Genişleme parçalı mekanik ankrajlı kaya cıvatalarının gerilme - deformasyon karakteristiğinin belirlenmesi
Determination the stress - strain characteristic of expansion shell mechanically anchored rockbolts
Yazar: CRISTIAM CAMILO VELEZ BALLESTEROS
Danışman: DOÇ. DR. ERCAN EMİR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Son otuz yıldır, yeraltı madenciliğinde kaya cıvatası kullanımı giderek artmaktadır. Dünya çapındaki deneyim (Avustralya, Şili, Kanada, Güney Afrika, İsveç ve ABD) kaya cıvatalarının statik ve dinamik koşullardaki yükler için kullanımının uygun olduğunu kanıtlamaktadır.
Kaya cıvataları genellikle zor zemin koşullarının olduğu çetin madencilik şartlarında kullanılır ve kaya cıvataları yüksek gerilime maruz kalabilir. Kaya cıvatası üzerindeki gerilmeler cıvatanın dayanımını aştığında, kaya cıvatası yenilmesi meydana gelir. Kaya cıvatası yenilmesi ya çekme yenilmesi ya makaslama yenilmesi ya da cıvata ankraj sistemi (reçine ya da mekanik ankraj) yenilmesiyle gerçekleşebilir. Bu nedenle, tüm cıvatalar özelliklerinden ve performanslarından emin olmak için test edilmelidir.
Bu araştırmada eksenel gerilmeye maruz kalan genişleme parçalı kaya cıvatalarının gerilme-deformasyon özelliklerinin bir performans incelemesi sunulmuş olup, kaya cıvataları yerleştirildiğinde kazı sınırlarının benzetimi kaya ve zemin 2 boyutlu sayısal analiz programı (RS2) kullanılarak modellenmiştir. Bu çalışma Polkowice-Sieroszowice bakır madeni için uygulanmıştır. Bu maden Aşağı Silezya-Polonya'da Polkowice kasabasının batısında yer almaktadır.
İki cıvata test edilmiş, sonuçta cıvataların 371 MPa ve 469 MPa'da yenilmeye uğradığı belirlenmiştir. Kazı modellemesine göre de, kazı açıklığı çevresine cıvata yerleştirildikten sonra eksenel gerilmeye dayanabilecekleri ve yenilmeye uğramayacakları sonucuna varılmıştır.

Anahtar kelimeler: Kaya cıvatası, gerilme, deformasyon, sayısal modelleme, kaya tahkimatı.

Abstract:
During the last three decades, the use of rock bolts of underground mine has been increasing steadily. The worldwide experience (Australia, Chile, Canada, South Africa, Sweden, and USA) provides evidence of rock bolt supports being used for loads under both static and dynamic conditions.
Rock bolts are used in the harsh mining environment where there are often difficult ground conditions and rock bolts can be subjected to high stress when the stresses on the rock bolt exceeds the strength of the bolt, then rock bolt failure does occur. Rock bolt failure can occur either by tensile failure, or by shear failure, or by failure of the bolt anchor system (resin or mechanical anchor). Therefore all bolt must be tested to ensure their specifications and performance.
In this study a performance study of the stress-strain characteristics of expasion rock bolts subjected to axial stress is presented, a simulation of the excavation boundaries when rock bolts are installed, it was modelled using rock and soil 2-dimensional analysis program (RS2). This study was applied in Polkowice-Sieroszowice copper mine. This mine is located to the west of the town of Polkowice, in Lower Silesia-Poland.
Two bolts was tested, finally the bolts failed at 371 MPa and 469 MPa, respectively. According to excavation modelling it was concluded that after bolt installed in the excavation, they will withstand the axial stress and they will not fail

Keywords: Rockbolts, stress, strain, numerical modeling, rock support.