Geliştirilen cerchar aşındırıcılık deney aletiyle kayaçların spesifik çizme enerjisinin araştırılması

Madencilik ve tünelcilikte kazı işleminin daha verimli ve ekonomik bir şekilde yapılabilmesi, kazı makinasının bilimsel yöntemlere dayanarak seçilmesiyle mümkün olmaktadır. Mekanize kazı makinalarının kazı hızlarının tahmin edilmesinde basit ve çok kullanılan, birim hacimdeki kayacı kazmak için gerekli olan enerji olarak da tarif edilen Spesifik Enerji (SE)'nin belirlenmesinde, tam ve küçük boyutlu kaya kesme setlerinden yararlanılmaktadır. Kazılacak formasyonun aşındırıcılık sınıfı o formasyonun kazısında kullanılacak olan makinanın seçiminde özellikle de makina üzerinde kazı işlemini gören keskilerin seçiminde etkili olan bir parametredir. Cerchar Aşınma İndeks (CAI) deneyi, mekanize kazıda keski tüketiminin tahmininin belirlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde performans tahmini ve keski tüketiminin kestirimi amacıyla, birim hacim kayacı kazmak için harcanan enerji olarak tarif edilen Spesifik Enerjiden yararlanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, mekanize kazıda keski tüketiminin tahmininde yaygın olarak kullanılan CAI deney aletinin yeniden tasarlanmasıyla, kayaçların aşındırıcılıklarının belirlenmesinin yanında, makina performansı tahmininde kullanılan Spesifik Enerji olarak adlandırılan parametreye benzer bir parametre olan Spesifik Çizme Enerjilerinin (SÇE) de hesaplanmasıdır. Böylece tek bir deney aleti kullanılarak tek bir deney sonucunda kayaçların hem CAI hem de SÇE değerleri elde edilebilecektir. Bu amaçla; CAI deney aleti geliştirilerek SÇE'nin laboratuvar koşullarında belirlenmesi için kolay, uygulanabilir ve pratik bir yöntem ve deney aleti geliştirilmiştir. Bu hedef doğrultusunda geliştirilen yeni deney aleti ile deney esnasındaki ucun örnek üzerinde yatay ve düşey yöndeki yer değiştirmeleri ile örneğe uygulanan yatay kuvvet (F) ölçülebilir hale gelmiştir. Örnek yüzeyinde deney sonucu oluşan yarığın hacminin (Q) hesaplanması ve bu iki değerin birbirine oranı (F/Q) ile projede ele alınan 16 farklı kayaç için SÇE değerleri belirlenmiştir. Aynı zamanda bu kayaçların yoğunluk gibi fiziksel özellikleri, σc, σt gibi mekanik özellikleri, DRI, CAI ve ESD gibi bazı indeks değerleri elde edilmiştir. Aynı kayaçlar için ayrıca iki farklı SE değeri elde edilmiştir. Bunlardan biri ampirik bağıntıdan elde edilirken diğeri İTÜ Maden Mühendisliği Bölümü Kazı Mekaniği Laboratuvarında yapılan kesme setlerinden elde edilmiştir. Yapılan tüm bu deney verileri istatistiksel olarak irdelenmiş ve SÇE ile aralarındaki ilişkilere bakılmıştır. İstatistiksel değerlendirme sonucu elde edilen korelasyon matrisine bakıldığında SÇE ile SEPLCM, DSK, ESD, SJ arasında yüksek, SÇE ile E ve CAIM arasında orta, SÇE ile diğer parametreler arasında ise zayıf veya çok zayıf ilişki olduğu görülmüştür. SÇE ve diğer değişkenler arasındaki ilişkiler basit regresyon (tek değişkenli) analizi ile de irdelenmiş olup SÇE ile SEPLCM, DSK, SJ ve ESD arasında determinasyon katsayısı yüksek, SÇE ile CAIM ve E arasında ise determinasyon katsayıları düşük ilişkiler elde edilmiştir. SÇE'nin gerçekte birçok parametreye bağlı olarak değiştiği düşünüldüğünden deneylerden elde edilen veriler çoklu regresyon modellemesi ile de değerlendirilmiş olup determinasyon katsayısı yüksek ve istatistiksel olarak anlamlı olan modeller elde edilmiştir.