Kayaçların yerinde ve laboratuvar ölçümleri ile belirlenen ısıl geçirgenlikleri arasındaki farklılıkların araştırılması
A research on differences between heat conductivities of rocks determined by in-situ measurements and measurements at laboratory
Yazar: GÖKHAN EROL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YAVUZ SELİM DURUTÜRK
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu araştırma kapsamında; kayaçların yerinde ve laboratuvarda gerçekleştirilen deneyler aracılığıyla belirlenen ısı iletim katsayıları arasındaki farklılıkların ve bu farklılıklara neden olan faktörlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda; öncelikle geniş kapsamlı bir literatür araştırması gerçekleştirilmiş ve bu konuda yapılan çalışmalar ayrıntılı bir şekilde irdelenmiştir.
Literatür araştırmasından elde edilen sonuçlar ışığında; öncelikle yeraltında ısıl iletkenlik ölçümlerinin gerçekleştirilebilmesi için uygun koşulları sağlayabilecek nitelikte bir yeraltı ocağının temin edilmesi gerekliliği doğrultusunda yapılan faaliyetler sonucunda, Yıldızlar Holding bünyesinde bulunan Rasih ve İhsan kurşun-çinko yeraltı maden ocağı model ocak olarak seçilmiştir. Model ocakta farklı derinliklerde ısıl iletkenlik ölçümleri gerçekleştirilmiş, tezin amacına hizmet edecek şekilde ocak havasının sıcaklık ve nem değerleri ölçülmüş, yerinde ölçümlerin gerçekleştirildiği bölgelerden aynı zamanda laboratuvar ölçümleri için de örnek numuneler alınmıştır. Örnek numuneler üzerinde MTA Genel Müdürlüğü laboratuvarlarında ısıl iletkenlik ölçümleri ve aynı zamanda ısı iletim katsayısının kayaçların fiziksel ve mineralojik özelliklerine bağlı olarak nasıl değiştiğinin ortaya konulabilmesi amacıyla sıcaklık, basınç, nem, su emme, kılcal su emme ve ultrasonik hız deneyleri gerçekleştirilmiştir.
Arazi ve laboratuvarda gerçekleştirilen deneylerden elde edilen sonuçlar uygun değerlendirme yöntemleri aracılığıyla değerlendirilmiş, söz konusu çalışma bölgesindeki kayaçlara ait yerinde ve laboratuvar ısı iletim katsayıları belirlenmiştir. Kayaçların ısı iletim katsayıları ile fiziksel ve mineralojik özellikleri arasındaki ilişkiler değerlendirilmiş ve sonuçlar çizelge ve grafikler halinde sunulmuştur. Sonuç olarak; kayaçların yerinde ve laboratuvar ısı iletim katsayıları arasında, kayaç türüne bağlı olarak 1,546-2,102 kat arasında değişen oranlarda farklılıklar olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Within the scope of this research; it is aimed to determine the differences between the heat transfer coefficients determined by in situ measurements and the laboratory measurements and the factors that cause these differences. For this purpose; a comprehensive literature search has been carried out and the studies previously carried out in this regard have been examined in detail. In the light of the results obtained from the literature research, and as a result of the activities carried out in the direction of the necessity of providing an underground oven which can provide suitable conditions for the underground thermal conductivity measurements to be carried out, Rasih ve İhsan lead-zinc underground mine, which is appurtenant to Yıldızlar Holding Company, was selected as a model quarry. Thermal conductivity measurements were performed at various depths in the model quarry, the temperature and humidity values of the quarry air were measured to serve the purpose of the thesis, and samples were taken for laboratory measurements from the areas where on-site measurements were carried out. Thermal conductivity measurements and temperature, pressure, humidity, water absorption, capillary water absorption and ultrasonic velocity tests were performed on the sample specimens in MTA General Directorate laboratories in order to determine how the heat transfer coefficient changes with the physical and mineralogical properties of the rocks.
The results obtained from the experiments carried out in the field and in the laboratory were evaluated by means of appropriate evaluation methods and In-situ and laboratory heat transfer coefficients for the rocks in the study area were determined. Relations between heat transfer coefficients and physical and mineralogical properties of rocks were evaluated and the results were presented in charts and graphs. As a result; It has been determined that there are differences between the rock heat transfer coefficients and the laboratory heat transfer coefficients, ranging from 1,546-2,102 times depending on the rock type.