Yeraltı linyit ocağındaki kiltaşlarının şişme davranışının incelenmesi
Investigation of the swelling behavior of claystones in the underground lignite mine
- Tez No: 971169
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ERDİNÇ BİLİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Şişme, Şişme basıncı, Şişme davranışı, Şişme parametreleri, Swelling, Swell pressure, Swelling behavior, Swelling parameters
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Şişen kayaç ve zeminler, yeraltı ve yerüstü mühendislik yapıları için en zorlu problemlerden birisidir. Montmorillonit ve anhidrit gibi minerallerin suyla temasa geçmeleri sonucunda şişme gerilmesi ve deformasyonu oluşur. Bunlar, yeraltındaki karayolu veya demiryolu tüneli, kuyu, galeri, desandre, tabanyolu, ayak, sondaj kuyusu ile yerüstündeki hafif yerüstü yapıları, açık işletme veya yol şevleri, karayolu, demiryolu, havaalanı, istinat duvarları, kanal ve yarma gibi yapılarda hizmet ve üretim kayıpları gibi ciddi zararlara yol açar. Şişme zamana bağlı bir davranıştır. Ortamda su yoksa kendini belli etmez. Alınan önlemlerin yeterliliğine göre de problemlerin tekrarlanması söz konusu olabilir. Mühendislik yapısının tasarım aşamasında şişme davranışı göz önüne alınmamışsa bu, mühendisler için zorlu bir sürecin habercisidir. Dünyada her ülkede mevcut olan şişen kayaç ve zeminler, ülkemizde de bulunmaktadır. Tez çalışması, Özşen Maden Yeraltı Linyit İşletmesi (Edirne- Uzunköprü) kiltaşlarının şişme potansiyelinin belirlenmesi ile ilgilidir. Çalışmada, silindirik karot örnekleri üzerinde bilgisayar kontrollü şişme deney düzeneği ile şişme özelliğine sahip kiltaşlarının tek eksenli şişme davranışının ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Bunun yanında, en yüksek şişme gösteren kiltaşlarının örselenmiş olarak şişme deneyleri yapılarak örselenmenin şişme davranışı üzerindeki etkisi de araştırılmıştır. Bu kapsamda; ikinci bölümde, yeraltı ve yerüstü maden işletmelerinde karşılaşılan şişme davranışına ilişkin örnek olaylar sunulmuş, üçüncü bölümde, Özşen Maden Yeraltı Linyit İşletmesi'nin genel jeolojisi, galeri koşulları ve işletme tarafından yürütülen deformasyon analizleri açıklanmıştır. Dördüncü bölümde, laboratuvar çalışmaları, örnek hazırlama süreci ve deney düzenekleri detaylandırılmış, ayrıca elde edilen deney sonuçlarına ait grafikler verilmiştir. Beşinci bölümde, elde edilen bulgular değerlendirilmiş ve yeraltı tahkimat sistemlerine yönelik önerilerde bulunulmuştur. Son bölümde, ulaşılan sonuçlar vurgulanmıştır. A0510 Tavan Kiltaşı 245. Bağ, A0410 Alt Tabanyolu Arakesme 706. Bağ, A0509 Arakesme Kiltaşı 66. Bağ, A0509 Taban Kiltaşı 66. Bağ, A0509 Taban Kiltaşı 288. Bağ ve A0410 Alt Tabanyolu 616. Bağ olmak üzere altı noktadan örnek alınmıştır. Sonuç olarak, örselenmemiş üç örnekte yüksek şişme davranışı belirlenmiştir. Bunlar A0510 Tavan Kiltaşı 245. Bağ (σs: 1.79 MPa, εs: %9.52), A0410 Alt Tabanyolu Arakesme 706 Bağ (σs: 1.37 MPa, εs: %11.76) ve A0410 Alt Tabanyolu 616. Bağ (σs: 1.21 MPa, εs: %9.50) örnekleridir. Örselenmemiş diğer 3 örnekde ise daha düşük şişme davranışı elde edilmiştir. Bunlar ise A0509 Arakesme Kiltaşı 66. Bağ (σs: 0.27 MPa, εs: %3.50), A0509 Taban Kiltaşı 66. Bağ (σs: 0.22 MPa, εs: %0.98), A0509 Taban Kiltaşı 288. Bağ (σs: 0.40 MPa, εs: %6.70) örnekleridir. Yüksek şişme davranışı sergileyen örneklerin örselenmiş hâlde yapılan deneylerinde ise maksimum şişme gerilmesi (σs), A0510 Tavan Kiltaşı 245. Bağ örneği için 7.70 MPa, A0410 Alt Tabanyolu Arakesme 706 Bağ örneği için 2.09 MPa ve A0410 Alt Tabanyolu 616. Bağ örneği için 2.66 MPa olarak bulunmuştur. Deney sonuçları karşılaştırıldığında, örselenmiş örneklerin örselenmemiş örneklere göre iki kat fazla şişme gerilmesi ürettiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Swelling rocks and soils are among the most challenging problems for both underground and surface engineering structures. The interaction of minerals such as montmorillonite and anhydrite with water leads to swelling stress and strain. These effects can cause severe damage such as service interruptions and production losses in a wide range of structures, including underground road or railway tunnels, shafts, drifts, declines, main haulage roads, longwall panels, and boreholes, as well as surface structures such as light buildings, open-pit slopes, road cuts, highways, railways, airports, retaining walls, canals, and trenches. Swelling is a time-dependent behavior. It remains undetected in the absence of water and may reoccur depending on the adequacy of the measures taken. If swelling behavior is not considered at the design stage of an engineering structure, it may lead to a challenging process for engineers. Swelling rocks and soils, which are found in every country across the world, are also present in Türkiye. This thesis focuses on determining the swelling potential of claystones from the Özşen Underground Lignite Mine (Edirne–Uzunköprü). The study aims to investigate the uniaxial swelling behavior of claystones with swelling potential using a computer-controlled swelling test apparatus on cylindrical core samples. In addition, the effect of sample disturbance on swelling behavior was examined by conducting swelling tests on disturbed samples that exhibited the highest swelling in their intact state. In this context, Chapter 2 presents case studies on swelling behavior encountered in underground and surface mining operations. Chapter 3 explains the general geology of the Özşen Mining Underground Lignite Operation, gallery conditions, and deformation analyses conducted by the mine operator. Chapter 4 details the laboratory studies, sample preparation process, and test setups are detailed. Chapter 5 evaluates the findings and offers recommendations for underground support systems. The final chapter emphasizes the conclusions reached. Samples were taken from six locations: A0510 Roof Claystone 245th Steel Arch, A0410 Main Gate Intercalation 706th Steel Arch, A0509 Intercalation Claystone 66th Steel Arch, A0509 Floor Claystone 66th Steel Arch, A0509 Floor Claystone 288th Steel Arch, and A0410 Main Gate 616th Steel Arch. As a result, high swelling behavior was identified in three undisturbed samples: A0510 Roof Claystone 245th Steel Arch (σs: 1.79 MPa, εs: 9.52%), A0410 A0410 Main Gate Intercalation 706th Steel Arch (σs: 1.37 MPa, εs: 11.76%), and A0410 Main Gate 616th Steel Arch (σs: 1.21 MPa, εs: 9.50%). The other three undisturbed samples exhibited lower swelling behavior: A0509 Intercalation Claystone 66th Steel Arch (σs: 0.27 MPa, εs: 3.50%), A0509 Floor Claystone 66th Steel Arch (σs: 0.22 MPa, εs: 0.98%), and A0509 Floor Claystone 288th Steel Arch (σs: 0.40 MPa, εs: 6.70%). In tests conducted on disturbed versions of the high-swelling samples, maximum swelling stress (σs) was found to be: 7.70 MPa for A0510 Roof Claystone 245th Steel Arch, 2.09 MPa for A0410 Main Gate Intercalation 706th Steel Arch, and 2.66 MPa for A0410 Main Gate 616th Steel Arch. When comparing the results, it was observed that the disturbed samples produced more than twice the swelling stress compared to the undisturbed ones.
Benzer Tezler
- Subsidence monitoring studies at Çayırhan lignite mine, T.K.İ.
T.K.İ. Çayırhan Linyit Madeninde tasman izleme çalışmaları
TURHAN ÜNVER
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELAL KAPUSUZ
- Yeni çeltek işletmesi Bolu ocağında taban yollarında oluşan konverjansların incelenmesi
Başlık çevirisi yok
MEHMET ALİ KARGI
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiY.DOÇ.DR. BAHTİYAR ÜNVER
- T.K.İ. Kurumu G.L.İ. Müessesesi Ömerler İşletmesinde kullanılan kayan tahkimat sisteminin çalışma performansının etüdü ve tasarımının rasyonelleştirilmesi
Başlık çevirisi yok
MEHMET DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ERGİN ARIOĞLU
- Tunçbilek-Ömerler bölgesinde mekanize uzunayağın yeni panoya taşınmasının planlanması
Transportation planning to new panel of mechanized longwall equipment at Tunçbilek-Ömerler underground coal mine
MUHİTTİN UZUNER
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜRRİYET AKDAŞ
- Modified rock mass rating (M-RMR) system and roof behavior model
Düzeltilmiş RMR sınıflama sistemi (M-RMR) ve tavan tabakası davranış modeli
İHSAN ÖZKAN
Doktora
İngilizce
1995
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ERDAL ÜNAL