Yeraltı linyit ocağındaki kiltaşlarının şişme davranışının incelenmesi

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.