Macun dolgu uygulamasında fiziksel ve mekanik özellikler arasındaki ilişkilerin incelenmesi
Investigation of the relationship between physical and mechanical properties of paste backfill applications
Yazar: BEHZAD AGHATABAY
Danışman: PROF. DR. ATAÇ BAŞÇETİN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Maden İşletme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Son yıllarda cevher hazırlama tesisi artıklarının depolanması sırasında yaşanan çevresel problemlerden dolayı, bu artık malzemelerin yeraltında macun dolgu malzemesi olarak kullanımında büyük bir artış görülmektedir. Yeraltında oluşturulan boşluklara doldurulan bu macun malzeme, genellikle tesis artığının (pülpte katı oranı, PKO %70-%85), çimento (katının ağırlıkça %3-%9'i kadar) ile karışımından oluşmakta ve macun malzemenin dayanım değeri ise karışımda kullanılan bu malzeme oranlarına bağlı olmaktadır. Macun dolgu sistemi, artıkların yeraltında depolanabilmesinin yanı sıra tavan yüklerine bağlı göçüklere karşı da destek görevini üstlenmektedir. Dolayısıyla oluşturulan macun malzemenin zamana bağlı olarak alacağı maksimum dayanım değeri önem kazanmaktadır. Oluşturulan macun dolgu karışımı tavan tahkimatı sağlaması amacıyla istenilen minimum 4 MPa'lık dayanım şartını sağlamalı ve karışım maliyeti minimum olmalıdır. Bu nedenle en uygun çimentolu macun malzeme oranının çalışma sahası şartlarına göre belirlenmesi amaçlanmıştır. 
Bu kapsamda, CEM I PÇ 42,5 çimento %3, %5, %7, %9 ve %11 oranlarında sırasıyla %80 PKO'ya göre karıştırılarak macun dolgu malzemesi hazırlandı ve 50mm çapında 100mm yüksekliğindeki silindir kalıplara döküldü. Daha sonra kür sürelerinin etkisininde ortaya konulması amacıyla hazırlanan macun malzeme silindir numuneleri 3,7,14 ve 28 günlük kür sürelerinin sonunda tek eksenli basma dayanımı testine tabi tutuldu. Karışımlarda Kastamonu/Küre Bakır madeni artıkları kullanılmıştır. Ayrıca bu çalışmada numunelere kırılmadan önce pundit deneyi yapılarak ultrasonik dalga hızı parametresi ile tek eksenli basma dayanımı arasındaki ilişki değerlendirilecektir. Bu çalışmaya göre sülfür içerikli bakır madeni artığının optimum karışım oranları (artık, çimento ve su) macun dolgu için belirlenmiştir.
Bu tez çalışmasında sonuç olarak karışım oranları içerisinde maliyet düşünüldüğünde %5 çimentolu dolgu karışımı optimum karışım oranıdır. Tavanı tutma özelliği istenen yeraltı işletmelerde ise ( > 4MPa dayanım) %11 oranında çimentolu karışım uygun olmaktadır.
Sonuç olarak, Türkiye madencilik sektörünün en önemli sorunlarından biri olan artıkların depolanabilirliği konusu, bu tez çalışması ile hedeflenmiştir.

Abstract:
In recent years, mineral processing tailings during deposition used has created many environmental problems. Nowadays these tailing materials used as a cement paste backfilled material has increased tremendously in the tailing dispose process. This paste material filled in underground voids usually consists of mixture of cement (3-9% by weight), tailings (solid ratio, 70-85%).Whereas strength values of the paste material used depends on the proportion of these materials used in the mixture because of the fact that  Paste backfill materials played an important role in the underground supporting system.  For a cement paste Backfilled system the maximum strength gained over time is also an important factor under consideration. Paste backfill formed should bear at least a strength of 4MPa for underground support in the meantime the cost of the paste backfill should be minimum and affordable. For all these reasons mentioned above it is important to determine the ratio of the cement paste materials used.
 In this study, paste backfill material used was prepared by mixing CEM I PC, 42.5 cement with 80% solid ratio and pour cylinder molds with a diameter of 50mm and a height of 100mm. The paste material samples prepared was exposed to the effects of the curing time process and was subjected to the uniaxial compression strength test at the end of the 3,7,14, and 28 days of curing times. Kastamonu/Küre copper mine tailings used in the mixture and their physical and chemical properties used was revealed before this mixture was prepared, in addition to it in this study the relationship between uniaxial compression strength and ultrasonic P-wave was evaluated as well. Accordingly by determining the optimum mixing ration of the sulfur containing copper tailing mining it will be possible to reliably use this underground supporting system in the mines. 
As a result, when the cost is considered within the mixing ratios, the optimum mix ratio is 5% cement paste mixture. In the underground mining for underground supporting system  (> 4 MPa strength) 11% ratio cement paste mixture is suitable.
As a result the aim of this project to enable the effective evaluation of the most important problems of mining industry in Turkey.