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 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 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 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 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