productivity is the result of the different characteristics of filling materials of discontinuities.

Keywords: Marble quarry, Productivity, Discontinuity, Diamond Wire Cutting

Kalem Uçlu Keskilerle Kayaç Kesmede Ayrık Elemanlar Yöntemiyle Spesifik Enerjinin Kestirimi - Estimation of Specific Energies by Separate Elements Method in Cutting Rock with Pen-end Cuttings
Sayfa 19-28 Okan Su

ÖZET

Kazı makinalarının performansının ve harcadığı enerjinin önceden tahmin edilmesinin kazı çalışmalarında önemli bir yeri vardır. Bu amaçla laboratuvar kesme deneylerinden belirlenen spesifik enerji değerlerinden yararlanılır. Buna karşın sayısal analiz yöntemlerinden biri olan ayrık elemanlar yöntemi ile de bilgisayar ortamında spesifik enerji kestirim modelleri geliştirilmektedir. Bu alanda kullanılan en yaygın programlardan bir tanesi üç boyutlu modelleme yapabilen PFC3D (Particle Flow Code in 3 Dimensions) dir. Bu çalışma kapsamında; daha önce İTÜ laboratuvarında yürütülen birtakım kesme deneyleri PFC3D‘de modellenmiştir. Keski üzerinde etkili olan kesme kuvvetleri ve kazılan pasa hacmine bağlı olarak spesifik enerji değerleri hesaplanmış ve laboratuvar sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Modelleme sonucu özellikle yüksek kesme derinliğinde (9 mm) hesaplanan spesifik enerji değerlerinin gerçek değerlere yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. Çalışma sonucunda, laboratuvar ve sayısal modelleme çalışmaları arasında yüksek korelasyon katsayısına sahip doğrusal ilişkiler belirlenmiş ve tüm sonuçlar istatistiksel olarak regresyon analizleriyle de desteklenmiştir. Anahtar Sözcükler: Spesifik Enerji, Kesme Kuvveti, Sayısal Analiz, PFC3D

ABSTRACT

Prediction of performance and consumed energy of excavation machines has an important role on excavation processes. For this purpose, the specific energy values, which are determined by laboratory cutting tests, are utilized. Accordingly, specific energy prediction models have been being developed in computer environment by discrete elements method which is one of the numerical analysis methods. One of the most common programs used in this field is PFC3D (Particle Flow Code in 3 Dimensions) which is able to model in three dimensions. In the scope of this study, laboratory rock cutting tests performed in the laboratories of Istanbul Technical University was modeled in PFC3D. Depending on the cutting forces acting on the pick and excavated volume of the rock, the specific energy values were calculated and compared with laboratory results. It was observed that specific energy values calculated, particularly for higher cutting depth (9mm) is close to practical values. At the end of the study, linear relationships having high correlation coefficients were determined between laboratory and modeling studies and the entire results were statistically supported with regression analysis.

Keywords: Specific Energy, Cutting Force, Numerical Analysis, PFC3D

Karbonat Kökenli Doğaltaşlarda Tane Boyu İle Knoop Sertlik Değeri Arasındakı İlişkinin İncelenmesi - An Investigation on the Relationship Between Grain Size and Knoop Hardness Value in Carbonate Originals
Sayfa 29-40 Mustafa Yavuz Çelik, Liyaddin Yeşilkaya, Metin Ersoy, Tahsin Turgut

ÖZET

Doğaltaşlarda sertlik kavramının miktarını belirleyen en önemli özellikler mineral bileşimi, tane boyu ve dokudur. Knoop sertliği tayini için karbonat bileşimli metamorfik ve sedimanter kökenli 10 farklı mermer türü kullanılmıştır. Bu mermerlerin mikroskop incelemeleri ile mineral bileşimi, tane boyutu ve dokusal özellikleri belirlenmiştir. Mikro sertlik cihazı ile her bir örnekten 40 iz ölçülerek Knoop sertlik değerleri bulunmuştur. İncelenen mermerler içerisinde en düşük Knoop sertlik değerine sahip mermerin 135 HK ile Muğla Beyaz, en yüksek Knoop sertlik değerine sahip mermerin ise 180 HK ile Rosalia Dark olduğu belirlenmiştir. Mermerlerin Knoop sertlik ve tane boyutu değerleri karşılaştırılmış ve aralarında ters orantı olduğu belirlenmiştir. Tane boyutu büyüdükçe Knoop sertlik değerinin azaldığı görülmüştür.

Anahtar Sözcükler: Mermer, Doğaltaş, Knoop Sertliği, Tane Boyutu,

ABSTRACT

The most important properties identifying the amount of hardness concept in natural stones are mineral composition, grain size and texture. In order to specify the Knoop hardness, ten different types of marbles were used consisting of carbonate composed metamorphic and sedimentary based. With the examination of these marble specimens under the microscope, their mineral composition, grain size and texture properties were specified. Their Knoop hardness values were found by measuring 40 indents under micro hardness tester. Among the marble specimens examined it was specified that Muğla White had the lowest Knoop Hardness with 135HK and Rosalia Dark had the highest with 180 HK. Knoop hardness and grain dimension values of the marbles were compared and found that there is an inverse proportional relationship between them, as the grain dimension increases, Knoop hardness value decreases.

Keywords: Marble, Natural Stone, Knoop Hardness, Grain Size

Püskürtülen İnce Kaplamaların Elastik Malzeme Özellikleri - Elastic Material Properties of Sprayed Thin Coatings
Sayfa 41-45 Hasan Öztürk

ÖZET

Püskürtülen ince kaplama olarak bilinen PİK, kaya tahkimat sistemi olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu kaplamaların yapışma, çekme, makaslama dayanımı gibi özelliklerine dair farklı deney düzenekleri ve deney sonuçları mevcuttur. Son yıllarda araştırmacılar tarafından PİK`lerin tahkimat mekanizmasını anlamaya yönelik analitik ve sayısal çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalarda PİK`ler elastisite modülü ve Poisson oranları farklı elastik malzemeler olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, bu alanda literatürde ilk kez labaratuvar ortamında hazırlanan Tekflex ve Castonite adındaki PİK`lerin elastik malzeme parametreleri belirlenmiştir. Buna göre, Tekflex`in elastik modülü 13 MPa ve Poisson oranı 0,25 iken Castonite`in elastik modülü 55 MPa ve Poisson Oranı 0,2 olarak belirlenmiştir. Anahtar Sözcükler: Püskürtülen İnce Kaplama, PİK, Tahkimat, Elastisite Modülü, Poisson Oranı, Tekflex, Castonite

ABSTRACT

Thin spray-on liners (TSL) have been used extensively as a rock support system. There are different testing set-ups and test results on TSL`s adhesion, tensile and shear strengths. Lately, researchers have been studying TSL`s support mechanism analytically and numerically. In these studies, TSL`s are assumed to be elastic, and different Young`s Modulus and Poisson`s Ratios are assumed. In this study, for the first time in the literature, elastic material properties of TSL products called Tekflex and Castonite which was prepared in the laboratory were determined. It was found that Tekflex has a Young`s Modulus of 13MPa and Poisson`s Ratio of 0.25 while Castonite has a Young`s Modulus of 55 MPa and Poisson`s Ratio of 0.2.

Keywords: Thin Spray-on liner, TSL, Support, Young`s Modulus, Poisson`s Ratio, Tekflex, Castonite