Kaya Kesme Verilerinin Bölgesel Değişkenliklerinin İncelenmesi Ve Kesme Performansı İle İlişkisi

Abstract

Bu tez çalışmasının ana amacı, bölgesel değişken olduğu bilinen deneysel kaya kesme verilerini jeoistatistiksel yöntemlerden biri olan variogram analizi ile inceleyerek, kesme performans parametreleri ile variogram parametreleri arasındaki ilişkileri araştırmak ve böylece kaya kesme mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasına yardımcı olmaktır. Analizlerde doğrusal kesme deney setinde bulunan veri toplama ünitesinden 1 boyutlu (1D) elektronik sinyal olarak alınan kaya kesme deney verileri kuvvete dönüştürüldükten sonra kullanılmıştır. Variogram parametreleri olan etki mesafesi (range), sil ve külçe etkisi (nugget), çeşitli kesme koşulları (kama tipi keskiler, yanal açılar, kesme derinlikleri, etkileşimli ve etkileşimsiz kesme modları ve doğal taşlar) için GS+ bilgisayar programı ile hesaplanmıştır. Kesme performans parametreleri (ortalama normal ve kesme kuvvetleri, maksimum normal ve kesme kuvvetleri, spesifik enerji, optimum spesifik enerji, pasa irilik katsayısı ve optimum pasa irilik katsayısı) ile hesaplanan variogram parametreleri arasındaki ilişkiler incelenmiştir. İnceleme sonuçlarına göre, kesme performansı ile variogram parametreleri arasında anlamlı ilişkiler olduğu görülmüştür. Bu ilişkilerin keski ile kaya arasındaki etkileşimi ve kırıntı oluşum mekanizmasını da yansıttığı görülmüştür. İzafi olarak yumuşak kayaların variogram analizlerinde kesme kuvveti verilerinin, sert kayalarda ise normal kuvvet verilerinin kullanılması daha iyi ilişkiler verdiği ortaya konmuştur.

The main purpose of this thesis is to investigate the relationships between rock cutting performance parameters and variogram parameters found out by applying variogram analysis, which is one of the geostatistical methods, into experimental rock cutting data, which is known that they are regionalized variables, and thus, to help better understanding of rock cutting mechanisms. One dimensional (1D) electronic signals of rock cutting obtained from data acquisition system found on the linear rock cutting tests rig are used as input in the analyses after converting into force values. Variogram parameters of range, sill and nugget effect are estimated by using GS+ software for different cutting conditions (chisel type tools, sideways angles, depths of cut, unrelieved and relieved cutting modes and natural stone types). The relationships between cutting performance parameters (average normal and cutting forces, maximum normal and cutting forces, specific energy, optimum specific energy, coarseness index and optimum coarseness index) and estimated variogram parameters are analyzed. According to the results of the investigations, it is seen that there are meaningful relationships between cutting performance and variogram parameters. It is also seen that these relationships reflect the interaction between cutting tool and rock and mechanism of rock chipping. It is found out that cutting force data gives better relationships for relatively softer rocks, while normal force data gives better relationships for relatively harder rocks.