Mekanize Kazı Makinalarının Seçiminde Küçük Boyutlu Kazı İle Tam Boyutlu Kazı Deneylerinin Karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada, mekanize kazı makinalarının (kademeli galeri açma makinaları, madenlerde kesici ve yükleciler vd.) verimliliklerinin önceden kestirilebilmesi için spesifik enerji değeri kullanılarak modeller geliştirilmiştir. Spesifik enerji (birim hacimdeki kayacı kesmek için gerekli olan enerji) değeri, mekanize kazı makinalarının verimliliğinin önceden tahmin edilmesinde, en geçerli yöntemlerden biridir. Bu değer, laboratuvarda tam ve küçük boyutlu kazı setlerinde kaya kesme deneyleri yapılarak elde edilmektedir. Bu amaçla, değişik fiziksel ve mekanik özelliklere sahip kayaçlar üzerinde, tam ve küçük boyutlu kazı seti kullanılarak, kaya kesme deneyleri yapılmıştır. Bu deneyler sırasında, keskilere gelen kuvvetler ve spesifik enerji değerleri her iki deney setinden de ölçülmüştür. İlaveten, kayaçların mekanik ve fiziksel özellikleri yapılmış, bunların her iki deney setinden elde edilen spesifik enerji değerleri ile olan ilişkileri istatiksel olarak analiz edilmiştir. Tam boyutlu kazı seti deneylerinin pahalı, her laboratuvarda bulunmaması ve tecrübeli personele ihtiyaç duyması nedeniyle, spesifik enerji değeri, kayaç özelliklerinden ve küçük boyutlu kazı setinden tahmin edilmiş, gerçeğe yakınlığı tam boyutlu kazı seti deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır.

In this study, the models are developed in order to predict the efficiency of mechanical excavators (Roadheaders, continuous miners, shearers etc.) by using two different laboratory specific energy values. Specific energy is defined as the amount of energy required to break a unit volume or weight of rock expressed in kWh/m3 or MJ/m3. This value can be derived from either small-scale or full-scale laboratory rock cutting experiments at different cut spacings and depths. For this purpose small-scale and full-scale (Linear cutting machines) rock cutting experiments were performed on rock samples obtained from 18 types of rocks (Sandstone, Mudstone, Shale, several Volcanic Rocks, Chromites, Trona, and Copper). Cutter forces acting on a cutter in three directions (the cutting force, the normal force, and the sideway force) and, specific energy values were measured during testing. In addition, all physical property testing were carried out and relationships between specific energy values obtained from two different tests and rock mechanical properties were analyzed using the method of least squares regression analysis. Statistical analyses suggest that specific energy values can be predicted from rock mechanical properties to select most efficient mechanical excavators.