Granitik kayaçların fiziko-mekanik ve mineralojik özelliklerinin patlatılabilirliğe etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of physico-mechanical and mineralogical properties on the blastability of granitic rocks
Yazar: ORKUN KANTARCI
Danışman: PROF. DR. AYHAN KESİMAL
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışmada 5 farklı granit kayacından (İkizdere Mavi ve Sarı, Hayrat Sarı ve Gri ve Harşit) alınan karot numunelerinin fiziksel (yoğunluk, birim hacim ağırlık, görünür porozite, ağırlıkça su emme), mekanik (tek eksenli basınç dayanımı (TEBD), üç eksenli basınç dayanımı (ÜEBD), dolaylı çekme dayanımı (DÇD) ve ultrasonik P-dalga hızı (Vp)) testleri gerçekleştirilmiş, kayaçların mineralojik analizleri yapılmış ve granitik kayaçların fiziko-mekanik ve mineralojik özelliklerinin patlatılabilirliğe etkisi incelenmiştir. Ayrıca bu parametrelerle mineralojik analiz sonuçları istatistiksel (normal dağılım analizi, korelasyon, regresyon ve uyum analizi) olarak değerlendirilmiştir. Kayaçların mineral içeriklerinin mekanik parametrelere etkisi değerlendirildiğinde, TEBD, DÇD, Vp ve  plajiyoklaz ile ve c, mafik mineral ile pozitif yönlü kuvvetli bir ilişkiye sahipken TEBD, c ve Vp kuvars ile, DÇD ve  alkali feldispat ile negatif yönlü kuvvetli bir ilişkiye sahiptir. Fiziksel özellikler olan görünür porozite alkali feldispat ve kuvars ile, yoğunluk mafik mineral ile pozitif yönlü kuvvetli bir ilişki gösterirken görünür porozite plajiyoklaz ile negatif kuvvetli ilişki sağlamıştır. İncelenen farklı parametreler kullanılarak gerçekleştirilen regresyon analizleri sonucunda genel olarak oldukça güçlü ilişkilere (R2>0,700) sahip eşitlikler elde edilmiştir. Bu eşitlikler 5 farklı patlatılabilirlik indeksine göre incelenmiş ve yapılan uyum analizlerinin sonuçları modellerin oldukça başarılı olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, kayaçların mineralojik bileşimlerinin patlatılabilirlik parametrelerine önemli etkisinin olduğu ve minerallerin dikkate alınması durumunda daha düşük özgül şarj değerlerine ulaşılmaktadır.

Abstract:
In this study, physical (density, unit weight, apparent porosity, water absorption by weight) and mechanical (uniaxial compressive strength (UCS), triaxial compressive strength (TCS), indirect tensile strength (ITS) and ultrasonic pulse velocity (Vp)) tests of core samples prepared from five different granite rocks (İkizdere Mavi and Sarı, Hayrat Sarı and Gri and Harşit) were performed, the mineralogical contents of rocks were analyzed and the effect of physico-mechanical and mineralogical properties on the blastability of rocks was investigated. These parameters and mineralogical properties were also interpreted by statistical analyses. When the effect of mineral contents of rocks was evaluated, UCS and Vp have a positively strong relation (PSR) with plagioclase (P) while, there is a negatively strong relation (NSR) between quartz (Q) and those parameters, ITS, and  have a PSR with P, whilst, there is a NSR between alkali feldispar (AF)-ITS and AF-. Moreover, c has a PSR with mafic mineral (MM) and has a NSR with Q. The apparent porosity, which is a physical property, has a PSR with AF and Q, while, there is a similar relation between density and MM. The density also contacts a NSR with P. As a result of the regression analyses realized using different parameters examined, the equations having considerably strong relations (R2>0.700) were obtained. These equations were analyzed with reference of five different blastability indexes and the results of goodness of fit demonstrated that the models are substantially successful. As a result of, the mineralogical compositions of the rocks have a significant effect on the blastability parameters and when the minerals are taken into consideration, lower specific charge values are reached.