6. International Conference on Material Science and Technology (IMSTEC 2021), Nevşehir, Turkey, 26 - 28 November 2021, pp.304-309
Rock drilling is
performed in construction and mining works for creating voids in rock,
excavating rock material and mostly blasting. The main purpose of drilling is
to create a cavity in which explosive material can be placed by applying
mechanical energy to the rock. The difficulty and ease of drilling depends on
the rock's resistance to drilling. This resistance varies according to the physical
and mechanical properties of the rocks. The drillability of rocks is expressed
as the ratio of the hole size to the duration of the drilling process as a
result of the studies carried out in the field or laboratory environment. Rock
drillability can also be determined by drilling rate index (DRI) values determined
based on the values obtained from the fragility test (S20) and
Sievers miniature drilling tests (SJ) in the laboratory environment. However,
the sample preparation processes of the samples to be used in the brittleness
test and miniature drilling test methods are very laborious and time-consuming.
In this case, it makes it difficult to determine the DRI values. For these
reasons, as in estimating many physical and mechanical properties, it is
estimated by indirect test methods, which are easier to determine/measure and
give fast results, with rock properties. Within the scope of this study, the
DRI values of the rocks were tried to be estimated by using the Shore, Schmidt
and Leeb hardness values of 11 different carbonate origin rocks and indirect
methods such as point load strength index and ultrasound wave velocity. Relationships
between DRI values and values obtained from indirect experimental methods were
examined by simple regression analysis. It was determined that there was a
higher correlation (r = 0.96) between Leeb hardness value and DRI values compared
to other indirect methods, albeit relatively. It has been shown that DRI values
of rocks can be estimated quickly, practically and economically with Leeb
hardness values before drilling works.
Kayaçları delme işlemi, inşaat ve madencilik
işlerinde kayada boşluk oluşturma, kaya malzemesini kazma ve çoğunlukla
patlatma işlemi için gerçekleştirilir. Delme işleminin temel amacı, kayaya
mekanik enerji uygulayarak içine patlayıcı madde konulabilecek bir boşluk
oluşturmaktır. Delme işleminin zorluğu ve kolaylığı kayacın delinmeye karşı
gösterdiği dirence bağlıdır. Bu direnç kayaçların fiziksel ve mekanik
özelliklerine göre değişmektedir. Kayaçların delinebilirlikleri, arazide ya da
laboratuvar ortamında gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda delik boyunun delme
işleminin süresine oranı ile ifade edilmektedir. Kayaç delinebilirliği
laboratuvar ortamında kırılganlık deneyi (S20) ve Sievers minyatür
delme deneylerinden (SJ) elde edilen değerlere bağlı olarak belirlenen delme oranı
indeks (DRI) değerleri ile de belirlenebilmektedir. Ancak kırılganlık deneyi ve
minyatür delme deney yöntemlerinde kullanılacak numunelerin, numune hazırlama
işlemleri oldukça zahmetli ve zaman almaktadır. Bu durumda DRI değerlerinin
belirlenmesini güçleştirmektedir. Bu nedenlerden dolayı birçok fiziksel ve
mekanik özelliğin tahmininde olduğu gibi belirlenmesi/ölçülmesi daha kolay
olan, hızlı sonuç veren dolaylı deney yöntemleri ile kayaç özellikleri ile
tahmin edilmektedir. Bu çalışma kapsamında da 11 farklı karbonat kökenli
kayacın Shore, Schmidt ve Leeb sertlik değerleri ile nokta yükü dayanım indeksi
ve ultrases dalga hızı gibi dolaylı yöntemler kullanılarak kayaçların DRI
değerleri tahmin edilmeye çalışılmıştır. DRI değerleri ile dolaylı deney yöntemlerinden
elde edilen değerler arasındaki ilişkiler basit regresyon analizleri ile
incelenmiştir. Nispeten de olsa diğer dolaylı yöntemlere göre Leeb sertlik
değeri ile DRI değerleri arasında daha yüksek korelasyonlu (r = 0,96) ilişkinin
olduğu belirlenmiştir. Delme çalışmaları öncesinde kayaçların DRI değerlerinin,
Leeb sertlik değerleri ile hızlı, pratik ve ekonomik olarak tahmin
edilebileceği ortaya konmuştur.