Dairesel maden kuyularında beton tahkimat kalınlığının parametrik sayısal analizler yardımıyla belirlenmesi
Determination by parametric numerical analysis of concrete support thickness in circular mine shafts
Yazar: SAID SHAHZADA HUSSAINI
Danışman: PROF. DR. İHSAN ÖZKAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Yeraltı maden ocaklarında kuyu duraylılığı çok önemlidir. Kuyu cidarında yapılacak olan tahkimat bunu sağlayabilmektedir. Bu tez çalışmasında, 9m çaplı ve 900m derinliğe ulaşan düşey bir kuyunun beton tahkimat kalınlıkları,  iki boyutlu sayısal analizler ile belirlenmiştir. Sayısal analizlerde farklı derinlik (Z), tek eksenli basma dayanımı (σci), kaya kütle sınıflama sistemi (M-RMR), kuyu kazısında patlatmaya dayalı çevre kayacın örselenme durumu (D) parametreleri kullanılmıştır. 9m çaplı kuyunun sırasıyla 100, 300, 500, 700 ve 900 metrelerinin her birinde M-RMR değerinin 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 olduğu durumlarda ve tek eksenli basma dayanımınları 25 MPa, 50 MPa, 75 MPa, 100 MPa koşulu altında ve ayrıca patlatmaya dayalı kuyu çevre kayaçlarında oluşan örselenme (D=0 ve D=0.5) durumuna bağlı sayısal analizler sonlu elemanlar yöntemini kullanan Phase2 programı ile yapılmıştır. Sonuç olarak parametrik bu çalışmada, toplam 400 senaryo analiz edilmiştir. Her bir senaryo için C20 sınıfı beton ile optimum beton tahkimat kalınlıkları (tc) belirlenmiştir. Phase2 yazılımından sırasıyla, en büyük asal gerilme (σ1), toplam yerdeğiştirme (U), kuyu çevre kayacında oluşan yenilen element sayısı ve yenilme bölgesi kalınlığı (ht) belirlenmiştir. Oluşturulan veri tabanı yardımıyla beton tahkimat tasarımı için bütünleyici 40 abak hazırlanmıştır. Kaya kütle sınıflama değerinin (M-RMR) bilinmesi durumunda; geliştirilen ilgili abak kullanılarak kuyu çevre kayacında yenilme bölgesi  kalınlığı (ht), beton tahkimat kalınlığı (tc) ve bu beton tahkimatın uygulanması sonucunda kuyu cidarında oluşacak yerdeğiştirme miktarı (U) belirlenebilmektedir. Ayrıca geliştirilen bütünleyici yaklaşımı ifade eden abaklarda yer alan grafiklerde sunulan (M-RMR) - ht ve (M-RMR) – U davranışlarını tanımlayan  matematiksel eşitlikler SPSS programı kullanılarak geliştirilmiştir.

Abstract:
Stability in underground shafts is very important. Shaft lining can supply it. In this study, the concrete support thicknesses of a vertical shaft of 9 m diameter and reaching a depth of 900 m were determined by 2D numerical analysis. In numerical analysis different depths (Z), uniaxial compressive strength (σci), rock mass classification system (M-RMR) and also the surrounding rocks situation based on blasting (D) parameters were used. In each of the nine-meter-diameter shafts has 100, 300, 500, 700 and 900 meters where the M-RMR value is 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 and the uniaxial compresive strength 25 MPa, 50 MPa, 75 MPa ve 100 MPa and also situation formed in shafts surrounding rocks based on blasting (D = 0 and D = 0.5) the numerical analysis were made by Phase2 software using finite elements method. As a result, in this parametric study, a total of 400 scenarios were analysis. The optimum thickness (tc) of concrete support with C20 class concrete have been identified for each scenario. The maximum  principal stresses (σ1), total diplacment (U), the number of yielded elements formed in the surrounding rocks and thickness of yielded region (ht) respectively were determined. Using Phase2 software 400 integrated charts were prepared. By data base to determine of concret support thickness If the rock mass classification value (M-RMR) is known the thickness of yielded surrounding rocks (ht), concrete support thickness (tc) the total of diplacment (U) to be formed in the shaft can be determined. Also, the mathematical models were developed by SPSS software for (M-RMR) vs ht and (M-RMR) vs U behaviors given in graphs presented in charts expressed the integrated approach.